kh (fazlası için )

67
Karbonhidratlar Dr. Melahat DİRİCAN

Upload: wwwtipfakultesi-org

Post on 06-Jul-2015

538 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kh (fazlası için )

Karbonhidratlar

Dr. Melahat DİRİCAN

Page 2: Kh (fazlası için )

KarbonhidratlarKarbonhidratlar

Bitki ve hayvan metabolizmasının temelini Bitki ve hayvan metabolizmasının temelini oluştururlar oluştururlar

Hayvanlarda, Hayvanlarda, kalori kalori alımında ana rol alımında ana rol oynarlar oynarlar

Bitkilerde COBitkilerde CO22 ve H ve H22O’dan güneş ışığı O’dan güneş ışığı enerjisi kullanılarak sentez edilirler enerjisi kullanılarak sentez edilirler

Bitkilerin (ve hayvanların) önemli Bitkilerin (ve hayvanların) önemli yapısalyapısal elemanlarındandırelemanlarındandır

Page 3: Kh (fazlası için )
Page 4: Kh (fazlası için )

I (CH2O)n ya da H - C - OH I

Karbonhidratlar: Bir polialkolün

aldehit (aldoz) / keton (ketoz)

türevi

Page 5: Kh (fazlası için )

SINIFLAMA Monosakkaritler – Daha basit şekle hidroliz

edilemeyen şekerler (Basit şekerler).

C atomu sayısına göre trioz, tetroz, pentoz, heksoz (3, 4, 5, 6)

Disakkaritler – Kovalan olarak bağlı 2 monosakkaritten oluşur.

Oligosakkaritler – Kovalan olarak bağlı 3-10 monosakkaritten oluşur

Polisakkaritler – Monosakkarit veya disakkaritlerden oluşan polimerler

Page 6: Kh (fazlası için )

Monosakkaritler

Aldozlar (ör. glukoz) aldehit grubu içerir.

Ketozlar (ör. fruktoz) keto grubu (genellikle C2’de)

C

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D-glucose

OH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

CH2OH

C O

D-fructose D-Glukoz D-Fruktoz

Page 7: Kh (fazlası için )

D ve L İzomeri

D & L izomerinin gösterimi, gliseraldehitin asimetrik C atomunun (Şiral C) konfigürasyonu temel alınarak yapılır.

CH2OH

OH

CHO

CH

CH2OH

CHO

C HHO

D-Gliseraldehit

L-Gliseraldehit

Page 8: Kh (fazlası için )

Şekerlerde D ve L şeklinin tanımlanması

Aldehit/keto grubuna en uzak asimetrik C atomunun – OH grubuna göre:

• Sağda ⇒ D

• Solda ⇒ L

Çok büyük kısmı D izomeri.

O H O H

C C

H – C – OH HO – C – H

HO – C – H H – C – OH

H – C – OH HO – C – H

H – C – OH HO – C – H

CH2OH CH2OH

D-glukoz L-glukoz

Page 9: Kh (fazlası için )

Glukozun 16 izomeri (8 D, 8 L) vardır.

İzomer sayısı = 2n

n : Asimetrik C atomu sayısı

O H O H

C C

H – C – OH HO – C – H

HO – C – H H – C – OH

H – C – OH HO – C – H

H – C – OH HO – C – H

CH2OH CH2OH

D-glukoz L-glukoz

İzomer: Aynı sayı ve çeşitte atoma sahip olup MA eşit olan 2 veya daha fazla sayıda bileşiğe denir

Page 10: Kh (fazlası için )

CHO

H OH

D-Erythrose

OHH

CH2OH

CHO

HO H

L-Erythrose

HHO

CH2OH

CHO

HO H

D-Threose

OHH

CH2OH

CHO

H OH

L-Threose

HHO

CH2OH

Enantiomers Enantiomers

Page 11: Kh (fazlası için )
Page 12: Kh (fazlası için )

EpimerlerEpimerler• Yapılarında bulunan Yapılarında bulunan tek bir karbontek bir karbon atomu atomu

etrafındaki konfigürasyonu farklı 2 etrafındaki konfigürasyonu farklı 2 şekerdirşekerdir

• D-Mannoz sadece 2. C atomundaki D-Mannoz sadece 2. C atomundaki konfigürasyon farklılığından dolayı konfigürasyon farklılığından dolayı D-Glukozdan farklıdır.D-Glukozdan farklıdır.

