Biokimia Struktur Dan Fungsi Biomolekul

346

description

11

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