Biokimia Struktur Dan Fungsi Biomolekul
-
Upload
dian-agus-setyawati -
Category
Documents
-
view
1.060 -
download
14
description
Transcript of Biokimia Struktur Dan Fungsi Biomolekul
-
BIOKIMIA Struktur & Fungsi Biomolekul
Oleh : YohanisNgili
EdisiPertama
CetakanPertama,2009
HakCipta2009padapenulis,HakCiptadilindungiundang-undang.Dilarangmemperbanyakataumemindahkansebagianatauseluruhisibukuinidalambentukapapun,secaraelektronismaupunmekanis,termasukmemfotokopi,merekam,ataudenganteknikperekamanlainnya,tanpaizintertulisdaripenerbit.
CandiGebangPermaiBlokR/6Yogyakarta55511Telp. : 0274-882262;0274-4462135Fax. : 0274-4462136E-mail : [email protected]
Ngili, Yohanes
BIOKOMIA: Struktur & fungsi Biomolekul/Yohanes Ngili- Edisi Pertama Yogyakarta; Graha Ilmu, 2009xx + 324 hlm, 1 Jil. : 23 cm.
ISBN: 978-979-756-448-3
1. Kimia I. Judul
-
KATA PENGANTAR
PujisyukurkamipanjatkankehadiratTuhanYangMahaEsa,karenaatasAnugerahdanBerkat-Nya,sehinggapenulisdapatme-nyelesaikanbukuBiokimia:StrukturdanFungsiBiomolekul.Penu-lisanbukuBiokimiainisecarakhususbertujuanuntukmenunjangproses pembelajaran mata kuliah Biokimia pada Program Sarjana(S-1)danMagister(S-2).BukuinidisusununtukmembantuyangselamainiterkendalaolehminimnyabukubiokimiaberbahasaIn-donesia.Sepertikitaketahuibahwabiokimiamerupakansuatuin-terdisiplin ilmu yang merupakan pusat dari berbagai subbidangilmu sepertiKedokteran,Nutrisi,Bioteknologi,Mikrobiologi, Fi-siologi,BiologiSel,Biofisik,Genetik,KimiaOrganik,Farmasi,danlainnya
Penulisanbukuinidisusunsecarakompilasidariberbagaisum-ber,baikdariinformasiyangadadiInternetyangmerupakanhasilpenelitian,yangdisediakansecaraopensourcemaupundaribukucetak(textbook)yangtelahada.Selainitujuga,padabeberapasub-materidiambildarijurnalpenelitianinternasional.BukuBiokimia:StukturdanFungsiBiomolekulinidapatdigunakansebagaibukuacuandalammempelajariBiokimiapada tingkatdasardan lanju-tan.Biokimia yangmenyangkutStrukturdanFungsiBiomolekuldalamkurikulumkimiameliputimateri-materi:Karbohidrat;AsamAminodanPeptida;Protein;Lipid,Membran,Transpor,Penyina-lan;AsamNukleat;danKatalisdanKinetikaEnzim.IlmuBiokimiasebagaidisiplin ilmuyangmandiriadalah ilmuyangmempelajaristrukturorganisasi,danfungsimaterihiduppadatingkatmolekul.Pembagiankajianbiokimiadikategorikandalam3bagianyakni,(1)StrukturdanFungsiBiomolekul; (2)MetabolismedanBioenergi-tika;dan(3)AliranInformasiGenetik.
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekulviii
Perkembangan Biokimia yang cepat saat ini menuntut adanyapelbagai strategi untuk menghasilkan produk (output) pembelajaranbiokimiayangmemadai.Bercermindarihaltersebutmakapenulisanbuku inidiharapkanmembantupembacamencerna ilmubiokimiasecarasistematisdankomprehensif.Penulisanbukuinijugamerupakansalahsatucarapenulismemperkenalkanilmubiokimiasebagaicabangilmupalingmenantang saat ini. Sebagai contoh riset tentangAIDS,Kanker,TBC, Malaria, maupun penyakit-penyakit yang diakibatkankarena mutasi genetik, perlu ditangani dari perspektif pemahamanbiokimia yang memadai. Perkembangan ilmu biokimia yang seringdi sebut sebagai The Front Line of Science saat ini menuntut kitauntuklebihbanyakmembacaartikelJurnalrisetmaupunbuku-bukubiokimiayangterbaru.
Penulismelaluikesempataninimengucapkanterimakasihkepadabanyakpihakyangtelahmembantupenulisanbukuini.Terimakasihkepada Bapak A. Saifuddin Noer, Ph.D sebagai pembimbing danpendorongsertadenganrelahati telahmemberikanbanyakreferensiberartidalampenyelesaiandanpenyempurnaanbukuini.Jugakepadapak Susanto sebagai kepala pemasaran Penerbit Graha Ilmu cabangBandungyangtelahbanyakmembantu.
Dengan senang hati penulis menunggu saran dan kritik untukpenyempurnaanbukuinidansemogabukuinidapatdigunakanuntukmenunjangprosespembelajaranBiokimiapadaprogram sarjanadanmagisterdiIndonesia.
Bandung,Desember2008Penulis,
YohanisNgili
-
Gambar 2-1 Strukturdasarasama-aminodalamkonfigurasiLRadalahgugussampingdari20guguskimia 37
Gambar 2-2 Titrasi10mmolglisin.HClolehlarutanNaOH.Garisputus-putusmenunjukkantitrasidenganditambahkanformaldehid 50
Gambar 2-3 Titrasi10mmolasamglutamathidrokloridaolehNaOH 53
Gambar 2-4 Pemisahanasamaminomenggunakankromatografipenukarion.Luaspuncakadalahproporsionaldenganjumlahasamaminodalamlarutan. 57
Gambar 2-5 Proteindibangunolehasamaminoyangdihubungkanolehikatanpeptidauntukmembentukrantaipolipeptida. 61
Gambar 2-6. Bagiandarirantaipolipeptidayangdibagimenjadiunit-unitpeptida,digambarkansebagaibalokdalamdiagram. 63
Gambar 2-7 Diagrammenunjukkanrantaipolipeptidadimanaatom-atomrantaiutamadigambarkansebagaiunitpeptidakaku,dihubungkanmelaluiatom-atomCa 64
Gambar 2-8 PlotRamachandranmenunjukkankombinasiyangdiperbolehkanuntuksudutkonformasiphidanpsi 67
Gambar 2-9 Contoh-contohatomlogamintrinsikfungsionalpentingdalamprotein.(a)Pusatdi-besipadaenzimribonukleotidareduktase 69
Gambar 2-10 Disulfidebiasanyamerupakanprodukakhirdarioksidasiudaradenganreaktan2-CH
2SH+1/2O
2 70
DAFTAR GAMBAR
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul
Gambar 3-1 ReaksireaksidegradasiEdman 77Gambar 3-2 Gelfiltrasiprotein 82Gambar 3-3 Jembatangaramantararantai-rantaisamping
residuArgdanGlu 85Gambar 3-4 Definisisuduttorsiproteinw, f, y,danc 89Gambar 3-5 PlotRamachandranuntukalanilalanin 91Gambar 3-6 Kaidahtangankanana-heliks 93Gambar 3-7 Strukturbsheet 94Gambar 3-8 Representasimodelstrukturproteindimana
a-heliks 96Gambar 3-9 SpektrumORDuntukpoli-D-lisin 97Gambar 3-10Diagramtopologiuntuk(a)proteinpengikat
retinol(RBP,retinolbindingprotein)dan(b)triosefosfatisomerase(TPI) 99
Gambar 3-11 Representasidiagramunitlipatansupersekunderb-a-bdarisuatuprotein 101
Gambar 3-12 a-Heliksadalahsalahsatuelemenutamastruktursekunderdalamprotein 108
Gambar 3-13 Gugusbermuatannegatifsepertiionfosfatseringkaliterikatpadaujungaminoa-heliks 111
Gambar 3-14Ilustrasiskematikb sheetantiparalel 113Gambar 3-15b -Sheetparalel 114Gambar 3-16 Ilustrasipilinanb-sheetdanIkatanhidrogen
antarauntaibdalamb-sheetcampurandariproteinyangsama 115
Gambar 3-17 Strukturmioglobinmemperlihatkansemuaatomsebagailingkarankecilyangdihubungkanolehgarislurus 115
Gambar 3-18ContohdiagramskematikuntuktipestrukturmiglobindanstrukturenzimtriosefosfatisomeraseyangdipeloporiolehJaneRichardson 117
-
Daftar Gambar i
Gambar 3-19 b -Sheetbiasanyadigambarkanhanyadenganpanahdalamdiagramtopologiyangmenunjukkanarahtiapuntaib danbagaimanauntaitersebutdihubungkansatusamalainsepanjangrantaipolipeptida 118
Gambar 3-20Motifhairpinsangatseringdalamb -sheetdandibangundariduauntaib bersebelahanyangdihubungkanolehdaerahloop 119
Gambar 3-21 Duauntaibparalelyangbersebelahanbiasanyadihubungkanolehsatua-heliksdariujung-Cuntai1kepadaujung-Nuntai2 121
Gambar 3-22 Motifb-a-b padaprinsipnyabisamemilikiduatangan 122
Gambar 3-23 Motifyangbersebelahandalamurutanasamaminojugabiasanyabersebelahandalamstrukturtigadimensi 124
Gambar 3-24 RantaipeptidalisozimdaribakteriofageT4yangmelipatmenjadi2domain 139
Gambar 3-25 StrukturlisozimT4yangmenunjukkanlokasiterjadinya2mutasiyangmenstabilkanstrukturproteinmelaluiinteraksielektrostatikdengandipol-dipolpadaa-heliks. 141
Gambar 3-26 Konstruksi2helikspadadomainZ 142Gambar 3-27 DiagramribbonstrukturdomainB1dari
proteinG(biru)dandimerRopmerah. 145Gambar 4-1 Suatuamfifilmembentuksuatumonolayerpada
permukaanair 170Gambar 4-2 Satubentukmicelle,yaknimicellebentukbola 171Gambar 4-3 Bentuk-bentuklipidbilayer 172Gambar 4-4 Strukturumumpartikellipoprotein 176Gambar 4-5 Liposomadalahvesicleyangmemilikibanyak
lapisanfosfolipid 177Gambar 4-6 Fosfopipiddengankepalayangbesarcenderung
berpartisikedalamlapisanluardimanatolakannyalebihlemah 178
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekulii
Gambar 4-7 Beberapaproteinintegralyangdiisolasidarimembranmemilikiberatmolekulbesar 181
Gambar 4-8 Modelmosaikfluidastrukturmembran 182Gambar 4-9 Oligosakaridaberikatan-Ndalamglikoprotein:
tipekompleks,dantipemanosatinggi 185Gambar 4.10 Strukturmembrangliserofosfolipid 188Gambar 4-11Strukturdarispingolipidspingomielindan
galaktoserebrosida 190Gambar 4-12Plotradioaktivitasselyangtelahdicucipada
waktu-waktuyangberbeda 193Gambar 4-13 Ketergantungankecepatantransportpada
konsentrasizatterlarut 194Gambar 4-14 Plotvterhadap[S]otidakakanmenunjukkan
kejenuhankecualijikadifusisederhanadianggapsepeledibandingkantransporcarrier 195
Gambar 4-15Plot1/vterhadap1/[S]ountukkeduapersamaangarislurus.Untukdifusisederhanadantranspormemakaicarrier 196
Gambar 4-16 Carazatterlarutbergerakmelintasimembran 197Gambar 4-17[S+]dan[s+]=konsentrasikesetimbangan,
terlihatbahwaterdapatlebihbanyakmuatannegatifdaripadapositifpadamembran 198
Gambar 6-18 Tipe-tipetransporaktif 199Gambar 4-19 Proteintransporbisaberperansebagaicarrieryang
dapatbergerak,misalnyaproteintransmembranbesardapatberotasi,proteinkecilbisamenyilangmembran,danproteintransporbisamembentukpori-poriatausaluran 201
Gambar 4-20 Perubahankonformasidalamsuatupori-poriproteinsebagaitempattransporzatterlarut 202
Gambar 4-21 PengikatanK+olehValinomisin 203Gambar 4-22StrukturreseptorGlucocorticoid 206Gambar 4-23Kajianskematisdarireseptor-reseptoryang
