Химията на въглехидратите

Въглехидратите или захаридите са най-изобилният клас на биомолекули. Въглехидратите се използват за съхранение на енергия, въпреки че те обслужват и други важни функции. Това е преглед на въглехидратната химия, включително разглеждане на видовете въглехидрати, техните функции и класификацията на въглехидратите.

Всички въглехидрати съдържат еднакви три елемента, независимо дали въглехидратите са прости захари, нишестета или други полимери. Тези елементи са:

• въглероден (° С)
• водород (Н)
• кислород (O)

Различните въглехидрати се образуват от начина, по който тези елементи се свързват помежду си и броя на всеки тип атом. Обикновено съотношението на водородните атоми към кислородните атоми е 2: 1, което е същото като съотношението във вода.

Думата "въглехидрати" идва от гръцката дума sakharon, което означава "захар". В химията въглехидратите са общ клас на прости органични съединения. Въглехидратът е алдехид или кетон, който има допълнителни хидроксилни групи. Наричат ​​се най-простите въглехидрати

Два монозахарида се свързват заедно, за да образуват a дизахарид. Назовават се монозахариди и дизахариди захари и обикновено имат имена, завършващи с наставката -ose. Повече от два монозахарида се свързват, образувайки олигозахариди и полизахариди.

При ежедневна употреба думата "въглехидрати" се отнася до всяка храна, която съдържа високо ниво на захари или нишесте. В този контекст въглехидратите включват трапезна захар, желе, хляб, зърнени храни и тестени изделия, въпреки че тези храни могат да съдържат други органични съединения. Например зърнените храни и тестените изделия също съдържат някакво ниво на протеин.

Въглехидратите изпълняват няколко биохимични функции:

• Монозахаридите служат като гориво за клетъчния метаболизъм.
• Монозахаридите се използват в няколко реакции на биосинтеза.
• Монозахаридите могат да бъдат превърнати в спестяващи пространство полизахариди, като гликоген и нишесте. Тези молекули осигуряват запаметена енергия за растителни и животински клетки.
• Въглехидратите се използват за образуване на структурни елементи, като хитин при животни и целулоза в растенията.
• Въглехидратите и модифицираните въглехидрати са важни за оплождането, развитието, кръвосъсирването и функцията на имунната система.

• Монозахариди: глюкоза, фруктоза, галактоза
• дизахариди: захароза, лактоза
• Полизахариди: хитин, целулоза

За класифициране на монозахаридите се използват три характеристики:

• Брой въглеродни атоми в молекулата
• Местоположение на карбонилната група
• Най- хирални на въглехидратите
• Алдоза - монозахарид, в който карбонилната група е алдехид
• кетон - монозахарид, в който карбонилната група е кетон
• триос - монозахарид с 3 въглеродни атома
• тетроза - монозахарид с 4 въглеродни атома
• пентоза - монозахарид с 5 въглеродни атома
• хексоза - монозахарид с 6 въглеродни атома
• алдохексозните - 6-въглероден алдехид (например глюкоза)
• Aldopentose - 5-въглероден алдехид (например рибоза)
• Ketohexose - 6-въглеродна хексоза (например фруктоза)

А монозахарид е D или L, в зависимост от ориентацията на асиметричния въглерод, разположен най-отдалечено от карбонилната група. В D захар хидроксилната група е отдясно на молекулата, когато е написана като проекция на Фишер. Ако хидроксилната група е отляво на молекулата, това е L захар.