كيمياء الكربوهيدرات

الكربوهيدرات ، أو السكريات ، هي الفئة الأكثر وفرة من جزيئات حيوية. تستخدم الكربوهيدرات لتخزين الطاقة ، على الرغم من أنها تخدم وظائف مهمة أخرى أيضًا. هذه نظرة عامة على كيمياء الكربوهيدرات ، بما في ذلك نظرة على أنواع الكربوهيدرات ووظائفها وتصنيف الكربوهيدرات.

تحتوي جميع الكربوهيدرات على نفس العناصر الثلاثة ، سواء كانت الكربوهيدرات عبارة عن سكريات بسيطة أو نشا أو غيرها البوليمرات. هذه العناصر هي:

• كربون (ج)
• هيدروجين (ح)
• الأكسجين (س)

تتشكل الكربوهيدرات المختلفة من خلال طريقة ارتباط هذه العناصر ببعضها البعض وعدد كل نوع من الذرات. عادة ، تكون نسبة ذرات الهيدروجين إلى ذرات الأكسجين 2: 1 ، وهي نفس النسبة في الماء.

تأتي كلمة "كربوهيدرات" من الكلمة اليونانية صخرونوهو ما يعني "السكر". في الكيمياء ، الكربوهيدرات هي فئة مشتركة من مركبات عضوية بسيطة. الكربوهيدرات هي ألدهيد أو كيتون به مجموعات هيدروكسيل إضافية. تسمى أبسط الكربوهيدرات السكريات الأحادية، والتي لها البنية الأساسية (C · H₂س)_نحيث n ثلاثة أو أكبر.

يربط اثنان من السكريات الأحادية معًا لتشكيل سكر ثنائي. تسمى السكريات الأحادية وثنائية السكريات

في الاستخدام اليومي ، تشير كلمة "كربوهيدرات" إلى أي طعام يحتوي على نسبة عالية من السكريات أو النشا. في هذا السياق ، تحتوي الكربوهيدرات على سكر المائدة والهلام والخبز والحبوب والمعكرونة ، على الرغم من أن هذه الأطعمة قد تحتوي على مركبات عضوية أخرى. على سبيل المثال ، تحتوي الحبوب والمعكرونة أيضًا على مستوى معين من البروتين.

تخدم الكربوهيدرات العديد من الوظائف البيوكيميائية:

• تعمل السكريات الأحادية كوقود لعملية التمثيل الغذائي الخلوي.
• تستخدم السكريات الأحادية في العديد من تفاعلات التخليق الحيوي.
• يمكن تحويل السكريات الأحادية إلى السكريات الموفرة للمساحة ، مثل الجليكوجين والنشا. توفر هذه الجزيئات الطاقة المخزنة للخلايا النباتية والحيوانية.
• تستخدم الكربوهيدرات لتكوين عناصر هيكلية ، مثل الكيتين في الحيوانات والسليلوز في النباتات.
• الكربوهيدرات والكربوهيدرات المعدلة مهمة لتخصيب الكائن الحي وتطوره وتجلط الدم ووظيفة جهاز المناعة.

• السكريات الأحادية: الجلوكوز ، الفركتوز ، الجالاكتوز
• السكاريد: سكروز ولاكتوز
• السكريات: الكيتين ، السليلوز

يتم استخدام ثلاث خصائص لتصنيف السكريات الأحادية:

• عدد ذرات الكربون في الجزيء
• موقع مجموعة الكربونيل
• ال شيريليتي من الكربوهيدرات
• Aldose - السكريات الأحادية التي تكون فيها مجموعة الكربونيل ألدهيد
• كيتون - السكريات الأحادية التي تكون فيها مجموعة الكربونيل كيتون
• تريوز - السكريات الأحادية مع 3 ذرات كربون
• التتروز - السكريات الأحادية مع 4 ذرات كربون
• بنتوز - السكريات الأحادية مع 5 ذرات كربون
• Hexose - السكريات الأحادية مع 6 ذرات كربون
• ألدهكسوز - ألدهيد 6 كربون (مثل الجلوكوز)
• ألدوبينتوز - ألدهيد 5-كربون (مثل الريبوز)
• Ketohexose - 6 سداسي كربون (مثل الفركتوز)

أ السكريات الأحادية هو D أو L ، اعتمادًا على اتجاه الكربون غير المتماثل الموجود على أبعد مسافة من مجموعة الكربونيل. في السكر D ، تكون مجموعة الهيدروكسيل على يمين الجزيء عند كتابتها كإسقاط فيشر. إذا كانت مجموعة الهيدروكسيل على يسار الجزيء ، فهو سكر L.