bergabungdenganproteinG 206
-
Daftar Gambar iii
Gambar 4-24 SiklusaktivasidandeaktivasiheterotrimerikproteinG 208
Gambar 4-25 Hidrolisisfosfatidilinositol4,5-bifosfat(PIP2)
olehfosfolipaseC 210Gambar 4-26 Skemareseptorfaktorpertumbuhanepidermal/
epidermalgrowthfactor(EGF) 211Gambar 4.27 AktivasicAMPproteinkinaseolehcAMP 214Gambar 5-1 UntaiDNAyangberperansebagaitemplat
untukreplikasi 217Gambar 5-2 PasanganBasadalamDNA 232Gambar 5-3 Pasangan-pasanganbasadalamdupleksDNA 233Gambar 5-4 DiagramheliksgandaDNAbentukB 235Gambar 5-5 BentukZdanbentukBDNA. 237Gambar 5-6 Variasiyangtergantungpadaurutandalam
geometripasanganbasaDNA 237Gambar 5-7 Sistesisoligonukleotidafasepadat 239Gambar 5-8 Perbedaanspektrumuvuntukbentuk
DNAaslinya(heliksganda),danbentukterdenaturasi(untaitunggal) 240
Gambar 5-9 KurvapelelehanuntukDNAdarispesiesyangberbeda 241
Gambar 5-10 SuhulelehanDNAsebagaifungsidarikandunganG+C 242
Gambar 5-11AnalisisCOTpadaberbagaiDNA 244Gambar 5-12 PenyusunanhistondanDNAdalamnukleosom 247Gambar 5-13 Bentuk-bentuktopoisomerdarisupercoil 248Gambar 5-14PemanjanganDNAmelaluipasanganbasayang
ujungnyaoverlappingyangdilakukanolehEcoRI 252Gambar 5-15Langkah-langkahpembentukkansuatusambungan,
ataurekombinasidarimolekulDNA 253Gambar 5-16 Prosesdenaturasi,penempelanprimer,dan
pemanjangandalamPolymerase Chain Reactin(PCR) 256
Gambar 5-17 ReaksiPCR 258
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekuliv
Gambar 6-1 Energiaktivasiadalahenergiyanglebihrendahuntukreaksi-reaksiyangdikatalisis.Energisubstratpadatiaptahapreaksi 271
Gambar 6-2 Hubunganhiperbolantarakecepatanawal(v0)
dankonsentrasisubstratawal([S]0darisuatureaksikatalisisenzim 281
Gambar 6-3 GrafikLineweaver-Burk,proseduruntukmenentukan2parameterkinetiksteady-statepadapersamaanMichaelis-Menten 283
Gambar 6-4 Plotdarilog(apparentKm=pKmversuspHuntukenzim. 297
Gambar 6-5 PlotLineweaver-Burk:1/v0versus1/[S]0untuk(a)inhibisikompetitifmurnidan(b)inhibisinonkompetitifmurni 300
Gambar 6-6 Bentukpalingsederhanadariregulasijalurmetabolismeyakniinhibisisuatuenzimolehprodukjalurtersebut 301
Gambar 6-7 Kontroldalamjalurmetabolismebercabang 302Gambar 6-8 Sifatkinetikyangmungkindarienzim-enzim
regulator 303Gambar 6-9 Kurvapengikatanoksigenuntukhemoglobin
danmioglobin 305Gambar 6-10 Kurvapengikatanyangdibahasolehpersamaan
n-siteMWCmodelsdenganKR[X]=a 312Gambar 6-11Sifat-sifatdarisuatuenzimalosterikMWC
denganadanyaefektor-efektorheterotropik 314
-oo0oo-
-
Tabel 2.1 Asamaminoyangdigunakandalamsintesisprotein,dikelompokkanmenurutstrukturkimianya(asamaminonetral,nonpolar,alifatik) 39
Tabel 2.2 Asamaminoyangdigunakandalamsintesisprotein,dikelompokkanmenurutstrukturkimianya(asamaminopolar,alifatik) 40
Tabel 2.3 Asamaminoyangdigunakandalamsintesisprotein,dikelompokkanmenurutstrukturkimianya(asamaminoaromatis) 41
Tabel 2.4 Asamaminoyangdigunakandalamsintesisprotein,dikelompokkanmenurutstrukturkimianya(asamaminomengandungsulfur) 41
Tabel 2.5 Asamaminoyangdigunakandalamsintesisprotein,dikelompokkanmenurutstrukturkimianya(asamaminomengandunggugusasamaminosekunder) 41
Tabel 2.6 Asamaminoyangdigunakandalamsintesisprotein,dikelompokkanmenurutstrukturkimianya(asamaminoyangbersifatasam) 42
Tabel 2.7 Asamaminoyangdigunakandalamsintesisprotein,dikelompokkanmenurutstrukturkimianya(asamaminoyangbersifatbasa) 43
Tabel 2.8 NilaipKaBeberapaAsamAmino 52Tabel 2-9 Berbagaibentukasamglutamatyangmendominasi
hadirpadatitik-titikyangberbedaselamatitrasi 55
Daftar Tabel
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekulvi
Tabel 3-1 Jenis-jenisInteraksiNonkovalenyangTerlibatdalamStabilitasStrukturProtein 87
Tabel 3-2 Kecenderunganresidu-residuasamaminountukmembentuka-heliks 93
Tabel 4-1 BeberapaKelompokUtamaFosfogliserida 162Tabel 4-2 LipoproteinPlasma 176Tabel 4-3 KomposisiMembran 180Tabel 4-4 SistemTransporCarrier 200Tabel 5-1 KomposisiBasaDNAdalamBerbagaiSpesies 231Tabel 5-2 PerbandinganHeliks-heliksDNA 236Tabel 6-1 Kelas-kelasUtamaEnzim 264Tabel 6-2 SubklasifikasiHidrolase 265
-oo0oo-
-
KATA PENGANTAR vDAFTAR GAMBAR viiDAFTAR TABEL xiiiDAFTAR ISI xvBAB 1 KARBOHIDRAT 1. Pendahuluan 1 2. Gliseraldehid 2 3. AldosaSederhana 6 4. KetosaSederhana 9 5. StrukturD-glukosa 12 6. KonformasiGlukosa 20 7. MonosakaridaSelainGlukosa 21 8. IkatanGlikosida 27 9. Polisakarida 32
BAB 2 ASAM AMINO DAN PEPTIDA 37 1. AsamAmino 37 2. SifatAsam-basadariAsamAmino 44 3. AnalisisAsamAmino 56 4. IkatanPeptida 57 5. RantaiPolipeptida 59 6. ReaksiSistein 68
BAB 3 PROTEIN 73 1. Pengantar 73 2. PemurniandanKarakterisasiProtein 74 3. PelipatanProtein 84
Daftar Isi
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekulviii
4. StrukturProtein 89 5. Motif-motifStrukturProtein 104 6. HomologiUrutandanEvolusiProtein 125 7. Prediksi,Rekayasa,danRancanganStrukturProtein 126 8. MetodePenentuanStrukturProtein 146
BAB 4 LIPID, MEMBRAN, TRANSPOR, DAN PENSINYALAN 153 1. Pengantar 153 2. Kelompok-kelompokLipid 154 3. AsamLemak 156 4. Gliserolipid 159 5. Sfingolipid 163 6. LipidyangDiturunkandariIsopren(Terpen) 166 7. SifatLipiddalamAir 170 8. AsamEmpedudanGaramEmpedu 173 9. LipoproteinPlasma 175 10.Vesicle 177 11.Membran 179 12.StrukturdanFungsiMembran 186 13.Transpor 191 14.MekanismeMolekulTransporLintasMembran 200 15.Pensinyalan 204
BAB 5 ASAM NUKLEAT 215 1. Pengantar 215 2. AsamNukleatdanKonstituenKimianya 217 3. Nukleosida 222 4. Nukleotida 224 5. Polinukleotida 227 6. StrukturDNA 230 7. DenaturasiDNA 239 8. Ukuran,Organisasi,danTopologiDNA 245 9. StrukturdanTipeRNA 248 10.Nuklease 249
-
Daftar Isi i
11.DnaRekombinandanIsolasiGen 251 12.PolymeraseChainReaction 253
BAB 6 KATALITAS DAN KINETIKA ENZIM 261 1. KonsepDasarKatalisisEnzim 261 2. KlasifikasiEnzim 263 3. ModePeningkatanLajuPemotonganIkatan 266 4. PeningkatanLajudanEnergiAktivasi 275 5. MutagenesisSisi-terarah(Site-directed Mutagenesis) 277 6. KinetikaEnzim 278 7. KetergantunganLajuReaksiEnzim PadaKonsentrasiSubstrat 281 8. EvaluasiGrafikKmdanVmaks 282 9. DefinisiInhibisiEnzim 283 10.PersamaanInhibisiEnzim 284 11.DasarMekanisPersamaanMichaelis-menten 285 12.TurunanPersamaanSteady-state 288 13.Enzim-enzimMultireaktan 292 14.PengaruhPhPadaLajuReaksiEnzim 294 15.MekanismeInhibisiEnzim 298 16.EnzimRegulator 301
DAFTAR PUSTAKA 317TENTANG PENULIS 321
-oo0oo-
-
Bab K A R B O H I D R A T1
1. PENDAHULUAN
KarbohidratadalahkelompoksenyawayangmengandungunsurC,H,danO.Senyawa-senyawakarbohidratmemilikisifatpereduksikarenaadanya gugus karbonil dalam bentuk aldehid atau keton. Senyawaini juga memiliki banyak gugus hidroksil. Karena itu, karbohidratmerupakan suatu polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton, atauturunansenyawa-senyawatersebut.
Senyawa karbohidrat yang memiliki tiga sampai sembilanatom karbon disebut monosakarida. Gabungan senyawa-senyawamonosakaridaakanmembentuksenyawakarbohidratyanglebihbesar.Ikatan penghubung antara dua buah monosakarida disebut ikatanglikosidaatauglikosidik.
Dalam disakarida, terdapat satu ikatan glikosida yang meng-hubungkanduamonosakarida.Sedangkandalamtrisakaridaterdapatdua ikatanglikosida yangmenghubungkan tigabuahmonosakarida.Karbohidratyangmemilikibeberapaunitmonosakaridadisebutoligo-sakarida,sedangkanyangmemilikibanyakunitmonosakaridadisebutsebagai polisakarida. Banyak monosakarida maupun oligosakaridamemilikirasamanis,karenaitukarbohidratyangmassamolekulrelatif(Mr)-nyakecilseringdisebutsebagaigula.
Terdapat dua jenis monosakarida, yakni aldosa dan ketosa.Aldosa mengandung gugus aldehid (R-CHO), sedangkan ketosamengandunggugusketon(R-CO-R).Selain itu,monosakarida jugadapatdikelompokkanmenurutjumlahatomkarbonyangdimilikinya.Bila mengandung tiga atom karbon maka monosakarida tersebutdisebuttriosa;sedangkanbilamengandungempatatomkarbonmakadisebuttetrosa;pentosauntukyangmengandunglimaatomkarbon;heksosauntukyangmengandungenamatomkarbon;danseterusnya.
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul
Keduamacampengelompokkanmonosakaridainidapatdigabungkan.Misalnya, glukosamerupakan aldoheksosa, yakni gulamonosakaridadenganenamatomkarbondansuatugugusaldehid. Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 2
Ketotriosa Aldopentosa Aldopentosa Ketoheptosa Ketopentosa
CH2OH
CO
CH2OH
CH2OH
CHOH
CHOH
CHOH
CHO
CHO
CHOH
COHCH2OHHOH2C
CH2OH
CO
CHOH
CHOH
CHOH
CHOH
CH2OH
CH2OH
CHOH
CO
CHOH
CH2OH
2. GLISERALDEHID
Gliseraldehid merupakan aldosa yang paling sederhana:
L-Gliseraldehid D-Gliseraldehid
Karbon Kiral
1CHO2CHOH3CH2OH
Cermin
2. GLISERALDEHID
Gliseraldehidmerupakanaldosayangpalingsederhana:
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 2
Ketotriosa Aldopentosa Aldopentosa Ketoheptosa Ketopentosa
CH2OH
CO
CH2OH
CH2OH
CHOH
CHOH
CHOH
CHO
CHO
CHOH
COHCH2OHHOH2C
CH2OH
CO
CHOH
CHOH
CHOH
CHOH
CH2OH
CH2OH
CHOH
CO
CHOH
CH2OH
2. GLISERALDEHID
Gliseraldehid merupakan aldosa yang paling sederhana:
L-Gliseraldehid D-Gliseraldehid
Karbon Kiral
1CHO2CHOH3CH2OH
Cermin
-
Bab I Karbohidrat Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 3
Gliseraldehid memiliki sifat pereduksi karena merupakan suatu aldehid.