• D-Galaktoz sadece 4. C atomundaki D-Galaktoz sadece 4. C atomundaki konfigürasyon farklılığından dolayı D-konfigürasyon farklılığından dolayı D-Glukozdan farklıdır. D-Galaktoz ve D-Glukozdan farklıdır. D-Galaktoz ve D-Mannoz birbirinin epimeri değildir.Mannoz birbirinin epimeri değildir.

Page 13: Kh (fazlası için )
Page 14: Kh (fazlası için )
Page 15: Kh (fazlası için )

Fisher gösterimi ile anomerler: Halka (piran=1O,5C; furan=1O,4C) oluşumu ile meydana gelen izomerler

(α, β).

CO

CH2OH

OHCH

HO

H

HC

OH

OH

CH

HO

H C OH

OH

CH

H C OH

C H

H

HO

H C

CH2OH

O

C C

O

CH2OH

CH

HO

H

HC

OHCH

H C

OH

or ya da

α: Anomerik C’daki - OH sağda, β: - OH solda Anomerik C: Hemiasetal/hemiketal oluşturan C

Page 16: Kh (fazlası için )

HAWORTH gösterimi

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

OH

H H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

H

OH

α-D-glucose β-D-glucose

23

4

5

6

1 1

6

5

4

3 2

H

CHO

C OH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

1

5

2

3

4

6

α-D-Glukopiranoz β-D-Glukopiranoz

Page 17: Kh (fazlası için )

HOC

O

CH 2 OH

CH

HO

H

HC

OHCH

H C

OH

HO

OH

CH

H C

OH

C H

H

HO

H C

CH 2 OH

O

C

C

O

CH 2 OH

CH

HO

H

HC

OH

CH

H C

OH

OH

CO

CH 2 OH

OHCH

HO

H

HC

OHCH

OHH C

OH

OH

CH

H C OH

C H

H

HO

H C

CH 2 OH

O

C

α−D-Glukofuranoz (% 0.5) α-D-Glukopiranoz (% 36)

-D-Glukofuranozβ β -D-Glukopiranoz (% 63)

(0.03%)

(% 0.5)

Page 18: Kh (fazlası için )

POLARİMETRE

Nicol Prizması

Asimetrik C içeren çözelti

Nicol Prizması

Polarize ışık

Page 19: Kh (fazlası için )

Polarimetrede optik rotasyon (MUTAROTASYON)

ölçülür

α-D-Glukoz Denge durumu β-D-Glukoz

(α, β ve düz zincir)

+112.2 o +52.7 o +18.7 o

Spesifik çevirme derecesi: 100 gr/dl madde içeren çözeltinin 10 cm boyundaki tüpte polarize ışığı çevirme derecesi

Page 20: Kh (fazlası için )

Piranozlar, “sandalye” (daha çok tercih

edilir) veya “bot” konformasyonu gösterirler

O

H

HO

H

HO

H

OH

OHHH

OH

O

H

HO

H

HO

H

H

OHHOH

OH

α-D-glucopyranose β-D-glucopyranose

1

6

5

4

32

α-D-glukopiranoz β-D-glukopiranoz

Page 21: Kh (fazlası için )

Önemli monosakkaritler:

1- Glukoz (Dekstroz)

OH

OH

CH

H C OH

C H

H

HO

H C

CH2OH

O

C

OH

O

OH

OHHO

CH2 OH

1

23

45

6

Page 22: Kh (fazlası için )

