KarbohidratOlehWiryatun LestarianaBag. Biokimia F.K. UGM

Karbohidrat

Pendahuluan Pembagian Karbohidrat Monosakarida Disakarida Polisakariada

PendahuluanKarbohidrat (hidrat arang = KH) terdapat luas dalam tanaman dan hewanHampir pada semua organisme, sebagian K.H. terdapat dalam bentuk gula sederhana: glukosaGlukosa: bahan utama yang dapat menyediakan sebagian besar tenaga dan karbon yang sangat dibutuhkan dalam biosintesis protein, asam nukleat, lemak dan hidrokarbon lainnya

Polimer karbohidrat dapat dikelompokkan dalam 2 katagoriMempunyai peranan struktural: selulosa untuk kerangka tanamanMerupakan simpanan tenaga: pati untuk tanaman dan glikogen untuk binatang dan bakteriDi alam ada yang mempunyai peran khusus; - Senyawa gel: pelumas pd. persambungan tulang - Senyawa gum dalam tanaman: untuk proteksi terhada bakteri dll.

Lanjutan pendahuluan

Tanaman: glukosa disintesis dari karbon dioksida dan air melalui fotosintesis disimpan sbg. pati atau diubah selulosa sbg. kerangka tanamanHewan: glukosa dapat disintesis dari lemak dan protein, tetapi sebagian besar karbohidrat pd. hewan berasal dari tanaman dan glukosa mrpk. KH terpenting

Lanjutan Pendahuluan

Glukosa: merupakan KH yang terpenting, sebab - bentuk massa karbohidrat makanan yang diabsorbsi masuk aliran darah - dapat dikonversi menjadi glikogen dalam hati dan otot - dalam tubuh dapat dikonversi menjadi karbohidrat lain - bahan bakar utama jaringan mamaliaPenyakit yang berhubungan dengan karbohidrat: - D.M., galaktosemia, penyakit penyimpanan glikogen

Klasifikasi Karbohidrat

1. Monosakarida 2. Disakarida 3. Oligosakarida 4. Polisakarida

Monosakarida

Karbohidrat yang tak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih sederhana lagiMenurut jumlah atomnya dibagi lagi menjadi: triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, heptosa atau oktosaMenurut gugus yang dimiliki dibagi menjadi 2 1. aldosa mempunyai gugus aldehid 2. ketosa mempunyai gugus keton

Monosakarida penting

Jumlah atom C

Triosa (C3H6O3)Aldosa

GliserosaKetosa

DihidroksiasetonTetrosa (C4H8O4) Eritrosa EritrulosaPENTOSA(C5H10O5) Ribosa RibolusaHeksosa (C6H12O6) Glukosa Fruktosa

GlukosaSecara biomedis merupakan monosakaraida yang terpentingStrukturnya dapat digambarkan dengan 3 cara 1. Rumus bangun rantai lurus (aldoheksosa) O 1C-H - dapat untuk menerangkan sifat H- 2C-OH glukosa HO-3C-H H- 4C-OH H- 5C-OH 6CH2OH

Lanjutan glukosa

2. Struktur siklis lebih disukai (glukosa) - alasan termodinamika dan dapat menerangkan sifat kimiawi lainnya HOCH2 H 5 H O H OH H 1 OH OH H OH - dilihat dari samping dan atas tampak bidang cincin

3. Bentuk kursi Analisis difraksi sinar X memperlihatkan bentuk cincin dgn 6 anggota yang mengandung 1 atom Oksigen sebetulnya berbentuk kursi H OH 6 O HOCH2 H H HO HO H H OH 1

Bentuk-bentuk isomer

Stereoisomer: senyawa dengan rumus bangun sama tetapi konfigurasi spasial berbedaAdanya karbon asimetris (atom karbon yang melekat pada 4 atom atau gugus yang berbeda) memungkinkan pembentukan isomerJumlah isomer tergantung dari jumlah atom karbon asimetris (n) dan jumlahnya = 2nKarena glukosa mengandung 4 atom asimetris maka glukosa mempunyai isomer = 16

Jenis isomer yang penting pada glukosaIsomer -D dan -L. - Isomer-D: penamaan isomer gula atau bentuk bayangannya - Isomer-L: ditentukan oleh hubungan spasial isomer tsb. dengan senyawa induk KH : gliserosa gula 3 karbon (gliseraldehida) Contoh: glukosa - Bila gugus OH pada atom C yang berdekatan dengan atom C terminal disebelah kanan D - Bila atom OH pada atom C yang berdekatan atom C terminal disebelah kiri L

O O 1 C-H 1 C-H HO-C-H H-C-OH H-C-OH HO-C-H HO-C-H H-C-OH HO-C-H H-C-OH 6 CH2OH 6 CH2OH L-glukosa D-glukosa Aktivitas optis - bila memutar memutar bidang polarisasi ke kanan disebut +, bila kekiri disebut -