Atom C-2 pada molekul ini adalah pusat kiral (disebut juga pusat asimetris),
sehingga terdapat dua isomer yang dikenal sebagai enansiomer:
D-Gliseraldehid L-Gliseraldehid
CHO
C
CH2OH
OHH
CHO
C
CH2OH
HO H
D-Gliseraldehid L-Gliseraldehid
Gliseraldehid memiliki sifat pereduksi karena merupakan suatualdehid.AtomC-2padamolekul iniadalahpusatkiral(disebutjugapusat asimetris), sehingga terdapat dua isomer yang dikenal sebagaienansiomer:
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 3
Gliseraldehid memiliki sifat pereduksi karena merupakan suatu aldehid.
Atom C-2 pada molekul ini adalah pusat kiral (disebut juga pusat asimetris),
sehingga terdapat dua isomer yang dikenal sebagai enansiomer:
D-Gliseraldehid L-Gliseraldehid
CHO
C
CH2OH
OHH
CHO
C
CH2OH
HO H
D-Gliseraldehid L-Gliseraldehid
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul
Bila digambarkan menurut proyeksi Fischer, maka strukturnyasepertiberikut:
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 4
Bila digambarkan menurut proyeksi Fischer, maka strukturnya seperti berikut:
CHO
CH2OH
OHH
CHO
CH2OH
HHO
Proyeksi Fischer ini menyederhanakan struktur tiga dimensi gliseraldehid seperti
berikut:
CHO
CH2OH
CHO
CH2OH
H OH HO H
Enansiomer adalah bayangan cermin satu sama lain. Struktur sebelah
kiri disebut D-gliseraldehid, sedangkan yang kanan disebut L-gliseraldehid.
Awalan D- dan L- menunjukkan konfigurasi atau penataan gugus di sekeliling
pusat kiral.
Bila hanya terdapat satu atom karbon kiral, maka di antara kedua
enansiomer hanya terdapat sedikit perbedaan sifat fisik maupun sifat kimia.
Sifat yang paling besar perbedaannya adalah aktivitas optik, yakni kemampuan
suatu larutan enansiomer untuk berotasi ketika disinari oleh cahaya polarisasi.
Salah satu enansiomer akan berotasi searah jarum jam, dan diberi tanda (+).
Enansiomer lainnya akan berotasi berlawanan arah jarum jam, diberi tanda (-).
Contohnya adalah enansiomer D-gliseraldehid adalah (+) sehingga ditulis
lengkap sebagai D-(+)-gliseraldehid, sedangkan pasangannya adalah L-(-)-
gliseraldehid. Campuran enansiomer D dan L akan memberikan rotasi total
tergantung pada proporsi masing-masing enansiomer. Bila proporsi kedua
enansiomer itu seimbang, maka rotasi totalnya adalah nol, dan larutan tersebut
dinamakan sebagai campuran rasemat.
Aktivitas optik diukur menggunakan polarimeter. Besarnya aktivitas
optik diukur sebagai sudut rotasi dengan simbol (alfa). Satuannya yakni
derajat atau radian (SI). Aktivitas optik suatu larutan tergantung pada beberapa
faktor, yakni konsentrasi senyawa, panjang sel tempat larutan tersebut, panjang
Proyeksi Fischer ini menyederhanakan struktur tiga dimensigliseraldehidsepertiberikut:
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 4
Bila digambarkan menurut proyeksi Fischer, maka strukturnya seperti berikut:
CHO
CH2OH
OHH
CHO
CH2OH
HHO
Proyeksi Fischer ini menyederhanakan struktur tiga dimensi gliseraldehid seperti
berikut:
CHO
CH2OH
CHO
CH2OH
H OH HO H
Enansiomer adalah bayangan cermin satu sama lain. Struktur sebelah
kiri disebut D-gliseraldehid, sedangkan yang kanan disebut L-gliseraldehid.
Awalan D- dan L- menunjukkan konfigurasi atau penataan gugus di sekeliling
pusat kiral.
Bila hanya terdapat satu atom karbon kiral, maka di antara kedua
enansiomer hanya terdapat sedikit perbedaan sifat fisik maupun sifat kimia.
Sifat yang paling besar perbedaannya adalah aktivitas optik, yakni kemampuan
suatu larutan enansiomer untuk berotasi ketika disinari oleh cahaya polarisasi.
Salah satu enansiomer akan berotasi searah jarum jam, dan diberi tanda (+).
Enansiomer lainnya akan berotasi berlawanan arah jarum jam, diberi tanda (-).
Contohnya adalah enansiomer D-gliseraldehid adalah (+) sehingga ditulis
lengkap sebagai D-(+)-gliseraldehid, sedangkan pasangannya adalah L-(-)-
gliseraldehid. Campuran enansiomer D dan L akan memberikan rotasi total
tergantung pada proporsi masing-masing enansiomer. Bila proporsi kedua
enansiomer itu seimbang, maka rotasi totalnya adalah nol, dan larutan tersebut
dinamakan sebagai campuran rasemat.
Aktivitas optik diukur menggunakan polarimeter. Besarnya aktivitas
optik diukur sebagai sudut rotasi dengan simbol (alfa). Satuannya yakni
derajat atau radian (SI). Aktivitas optik suatu larutan tergantung pada beberapa
faktor, yakni konsentrasi senyawa, panjang sel tempat larutan tersebut, panjang
Enansiomer adalah bayangan cermin satu sama lain. Struktursebelah kiri disebut D-gliseraldehid, sedangkan yang kanan disebutL-gliseraldehid. Awalan D- dan L- menunjukkan konfigurasi ataupenataangugusdisekelilingpusatkiral.
Bilahanyaterdapatsatuatomkarbonkiral,makadiantarakeduaenansiomerhanya terdapat sedikitperbedaansifat fisikmaupunsifatkimia. Sifat yang paling besar perbedaannya adalah aktivitas optik,yakni kemampuan suatu larutan enansiomer untuk berotasi ketikadisinari oleh cahaya polarisasi. Salah satu enansiomer akan berotasisearah jarum jam, dan diberi tanda (+). Enansiomer lainnya akanberotasi berlawanan arah jarum jam, diberi tanda (-). ContohnyaadalahenansiomerD-gliseraldehidadalah(+)sehinggaditulislengkapsebagai D-(+)-gliseraldehid, sedangkan pasangannya adalah L-(-)-gliseraldehid. Campuran enansiomer D dan L akan memberikanrotasitotaltergantungpadaproporsimasing-masingenansiomer.Bila
-
Bab I Karbohidrat
proporsikeduaenansiomerituseimbang,makarotasitotalnyaadalahnol,danlarutantersebutdinamakansebagaicampuranrasemat.
Aktivitas optik diukur menggunakan polarimeter. Besarnyaaktivitas optik diukur sebagai sudut rotasi dengan simbol a (alfa).Satuannyayakniderajatatauradian(SI).Aktivitasoptiksuatularutantergantungpadabeberapafaktor,yaknikonsentrasisenyawa,panjangseltempatlarutantersebut,panjanggelombangcahayapolarisasi,suhu,danpelarut.Penggambaranyanglebihjelasmengenaiskemadarialatpolarimetersebagaiberikut.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 5
gelombang cahaya polarisasi, suhu, dan pelarut. Penggambaran yang lebih
jelas mengenai skema dari alat polarimeter sebagai berikut.
Karena ketergantungannya pada banyak faktor, yang diukur dalam
percobaan selalu diubah dan diekspresikan sebagai rotasi spesifik TD , dengan
superscript dan subscript yang menunjukkan suhu dan panjang gelombang
sinar (D yakni bentuk D untuk uap natrium, 589,2 nm).
-3T
D panjang sel (dm) konsentrasi (g cm )
Nama pelarut diberikan dalam tanda kurung setelah nilainya, misalnya 25D =
+17,50 (dalam air).
3. ALDOSA SEDERHANA
Aldosa sederhana diturunkan dari gliseraldehid, yakni dengan
memasukkan atom karbon kiral terhidroksilasi (CHOH) di antara karbon C-1 dan
C-2 pada molekul gliseraldehid. Misalnya, dua macam molekul tetrosa
terbentuk ketika CHOH dimasukkan ke dalam D-gliseraldehid:
sinar monokromatik
sinar tak terpolarisasi
cahaya bidang terpolarisasi
filter polarisasi tabung sampel
bidang rotasi- sinar terpolarisasi
Karena ketergantungannya pada banyak faktor, a yang diukurdalam percobaan selalu diubah dan diekspresikan sebagai rotasi spesifik[ ]T -3D panjang sel (dm) konsentrasi (g cm )=
, dengan superscript dan subscript yang menunjukkan suhu danpanjang gelombang sinar (D yakni bentuk D untuk uap natrium,589,2nm).
[ ]T -3D panjang sel (dm) konsentrasi (g cm )=
Namapelarutdiberikandalamtandakurungsetelahnilainya,misalnya
=[ ]25D +17,50(dalamair).
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul
3. ALDOSA SEDERHANA
Aldosa sederhana diturunkan dari gliseraldehid, yakni denganmemasukkan atom karbon kiral terhidroksilasi (CHOH) di antarakarbonC-1danC-2padamolekulgliseraldehid.Misalnya,duamacammolekul tetrosa terbentuk ketika CHOH dimasukkan ke dalam D-gliseraldehid:
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 6
CHO
C
CH2OH
OHH
D-Gliseraldehid
CHO
C
C
CH2OH
OHH
OHH
CHO
C
C
CH2OH
HHO
OHH
D-Eritrosa
D-Treosa
+CHOH
L
Gliseraldehid akan menurunkan dua aldotetrosa, yaitu L-eritrosa dan L-
treosa. Dengan demikian terdapat empat macam aldotetrosa. Dari masing-
masing aldotetrosa diturunkan dua aldopentosa, sehingga totalnya terdapat
delapan aldopentosa. Dari molekul-molekul aldopentosa diturunkan 16
aldoheksosa. Di bawah ini adalah struktur delapan aldopentosa dan 16
aldoheksosa yang disederhanakan, dengan o melambangkan aldehid;
melambangkan gugus OH; dan atom H tidak digambarkan.
Treosa Eritrosa
Gliseraldehidakanmenurunkanduaaldotetrosa,yaituL-eritrosadan L-treosa. Dengan demikian terdapat empat macam aldotetrosa.Darimasing-masingaldotetrosaditurunkanduaaldopentosa,sehinggatotalnya terdapat delapan aldopentosa. Dari molekul-molekulaldopentosaditurunkan16aldoheksosa.Dibawahiniadalahstruktur
-
Bab I Karbohidrat
delapanaldopentosadan16aldoheksosayangdisederhanakan,denganomelambangkanaldehid; melambangkangugusOH;danatomHtidakdigambarkan. Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 7
CHO
CH2OH
OHH
OHH
CHO
CH2OH
HHO
HHO
CHO
CH2OH
HHO
OHH
CHO
CH2OH
OHH
HHO
D-Eritrosa L-Eritrosa D-Treosa L-Treosa
O O O O O O O O
Ribosa Arabinosa Xilosa LiksosaDD D DL L L L
O O O O O O OO
Alosa Altrosa Glukosa ManosaD D D DL L L L
O OOO O O O O
Gulosa Idosa Galaktosa Talosa
D D D DL L L L
Ada dua kelompok aldosa sederhana, yaitu kelompok D dan kelompok
L. Untuk menentukan di kelompok mana suatu aldosa tergabung, adalah
dengan memperhatikan atom karbon kiral yang paling dekat dengan gugus
pereduksi kemudian membandingkannya dengan gliseraldehid.
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul
Ada dua kelompok aldosa sederhana, yaitu kelompok D dankelompok L. Untuk menentukan di kelompok mana suatu aldosatergabung, adalah dengan memperhatikan atom karbon kiral yangpalingdekatdenganguguspereduksikemudianmembandingkannyadengangliseraldehid.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 8
CHO
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
CHO
C
CH2OH
OHH
D-Glukosa D-Gliseraldehid
Karbon kiral yang paling dekat dengan gugus pereduksi
Persamaan struktur
Dalam gula yang ditunjukkan di bawah, (1) adalah L dan (2), (3), dan
(4) adalah D. Pada (3) atom karbon kiral terjauh dari gugus pereduksi adalah
C-2.