2- Fruktoz (Levuloz)

CH2OH

C O

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

HOH2C

OH

CH2OH

HOH H

H HO

O

1

6

5

4

3

2

6

5

4 3

2

1

D-fructose (linear) α-D-fructofuranose D-Fruktoz α-D-fruktofuranoz

Page 23: Kh (fazlası için )

3- Galaktoz (Glukozun C-4 epimeri)

O

OH

OH

CH2 OHHO

OH

HO

Page 24: Kh (fazlası için )

4- Mannoz (Glukozun C-2 epimeri)

O

OH

OH

CH2 OHHO

OH

OH

HO

Page 25: Kh (fazlası için )

5- Riboz

CH2OH

C

C

C

CH2OH

H OH

H OH

H OH

D-ribitol

H-C= O

D-Riboz D-Ribuloz

Page 26: Kh (fazlası için )

İzomer şekilleri

D ve L izomerleri

α ve β anomerleri

Epimerler

Aldoz ve ketoz izomerizmi

Piranoz ve furanoz

Optik izomerizm (d ve l)

Page 27: Kh (fazlası için )

Şeker türevleri

Şeker alkolleri – Karbonil (Aldehit/keto) grubunun alkole redüksiyonu ile oluşurlar (Gliserol, Ribitol, sorbitol, mannitol)

CH2OH

C

C

C

CH2OH

H OH

H OH

H OH

D-ribitol

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

CH2OH

C O

D-fructose

OHH

Sorbitol

Page 28: Kh (fazlası için )

Şeker türevleri (devam)

Şeker asitleri Aldehit → Karboksil : Aldonik asit

Alkol → Karboksil : Üronik asit

COOH

C

C

C

C

H OH

HO H

H OH

D-gluconic acid D-glucuronic acid

CH2OH

OHH

CHO

C

C

C

C

H OH

HO H

H OH

COOH

OHH

D-Glukonik asit D-Glukuronik asit

Page 29: Kh (fazlası için )

Şeker türevleri (devam)

• Fosfat esterleri

Page 30: Kh (fazlası için )

Şeker türevleri (devam)

Amino şekerler

Hidroksil grubu → NH2

(Amino grubu genellikle asetillenir)

H O

OH

H

OH

H

NH2H

OH

CH2OH

H

α-D-glucosamine

H O

OH

H

OH

H

NH

OH

CH2OH

H

α-D-N-acetylglucosamine

C CH3

O

H

α-D-glukozamin α-D-N-asetilglukozamin

Page 31: Kh (fazlası için )

N-asetilnöraminik asit (Siyalik asit)

NH O

H

COO−

OH

H

HOH

H

H

RCH3C

O

HC

HC

CH2OH

OH

OH

N-acetylneuraminate (sialic acid)

R =

Page 32: Kh (fazlası için )

Şeker türevleri (devam)

Deoksi şekerler

Oksijen sayısı karbon sayısından bir eksiktir

* L-Fukoz : Glikoproteinlerde

H

L-ramnoz

Page 33: Kh (fazlası için )

* 2-deoksi-β-D-riboz : DNA’nın şekeri

Page 34: Kh (fazlası için )

Glikozid bağı

Anomerik hidroksil ve diğer bir şekerin veya şeker olmayan yapının (ör. Metanol) bir hidroksil grubu (O-glikozid) veya amino grubu (N-glikozid) ile bir molekül su çıkması sonucu oluşturduğu bağdır.

