KarbohidratKarbohidrat merupakan molekul organic yang banyak ditemukan dialam, khususnya dari makhluk hidup. Nama karbohidrat berasal dari rumus molekul dasarnya (CH2O)n. untuk menunjukkan nama dari hidrat dan karbon. Dalam tumbuhan hijau, alga dan beberapa bakteri, energy yang diperoleh dari sinar matahari diserap selama fotosintesis dan disimpan dlaam bentuk karbohidrat. Karbohidrat merupakan precursor metabolit yang penting dalam proses biomolekul. Memecah karbohidrat memberikan energy untuk mempertahankan kehidupan manusia dan hewan. Karbohidrat dapat berikatan dengan molekul lipid membentuk glikolipid yang merupakan komponen dari membrane biologis. Karbohidrat juga dapat berikatan dengan protein membentuk glikoprotein. Keduanya merupakan komponen penting dalam dinding sel, struktur ekstraseluler dari tumbuhan, hewan dan bakteri.Klasifikasi karbohidratKarbohidrat secara umum dikelompokkan atas monosakarida, oligosakarida dan polisakarida. Monosakarida yang juga disebut gula sederhana memiliki rumus molekul (CH2O)n. monosakarida tidak dapat dibagi lagi menjadi gula yang lebih kecil dibawah kondisi lunak. Oligosakarida terdiri atas dua hingga sepuluh molekul gula sederhana. Umumnya berupa disakarida, trisakarida, empat hingga enam unit gula sederhanaPolisakarida merupakan polimer dari gula sederhana dan turunannya. Unit gula sederhana ini terhubung secara linear dan bercabang yang terdiri atas ratusan bahkan ribuan unit monosakarida, berat molekulnya bahkan mencapai sejuta bahkan lebih.MonosakaridaMonosakarida terdiri atas tiga hingga tujuh atom karbon yang dibedakan atas gugus fungsinya yaitu aldosa dan ketosa. Aldosa memiliki gugus fungsi aldehid sedangkan ketosa memiliki gugus fungsi keton. Gula sederhana dikelompokkan berdasarkan jumlah atom karbonnya, antara lain: triosa, tetrosa, pentose, heksosa. Heksosa merupakan gula yang paling banyak dialam, dan gula heksosa sangat penting dalam metabolism. Monosakarida umumnya diberi nama detail untuk menjelaskan kedua gugus fungsi pentingnya dan jumlah atom karbonnya. Seperti aldotriosa, gula dengan tiga karbon yang gugus fungsinya aldehid dan ketotriosa yang memiliki gugus fungsi keton. Monosakarida sederhana dapat terlarut dalam air dan memiliki rasa yang manis.

Gula sederhana dengan empat, lima, enam dan tujuh atom karbon memiliki beberapa karbon asimetris, yang berada dalam bentuk diastereoisomer, isomer ini bukanlah merupakan bayangan cermin satu sama lainnya, yang dikenal dengan nama enantiomer. Dalam monosakarida disimbolkan dengan D dan L. berikut ini adalah isomer dari gula aldosa dan ketosa

Siklikasi heksosa membentuk cincin furanosa dan piranosaSiklikasi atau pembentukan cincin terjadi karena aldehid dan alcohol dapat bereaksi membentuk hemiasetal. Untuk aldoheksosa seperti glukosa dengan rantai terbuka, gugus aldehid pada C-1, bereaksi dengan gugus hidroksil pada C-5 membentuk intramolekul hemiasetal, sehingga menghasilkan hemiasetal siklik dengan cincin beranggota enam yang dinamakan piranosa karena sama dengan struktur piran.

Glukopiranosa yang terbentuk, terbagi atas -D-glukopiranosa yang gugus OH dari hemiasetal berada dibawah, sedangkan -D-glukopiranosa gugus OH berada diatasBegitupula dengan keton yang bereaksi dengan alcohol membentuk hemiketal, dimana gugus keton pada C-2 dengan gugus alcohol pada C-5 membentuk hemiketal intramolekul dan menghasilkan cincin beranggota 5 dengan nama furanosa karena strukturnya mirip dengan furan.

Konformasi cincin piranosa dan furanosaCincin piranosa dengan 6 atom karbon tidaklah planar, karena geometri ikatan antarkarbon yang berbentuk tetrahedral. Cincin piranosa mengadopsi 2 bentuk konformasi, yaitu konformasi kursi dan perahu.

Cinncin furanosa sama halnya dengan cincin piranosa tidak planar dan memiliki konformasi yang dinamakan konformasi amplop, karena strukturnya menyerupai amplop dengan penutup terbuka keatas, dan yang lainnya kebawah. Konformasi seperti ini dibedakan atas C2 endo dan C3 endo.

DisakaridaDisakarida merupakan oligosakarida yang sederhana, yang terdiri atas dua monosakarida yang berikatan melalui ikatan glikosida. Disakarida yang banyak ditemukan adalah sukrosa, laktosa dan maltose. Sukrosa terbentuk dari unit monosakarida glukosa dan fruktosa yang berikatan. Laktosa terdiri dari galaktosa dan glukosa.

Glikogen dan PatiPolimer dari oligosakarida terbentuk dari banyak monosakarida yang disebut polisakarida. Polisakarida memegang peranan penting dalam penyimpanan energy dan mempertahankan integritas struktur dari makhluk hidup. Jika semua monosakaridanya sama, maka disebut homopolimer. Homopolimer yang paling sering ditemukan dalam hewan adalah glikogen. Salah satu bentuk penyimpanan glukosa. Glikogen adalah molekul yang sangat besar, polimer bercabang yang tersusun atas glukosa. Beberapa glukosa terhubung dengan ikatan 1,4 glikosida dan cabangnya terbentuk dari 1,6 glikosida yang terdiri hingga 10 unit glukosa dalam satu molekul.SelulosaSelulosa merupakan polisakarida yang tersusun atas glukosa terbesar yang ditemukan dalam tumbuhan. Selulosa merupakan polimer glukosa yang tidak bercabang dengan ikatan -1,4. Konfigurasi memungkinkan selulosa membentuk rantai lurus yang sangat panjang. Struktur dari selulosa sangat berbeda dengan ikatan -1,4 dari glikogen. Hal ini memberikan perbedaan sifat yang sangat penting dimana ikatan lurus yang terbentuk dari memiliki konstruksi yang optimal berwujud serat dansangat kuat. Sebaliknya, ikatan sangat memungkinkan sebagai penyimpanan glukosa. Mamalia membutuhkan selulosa namun tak dapat mencerna kayu dan serat sayuran

Glikosaminoglikan Bentuk lain dari polisakarida yang terulang dalam permukaan sel hewan dan matriks ekstraseluler. Beberapa glikosaminoglikan terbentuk dari unit disakarida yang terulang dan mengandung turunan gula amino seperti glukosamin, atau galaktosamin. Setidaknya satu dari gula yang terulang memiliki muatan negative dengan gugus fungsi karboksilat dan sulfat seperti kondroitin sulfat, keratin sulfat, heparin, heparin sulfat, dermatan sulfat dan hyaluronat.Glikosaminoglikan selalu terikat pada protein membentuk proteoglikan. Heparin disintesis dalam bentuk nonsulfat, kemudian dideasetilasi dan disulfasi. Beberapa berfungsi sebagai antikoagulan dengan berikatan spesifik dengan antitrombin. Proteoglikan merupakan polisakarida daripada sebagai protein. Proteoglikan berfungsi sebagai pelumas dan komponen struktur dalam jaringan konektif, memediasi adhesi sel ke matriks ekstraseluler.