CHO
C
C
C
CH2OH
OHH
OHH
HHO
CHO
CH2
C
C
CH2OH
OHH
OHH
CHO
C
C
CH2OH
OHH
CH2OHHO
CHO
C
C
C
C
OHH
HHO
HHO
H
CH2OH
NH2
(1) (4)(3)(2)
Aldotetrosa memiliki dua pusat kiral, aldopentosa memiliki tiga pusat
kiral, dan aldoheksosa memiliki empat pusat kiral. Setiap pusat kiral ini
memberikan aktivitas optik. Aktivitas optik total tergantung pada besarnya
kontribusi dari tiap pusat kiral.
Jika terdapat lebih dari empat atom karbon kiral, suatu aldosa diberi
dua awalan konfigurasi. Salah satunya untuk empat pusat kiral dengan nomor
terendah, dan yang lainnya untuk sisa molekulnya. Konfigurasi untuk gugus
bernomor tertinggi disebutkan lebih dulu.
Dalam gula yang ditunjukkan di bawah, (1) adalah L dan (2),(3),dan(4)adalahD.Pada(3)atomkarbonkiralterjauhdariguguspereduksiadalahC-2.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 8
CHO
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
CHO
C
CH2OH
OHH
D-Glukosa D-Gliseraldehid
Karbon kiral yang paling dekat dengan gugus pereduksi
Persamaan struktur
Dalam gula yang ditunjukkan di bawah, (1) adalah L dan (2), (3), dan
(4) adalah D. Pada (3) atom karbon kiral terjauh dari gugus pereduksi adalah
C-2.
CHO
C
C
C
CH2OH
OHH
OHH
HHO
CHO
CH2
C
C
CH2OH
OHH
OHH
CHO
C
C
CH2OH
OHH
CH2OHHO
CHO
C
C
C
C
OHH
HHO
HHO
H
CH2OH
NH2
(1) (4)(3)(2)
Aldotetrosa memiliki dua pusat kiral, aldopentosa memiliki tiga pusat
kiral, dan aldoheksosa memiliki empat pusat kiral. Setiap pusat kiral ini
memberikan aktivitas optik. Aktivitas optik total tergantung pada besarnya
kontribusi dari tiap pusat kiral.
Jika terdapat lebih dari empat atom karbon kiral, suatu aldosa diberi
dua awalan konfigurasi. Salah satunya untuk empat pusat kiral dengan nomor
terendah, dan yang lainnya untuk sisa molekulnya. Konfigurasi untuk gugus
bernomor tertinggi disebutkan lebih dulu.
-
Bab I Karbohidrat
Aldotetrosamemiliki duapusat kiral, aldopentosamemiliki tigapusatkiral,danaldoheksosamemilikiempatpusatkiral.Setiappusatkiral inimemberikanaktivitasoptik.Aktivitasoptiktotaltergantungpadabesarnyakontribusidaritiappusatkiral.
Jika terdapat lebih dari empat atom karbon kiral, suatu aldosadiberiduaawalankonfigurasi.Salahsatunyauntukempatpusatkiraldengan nomor terendah, dan yang lainnya untuk sisa molekulnya.Konfigurasiuntukgugusbernomortertinggidisebutkanlebihdulu.
AldooktosayangditunjukkanberikutmemilikinamaD-eritro-L-galaktooktosa.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 9
Aldooktosa yang ditunjukkan berikut memiliki nama D-eritro-L-galaktooktosa.
CHO
CH2OH
HHO
OHH
OHH
HHO
OHH
OHH
L-Galakto
D-Eritro
4. KETOSA SEDERHANA
Ketosa sederhana diturunkan dari dihidroksiaseton, yang merupakan
suatu isomer dari gliseraldehid.
CH2OH
CO
CH2OH
CHO
CHOH
CH2OHDihidroksiaseton Gliseraldehid
Dihidroksiaseton tidak memiliki pusat kiral, tetapi turunannya memiliki atom
karbon kiral di antara gugus keto dan salah satu gugus hidroksimetil. Terdapat
dua ketotetrosa, empat ketopentosa, dan delapan ketoheksosa.
Ketosa yang paling banyak ditemukan yakni D-fruktosa ditunjukkan di
bawah. Bandingkanlah konfigurasi untuk atom karbon kiral yang paling jauh
dari gugus keto (C-5) dengan D-gliseraldehid.
4. KETOSA SEDERHANA
Ketosa sederhanaditurunkandaridihidroksiaseton,yangmerupakansuatuisomerdarigliseraldehid.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 9
Aldooktosa yang ditunjukkan berikut memiliki nama D-eritro-L-galaktooktosa.
CHO
CH2OH
HHO
OHH
OHH
HHO
OHH
OHH
L-Galakto
D-Eritro
4. KETOSA SEDERHANA
Ketosa sederhana diturunkan dari dihidroksiaseton, yang merupakan
suatu isomer dari gliseraldehid.
CH2OH
CO
CH2OH
CHO
CHOH
CH2OHDihidroksiaseton Gliseraldehid
Dihidroksiaseton tidak memiliki pusat kiral, tetapi turunannya memiliki atom
karbon kiral di antara gugus keto dan salah satu gugus hidroksimetil. Terdapat
dua ketotetrosa, empat ketopentosa, dan delapan ketoheksosa.
Ketosa yang paling banyak ditemukan yakni D-fruktosa ditunjukkan di
bawah. Bandingkanlah konfigurasi untuk atom karbon kiral yang paling jauh
dari gugus keto (C-5) dengan D-gliseraldehid.
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul10
Dihidroksiaseton tidak memiliki pusat kiral, tetapi turunannyamemilikiatomkarbonkiraldiantaragugusketodansalahsatugugushidroksimetil. Terdapat dua ketotetrosa, empat ketopentosa, dandelapanketoheksosa.
KetosayangpalingbanyakditemukanyakniD-fruktosaditunjuk-kan di bawah. Bandingkanlah konfigurasi untuk atom karbon kiralyangpalingjauhdarigugusketo(C-5)denganD-gliseraldehid.Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 10
CH2OH
CO
C
C
C
HHO
OHH
OHH
CH2OH
1
2
3
4
5
6
Fruktosa dinamai demikian jauh sebelum strukturnya diketahui. Hal yang sama
terjadi pada banyak aldosa lainnya. Nama-nama seperti glukosa, manosa,
ribosa, dan fruktosa disebut nama trivial, yakni bersifat nonsistematik.
Ketosa yang ditunjukkan di bawah ini dikenal luas sebagai D-ribulosa
karena merupakan isomer dari D-ribosa. Nama ini tidak tepat, karena senyawa
ini hanya memiliki dua pusat kiral, bukan tiga seperti yang disiratkan oleh
awalan rib-. Senyawa ini berkaitan dengan D-eritrosa, dan nama yang tepat
adalah D-eritro-pentulosa.
CH2OH
CO
C
C
CH2OH
OHH
OHH
Dua gula di bawah ini memiliki nama sistematik yang tepat yakni (1) L-Treo-
pentulosa, umumnya disebut L-xilulosa; (2) D-Arabino-heksulosa, umumnya
disebut D-fruktosa.
Fruktosadinamaidemikian jauhsebelumstrukturnyadiketahui.Halyangsamaterjadipadabanyakaldosalainnya.Nama-namasepertiglukosa, manosa, ribosa, dan fruktosa disebut nama trivial, yaknibersifatnonsistematik.
Ketosa yang ditunjukkan di bawah ini dikenal luas sebagaiD-ribulosa karena merupakan isomer dari D-ribosa. Nama ini tidaktepat,karenasenyawainihanyamemilikiduapusatkiral,bukantigasepertiyangdisiratkanolehawalanrib-.SenyawainiberkaitandenganD-eritrosa,dannamayangtepatadalahD-eritro-pentulosa.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 10
CH2OH
CO
C
C
C
HHO
OHH
OHH
CH2OH
1
2
3
4
5
6
Fruktosa dinamai demikian jauh sebelum strukturnya diketahui. Hal yang sama
terjadi pada banyak aldosa lainnya. Nama-nama seperti glukosa, manosa,
ribosa, dan fruktosa disebut nama trivial, yakni bersifat nonsistematik.
Ketosa yang ditunjukkan di bawah ini dikenal luas sebagai D-ribulosa
karena merupakan isomer dari D-ribosa. Nama ini tidak tepat, karena senyawa
ini hanya memiliki dua pusat kiral, bukan tiga seperti yang disiratkan oleh
awalan rib-. Senyawa ini berkaitan dengan D-eritrosa, dan nama yang tepat
adalah D-eritro-pentulosa.
CH2OH
CO
C
C
CH2OH
OHH
OHH
Dua gula di bawah ini memiliki nama sistematik yang tepat yakni (1) L-Treo-
pentulosa, umumnya disebut L-xilulosa; (2) D-Arabino-heksulosa, umumnya
disebut D-fruktosa.
-
Bab I Karbohidrat 11
Duaguladibawahinimemilikinamasistematikyangtepatyakni(1) L-Treo-pentulosa, umumnya disebut L-xilulosa; (2) D-Arabino-heksulosa,umumnyadisebutD-fruktosa. Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 11
CH2OH
CO
CH2OH
OHH
HHO
CH2OH
CO
HHO
OHH
CH2OH
OHH
(1) (2)
Nama sistematik untuk monosakarida ketosa selalu diakhiri dengan
ulosa, selain fruktosa dan nama trivial lainnya. Beberapa ketosa strukturnya
tidak berkaitan dengan dihidroksiaseton, dan dinamai dengan
mempertimbangkan konfigurasi semua atom karbon kiral sebagai suatu unit,
dengan mengabaikan gugus karbonil.
Perhatikan ketosa di bawah ini. Ketosa tersebut memiliki tiga atom
karbon kiral dalam konfigurasi D-arabino (meskipun disusupi oleh gugus keto).
Gugus keto ini berada pada posisi 3. Ketosa ini memiliki enam atom karbon,
sehingga dinamai D-arabino-3-heksulosa.
C
CO
C
C
CH2OH
OHH
OHH
CH2OH
HHO
Jika nama suatu ketosa tidak mengandung nomor, maka diasumsikan bahwa
ketosa tersebut berkaitan dengan dihidroksiaseton dan gugus keto berada pada
posisi 2.
Nama sistematik untuk monosakarida ketosa selalu diakhiridengan ulosa, selain fruktosa dan nama trivial lainnya. Beberapaketosa strukturnya tidak berkaitan dengan dihidroksiaseton, dandinamaidenganmempertimbangkankonfigurasisemuaatomkarbonkiralsebagaisuatuunit,denganmengabaikanguguskarbonil.
Perhatikanketosadibawahini.Ketosatersebutmemilikitigaatomkarbon kiral dalam konfigurasi D-arabino (meskipun disusupi olehgugusketo).Gugusketoiniberadapadaposisi3.Ketosainimemilikienamatomkarbon,sehinggadinamaiD-arabino-3-heksulosa.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 11
CH2OH
CO
CH2OH
OHH
HHO
CH2OH
CO
HHO
OHH
CH2OH
OHH
(1) (2)
Nama sistematik untuk monosakarida ketosa selalu diakhiri dengan
ulosa, selain fruktosa dan nama trivial lainnya. Beberapa ketosa strukturnya
tidak berkaitan dengan dihidroksiaseton, dan dinamai dengan
mempertimbangkan konfigurasi semua atom karbon kiral sebagai suatu unit,
dengan mengabaikan gugus karbonil.
Perhatikan ketosa di bawah ini. Ketosa tersebut memiliki tiga atom
karbon kiral dalam konfigurasi D-arabino (meskipun disusupi oleh gugus keto).
Gugus keto ini berada pada posisi 3. Ketosa ini memiliki enam atom karbon,
sehingga dinamai D-arabino-3-heksulosa.
C
CO
C
C
CH2OH
OHH
OHH
CH2OH
HHO
Jika nama suatu ketosa tidak mengandung nomor, maka diasumsikan bahwa
ketosa tersebut berkaitan dengan dihidroksiaseton dan gugus keto berada pada
posisi 2.
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul1
Jikanamasuatuketosatidakmengandungnomor,makadiasumsi-kan bahwa ketosa tersebut berkaitan dengan dihidroksiaseton dangugusketoberadapadaposisi2.