Perhatian!Khusus bila ada isomer D dan L senyawa sama dan jumlahnya sama campuran tidak akan mempunyai aktivitas optis sebab isomer saling meniadakan satu dengan yang lain campuran disebut rasemik Struktur cincin piranosa dan furanosaStruktur monosakarida bentuk cincin yang stabil dapat menyerupai cincin piran atau furanGlukosa dalam larutan 99% berada dalam bentuk piranosa

HOCH2 HOCH2 HCOH O O

Glukopiranosa Glukofuranosa Epimer: Isomer yang menjadi berbeda akibat variasi konfigurasi OH dan H pada atom C2, 3 dan 4 glukosaFisiologis penting manosa dan galaktosa (melalui epimerisasi C2 dan C4

Monosakarida yang fisiologis pentingTriosa: hasil pemecahan glukosa melalui lintasan glikolisisTriosa, tetrosa, pentosa dan serta gula 7atom C (sedoheptulosa) dibentuk dari pemecahan glukosa melalui lintasan pentosa fosfatGula pentosa penting untuk pembentukan nukleotida, asam nukleat dan banyak enzimGula heksosa: glukosa, galaktosa, fruktosa, manosa mempunyai makna fisiologis penting

Pentosa yang peran fisiologis penting

Senyawa pentosaTempat ditemukanPeran biokimiawiD-RibosaAsam nukleatKomponen asam nukleat, dan koenzim: ATP, NAD, NADP, FAD D-RibukosaTerbentuk dalam beberapa proses metabolismeRibulosa fosfatyang diperoleh dari lintasan pentosa fosfatD-arabinosaGumi arabikum, buah ceriUnsur pembentuk glikoproteinD-XilosaGum kayu, proteoglikan, glikoaminoglikanUnsur pembentuk glikoproteinD-LiksosaObat jantungUnsur pembentuk liksoflavin yang diisolasi dari otot jantung manusiaXilulosaSenyawa antara dalam lintsan asam uronat

Heksosa yang mempunyai peran fisiologis penting

GulaSumberPeran pentingMakna klinisD-glukosaSari buah, hasil hidrolisis pati, laktosa, gula tebuMrpk bentuk utama gula yang digunakan oleh jaringan Tdp dalam urin (penderita DM)D-fruktosaSari buah, hidrolisisgula tebu, inulinDi hati dapat diubah menjadi glukosaIntoleransi fruktosa herediteir berakibat penimbunan fruktosa dan hipoglikemiaD-galaktosaHidrolisis laktosaDi hati diumbah menjadi glukosa, bahan pembentuk laktosa, glikolipid dan glikoproteinKegagalan metabolisme, berakibat galaktosemia dan katarakD-manosaHidrolisis mananUnsur pembentu glikoprotein

Glikosida, Gula deoksi, Gula aminoGlikosida- senyawa yang terbentuk dari kondensasi antara gugus hidroksil pd karbon anomerik monosakarida dengan senyawa ke dua yang dapat atau bukan monosakarida (aglikon) lainJika aglikonnya glukosa glukosida galaktosa galaktosidaJika senyawa ke duanya merupakan amin, maka terbentuk ikatan N-glikosidat: ribosa dan adenin sepert ATP

Lanjutan Glikosida

Senyawa aglikon dapat berupa metanol, gliserol, sterol, fenol atau basa seperti adeninDalam dunia pengobatan digunakan sbg obat jantung (glikosida jantung) dgn aglikonnya steroidAglikonnya mencakup derivat digitalis dan strofantus: ouabain suatu penghambat Na+-K+ -ATPase membran selSenyawa glikosida lain yang mencakup antibiotika: streptomisin

Gula deoksiGula yang gugus hidroksil yang melekat pada struktur cincinnya diganti atom hidrogenContoh deoksi ribosa yang tdpt. dlm. DNAHOCH2O H H H H OH OH OH Deoksi D-ribofuranosa (bentuk )

Gula amino - merupakan komponen glikoprotein, gangliosida, dan glikosaminoglikan - Contoh gula amino adalah D-glukosamin, D-galaktosamin dan D-manosaminGlukosamin: unsur pembentuk asam hialuronatGalaktosamin (kondrosamin): unsur pembentuk kondroitinGula amino lain: beberap antibiotik eritromisin)

DisakaridaKalau dihidrolisis menghasilkan 2 monosakarida yang sama atau berbedaContoh - Maltosa menghasilkan 2 molekul glukosa - Sukrosa menghasilkan campuran 1 molekul glukosa dan 1 molekul fruktosa (disebut gula invert) - Laktosa menghasilkan 1 molekul glukosa dan 1 molekul galaktosa - Disebut gula invert karena fruktosa memp. Sifat levorotatorik yang kuat yang dihasilkannya mengubah (menginversi) dekstrorotatorik sukrosa

OligosakaridaBila dihidrolisis menghasilkan 2 hingga 10 unit monosakaridaContoh: maltotriosa

Polisakarida

Bila dihidrolisis menghasilkan lebih dari 10 unit monosakaridaContoh: amilum, dekstrin, glikogen, selulosa

SUKSES SELALU