KH, As Nukleat 2010
KH, As Nukleat 2010
KH, As Nukleat 2010
KARBOHIDRAT
Karbohidrat, salah satu makromolekul ? yang banyak terdapat di alam. Karbohidrat diturunkan dari glukosa, yaitu karbohidrat sederhana pertama dengan rumus molekul C6H12O6, disebut Hidrat dari Karbon C6(H2O)6.
1880 disadari bahwa hidrat dari karbon merupakan penamaan yang salah, karbohidrat sebenarnya adalah polihidroksi aldehida dan polihidroksi keton atau turunan mereka.
Karbohidrat, biasa disebut dengan gula, berperan penting dalam molekul-molekul biologis, seperti asam nukleat (DNA dan RNA), dan dalam bentuk-bentuk polimer, seperti selulosa (dinding sel) dan glikogen (glukosa tersimpan dalam hati).
KLASIFIKASI KARBOHIDRAT
KARBOHIDRAT
MONOSAKARIDA
DISAKARIDA
OLIGOSAKARIDA
POLISAKARIDA
MONOSAKARIDA
KLASIFIKASI MONOSAKARIDA
ALDOSA :
Adalah monosakarida yang mengandung gugus aldehida
KETOSA :
Adalah monosakarida yang mengandung gugus keton
Struktur
Karbohidrat paling sederhana: monosakarida. Bila mempunyai gugus aldehid, disebut aldosa, bila mempunyai gugus keto, disebut ketosa/ulosa
Setiap monosakarida mempunyai jumlah atom karbon tertentu yang dikandungnya (misal: triosa (3C), tetrosa (4C), pentosa (5C), heksosa (6C). Dalam makanan kita, umumnya heksosa (glukosa dan fruktosa).
CHO H
CHO H OH CH2OH
CHO
OH H OH OH
OH H HO OH
H OH H H CH2OH
HO H H
D-gliseraldehida
CH2OH
D-Glukosa
L-Glukosa
CHO H H OH HO OH OH H H CH2OH
CHO
CH2OH
H HO HO H OH
CH2OH
O H HO HO OH H H CH2OH
O
H
HO
H
H OH OH CH2OH
H
OH
H
CH2OH
L-Manosa
D-Galaktosa
D- Fruktosa
L- Fruktosa
H
O
OH
NaOH
OH
H
H
OH OH CH 2OH
NaOH
OH CH 2OH
OH CH 2OH
H H OH O OH
H O
OH CH2OH
OH CH2OH
STRUKTUR MONOSAKARIDA
Siklisasi
Gula-gula dalam larutan berada dalam keseimbangan antara bentuk rantai lurus (linier) dan bentuk lingkar (siklik); hal ini terutama ditemukan pada pentosa dan heksosa. Siklisasi menyebabkan terbentuknya hemiasetal. - dan -D-glukosa merupakan anomer.
OH
CHO
O HO OH OH
Karbon anomerik
OH
H HO H
OH H
OH
O HO OH OH OH H
OH OH CH2OH
lebih stabil
64% t.l 150C, +18,7
D-Glukosa
0,02%
Mutarotasi
Pemasukkan 100 % -glukosa (padat) ke dalam air, daya putar optiknya mulai berubah ketika bentuk , rantai terbuka, dan menuju keadaan setimbang (dari +112 +52,6). Efek ini disebut sebagai mutarotasi
HO 3C-H H
4
C-OH
H C-OH
5 6
CH2OH
D-fruktosa
Reaksi kimia
OH
Pembentukan glikosida
Glikosida, asetal yang dihasilkan dari reaksi aldehida dengan alkohol (katalis asam)
OH
O
HO OH OH H OH
ROH H
OH
O HO OH OH OH 2
HO OH
OH
OH
OH
OH
ROH
HO H
O OR OH
Mutarotasi
campuran anomer
Glikosida, tidak mereduksi pada uji Tollen stabil terhadap basa, namun berubah menjadi gula dan aglikon bila suasana asam
Eterifikasi
Pengolahan suatu aldosa, seperti misalnya glukosa, dengan metanol akan menghasilkan suatu metil glikosida. Gugusgugus hidroksil lain dalam suatu karbohidrat dapat diubah menjadi gugus metoksil dengan mereaksikan metil glikosida dimetil sulfat dan NaOH
OH
OH
O
HO HO OH OH
CH3OH, H+
O HO HO OH
OMe
OMe
OH
O HO HO OH OMe
(CH3O)2SO2
OMe
Metilasi lengkap
Esterifikasi
OH
OAc
O HO HO OH OH
O Piridina dingin
Reaksi anhidrida asam asetat berlebih dan basa (seperti piridin) pada gula menghasilkan gula poliasetil.