5. STRUKTUR D-GLUKOSA
D-Glukosa adalah monosakarida yang paling banyak ditemukan.Monomer D-glukosa terdapat dalam darah, sedangkan polimernyaterdapat dalam tepung maupun selulosa. Proyeksi Fischer molekulD-glukosaadalahsepertiberikut:
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 12
5. STRUKTUR D-GLUKOSA
D-Glukosa adalah monosakarida yang paling banyak ditemukan.
Monomer D-glukosa terdapat dalam darah, sedangkan polimernya terdapat
dalam tepung maupun selulosa. Proyeksi Fischer molekul D-glukosa adalah
seperti berikut:
CHO
CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
Penulisan seperti di atas disebut juga sebagai struktur rantai terbuka atau
struktur rantai lurus. Struktur seperti ini hanya ada dalam larutan. D-glukosa
dalam bentuk kristal memiliki dua macam struktur ( dan ) yang juga berbeda
aktivitas optiknya ketika dilarutkan. Baik -D-glukosa maupun -D-glukosa,
keduanya berupa molekul lingkar:
OCH2OH
HH
HO OH
H
H
OH
OH
H
OCH2OH
HH
HO OH
H
H
OH
H
OH
-D-Glukosa -D-Glukosa
Kedua struktur seperti di atas dikenal sebagai rumus proyeksi Haworth. Struktur
tersebut tidak menggambarkan bentuk molekul aslinya, tetapi menunjukkan
konfigurasi tiap atom kiral.
Ketika -D-glukosa atau -D-glukosa dilarutkan dalam air, struktur
lingkar akan terbuka sehingga terbentuk struktur rantai terbuka. Reaksi ini
reversibel, dan kesetimbangan terjadi antara struktur terbuka dan kedua struktur
Penulisansepertidiatasdisebutjugasebagaistrukturrantaiterbukaataustrukturrantailurus.Struktursepertiinihanyaadadalamlarutan.D-glukosadalambentukkristalmemilikiduamacamstruktur(adanb)yangjugaberbedaaktivitasoptiknyaketikadilarutkan.Baika-D-glukosamaupunb-D-glukosa,keduanyaberupamolekullingkar:
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 12
5. STRUKTUR D-GLUKOSA
D-Glukosa adalah monosakarida yang paling banyak ditemukan.
Monomer D-glukosa terdapat dalam darah, sedangkan polimernya terdapat
dalam tepung maupun selulosa. Proyeksi Fischer molekul D-glukosa adalah
seperti berikut:
CHO
CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
Penulisan seperti di atas disebut juga sebagai struktur rantai terbuka atau
struktur rantai lurus. Struktur seperti ini hanya ada dalam larutan. D-glukosa
dalam bentuk kristal memiliki dua macam struktur ( dan ) yang juga berbeda
aktivitas optiknya ketika dilarutkan. Baik -D-glukosa maupun -D-glukosa,
keduanya berupa molekul lingkar:
OCH2OH
HH
HO OH
H
H
OH
OH
H
OCH2OH
HH
HO OH
H
H
OH
H
OH
-D-Glukosa -D-Glukosa
Kedua struktur seperti di atas dikenal sebagai rumus proyeksi Haworth. Struktur
tersebut tidak menggambarkan bentuk molekul aslinya, tetapi menunjukkan
konfigurasi tiap atom kiral.
Ketika -D-glukosa atau -D-glukosa dilarutkan dalam air, struktur
lingkar akan terbuka sehingga terbentuk struktur rantai terbuka. Reaksi ini
reversibel, dan kesetimbangan terjadi antara struktur terbuka dan kedua struktur
-
Bab I Karbohidrat 1
Kedua struktur seperti di atas dikenal sebagai rumus proyeksiHaworth. Struktur tersebut tidak menggambarkan bentuk molekulaslinya,tetapimenunjukkankonfigurasitiapatomkiral.
Ketika a-D-glukosa atau b-D-glukosa dilarutkan dalam air,struktur lingkar akan terbuka sehingga terbentuk struktur rantaiterbuka.Reaksiinireversibel,dankesetimbanganterjadiantarastrukturterbukadankeduastrukturlingkar.Padaumumnya,aldehidbereaksireversibel dengan alkohol untukmembentukhemiasetal laludenganadanyakatalisasamakanmembentukasetal:
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 13
lingkar. Pada umumnya, aldehid bereaksi reversibel dengan alkohol untuk
membentuk hemiasetal lalu dengan adanya katalis asam akan membentuk
asetal:
OC
H
R OHC
H
R
OR'
OR''C
H
R
OR'
+ R'OH + R''OH
Pembentukan lingkar dari struktur terbuka D-glukosa terjadi ketika gugus
hidroksil pada C-5 bereaksi dengan gugus aldehid. Karbon aldehid menjadi
kiral, sehingga terbentuk dua hemiasetal yaitu -D-glukosa dan -D-glukosa.
C
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HHO
OHH
H
1C
2C
3C
4C
5C
6CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
H OH HO C
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HHO
OHH
H
HO H
Hemiasetal ( -D-glukosa) Hemiasetal ( -D-glukosa)
O O
Kedua hemiasetal di atas disebut sebagai anomer, dan karbon C-1 pada
struktur lingkar disebut karbon anomerik.
Pembentukan hemiasetal dan hemiketal, dari suatu aldehid atau keton
yang direaksikan dengan alkohol dengan perbandingan 1:1 yang akan
menghasilkan suatu pusat kiral pada karbon karbonil.
Pembentukan lingkar dari struktur terbuka D-glukosa terjadiketika gugus hidroksil pada C-5 bereaksi dengan gugus aldehid.Karbonaldehidmenjadikiral,sehinggaterbentukduahemiasetalyaitua-D-glukosadanb-D-glukosa.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 13
lingkar. Pada umumnya, aldehid bereaksi reversibel dengan alkohol untuk
membentuk hemiasetal lalu dengan adanya katalis asam akan membentuk
asetal:
OC
H
R OHC
H
R
OR'
OR''C
H
R
OR'
+ R'OH + R''OH
Pembentukan lingkar dari struktur terbuka D-glukosa terjadi ketika gugus
hidroksil pada C-5 bereaksi dengan gugus aldehid. Karbon aldehid menjadi
kiral, sehingga terbentuk dua hemiasetal yaitu -D-glukosa dan -D-glukosa.
C
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HHO
OHH
H
1C
2C
3C
4C
5C
6CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
H OH HO C
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HHO
OHH
H
HO H
Hemiasetal ( -D-glukosa) Hemiasetal ( -D-glukosa)
O O
Kedua hemiasetal di atas disebut sebagai anomer, dan karbon C-1 pada
struktur lingkar disebut karbon anomerik.
Pembentukan hemiasetal dan hemiketal, dari suatu aldehid atau keton
yang direaksikan dengan alkohol dengan perbandingan 1:1 yang akan
menghasilkan suatu pusat kiral pada karbon karbonil.
Keduahemiasetaldiatasdisebutsebagaianomer,dankarbonC-1padastrukturlingkardisebut karbon anomerik.
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul1
Pembentukanhemiasetaldanhemiketal,dari suatu aldehid atauketonyangdireaksikandenganalkoholdenganperbandingan1:1yangakanmenghasilkansuatupusatkiralpadakarbonkarbonil.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 14
Penerjemahan struktur rantai terbuka ke dalam struktur cincin Haworth
paling baik dilakukan dalam prosedur step-by-step. D-Glukosa digunakan
dalam contoh berikut:
1. Tulis struktur rantai terbuka.
CHO
CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
2. Putar struktur searah jarum jam pada sisinya dan bengkokkan melingkar
hampir membentuk cincin.
OH
HO
H
OHH
OH
H
OHCH2OH
H
5
4
Aldehid Alkohol
Alkohol Keton
Hemiasetal
Hemiketal
Asetal
Ketal
Penerjemahan struktur rantai terbuka ke dalam struktur cincinHaworthpalingbaikdilakukandalamprosedurstep-by-step.D-Glukosadigunakandalamcontohberikut:1. Tulisstrukturrantaiterbuka.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 14
Penerjemahan struktur rantai terbuka ke dalam struktur cincin Haworth
paling baik dilakukan dalam prosedur step-by-step. D-Glukosa digunakan
dalam contoh berikut:
1. Tulis struktur rantai terbuka.
CHO
CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
2. Putar struktur searah jarum jam pada sisinya dan bengkokkan melingkar
hampir membentuk cincin.
OH
HO
H
OHH
OH
H
OHCH2OH
H
5
4
Aldehid Alkohol
Alkohol Keton
Hemiasetal
Hemiketal
Asetal
Ketal
2. Putar struktur searah jarum jam pada sisinya dan bengkokkanmelingkarhampirmembentukcincin.
-
Bab I Karbohidrat 1
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 14
Penerjemahan struktur rantai terbuka ke dalam struktur cincin Haworth
paling baik dilakukan dalam prosedur step-by-step. D-Glukosa digunakan
dalam contoh berikut:
1. Tulis struktur rantai terbuka.
CHO
CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
2. Putar struktur searah jarum jam pada sisinya dan bengkokkan melingkar
hampir membentuk cincin.
OH
HO
H
OHH
OH
H
OHCH2OH
H
5
4
Aldehid Alkohol
Alkohol Keton
Hemiasetal
Hemiketal
Asetal
Ketal
3. Putar ikatan C-4C-5 untuk membawa hidroksil pada C-5mendekatiguguskarbonil.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 15
3. Putar ikatan C-4C-5 untuk membawa hidroksil pada C-5 mendekati
gugus karbonil.
OH
HO
H
OHH
OH
CH2OH
HOH
H
5
4
4. Bentuk hemiasetal dengan pengikatan hidroksil pada C-5 dengan gugus
karbonil.
OCH2OH
HOH
H
H
HOH
OH
H
OH
OCH2OH
HOH
H
H
HOH
OH
OH
H
5 5
Penerjemahan struktur rantai terbuka ke dalam struktur bentuk tertutup juga
dilakukan pada prosedur sebagai berikut:
D-Glukosa (bentuk rantai terbuka)
-D-Glukosa
-D-Glukosa
4. BentukhemiasetaldenganpengikatanhidroksilpadaC-5denganguguskarbonil.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 15
3. Putar ikatan C-4C-5 untuk membawa hidroksil pada C-5 mendekati
gugus karbonil.
OH
HO
H
OHH
OH
CH2OH
HOH
H
5
4
4. Bentuk hemiasetal dengan pengikatan hidroksil pada C-5 dengan gugus
karbonil.
OCH2OH
HOH
H
H
HOH
OH
H
OH
OCH2OH
HOH
H
H
HOH
OH
OH
H
5 5
Penerjemahan struktur rantai terbuka ke dalam struktur bentuk tertutup juga
dilakukan pada prosedur sebagai berikut:
D-Glukosa (bentuk rantai terbuka)
-D-Glukosa
-D-Glukosa
Penerjemahan struktur rantai terbuka ke dalam struktur bentuktertutupjugadilakukanpadaprosedursebagaiberikut:
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul1
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 15
3. Putar ikatan C-4C-5 untuk membawa hidroksil pada C-5 mendekati
gugus karbonil.
OH
HO
H
OHH
OH
CH2OH
HOH
H
5
4
4. Bentuk hemiasetal dengan pengikatan hidroksil pada C-5 dengan gugus
karbonil.
OCH2OH
HOH
H
H
HOH
OH
H
OH
OCH2OH
HOH
H
H
HOH
OH
OH
H
5 5
Penerjemahan struktur rantai terbuka ke dalam struktur bentuk tertutup juga
dilakukan pada prosedur sebagai berikut:
D-Glukosa (bentuk rantai terbuka)
-D-Glukosa
-D-Glukosa
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 16
Adalah normal untuk menulis struktur cincin gula dengan menghilangkan atom
H yang menempel pada karbon, misalnya -D-glukosa ditulis sebagai:
OCH2OH
OHHO
OH
OH
D-(+)-Glukosa D-(+)-Glukosa
bentuk terbuka bentuk intermediet bentuk siklik
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 16
Adalah normal untuk menulis struktur cincin gula dengan menghilangkan atom
H yang menempel pada karbon, misalnya -D-glukosa ditulis sebagai:
OCH2OH
OHHO
OH
OH
D-(+)-Glukosa D-(+)-Glukosa
bentuk terbuka bentuk intermediet bentuk siklik
-
Bab I Karbohidrat 1
Adalah normal untuk menulis struktur cincin gula denganmenghilangkanatomHyangmenempelpadakarbon,misalnyab-D-glukosaditulissebagai:
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 16
Adalah normal untuk menulis struktur cincin gula dengan menghilangkan atom
H yang menempel pada karbon, misalnya -D-glukosa ditulis sebagai:
OCH2OH
OHHO
OH
OH
D-(+)-Glukosa D-(+)-Glukosa
bentuk terbuka bentuk intermediet bentuk siklik
Penyebutan a atau b pada anomer tergantung pada konfigurasikarbon anomerik relatif terhadap konfigurasi atom kiral yangmenentukan apakah monosakarida tersebut termasuk kelompok LatauD(dalamglukosayakniC-5).JikadalamrumusproyeksiFischergugushidroksilpadakarboniniberorientasicis,makaanomertersebutdisebuta.Sedangkanjikagugushidroksiltersebuttrans,makaanomerdisebutb.Perbandinganstrukturdalamlangkah(2)contohsoaldiatasdengan langkah (4) menunjukkan bahwa gugus hidroksil pada C-5beradadibawahbidangdatarcincinsebelumcincintertutup.Karenaitu,anomerdenganhidroksilanomerikyangberadadibawahbidangdatarcincindisebuta.