R-OH + HO-R' R-O-R' + H2O

Page 35: Kh (fazlası için )

2- Sellobioz β(1→ 4) glikozid bağı (C1 OH & C4 OH)

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O H

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

HH

1

23

5

4

6

1

23

4

5

6

maltoz

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O OH

H

H

OHH

OH

CH2OH

H

H

H

O1

23

4

5

6

1

23

4

5

6

sellobioz

Disakkaritler:

1- Maltoz α(1→ 4) glikozid bağı

Page 36: Kh (fazlası için )

3- Sukroz (Sakkaroz)

α(1↔2) glikozid bağı

O

OH

OHHO

CH2 OH

CH2OH

OCH2OH

O

HO

OH

H1

2

3 4

5

6

Page 37: Kh (fazlası için )
Page 38: Kh (fazlası için )

4- Laktoz β(1→4) glikozid bağı

Page 39: Kh (fazlası için )

5- Trehaloz α(1↔1) glikozid bağı

Page 40: Kh (fazlası için )

Polisakkaridler

• Polisakkaridler canlılarda çok değişik fonksiyonlara sahiptirler.

• Nişasta ve glikojen gibi bazıları (sırasıyla bitki ve hayvanlarda) bir depo şeker görevi görür.

• Selüloz ve kitin gibi diğerleri yapısal materyallerdir.

• Hücre duvarı polisakkaridleri, hücreye özel tanıma sinyali rolü oynarlar.

Page 41: Kh (fazlası için )

• Protein yapıları, oldukça komplike Protein yapıları, oldukça komplike aminoasit sıraları içerirken, polisakkaridler aminoasit sıraları içerirken, polisakkaridler daha çok birbirini takip eden daha çok birbirini takip eden monomerlerden oluşmuşlardır.monomerlerden oluşmuşlardır.

• Bazılarında polimer tek bir çeşit Bazılarında polimer tek bir çeşit monomerden oluşur (örn: selülozda beta-D monomerden oluşur (örn: selülozda beta-D glukoz). Bunlara homopolisakkaridler glukoz). Bunlara homopolisakkaridler denir. İki veya daha çok monomer taşıyan denir. İki veya daha çok monomer taşıyan polimerlere heteropolisakkaridler denir.polimerlere heteropolisakkaridler denir.

Page 42: Kh (fazlası için )

POLİSAKKARİTLER

HOMOPOLİSAKKARİTLER (Aynı cins monomerden oluşur) - Nişasta - Glikojen - Sellüloz - İnülin

- Kitin HETEROPOLİSAKKARİTLER

(Farklı monomerlerden oluşurlar)

Page 43: Kh (fazlası için )

Homopolisakkaritler

Amiloz

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

HO H

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

HH H O

OH

OHH

OH

CH2OH

HH H O

H

OHH

OH

CH2OH

H

OH

HH O

OH

OHH

OH

CH2OH

H

O

H

1

6

5

4

3

1

2

Page 44: Kh (fazlası için )

Amilopektin(Nişasta, -kaynağa göre- değişik oranda

AMİLOZ ve AMİLOPEKTİN’in karışımıdır)

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

HO H

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

HH H O

OH

OHH

OH

CH2

HH H O

H

OHH

OH

CH2OH

H

OH

HH O

OH

OHH

OH

CH2OH

H

O

H

O

1 4

6

H O

H

OHH

OH

CH2OH

HH H O

H

OHH

OH

CH2OH

HH

O1

OH

3

4

5

2

Page 45: Kh (fazlası için )
Page 46: Kh (fazlası için )

Glikojen•Amilopektin’e benzer.

•Daha fazla sayıda α (1→6) bağı içerir

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

HO H

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

HH H O

OH

OHH

OH

CH2

HH H O

H

OHH

OH

CH2OH

H

OH

HH O

OH

OHH

OH

CH2OH

H

O

H

O

1 4

6

H O

H

OHH

OH

CH2OH

HH H O

H

OHH

OH

CH2OH

HH

O1

OH

3

4

5

2

Page 47: Kh (fazlası için )

Sellüloz

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

HO

H

OHH

OH

CH2OH

HO

H H O

O H

OHH

OH

CH2OH

HH O

H

OHH

OH

CH2OH

H

H

OHH O

O H

OHH

OH

CH2OH

HO

H H H H

1

6

5

4

3

1

2

Page 48: Kh (fazlası için )
Page 49: Kh (fazlası için )

