Carbohydrate化物分子
炭水化物は、単糖類、二糖類、多糖類の三つのサブタイプに分類される必須高分子です。
学習目標
モノ、ジ、およびポリ糖の構造を記述します
キーテイクアウト
キーポイント
- 単糖類は、三から七の炭素からなる単純な糖であり、線形鎖または環状分子として存在することができます。,
- グルコース、ガラクトース、およびフルクトースは単糖異性体であり、それらはすべて同じ化学式を有するが、構造的および化学的に異なることを意味する。
- 二糖類は、二つの単糖類が脱水反応（縮合反応）を受けるときに形成され、共有結合によって一緒に保持される。li>
- ショ糖（テーブルシュガー）は、モノマーグルコースとフルクトースで構成される最も一般的な二糖類である。,多糖類は、グリコシド結合によって連結された単糖類の長鎖であり、鎖は分岐していても非分岐していてもよく、多くのタイプの単糖類を含み得る。
重要な用語
- 異性体：同じ分子式を有するが、異なる構造を有する二つ以上の化合物のいずれか。
- 脱水反応：二つの分子が共有結合的に第二の生成物としてH2Oを生成する反応でリンクされている化学反応。,
- 生体高分子：より小さな実体の重合から形成される生体の任意の高分子;生きている生物で発生するか、または生命から生じるポリマー。
- 生体高
炭水化物は、化学量論式（CH2O）nで表すことができ、ここで、nは分子中の炭素数である。 したがって、炭素と水素と酸素の比は、carbohydrate化物分子中で1：2：1である。 “炭水化物”という用語の起源は、その成分に基づいています：炭素（”炭素”）および水（”水和物”）。, 炭水化物は、単糖類、二糖類、多糖類の三つのサブタイプに分類されます。
単糖類
単糖類（mono-=”one”;sacchar-=”sweet”）は単純糖である。 単糖類では、炭素の数は通常、三から七の範囲である。 糖がアルデヒド基（構造Ｒ-ＣＨＯを有する官能基）を有する場合はアルドースとして知られ、ケトン基（構造ＲＣ（＝Ｏ）Ｒ’を有する官能基）を有する場合はケトースとして知られている。, 糖中の炭素の数に応じて、それらはまた、トリオース（三炭素）、ペントース（五炭素）、およびまたはヘキソース（六炭素）として知られていてもよいです。 単糖類は、直鎖状または環状分子として存在し得る；aqueous液中では、それらは通常、環状形態で見出される。
単糖類：単糖類は、それらのカルボニル基の位置およびバックボーン中の炭素数に基づいて分類される。, アルドースは炭素鎖の末端にカルボニル基（緑色で示されている）を有し、ケトースは炭素鎖の中央にカルボニル基を有する。 トリオース、ペントース、ヘキソースは、それぞれ三、五、六の炭素バックボーンを持っています。
一般的な単糖類
グルコース（C6H12O6）は、一般的な単糖類であり、重要なエネルギー源です。 時の細胞内呼吸に、エネルギーは発売からブドウ糖、そのエネルギー使用のために、アデノシン三リン酸(ATP)., 植物は二酸化炭素と水を使ってグルコースを合成し、グルコースは植物のエネルギー要求に使用されます。
ガラクトース（乳糖）とフルクトース（果物に見られる）は、他の一般的な単糖類です。 グルコース、ガラクトース、フルクトースはすべて同じ化学式（C6H12O6）を持っていますが、それらは構造的および立体化学的に異なります。 これは、同じ割合で同じ原子を共有しているにもかかわらず、それらを異なる分子にし、それらはすべて互いの異性体、または異性体単糖類である。 グルコースとガラクトースはアルドースであり、フルクトースはケトースである。,
二糖類
二糖類（di-=”two”）は、二つの単糖類が脱水反応（縮合反応または脱水合成としても知られている）を受けるときに形成される。 このプロセスの間、ある単糖の水酸基は、別の単糖の水素と結合し、水の分子を放出し、共有結合を形成する。 Carbohydrate化物分子と別の分子（この場合、二つの単糖の間）との間に形成される共有結合は、グリコシド結合として知られている。 グリコシド結合（グリコシド結合とも呼ばれる）は、アルファ型またはベータ型のものであり得る。,
二糖類：スクロースは、グルコースの単量体とフルクトースの単量体が脱水反応で結合してグリコシド結合を形成するときに形成される。 このプロセスでは、水分子が失われる。 慣例により、単糖中の炭素原子は、カルボニル基に最も近い末端炭素から番号が付けられる。 スクロースでは、グルコース中の炭素1とフルクトース中の炭素2の間にグリコシド結合が形成される。
一般的な二糖類
一般的な二糖類には、乳糖、麦芽糖、およびスクロースが含まれる。, ラクトースは単量体のブドウ糖およびガラクトースから成っている二糖類です。 それはミルクに自然にあります。 マルトース、または麦芽糖は、二つのグルコース分子間の脱水反応によって形成される二糖類である。 最も一般的な二糖類は、モノマーグルコースとフルクトースで構成されるショ糖、またはテーブル糖です。
多糖類
グリコシド結合によって連結された単糖類の長鎖は、多糖類（poly-=”many”）として知られている。 鎖は、分岐または非分岐であってもよく、異なるタイプの単糖類を含んでいてもよい。, デンプン、グリコーゲン、セルロース、およびキチンは、多糖類の主な例である。
植物はグルコースを合成することができ、過剰なグルコースは根および種子を含む異なる植物部分にデンプンとして貯蔵される。 澱粉は植物の砂糖の貯えられた形態で、α1-4か1-6のglycosidic結束によって結合されるブドウ糖の単量体から成っています。 種の澱粉は胚に発芽すると同時に食糧を提供しますが、人間によって消費される澱粉は酵素によってマルトースおよびブドウ糖のようなより小さい分子に、分解されます。 細胞はそれからブドウ糖を吸収できます。,
一般的な多糖類
グリコーゲンは、ヒトおよび他の脊椎動物におけるグルコースの貯蔵形態である。 それはグルコースの単量体から成っています。 グリコーゲンは澱粉の動物の等量で、通常レバーおよび筋肉細胞で貯えられる非常に分岐させた分子です。 随時血糖値が減少し、グリコーゲン分解されるリリースグルコースプロセスとして知られglycogenolysis.
セルロースは最も豊富な天然生体高分子である。 植物の細胞壁は、主にセルロースでできており、細胞に構造的支持を提供する。, セルロースは、β-1-4グリコシド結合によって連結されたグルコースモノマーからなる。 他のモノマー糖、セルロースはひっくり返し、モノマーがギュッと詰まったとして延長します。 これはセルロース、その剛性、高引張り強度を確立することが重要植物細胞。
多糖類：セルロースでは、グルコースモノマーはβ1-4グリコシド結合によって非分岐鎖に連結されている。, グルコースサブユニットが結合される方法のために、すべてのグルコースモノマーは次のモノマーに対して反転され、線形の繊維構造が得られる。
Carbohydrate化物機能
炭水化物は、異なる動物において様々な機能を果たす。 節足動物には、外骨格である外骨格があり、内部の身体部分を保護しています。 この外骨格は、多糖類を含む窒素であるキチンでできています。 それはn-アセチル-β-d-グルコサミン、変更された砂糖の繰り返し単位から成っています。 キチンはまた、真菌細胞壁の主要な構成要素でもある。