Meskipunbentukrantaiterbukaglukosamempunyaiempatpusatkiral,namunpembentukancincinmenciptakanpusatkiralyangkelima.Halinimenyebabkankeduaanomerberbedadalamrotasioptik.Ketika
a-D-glukosapadatdilarutkandalamair, [ ]25
D yakni+1120.Ketikab-D-glukosapadatdilarutkandalamair,[ ]
25
D yakni+190.Rotasioptiklarutana-danb-D-glukosapadatyangbarudibuat
berubah seiring dengan waktu, peristiwa ini disebut mutarotasi.Perubahan dalam rotasi optik berarti perubahan dalam struktur.Ketika a-D-glukosa dilarutkan dalam air, anomer a-D merupakansatu-satunyastrukturyangadapadasaatpelarutan.Pembukaancincinmerupakanreaksiyanglambat,tetapikarenareaksitersebutreversibel,maka anomer b-D akan muncul bersama dengan bentuk rantaiterbuka.Akhirnya,suatukesetimbanganantarabentukrantaiterbuka
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul1
dankeduaanomerdicapaipada[ ]25
D +520.Untukalasanini,strukturdi bawah digunakan untuk menggambarkan keadaan glukosa dalamlarutan,danjugaketikakonfigurasikarbonanomeriktidakdiketahui.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 17
Penyebutan atau pada anomer tergantung pada konfigurasi karbon
anomerik relatif terhadap konfigurasi atom kiral yang menentukan apakah
monosakarida tersebut termasuk kelompok L atau D (dalam glukosa yakni C-5).
Jika dalam rumus proyeksi Fischer gugus hidroksil pada karbon ini berorientasi
cis, maka anomer tersebut disebut . Sedangkan jika gugus hidroksil tersebut
trans, maka anomer disebut . Perbandingan struktur dalam langkah (2) contoh
soal di atas dengan langkah (4) menunjukkan bahwa gugus hidroksil pada C-5
berada di bawah bidang datar cincin sebelum cincin tertutup. Karena itu,
anomer dengan hidroksil anomerik yang berada di bawah bidang datar cincin
disebut .
Meskipun bentuk rantai terbuka glukosa mempunyai empat pusat kiral,
namun pembentukan cincin menciptakan pusat kiral yang kelima. Hal ini
menyebabkan kedua anomer berbeda dalam rotasi optik. Ketika -D-glukosa
padat dilarutkan dalam air, 25D yakni +1120. Ketika -D-glukosa padat
dilarutkan dalam air, 25D yakni +190.
Rotasi optik larutan - dan -D-glukosa padat yang baru dibuat berubah
seiring dengan waktu, peristiwa ini disebut mutarotasi. Perubahan dalam rotasi
optik berarti perubahan dalam struktur. Ketika -D-glukosa dilarutkan dalam air,
anomer -D merupakan satu-satunya struktur yang ada pada saat pelarutan.
Pembukaan cincin merupakan reaksi yang lambat, tetapi karena reaksi tersebut
reversibel, maka anomer -D akan muncul bersama dengan bentuk rantai
terbuka. Akhirnya, suatu kesetimbangan antara bentuk rantai terbuka dan
kedua anomer dicapai pada 25D +520. Untuk alasan ini, struktur di bawah
digunakan untuk menggambarkan keadaan glukosa dalam larutan, dan juga
ketika konfigurasi karbon anomerik tidak diketahui.
OCH2OH
OHHO
OH
H, OH
Selain terbentuk struktur anomerik D-glukosa lingkar enam, bisajuga terbentuk anomerik lingkar lima. Lingkar lima terjadi ketikayangbereaksiadalahgugushidroksilC-4denganguguskarbonilpadaaldehid.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 18
Selain terbentuk struktur anomerik D-glukosa lingkar enam, bisa juga terbentuk
anomerik lingkar lima. Lingkar lima terjadi ketika yang bereaksi adalah gugus
hidroksil C-4 dengan gugus karbonil pada aldehid.
C
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HHO
H
H
1C
2C
3C
4C
5C
6CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
HO H HO C
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HHO
H
H
H OH
anomer anomer
OH OH
O O
Bentuk rantai terbuka glukosa diterjemahkan ke dalam rumus proyeksi Haworth
untuk cincin lingkar lima sebagai berikut, bersama dengan simbol dan yang
sesuai untuk rumus-rumus tersebut.
O
OH
OH
OH
CH2OH
HO HO
OH
OH
OH
CH2OH
HO H
Cincin lingkar enam disebut piran, sedangkan cincin lingkar lima disebut furan.
O O
FuranPiran
BentukrantaiterbukaglukosaditerjemahkankedalamrumusproyeksiHaworthuntukcincin lingkar lima sebagaiberikut,bersamadengansimboladan byangsesuaiuntukrumus-rumustersebut.
-
Bab I Karbohidrat 1
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 18
Selain terbentuk struktur anomerik D-glukosa lingkar enam, bisa juga terbentuk
anomerik lingkar lima. Lingkar lima terjadi ketika yang bereaksi adalah gugus
hidroksil C-4 dengan gugus karbonil pada aldehid.
C
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HHO
H
H
1C
2C
3C
4C
5C
6CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
HO H HO C
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HHO
H
H
H OH
anomer anomer
OH OH
O O
Bentuk rantai terbuka glukosa diterjemahkan ke dalam rumus proyeksi Haworth
untuk cincin lingkar lima sebagai berikut, bersama dengan simbol dan yang
sesuai untuk rumus-rumus tersebut.
O
OH
OH
OH
CH2OH
HO HO
OH
OH
OH
CH2OH
HO H
Cincin lingkar enam disebut piran, sedangkan cincin lingkar lima disebut furan.
O O
FuranPiran
Cincin lingkar enam disebut piran, sedangkan cincin lingkar limadisebutfuran.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 18
Selain terbentuk struktur anomerik D-glukosa lingkar enam, bisa juga terbentuk
anomerik lingkar lima. Lingkar lima terjadi ketika yang bereaksi adalah gugus
hidroksil C-4 dengan gugus karbonil pada aldehid.
C
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HHO
H
H
1C
2C
3C
4C
5C
6CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
HO H HO C
C
C
C
C
CH2OH
OHH
HHO
H
H
H OH
anomer anomer
OH OH
O O
Bentuk rantai terbuka glukosa diterjemahkan ke dalam rumus proyeksi Haworth
untuk cincin lingkar lima sebagai berikut, bersama dengan simbol dan yang
sesuai untuk rumus-rumus tersebut.
O
OH
OH
OH
CH2OH
HO HO
OH
OH
OH
CH2OH
HO H
Cincin lingkar enam disebut piran, sedangkan cincin lingkar lima disebut furan.
O O
FuranPiran
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 19
Karena itu, glukosa lingkar enam disebut glukopiranosa, dan glukosa
lingkar lima disebut glukofuranosa. Biasanya furanosa kurang stabil karena
besarnya halangan sterik antara gugus H, hidroksil, dan hidroksimetil pada
karbon-karbon yang berbeda. Dalam larutan glukosa, hanya sedikit sekali -
dan -glukofuranosa yang terdapat dalam kesetimbangan campuran tersebut.
6. KONFORMASI GLUKOSA
Struktur Haworth untuk anomer D-glukopiranosa dapat diubah sedikit
untuk menunjukkan bentuk asli molekul. Atom-atom karbon dalam molekul ini
membentuk sudut 1090 di tiap atom. Tekukan ini membuat molekul lebih stabil.
Dengan sudut 1090, terdapat dua kemungkinan konformasi, yaitu kursi dan
perahu:
Kursi Perahu
Piran
Furan-D-Fruktofuranosa
-D-Glukopiranosa -D-Glukopiranosa
-D-Fruktofuranosa
Karena itu, glukosa lingkar enam disebut glukopiranosa, danglukosalingkarlimadisebutglukofuranosa.Biasanyafuranosakurangstabil karena besarnya halangan sterik antara gugus H, hidroksil,danhidroksimetilpadakarbon-karbonyangberbeda.Dalam larutan
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul0
glukosa, hanya sedikit sekali a- dan b-glukofuranosa yang terdapatdalamkesetimbangancampurantersebut.
6. KONFORMASI GLUKOSA
Struktur Haworth untuk anomer D-glukopiranosa dapat diubahsedikituntukmenunjukkanbentukaslimolekul.Atom-atomkarbondalam molekul ini membentuk sudut 1090 di tiap atom. Tekukaninimembuatmolekul lebih stabil.Dengan sudut1090, terdapatduakemungkinankonformasi,yaitukursidanperahu:
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 19
Karena itu, glukosa lingkar enam disebut glukopiranosa, dan glukosa
lingkar lima disebut glukofuranosa. Biasanya furanosa kurang stabil karena
besarnya halangan sterik antara gugus H, hidroksil, dan hidroksimetil pada
karbon-karbon yang berbeda. Dalam larutan glukosa, hanya sedikit sekali -
dan -glukofuranosa yang terdapat dalam kesetimbangan campuran tersebut.
6. KONFORMASI GLUKOSA
Struktur Haworth untuk anomer D-glukopiranosa dapat diubah sedikit
untuk menunjukkan bentuk asli molekul. Atom-atom karbon dalam molekul ini
membentuk sudut 1090 di tiap atom. Tekukan ini membuat molekul lebih stabil.
Dengan sudut 1090, terdapat dua kemungkinan konformasi, yaitu kursi dan
perahu:
Kursi Perahu
Piran
Furan-D-Fruktofuranosa
-D-Glukopiranosa -D-Glukopiranosa
-D-Fruktofuranosa
Gugus-gugus yang terikat pada atom karbon bisa berada padaposisi ekuatorial atau posisi aksial. Posisi ekuatorial yakni jika gugustersebut berada pada bidang datar, sedangkan aksial bila tegak lurusterhadapbidang.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 20
Gugus-gugus yang terikat pada atom karbon bisa berada pada posisi ekuatorial
atau posisi aksial. Posisi ekuatorial yakni jika gugus tersebut berada pada
bidang datar, sedangkan aksial bila tegak lurus terhadap bidang.
ae
a
e
a
a
e
e
a
e
a
e
a
e
a
e
a
a
e
a
e
a
ee
Konformer yang paling stabil adalah konformer kursi. Pada sikloheksana,
perbedaan energi antara konformer perahu dengan konformer kursi adalah
sekitar 25 kJmol-1 yang berarti hanya terdapat 1 konformasi perahu dari 1000
molekul pada 250C.
Monosakarida memiliki gugus hidroksil dan hidroksimetil pada atom-
atom karbon cincin. Hal ini menyebabkan gugus-gugus ini cenderung berada
pada posisi ekuatorial. Pada posisi aksial gugus-gugus ini akan mengganggu
kestabilan cincin karena besarnya halangan sterik.
O OHO
HO
CH2OH
OH
OH
CH2OH
OH
OH
OH
OH
lebih stabil
Dua kemungkinan bentuk kursi Konformasi -D-glukopiranosa
Konformer yang paling stabil adalah konformer kursi. Padasikloheksana, perbedaan energi antara konformer perahu dengan
-
Bab I Karbohidrat 1
konformerkursiadalahsekitar25kJmol-1yangberartihanyaterdapat1konformasiperahudari1000molekulpada250C.