GLİKOKONJUGATLAR(Heteropolisakkaridler

glikokonjugatların yapısında yer alır)

• Proteoglikanlar: Glikozaminoglikan + Protein

• Peptidoglikanlar: Bakteri hücre duvarı

• Glikoproteinler: Proteine O- veya N-glikozid bağı ile bağlanma ile oluşur

• Glikolipitler

Page 50: Kh (fazlası için )

(Glikozaminoglikanlar-Mukopolisakkaritler)

(Amino şeker – Üronik asit) n

Sülfatlanmış (-OH , -NH2)

Fizyolojik pH’da negatif yüklü

Page 51: Kh (fazlası için )

HYALÜRONİK ASİT

(β-D-Glükronik asit – N-asetilglukozamin)n

Glikozid bağları: β(1→3) & β(1→4)

H O

H

H

OHH

OH

COO−

H

H O

OH H

H

NHCOCH3H

CH2OH

H

OO

D-glucuronate

O

1

23

4

5

61

23

4

5

6

N-acetyl-D-glucosamine

hyaluronate

Page 52: Kh (fazlası için )

HEPARAN SÜLFAT(β-idüronik asit – α-D-glukozamin sülfat)n

Glikozid bağları: β(1→4) & α(1→4)

H O

H

OSO3−H

OH

H

COO−O H

H

NHSO3−H

OH

CH2OSO3−

H

H

H

O

O

heparin or heparan sulfate - examples of residues

iduronate-2-sulfate N-sulfo-glucosamine-6-sulfate

Page 53: Kh (fazlası için )
Page 54: Kh (fazlası için )

Hyalüronik asit Bağ dokusu, kıkırdak, eklem sıvısı, vitröz sıvı, göbek kordonu

Kondroitin sülfat Kıkırdak, kemik, deri, kornea, kan

damarı duvarları Dermatan sülfat Deri, kalp kapağı, tendon, kan damarı

duvarları

Keratan sülfat Kıkırdak, kornea, vertebralar arası

disk Heparan sülfat Akciğer, kan damarı duvarları, hücre

yüzeyi

Heparin Akciğer, karaciğer, deri, ince

bağırsak mukozası, mast hücreleri

Page 55: Kh (fazlası için )

PROTEOGLİKAN

GAG n + Protein

• Proteine bağlanma kovalan

• Bağlayıcı trisakkarit aracılığıyla

Page 56: Kh (fazlası için )

Serin

Bağlayıcı trisakkarit GAG

Page 57: Kh (fazlası için )

PROTEOGLİKAN KOMPLEKSİ

Proteoglikan + Hyalüronik asit

Kondroitin sülfat

Page 58: Kh (fazlası için )
Page 59: Kh (fazlası için )

PROTEİN + OS: GLİKOPROTEİNLER

OLİGOSAKKARİTLER’in GAG’lardan farkı

* Kısadırlar

* Dallanma gösterirler

* Tekrarlayan birimler şeklinde değil

Page 60: Kh (fazlası için )

O-bağlı oligosakkaritler (Ser, Thr-OH)

Page 61: Kh (fazlası için )

N-bağlı oligosakkaritler

Page 62: Kh (fazlası için )

NAN

Gal

NAG

Man

NAG

Gal

NAN

Man

Man

NAG

Gal

NAN

NAG

NAG

Asn

Fuc

N-linked oligosaccharide

Key:NAN = N-acetylneuraminateGal = galactoseNAG = N-acetylglucosamineMan = mannoseFuc = fucose

Page 63: Kh (fazlası için )

KAN GRUP ANTİJENLERİ

• Protein- - O Grubu

• Protein- - - A Grubu

• Protein- - - B Grubu

NACGlu

Gal

L-Fuc

NACGal

Page 64: Kh (fazlası için )

Peptidoglikanlar

Page 65: Kh (fazlası için )
Page 66: Kh (fazlası için )
Page 67: Kh (fazlası için )