KARBOHİDRATLAR Yrd. Doç. Dr. Osman İBİŞ
Karbohidratlar (CHO) şeker, nişasta, glikojen ve selüloz olarak canlılar aleminde en geniş yeri kaplayan makromoleküllerdir. İnsanlar, hayvanlar ve mikroorganizmalar kalorilerinin büyük kısmını nişasta ve şekerden sağlarlar. Yeşil bitkiler ise güneş ışığını kullanarak su ve CO2 den karbohidratları sentez ederler. CHO lar enerji veren besin maddeleri olarak görev yaparken aynı zamanda bakteri ve bitkilerde hücre duvarı, hayvanlar aleminde ise hücre zarı yapısında yer alırlar.
Şekilde görüldüğü gibi karbonhidratlar birden fazla hidroksil (OH) grubu içeren aldehit veya ketonlardır. CHO lar hidrolize olunca polihidroksi aldehit veya ketonları meydana getirirler. Bunlara karbohidrat denmesinin nedeni C atomunun oksijen ve hidrojen ile belli bir oranda bulunmasıdır. C:H:O 1:2:1 oranındadır.
Hayvansal ve bitkisel dokularda yaygındır. Başlıca bitkisel polisakkaritler sellüloz ve nişastadır. CHO lar bitkide nişasta şeklinde depo edilir. CHO ların hayvansal dokulardaki depo yeri karaciğerdir. Kanda bulunan yegane CHO glikozdur. Organizmaya glikoz lazım olduğu zaman, karaciğer glikojeni parçalanarak glikoz halinde kana ve diğer dokulara gider. Glikoz eşikli bir maddedir. Kandaki düzeyi renal eşik düzeyini aşarsa idrarla atılmaya başlar.
Karbohidratların organizmadaki başlıca görevleri şunlardır: 1- Yakıt ve enerji maddesidirler. 2- Parçalanma ürünleri ile oksidasyon olayları üzerinde uyarıcı etki yaparlar. 3- Karbohidrat olmayan maddelerin teşekkülü için gereklidirler. 4- Vücudun yapısına giren nükleoprotein, glikoprotein gibi bazı önemli maddelerin teşekkülü için elzemdir.
Karbohidratların fosfatlı esterlerine aktif karbohidratlar denir. Karbohidratlar barsaklarda monosakkaritlere kadar parçalandıktan sonra emilirler. Monosakkaritlerin kullanılabilmesi için hücrede maruz kalmaları şart olan ilk reaksiyon FOSFORİLASYON dur. En basit CHO lar gliseraldehit ve dihidroksiaseton fosfattır.
Aldehit grubu taşıyan şekerlere ALDOZ, Keton grubu taşıyan şekerlere KETOZ denir. Bu gruplardan herhangi birisini serbest olarak taşıyan şekerler indirgeyici özelliğe sahiptir.
Monosakkaritler taşıdıkları C atomu sayısına göre isimlendirilirler. 2 C ise dioz 3 C ise trioz 4 C ise tetroz 5 C ise pentoz 6 C ise heksoz 7 C ise heptoz adını alırlar.
Hem taşıdığı indirgeyici grup ve hem de C atomu sayısı belirtilmek istenirse şöyle söylenir: Aldehit grubu ve 5C taşıyorsa ALDOPENTOZ veya Keton grubu ve 6C taşıyorsa KETOHEKSOZ gibi.
Aynı C atomu sayısına sahip fakat aldehit yerine keton grubu taşıyan bir monosakkarit şöyle isimlendirilir: C sayısı Aldozu Ketozu 3 trioz Gliseraldehit Dihidroksiaseton 4 tetroz Eritroz Eritruloz 5 Pentoz Riboz Ribuloz Ksiloz Ksiluloz 6 Heksoz Glikoz Fruktoz (levüloz) 7 Heptoz - Heptuloz (sedoheptuloz)
Fizyolojik önemi olan monosakkaritler riboz, ksiloz, glikoz, fruktoz, mannoz ve galaktozdur. Bunlardan ilk ikisi aldopentoz (riboz, ksiloz) geri kalanı (gikoz, mannoz, galaktoz) fruktoz hariç aldoheksozdur. Fruktoz ise ketoheksoz dur. Önemli aldoheksozlardan glikoz, galaktoz ve mannoz kapalı formülleri aynı olduğu halde açık formülleri farklıdır. Çünkü C atomlarına bağlı hidrojen ve hidroksil gruplarının uzaydaki dizilişleri (buna KONFİGÜRASYON denir) itibariyle farklıdırlar.
Bir C atomunun 4 bağına da farklı atom veya atom grupları bağlanırsa buna ASİMETRİK C ATOMU denir. Ör:
Bu 2C atomu birbirinin ayna hayalidir. Birbiri üzerine çakıştırılamazlar. Bu şekilde birbirine benzeyen fakat sahip oldukları asimetrik C atomundan dolayı farklı diziliş gösteren hipotetik 2 bileşiğe Geometrik izomerler = stereoizomerler = enantiomerler denir. Bir bileşikteki asimetrik C atomu sayısı bilinirse o bileşiğin stereoizomer sayısı da bilinir. Bunun için 2n formülü kullanılır. n: asimetrik C atomu sayısını gösterir.
Sakkaroz, trehaloz tip bağ içerir.
Maltoz, maltoz tip bağ içerir.
Laktoz, maltoz tip bağ içerir.