Monosakarida memiliki gugus hidroksil dan hidroksimetil padaatom-atom karbon cincin. Hal ini menyebabkan gugus-gugus inicenderungberadapadaposisiekuatorial.Padaposisiaksialgugus-gugusiniakanmengganggukestabilancincinkarenabesarnyahalangansterik.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 20
Gugus-gugus yang terikat pada atom karbon bisa berada pada posisi ekuatorial
atau posisi aksial. Posisi ekuatorial yakni jika gugus tersebut berada pada
bidang datar, sedangkan aksial bila tegak lurus terhadap bidang.
ae
a
e
a
a
e
e
a
e
a
e
a
e
a
e
a
a
e
a
e
a
ee
Konformer yang paling stabil adalah konformer kursi. Pada sikloheksana,
perbedaan energi antara konformer perahu dengan konformer kursi adalah
sekitar 25 kJmol-1 yang berarti hanya terdapat 1 konformasi perahu dari 1000
molekul pada 250C.
Monosakarida memiliki gugus hidroksil dan hidroksimetil pada atom-
atom karbon cincin. Hal ini menyebabkan gugus-gugus ini cenderung berada
pada posisi ekuatorial. Pada posisi aksial gugus-gugus ini akan mengganggu
kestabilan cincin karena besarnya halangan sterik.
O OHO
HO
CH2OH
OH
OH
CH2OH
OH
OH
OH
OH
lebih stabil
Dua kemungkinan bentuk kursi Konformasi -D-glukopiranosa
7. MONOSAKARIDA SELAIN GLUKOSA
Terdapatduaaldoheksosayangmerupakanisomerdariglukosa,yaknimanosadangalaktosa:
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 21
7. MONOSAKARIDA SELAIN GLUKOSA
Terdapat dua aldoheksosa yang merupakan isomer dari glukosa, yakni
manosa dan galaktosa:
CHO
CH2OH
HHO
HHO
OHH
OHH
CHO
CH2OH
OHH
HHO
HHO
OHH
D-Manosa D-Galaktosa
Berikut digambarkan struktur rantai tertutup Glukosa dan galaktosa
yang dibedakan hanya berdasarkan orientasi satu gugus hidroksil (-OH), pada
C4.
D-Manosa dan D-galaktosa mudah diterjemahkan ke dalam struktur
Haworth. Berikut ini diperlihatkan anomer dari kedua gula tersebut.
OCH2OH
OHHO
OHOH
OCH2OH
OH
HO
OH
OH
-D-Manopiranosa -D-Galaktopiranosa
-D-Glukosa -D-Galaktosa
Berikut digambarkan struktur rantai tertutup Glukosa dangalaktosa yang dibedakan hanya berdasarkan orientasi satu gugushidroksil(-OH),padaC4.
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 21
7. MONOSAKARIDA SELAIN GLUKOSA
Terdapat dua aldoheksosa yang merupakan isomer dari glukosa, yakni
manosa dan galaktosa:
CHO
CH2OH
HHO
HHO
OHH
OHH
CHO
CH2OH
OHH
HHO
HHO
OHH
D-Manosa D-Galaktosa
Berikut digambarkan struktur rantai tertutup Glukosa dan galaktosa
yang dibedakan hanya berdasarkan orientasi satu gugus hidroksil (-OH), pada
C4.
D-Manosa dan D-galaktosa mudah diterjemahkan ke dalam struktur
Haworth. Berikut ini diperlihatkan anomer dari kedua gula tersebut.
OCH2OH
OHHO
OHOH
OCH2OH
OH
HO
OH
OH
-D-Manopiranosa -D-Galaktopiranosa
-D-Glukosa -D-Galaktosa
D-Manosa dan D-galaktosa mudah diterjemahkan ke dalamstrukturHaworth.Berikutinidiperlihatkananomeradarikeduagulatersebut.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 21
7. MONOSAKARIDA SELAIN GLUKOSA
Terdapat dua aldoheksosa yang merupakan isomer dari glukosa, yakni
manosa dan galaktosa:
CHO
CH2OH
HHO
HHO
OHH
OHH
CHO
CH2OH
OHH
HHO
HHO
OHH
D-Manosa D-Galaktosa
Berikut digambarkan struktur rantai tertutup Glukosa dan galaktosa
yang dibedakan hanya berdasarkan orientasi satu gugus hidroksil (-OH), pada
C4.
D-Manosa dan D-galaktosa mudah diterjemahkan ke dalam struktur
Haworth. Berikut ini diperlihatkan anomer dari kedua gula tersebut.
OCH2OH
OHHO
OHOH
OCH2OH
OH
HO
OH
OH
-D-Manopiranosa -D-Galaktopiranosa
-D-Glukosa -D-Galaktosa
Keduanyamerupakanepimerdariglukosa,yaknidenganmeng-abaikan karbon anomerik, keduanya berbeda dari glukosa dalamkonfigurasihanyasatuatomkarbon,manosapadaC-2,galaktosapadaC-4.Fruktosamerupakansuatuketoheksosa,denganstrukturrantaibentukterbukadanbentuksilkliksebagaiberikut,
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 22
Keduanya merupakan epimer dari glukosa, yakni dengan mengabaikan
karbon anomerik, keduanya berbeda dari glukosa dalam konfigurasi hanya satu
atom karbon, manosa pada C-2, galaktosa pada C-4.
Fruktosa merupakan suatu ketoheksosa, dengan struktur rantai bentuk
terbuka dan bentuk silklik sebagai berikut,
Aldopentosa yang paling umum dikenal adalah D-ribosa, yakni gula yang
ada dalam RNA:
CHO
OHH
OHH
OHH
CH2OHD-Ribosa
Struktur Haworth cincin lima dan cincin enam untuk D-ribosa yakni (hanya
anomer yang diperlihatkan):
O
OH
HO
OH
OH
-D-Ribopiranosa
OHHOH2C
OH OH
O
-D-Ribofuranosa
D-Fruktosa -D-fruktosa -D-fruktosa
-
Bab I Karbohidrat
Aldopentosa yang paling umum dikenal adalah D-ribosa, yaknigulayangadadalamRNA:
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 22
Keduanya merupakan epimer dari glukosa, yakni dengan mengabaikan
karbon anomerik, keduanya berbeda dari glukosa dalam konfigurasi hanya satu
atom karbon, manosa pada C-2, galaktosa pada C-4.
Fruktosa merupakan suatu ketoheksosa, dengan struktur rantai bentuk
terbuka dan bentuk silklik sebagai berikut,
Aldopentosa yang paling umum dikenal adalah D-ribosa, yakni gula yang
ada dalam RNA:
CHO
OHH
OHH
OHH
CH2OHD-Ribosa
Struktur Haworth cincin lima dan cincin enam untuk D-ribosa yakni (hanya
anomer yang diperlihatkan):
O
OH
HO
OH
OH
-D-Ribopiranosa
OHHOH2C
OH OH
O
-D-Ribofuranosa
D-Fruktosa -D-fruktosa -D-fruktosa
StrukturHaworth cincin limadan cincin enamuntukD-ribosayakni(hanyaanomerbyangdiperlihatkan):
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 22
Keduanya merupakan epimer dari glukosa, yakni dengan mengabaikan
karbon anomerik, keduanya berbeda dari glukosa dalam konfigurasi hanya satu
atom karbon, manosa pada C-2, galaktosa pada C-4.
Fruktosa merupakan suatu ketoheksosa, dengan struktur rantai bentuk
terbuka dan bentuk silklik sebagai berikut,
Aldopentosa yang paling umum dikenal adalah D-ribosa, yakni gula yang
ada dalam RNA:
CHO
OHH
OHH
OHH
CH2OHD-Ribosa
Struktur Haworth cincin lima dan cincin enam untuk D-ribosa yakni (hanya
anomer yang diperlihatkan):
O
OH
HO
OH
OH
-D-Ribopiranosa
OHHOH2C
OH OH
O
-D-Ribofuranosa
D-Fruktosa -D-fruktosa -D-fruktosa
Dalambentukkristalhanyaterdapatb-D-piranosa,tetapidalamlarutan akan terbentuk juga anomer a dan b dari D-ribosa, baikpiranosamaupunfuranosa.
Sudut pentagon umum yakni 1080, sangat mendekati suduttetrahedral, menunjukkan bahwa bentuk cincin furanosa mendekatiplanar.Beberapagulayangmemilikicincinfuranosatidakbisamemilikistrukturplanarkarenahalangansterikantarasubstituenpadacincin.
Dalam b-D-ribofuranosa, perhatikan bahwa gugus hidroksildan atom H yang terikat pada atom karbon pada ikatan C-2C-3 adalah eclipsed. Tolakan antara gugus-gugus eclipsed dihindaridenganmemilincincinkeluarbidangdatar,yaknidenganmenaikkanC-3 ke atas bidang datar dan menurunkan C-2 ke bawah bidangdatar.Konformer inidikenal sebagaiT
23(Tuntuk twist, denganC-3
dinaikkan dan C-2 diturunkan). Alternatif lain untuk menghindari
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul
halangansterikyaknidenganmenaikkanataumenurunkanC-3keluarbidangdatardanmembentukkonformerE(untukenvelope).
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 23
Dalam bentuk kristal hanya terdapat -D-piranosa, tetapi dalam larutan akan
terbentuk juga anomer dan dari D-ribosa, baik piranosa maupun furanosa.
Sudut pentagon umum yakni 1080, sangat mendekati sudut tetrahedral,
menunjukkan bahwa bentuk cincin furanosa mendekati planar. Beberapa gula
yang memiliki cincin furanosa tidak bisa memiliki struktur planar karena
halangan sterik antara substituen pada cincin.
Dalam -D-ribofuranosa, perhatikan bahwa gugus hidroksil dan atom H
yang terikat pada atom karbon pada ikatan C-2C-3 adalah eclipsed. Tolakan
antara gugus-gugus eclipsed dihindari dengan memilin cincin keluar bidang
datar, yakni dengan menaikkan C-3 ke atas bidang datar dan menurunkan C-2
ke bawah bidang datar. Konformer ini dikenal sebagai 32T (T untuk twist,
dengan C-3 dinaikkan dan C-2 diturunkan). Alternatif lain untuk menghindari
halangan sterik yakni dengan menaikkan atau menurunkan C-3 keluar bidang
datar dan membentuk konformer E (untuk envelope).
O
OH
CH2OH
OH
OHO
HOH2CHO
HO
HO
32T E3
Gula yang tereduksi akan membentuk gula deoksi, dengan satu gugus hidroksil
tergantikan oleh atom hidrogen. Gula deoksi yang paling banyak adalah 2-
deoksi-D-ribosa yang ada dalam DNA:
CHO
HH
OHH
OHH
CH2OH2-Deoksi-D-Ribosa
Gula yang tereduksi akan membentuk gula deoksi, dengan satugugus hidroksil tergantikan oleh atom hidrogen. Gula deoksi yangpalingbanyakadalah2-deoksi-D-ribosayangadadalamDNA:
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 23
Dalam bentuk kristal hanya terdapat -D-piranosa, tetapi dalam larutan akan
terbentuk juga anomer dan dari D-ribosa, baik piranosa maupun furanosa.
Sudut pentagon umum yakni 1080, sangat mendekati sudut tetrahedral,
menunjukkan bahwa bentuk cincin furanosa mendekati planar. Beberapa gula
yang memiliki cincin furanosa tidak bisa memiliki struktur planar karena
halangan sterik antara substituen pada cincin.
Dalam -D-ribofuranosa, perhatikan bahwa gugus hidroksil dan atom H
yang terikat pada atom karbon pada ikatan C-2C-3 adalah eclipsed. Tolakan
antara gugus-gugus eclipsed dihindari dengan memilin cincin keluar bidang
datar, yakni dengan menaikkan C-3 ke atas bidang datar dan menurunkan C-2
ke bawah bidang datar. Konformer ini dikenal sebagai 32T (T untuk twist,
dengan C-3 dinaikkan dan C-2 diturunkan). Alternatif lain untuk menghindari
halangan sterik yakni dengan menaikkan atau menurunkan C-3 keluar bidang
datar dan membentuk konformer E (untuk envelope).