Reaksi ini stereospesifik (yakni, anomer- akan membentuk ester-). Gugus ini dapat digunakan untuk pembentukan glikosida stereoselektif
Ikatan glikosidik
HO HO
OH
O OH
1
OH O HO
4
O OH OH H
Ikatan glikosidik--1,4
Monosakarida-monosakarida dapat dihubungkan oleh berbagai jenis ikatan glikosidik. Dapat berupa bentuk - atau -glikosidik; ikatan -1,4 menghubungkan gugus -hidroksi C-1 dari suatu unit gula dengan gugus hidroksi C-4 gula lain
OH
OH O
O HO O OH OH H
H OH
HO HO OH
Ikatan -1,3 menghubungkan gugus -hidroksi C-1 dari suatu unit gula pada gugus hidroksi C-3 gula lain
Oksidasi
Cermin perak
Ketosa
Enandiol
Aldosa
Ag(NH3)2+ OH
ASAM ALDONAT
Adalah suatu asam polihidroksi karboksilat, yaitu produk oksidasi dari gugus aldehida suatu aldosa Pengoksidasi yang digunakan : pereaksi Tollens
ASAM ALDARAT
Adalah suatu asam polihidroksi dikarboksilat, yaitu produk oksidasi dari gugus aldehida dan alkohol suatu aldosa Zat pengoksidasi kuat (HNO3), mengoksidasi gugus aldehida dan juga gugus hidroksil ujung (suatu alkohol primer) dari monosakarida.
ASAM URONAT
Adalah produk oksidasi dengan enzim, di mana yang dioksidasi hanya gugus CH2OH ujung, sedangkan gugus aldehidanya tidak teroksidasi.
ASAM GLUKURONAT
Asam D-glukuronat
Deret-L
KONVERSI TERAKHIR DARI PERUBAHAN ASAM GLUKURONAT MENJADI ASAM L-ASKORBAT (VIT.C)
REDUKSI
Gugus karbonil dari aldosa maupun ketosa dapat direduksi oleh pereduksi karbonil, produknya yaitu polialkohol yang disebut ALDITOL (akhiran nama ITOL). Pereduksi gugus karbonil : Hidrogen dan katalis atau suatu hidrida logam
DISAKARIDA
Contoh Sukrosa : gabungan glukosa dan fruktosa Laktosa : gabungan glukosa dan galaktosa Maltosa : gabungan glukosa dan glukosa Isomaltosa : gabungan glukosa dan glukosa Sellobiosa: gabungan glukosa dan glukosa
DISAKARIDA
STRUKTUR MOLEKUL
6 CH 2OH 5 O H 2 OH
H 1 O
1 HOCH2 O 2 H 3 OH
H 5 OH CH 2OH 4 6 H
H 4 OH OH 3 H
glukosa
fruktosa
4 H
1-4
sukrosa
laktosa
SUKROSA
CH2OH O H H OH OH H
2 1
H HOH2C
1
O H OH
H CH2OH
O 2
H glukosa
OH
OH H fruktosa
sukrosa Ikatan glikosida menghubungkan C ketal yang posisinya dari fruktosa dan asetal yang posisinya dari glukosa
LAKTOSA
H
4
CH2OH O H OH H
2
OH /
CH2OH O H OH O glukosa OH H 1 OH H H H
2
H OH galaktosa
laktosa
4-O-(-D-galaktopiranosil)-D-glukopiranosa
CH2OH O H H H 1 OH H OH
2
H
4
CH2OH O H OH H
2
O
H
OH /
H OH glukosa
OH glukosa
maltosa
4-O-(-D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa CH2OH O CH2OH H H H O 1 H OH H H OH OH 4 2 O OH H 1 / H OH 2 glukosa 6 CH2 CH2OH O H OH O O H H H H glukosa OH 4 1 OH H 1 / OH H H OH OH
2
OH glukosa
H OH glukosa
isomaltosa
6-O-(-D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa
selobiosa
4-O-(-D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa
MALTOSA
Adalah hasil penguraian pati oleh enzim -1,4-glukan 4-glukanohidrolase yang terdapat dalam air liur
POLISAKARIDA
Adalah senyawa yang molekulnya mengandung banyak satuan monosakarida yang dipersatukan dengan ikatan glukosida. Contohnya : selulosa, pati, kitin
SELULOSA
Selulosa murni dapat digunakan untuk pemurnian dalam analisis kimia dan biokimia.
