Karbonhidrat Biyokimyası
Karbonhidrat biyokimyası, basit monosakkaritlerden proteinleri ve lipidleri süsleyen karmaşık glikanlara kadar şekerlerin ve polimerlerinin yapılarını ve reaksiyonlarını incelemektedir.
Tanım
Karbonhidrat biyokimyası, sakkaritlerin (polihidroksi aldehitler ve ketonlar), stereokimyalarının, onları polimerlere bağlayan bağların ve yapısal ve tanıma işlevlerinin incelenmesidir.
Kapsam
Bu konu, monosakkarit yapısı ve stereokimyası, halka oluşumu ve anomerler, glikozidik bağ, nişasta, glikojen ve selüloz gibi başlıca disakkaritler ve polisakkaritler ile glikokonjugatların temellerini ve karbonhidratların tanıma rollerini kapsamaktadır.
Temel sorular
- Monosakkaritler nasıl siklize olur ve anomerler ile epimerler nelerdir?
- Glikozidik bağlar polisakkarit özelliklerini nasıl belirler?
- Nişasta, glikojen ve selülozun hepsi glikoz polimeri olmasına rağmen neden bu kadar farklıdır?
- Karbonhidratlar moleküler tanımada hangi rolleri oynamaktadır?
Temel kuramlar
- Glikan kodu
- Monosakkaritlerin, bağ konumlarının ve dallanmanın çeşitliliği, glikanlara muazzam bir bilgi kapasitesi sağlamakta, bu da karbonhidratların karbonhidrat bağlayıcı proteinler tarafından okunan tanıma belirteçleri olarak işlev görmesine olanak tanımaktadır.
Mekanizmalar
Çözeltide, şekerler açık zincirli ve siklik hemiasetal formlar arasında denge kurarak yeni stereomerkezde alfa ve beta anomerleri oluşturmaktadır. Şekerler, stereokimyası ve konumu polimer şeklini belirleyen glikozidik bağlar aracılığıyla yoğunlaşmaktadır: alfa-1,4 bağları nişasta ve glikojenin sarmal, sindirilebilir zincirlerini verirken, beta-1,4 bağları selülozun düz, hidrojen bağlı liflerini oluşturmaktadır. Glikanların proteinlere ve lipidlere bağlanması, tanımayı aracılık eden glikokonjugatlar yaratmaktadır.
Klinik önem
Karbonhidrat kimyası, glikobilim (glycoscience), biyopolimer malzemeler ve hücre yüzeyi tanıma çalışmalarının merkezinde yer almaktadır; kimyasal biyolojinin temel bir alanıdır. Sunum tanımlayıcı nitelikte olup, reçeteleyici değildir.
Tarihçe
Fischer, şekerlerin konfigürasyonlarını belirlemiş ve kendi adını taşıyan projeksiyonu tanıtmıştır; Haworth siklik formları tanımlamıştır; şeker nükleotitleri ve glikobiyoloji üzerine yapılan sonraki çalışmalar ise karbonhidratların biyosentetik ve tanıma rollerini ortaya koymuştur.
Öne çıkan isimler
- Emil Fischer
- Walter Haworth
- Luis Leloir
İlgili konular
Temel eserler
- nelson2021
- varki2017
Sıkça sorulan sorular
- Epimer ile anomer arasındaki fark nedir?
- Epimerler, molekülün başka bir yerindeki tek bir stereomerkezdeki konfigürasyon açısından farklılık gösterirken, anomerler, şeker siklize olduğunda oluşan anomerik karbondaki spesifik farklılık gösteren özel bir durumdur.
- İnsanlar nişastayı sindirebilirken selülozu neden sindiremez?
- İnsan enzimleri nişastanın alfa-1,4 glikozidik bağlarını hidrolize ederken, selülozun beta-1,4 bağlarını hidrolize edememektedir, bu nedenle selüloz büyük ölçüde diyet lifi olarak sağlam bir şekilde geçmektedir.