O
OH
CH2OH
OH
OHO
HOH2CHO
HO
HO
32T E3
Gula yang tereduksi akan membentuk gula deoksi, dengan satu gugus hidroksil
tergantikan oleh atom hidrogen. Gula deoksi yang paling banyak adalah 2-
deoksi-D-ribosa yang ada dalam DNA:
CHO
HH
OHH
OHH
CH2OH2-Deoksi-D-Ribosa
GuladeoksilainnyayangjugabanyakditemukanadalahL-fukosadalambinatang,danL-ramnosadalamtumbuhandanbakteri.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 24
Gula deoksi lainnya yang juga banyak ditemukan adalah L-fukosa dalam
binatang, dan L-ramnosa dalam tumbuhan dan bakteri.
CHO
CH3
HHO
OHH
OHH
HHO
CHO
CH3
OHH
OHH
HHO
HHO
L-Fukosa L-Ramnosa
Jenis gula tereduksi lainnya adalah alditol, di mana gugus aldehid pada
suatu aldosa telah tereduksi. Misalnya, alditol yang dihasilkan dari D-glukosa
diberi nama D-glusitol (sorbitol).
CH2OH
CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
D-Glusitol
Bila gugus hidroksimetil pada aldosa dioksidasi menjadi asam karboksilat, maka
molekul yang dihasilkan disebut asam uronat. Pada pH fisiologis, molekul ini
terdapat dalam bentuk garam yang dinamakan uronat.
OCOO-
HO OH
OH
OH
-D-Glukuronat
-
Bab I Karbohidrat
Jenisgulatereduksilainnyaadalahalditol,dimanagugusaldehidpada suatu aldosa telah tereduksi. Misalnya, alditol yang dihasilkandariD-glukosadiberinamaD-glusitol(sorbitol).
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 24
Gula deoksi lainnya yang juga banyak ditemukan adalah L-fukosa dalam
binatang, dan L-ramnosa dalam tumbuhan dan bakteri.
CHO
CH3
HHO
OHH
OHH
HHO
CHO
CH3
OHH
OHH
HHO
HHO
L-Fukosa L-Ramnosa
Jenis gula tereduksi lainnya adalah alditol, di mana gugus aldehid pada
suatu aldosa telah tereduksi. Misalnya, alditol yang dihasilkan dari D-glukosa
diberi nama D-glusitol (sorbitol).
CH2OH
CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
D-Glusitol
Bila gugus hidroksimetil pada aldosa dioksidasi menjadi asam karboksilat, maka
molekul yang dihasilkan disebut asam uronat. Pada pH fisiologis, molekul ini
terdapat dalam bentuk garam yang dinamakan uronat.
OCOO-
HO OH
OH
OH
-D-Glukuronat
Bila gugus hidroksimetil pada aldosa dioksidasi menjadi asamkarboksilat, maka molekul yang dihasilkan disebut asam uronat.Pada pH fisiologis, molekul ini terdapat dalam bentuk garam yangdinamakanuronat.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 24
Gula deoksi lainnya yang juga banyak ditemukan adalah L-fukosa dalam
binatang, dan L-ramnosa dalam tumbuhan dan bakteri.
CHO
CH3
HHO
OHH
OHH
HHO
CHO
CH3
OHH
OHH
HHO
HHO
L-Fukosa L-Ramnosa
Jenis gula tereduksi lainnya adalah alditol, di mana gugus aldehid pada
suatu aldosa telah tereduksi. Misalnya, alditol yang dihasilkan dari D-glukosa
diberi nama D-glusitol (sorbitol).
CH2OH
CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
D-Glusitol
Bila gugus hidroksimetil pada aldosa dioksidasi menjadi asam karboksilat, maka
molekul yang dihasilkan disebut asam uronat. Pada pH fisiologis, molekul ini
terdapat dalam bentuk garam yang dinamakan uronat.
OCOO-
HO OH
OH
OH
-D-Glukuronat
Asamaldonatditurunkandenganmengoksidasigugusaldehidpadaaldosa menjadi gugus asam karboksilat. Pada pH fisiologis, molekuliniterdapatdalambentukgaramaldonat.Jikaasamaldonatmemilikilimaataulebihatomkarbon,makasecaraspontanterbentukd-laktonsebagaihasilreaksigugushidroksilpadaC-5.Misalnya,glukosadapatteroksidasimenjadiasamglukonat,yangberadadalamkesetimbangandenganasamrantaiterbukadanglukonolakton.
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 25
Asam aldonat diturunkan dengan mengoksidasi gugus aldehid pada
aldosa menjadi gugus asam karboksilat. Pada pH fisiologis, molekul ini terdapat
dalam bentuk garam aldonat. Jika asam aldonat memiliki lima atau lebih atom
karbon, maka secara spontan terbentuk -lakton sebagai hasil reaksi gugus
hidroksil pada C-5. Misalnya, glukosa dapat teroksidasi menjadi asam glukonat,
yang berada dalam kesetimbangan dengan asam rantai terbuka dan
glukonolakton.
COH
CH2OH
OHH
HHO
OHH
OHH
COOH
OHCH2OH
HO OH
OH
H
H
HH
OCH2OH
HO OH
OH
OHO
CH2OH
HO OH
OH
O
Kimia
(+O)
Enzimatik
(-2H)
+H2O-H2O
Asam D-glukonat(C6H12O7)
D-Glukonolakton(C6H10O6)
Gula amino merupakan molekul yang terbentuk ketika gugus hidroksil pada gula
diganti dengan gugus amino. Gula amino ini tersebar luas secara alami, yang
paling banyak adalah D-glukosamin, D-galaktosamin, dan asam neuraminat.
Gugus amino dalam senyawa-senyawa tersebut biasanya terasetilasi:
Gula amino merupakan molekul yang terbentuk ketika gugushidroksil pada gula diganti dengan gugus amino. Gula amino initersebar luas secaraalami,yangpalingbanyakadalahD-glukosamin,D-galaktosamin,danasamneuraminat.Gugusaminodalamsenyawa-senyawatersebutbiasanyaterasetilasi: Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 26
OCH2OH
HO OH
NHCOCH3
H,OH
OCH2OH
OH
NHCOCH3
H,OHHO
N-Asetil-D-glukosamin N-Asetil-D-galaktosamin
COOH
CO
HH
OHH
HH3COCHN
CH2OH
HHO
OHH
OHH
Asam N-Asetilneuraminat (asam sialat)
Di alam, banyak monosakarida maupun turunannya yang berada dalam bentuk
ester, yakni satu atau lebih gugus hidroksilnya telah tersubstitusi oleh gugus
fosfat atau sulfat. Ester fosfat biasa ditemukan sebagai komponen metabolisme
di dalam sel, sedangkan ester sulfat ditemukan pada oligosakarida dan
polisakarida di luar sel.
8. IKATAN GLIKOSIDA
Monosakarida dalam bentuk lingkar memiliki karbon pereduksi yang
disebut karbon anomerik. Gugus hidroksil pada karbon anomerik jauh lebih
reaktif daripada alkohol primer atau sekunder biasa. Reaktivitas ini dipengaruhi
tarikan elektron oleh atom oksigen pada cincin.
C
O H
OH
Gugus hidroksil anomerik sangat mudah bereaksi dengan alkohol (OH) atau
amina (NH2). Proses ini dikenal sebagai glikosilasi, dan produknya disebut O-
glikosida (reaksi dengan alkohol) dan N-glikosida (reaksi dengan amina).
-
Bab I Karbohidrat
Dialam,banyakmonosakaridamaupunturunannyayangberadadalam bentuk ester, yakni satu atau lebih gugus hidroksilnya telahtersubstitusiolehgugusfosfatatausulfat.Esterfosfatbiasaditemukansebagai komponen metabolisme di dalam sel, sedangkan ester sulfatditemukanpadaoligosakaridadanpolisakaridadiluarsel.
8. IKATAN GLIKOSIDA
Monosakaridadalambentuklingkarmemilikikarbonpereduksiyangdisebutkarbonanomerik.Gugushidroksilpadakarbonanomerikjauhlebihreaktifdaripadaalkoholprimeratausekunderbiasa.Reaktivitasinidipengaruhitarikanelektronolehatomoksigenpadacincin.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 26
OCH2OH
HO OH
NHCOCH3
H,OH
OCH2OH
OH
NHCOCH3
H,OHHO
N-Asetil-D-glukosamin N-Asetil-D-galaktosamin
COOH
CO
HH
OHH
HH3COCHN
CH2OH
HHO
OHH
OHH
Asam N-Asetilneuraminat (asam sialat)
Di alam, banyak monosakarida maupun turunannya yang berada dalam bentuk
ester, yakni satu atau lebih gugus hidroksilnya telah tersubstitusi oleh gugus
fosfat atau sulfat. Ester fosfat biasa ditemukan sebagai komponen metabolisme
di dalam sel, sedangkan ester sulfat ditemukan pada oligosakarida dan
polisakarida di luar sel.
8. IKATAN GLIKOSIDA
Monosakarida dalam bentuk lingkar memiliki karbon pereduksi yang
disebut karbon anomerik. Gugus hidroksil pada karbon anomerik jauh lebih
reaktif daripada alkohol primer atau sekunder biasa. Reaktivitas ini dipengaruhi
tarikan elektron oleh atom oksigen pada cincin.
C
O H
OH
Gugus hidroksil anomerik sangat mudah bereaksi dengan alkohol (OH) atau
amina (NH2). Proses ini dikenal sebagai glikosilasi, dan produknya disebut O-
glikosida (reaksi dengan alkohol) dan N-glikosida (reaksi dengan amina).
Gugus hidroksil anomerik sangat mudah bereaksi dengan alkohol(OH) atau amina (NH
2). Proses ini dikenal sebagai glikosilasi, dan
produknyadisebutO-glikosida(reaksidenganalkohol)danN-glikosida(reaksidenganamina).
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 27
O
OH
ROH
RNH2
H2O
H2O
O
OR
O
NHR
O-Glikosida
N-Glikosida
Suatu monosakarida
Gugus R dalam kedua glikosida di atas dinamakan aglikon.
Cincin molekul glikosida tak dapat membuka untuk membentuk struktur
rantai lurus. Karena itu, glikosida tidak memiliki sifat pereduksi. Nama lain dari
glikosida adalah asetal.
OC
H
R OHC
H
R
OR'
OR''C
H
R
OR'
+ R'OH + R''OH
Aldehid(monosakarida rantai terbuka)
Hemiasetal(bentuk cincin)
Asetal(glikosida)
Istilah glikosida adalah nama generik, glikosida yang berasal dari glukosa,
fruktosa, dan ribosa dikenal sebagai glukosida, fruktosida, ribosida, dan
sebagainya. Akhiran osida diberikan pada glikosida. Glikosida juga bisa
memiliki cincin lingkar lima atau lingkar enam yang dikenal sebagai furanosida
atau piranosida.
-
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul
GugusRdalamkeduaglikosidadiatasdinamakanaglikon.Cincinmolekulglikosidatakdapatmembukauntukmembentuk
struktur rantai lurus. Karena itu, glikosida tidak memiliki sifatpereduksi.Namalaindariglikosidaadalahasetal.
Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 27
O
OH
ROH
RNH2
H2O
H2O
O
OR
O
NHR
O-Glikosida
N-Glikosida
Suatu monosakarida
Gugus R dalam kedua glikosida di atas dinamakan aglikon.
Cincin molekul glikosida tak dapat membuka untuk membentuk struktur
rantai lurus. Karena itu, glikosida tidak memiliki sifat pereduksi. Nama lain dari
glikosida adalah asetal.
OC
H
R OHC
H
R
OR'
OR''C
H
R
OR'
+ R'OH + R''OH
Aldehid(monosakarida rantai terbuka)
Hemiasetal(bentuk cincin)
Asetal(glikosida)
Istilah glikosida adalah nama generik, glikosida yang berasal dari glukosa,
fruktosa, dan ribosa dikenal sebagai glukosida, fruktosida, ribosida, dan
sebagainya. Akhiran osida diberikan pada glikosida. Glikosida juga bisa
memiliki cincin lingkar lima atau lingkar enam yang dikenal sebagai furanosida
atau piranosida.
Istilahglikosida adalahnamagenerik,glikosidayangberasaldariglukosa, fruktosa, dan ribosa dikenal sebagai glukosida, fruktosida,ribosida, dan sebagainya. Akhiran osida diberikan pada glikosida.Glikosida juga bisa memiliki cincin lingkar lima atau lingkar enamyangdikenalsebagaifuranosidaataupiranosida. Karbohidrat
Biokimia: Struktur dan Fungsi Biomolekul 28
OCH2OH
OHHO
OH
OCH3
O
OH
OH
OCH3
CH2OH
HO H