بیوشیمی کربوهیدراتها
بیوشیمی کربوهیدراتها به مطالعه ساختارها و واکنشهای قندها و پلیمرهای آنها، از مونوساکاریدهای ساده گرفته تا گلیکانهای پیچیدهای که پروتئینها و لیپیدها را تزئین میکنند، میپردازد.
Definition
بیوشیمی کربوهیدراتها مطالعه ساکاریدها — پلیهیدروکسی آلدئیدها و کتونها — شیمی فضایی آنها، پیوندهایی که آنها را به پلیمرها متصل میکنند، و عملکردهای ساختاری و شناسایی آنها است.
Scope
این مبحث شامل ساختار و شیمی فضایی مونوساکاریدها، تشکیل حلقه و آنومرها، پیوند گلیکوزیدی، دیساکاریدها و پلیساکاریدهای اصلی مانند نشاسته، گلیکوژن و سلولز، و اصول گلیکوکونژوگهها و نقشهای شناسایی کربوهیدراتها میشود.
Core questions
- مونوساکاریدها چگونه حلقوی میشوند و آنومرها و اپیمرها چه هستند؟
- پیوندهای گلیکوزیدی چگونه خواص پلیساکاریدها را تعیین میکنند؟
- چرا نشاسته، گلیکوژن و سلولز با وجود اینکه همگی پلیمرهای گلوکز هستند، تا این حد متفاوتند؟
- کربوهیدراتها چه نقشهایی در شناسایی مولکولی ایفا میکنند؟
Key theories
- کد گلیکان
- تنوع مونوساکاریدها، موقعیتهای پیوند و شاخهزنی به گلیکانها ظرفیت اطلاعاتی عظیمی میدهد و به کربوهیدراتها اجازه میدهد تا به عنوان نشانگرهای شناسایی که توسط پروتئینهای متصلشونده به کربوهیدراتها خوانده میشوند، عمل کنند.
Mechanisms
در محلول، قندها بین اشکال زنجیره باز و همیاستال حلقوی به تعادل میرسند و آنومرهای آلفا و بتا را در مرکز فضایی جدید ایجاد میکنند. قندها از طریق پیوندهای گلیکوزیدی متراکم میشوند که شیمی فضایی و موقعیت آنها شکل پلیمر را تعیین میکند: پیوندهای آلفا-۱،۴ زنجیرههای مارپیچی و قابل هضم نشاسته و گلیکوژن را ایجاد میکنند، در حالی که پیوندهای بتا-۱،۴ الیاف مستقیم و پیوند هیدروژنی سلولز را به وجود میآورند. اتصال گلیکانها به پروتئینها و لیپیدها گلیکوکونژوگههایی را ایجاد میکند که واسطه شناسایی هستند.
Clinical relevance
شیمی کربوهیدراتها در گلیکوساینس، مواد بیوپلیمری و مطالعه شناسایی سطح سلولی محوری است؛ این یک حوزه اصلی از زیستشناسی شیمیایی است. این مبحث توصیفی و غیرتجویزی است.
History
فیشر پیکربندی قندها را تعیین کرد و طرحریزی را که نام او را یدک میکشد معرفی کرد؛ هاورث اشکال حلقوی را توصیف کرد؛ و کارهای بعدی بر روی نوکلئوتیدهای قندی و گلیکوبیولوژی نقشهای بیوسنتزی و شناسایی کربوهیدراتها را آشکار ساخت.
Key figures
- Emil Fischer
- Walter Haworth
- Luis Leloir
Related topics
Seminal works
- nelson2021
- varki2017
Frequently asked questions
- تفاوت بین اپیمر و آنومر چیست؟
- اپیمرها در پیکربندی یک مرکز فضایی در جای دیگری از مولکول تفاوت دارند، در حالی که آنومرها یک مورد خاص هستند که به طور خاص در کربن آنومری که هنگام حلقوی شدن قند تشکیل میشود، تفاوت دارند.
- چرا انسانها میتوانند نشاسته را هضم کنند اما سلولز را نه؟
- آنزیمهای انسانی پیوندهای گلیکوزیدی آلفا-۱،۴ نشاسته را هیدرولیز میکنند اما پیوندهای بتا-۱،۴ سلولز را نه، بنابراین سلولز عمدتاً به صورت دستنخورده به عنوان فیبر غذایی از بدن عبور میکند.