Tidak mempunyai karbon hemiasetal. Tidak dapat mengalami mutarotasi atau dioksidasi oleh pereaksi, seperti pereaksi Tollens
SUMBER POLISAKARIDA
1. PATI ; 2.GLIKOGEN
Pencernaan pati, dimulai dari mulut. Saliva mengandung -amilase, di lambung, pati dipotong menjadi senyawa-senyawa yang lebih pendek. Pencernaan pati dilanjutkan di dalam usus kecil (intestin) oleh -amilase pankreas, menjadi campuran disakarida (maltosa), trisakarida (maltotriosa) dan oligosakarida (dekstrin- dihidrolisa menjadi monosakarida oleh enzim) -glukosidase dalam mukosa usus halus.
PATI - GLIKOGEN
Pati: Dipisahkan menjadi 2 fraksi utama berdasarkan kelarutan bila dibubur (triturasi) dengan air panas; sekitar 20% pati adalah amilosa (larut, ikatan 1,4--D-glukosa) dan 80% sisanya ialah amilopektin (tidak larut, 1,4--Dglukosa 25 satuan dan percabangan 1,6 --Dglukosa )
Glikogen, polisakarida seperti amilopektin tetapi jumlah satuan glukosanya lebih sedikit; digunakan sebagai tempat penyimpanan glukosa dalam sistem hewan (terutama dalam hati dan otot)
Glikoprotein : yaitu protein yang mengandung karbohidrat dengan jumlah beragam dan melekat sebagai rantai tak bercabang atau bercabang (pendek atau panjang hingga 15 unit).
Latihan Karbohidrat
Jelaskan apa yang dimaksud dengan gula susu, gula beet, gula tebu, disakarida, polisakarida. 2. Tuliskan lima sumber karbohidrat alam. 3. Gambarkan struktur Fisher dari D-glukosa, D-galaktosa, D, fruktosa, L-glukosa, Lfruktosa, struktur Haworth dari -D-glukosa dan -D-glukosa. Berdasarkan struktur dari monosakarida tsb. tentukan mana yang merupakan aldoheksosa, heksulosa ?, dan mana yang mempunyai hubungan enantiomer, diastereoisomer, anomer, dan epimer ?. 4. Gambarkan semua isomer aldotetrosa yang mempunyai rumus molekul C4H8O4.
1. Di antara senyawa-senyawa berikut mana yang memberikan reaksi + pada uji Benedict: a) sukrosa b) glikogen c) -maltosa d) -laktosa
7. Jelaskan perbedaan intramolekular hemiasetal dan intramolekular hemiketal dari glukosa dan fruktosa, dan gambarkan konformasinya.
8. Tuliskan sumber biologi major dari laktosa. Gambarkan rumus konformasi dari laktosa Apa yang dimaksud dengan galaktosemia ?
9.
10. Gambarkan struktur rantai terbuka dari fruktosa, dan tunjukkan bagaimana ia bersiklisasi membentuk - atau -D-fruktosa.
11.
Asam Nukleat
O H N H2N N N N H
O H N H2N N N N H Guanine G O N
NH2
N H Cytosine C
O H N H2N N N N H