Karbonhidratlar

Karbonhidratlar, aktif aldehit ya da keton grubuna sahip olan ya da hidroliz edildiklerinde bu maddeleri veren polihidroksi alkollerdir. Genel formülü Cn(H2O)n olup hidratlanmış karbon olarak da bilinirler.

Karbonhidratlar, oganizmanın başlıca enerji kaynağıdırlar. Vücutta enerji deposu olarak görev yaparlar. Hücreler arası iletişimi sağlayan hücre zarının yapısında yer alırlar. anlılarda yapısal ve destekleyici bileşikler halinde bulunurlar. DNA, RNA ve ATP’nin bünyesinde bulunurlar. Lipitlerin, bazı amino asitlerin, glikolipitlerin, glikoproteinlerin ve proteoglikanların öncül molekülleridirler.

Karbonhidratlar başlıca; 1) Monosakkaritler, 2) disakkaritler/oligosakkaritler ve 3) polisakkaritler olmak üzere üç ana gruba ayrılırlar.

Monosakkaritlerin, düzlemsel yapıları Fischer projeksiyonu ile gösterilir. Monosakkaritlerin C atomları; aldozlarda aldehit grubundaki C atomundan ve ketozlarda keton grubundaki C atomundan başlanarak numaralandırılır. Monosakkaritin düzlemsel yapısında en altta bulunan C atomundaki –OH grubu primer alkol grubu olarak adlandırılır.

Dört farklı grubun bağlı olduğu C atomuna asimetrik C atomu diğer adıyla kiral karbon atomu denir. Asimetrik karbon atomu taşıyan bileşikler optikçe aktif bileşikler olarak adlandırılır. Optikçe aktif bileşikler polarize ışığı sağa ya da sola çevirirler ve bu bileşiklerin ayna görüntüleri üstüste çakışmaz.

Optikçe aktif bir monosakkaritin izomer sayısı 2 n’e eşit olup n moleküldeki asimetrik karbon atomunun sayısıdır. En basit aldoz olan gliseraldehitte 1 adet asimetrik C atomu olduğundan optikçe aktif izomer sayısı 2 1= 2 olup bunlar; D - gliseraldehit ve L -gliseraldehittir.

Monosakkaritler sulu ortamda halkasal yapıda bulunurlar ki bu yapı aldozlarda hemiasetal yapı, ketozlarda hemiketal yapı olarak adlandırılır. Monosakkaritlerin halkasal yapılarını göstermek için Haworth projeksiyonu kullanılır.

Hemiasetal yapıda monosakkaritin aldehit grubu ile alkol grubu bağlanarak halka formu oluşur. Hemiketal yapıda monosakkaritin 2. C atomuna bağlı karbonil grubu ile alkol grubu bağlanarak halka formu oluşur. Monosakkarit 6C’lu ise piranoz halkası, 5C’lu ise furanoz halkası olarak adlandırılır.

Monosakkaritlerin hemiasetal ve hemiketal formlarında, 1. C atomu da asimetrik özellik kazanır ki bu C atomuna anomerik C atomu denir. Birbirlerinden sadece anomerik karbondaki konfigürasyon bakımından farklı anomerler α-ve β-olarak ifade edilirler.

Organizmada başlıca monosakkarit türevleri; şeker fosfatları, amino şekerler, deoksi şekerler, şeker asitleri ve şeker alkolleridir.

En bilinen disakkaritler; tahıllarda ve baklagillerde bulunan maltoz, şeker pancarı ve şeker kamışında bulunan sakkaroz ve sütte bulunan laktozdur.

Glikojen, nişasta, selüloz, dekstran, agar, inulin, pektin ve kitin homopolisakkaritlerdir. Glikozaminoglikanlar, proteoglikanlar, glikoproteinler, glikolipitler ve peptidoglikanlar heteropolisakkaritlerdir.

Nişasta, bitkilerin depo homopolisakkaritidir.

Glikojen, hayvansal organizmanın depo homopolisakkaritidir.

Selüloz bitki hücre duvarının önemli bir yapısal polisakkaritidir.

Sülfatlanmamış olan glikozaminoglikan hyaluronik asittir. Sülfatlanmış glikozaminoglikan ailesinin en bilinen üyeleri; kondroitin sülfat, dermatan sülfat, keratan sülfat, heparin ve heparan sülfattır.

Proteoglikanlar; betaglikan, biglikan, serglisin, sindekan, perlekan, agrekan, versikan, dekorin ve fibromodulindir.

Kan grubu maddelerinde ve çeşitli dokularda bulunan glikoproteinler önemli biyolojik fonksiyonlara sahiptirler.

Galaktozilseramid beyinde bulunan önemli bir glikosfingolipittir.

Peptidoglikanlar, bakteri hücre duvarına sağlamlık ve direnç kazandırır.