Karbohydrater

Kunnskapsforlaget. Begrenset gjenbruk

Karbohydrater er stoffer som enten smaker søtt eller har en molekylstruktur som ligner strukturen til sukker. De er bygget opp av karbon, hydrogen og oksygen.

Strukturformelen kunne skrives som Cn(H2O)m, og mange trodde derfor av de var hydrater av karbon. Det viste seg å være feil, men navnet karbohydrater har likevel blitt beholdt. 

Karbohydrater er energirike forbindelser som blant annet fungerer som energireserve for planter og dyr, for eksempel glukose og glykogen. Planter bruker også karbohydrater som byggemateriale, for eksempel cellulose. Karbohydrater inngår i mange andre stoffer og biokjemiske prosesser, enten alene eller sammen med proteiner og andre molekyler. For eksempel er sukkerarten deoksyribose en viktig byggestein i deoksyribonukleinsyre (DNA), arvestoffet som dirigerer all stoffomsetning i cellene.

Karbohydrater utgjør en viktig del av kostholdet vårt, se ernæring. Manglende evne til å bryte ned karbohydrater i organismen kan føre til sykelige tilstander som diabetes.

Ut fra molekylstørrelsen deles karbohydrater inn i monosakkarider, oligosakkarider og polysakkarider. Alle karbohydrater som finnes i naturen eksisterer i to stereoisomere former.

Dette er de enkleste sukkere, og de er enten aldoser eller ketoser. De smaker søtt og er lett løselige i vann.

Etter antallet karbonatomer i molekylet inndeles de i dioser, trioser, tetroser, pentoser, heksoser oppover til nonoser. De viktigste monosakkaridene som finnes i naturen er

Karbohydrater i pyranose- og furanoseform.

Kunnskapsforlaget. Begrenset gjenbruk

Monosakkaridenes molekyler er som oftest ringformede. I vanlige, stabile modifikasjoner dannes ringen av fem karbonatomer og ett oksygenatom. Disse stoffene kalles pyranoser. Det finnes også andre, mer reaktive modifikasjoner, der ringen dannes av fire karbonatomer og ett oksygenatom. Disse kalles furanoser.

Viktige derivater av monosakkaridene er glykosidene, som oppstår ved at hydroksylgruppen ved karbonatom 1 (lengst til høyre i formelen) reagerer med en hydroksylgruppe i en annen forbindelse (for eksempel alkohol eller amin), under avspalting av vann.

De sammensatte karbohydratene kan betraktes som å være bygd opp etter samme prinsipp, så i kjemisk henseende er de også glykosider. I glykosider og sammensatte karbohydrater kan monosakkaridene inngå  i pyranose- eller furanoseform.

Bindingene som oppstår ved dannelse av glykosider er kovalente. En slik binding kalles O-glykosidbinding når den forbinder et sukker med en alkohol, og N-glykosidbinding når den forbinder et sukker med et amin. Bindingene i di- og polysakkarider er eksempel på det første, bindingene i adenosin eksempel på det siste.

Oligosakkaridene består av 2–10 monosakkarider som er bundet sammen med glykosidbindinger. De kalles disakkarider, trisakkarider og så videre. Noen viktige disakkarider er sukker, laktose og maltose

Polysakkaridene er bygd opp på samme måte som oligosakkaridene, men av et meget stort antall monosakkaridmolekyler, fra 10 opp til flere tusen. I cellulose, stivelse og glykogen inngår bare glukosemolekyler, i inulin bare fruktose.

Så vel oligo- som polysakkaridene overføres til enkle sukkerarter ved hydrolyse. Denne katalyseres av enzymer eller fortynnede syrer, og fører til spalting av de glykosidiske bindingene. Se også glykolyse.

Grunnleggende undersøkelser av karbohydratenes kjemiske sammensetning og oppbygning ble foretatt av den tyske kjemikeren Emil Fischer og hans medarbeidere på slutten av 1800-tallet, men først med metoder til å bestemme molekylstrukturen av karbohydratene i krystallinsk form (røntgendiffraksjon) og i løsning (NMR-spektroskopi) ble strukturen av dem kartlagt i detalj.

Navn Forekomst/kilde
L-arabinose Hvetekli
D-ribose Alle levende celler som en del av ribonukleinsyre (RNA)
D-xylose Mais, belgfrukter, strå
D-ribulose Mellomprodukt i fotosyntesen
2-deoksy-D-ribose Alle levende celler som en del av deoksyribonukleinsyre (DNA)
D-galaktose Laktose, agar, glykolipider i hjernen
D-glukose Frukt, sukrose, cellulose, stivelse, glykogen
D-fruktose Frukt, honning, sukrose
Navn Sukkerkomponenter Forekomst/kilde
Isomaltose Glukose, glukose Hydrolyse av glykogen, amylopektin
Raffinose Glukose, fruktose, galaktose Sukkerrør, sukkerbete, frø
Navn Sukkerkomponenter Biologisk funksjon Forekomst
Cellulose Glukose Strukturell Planteriket
Amylose Glukose Opplagsnæring Planteriket
Kitin N-acetylglukosamin Strukturell Hudskjelett hos leddyr
Glykogen Glukose Opplagsnæring Lever-og muskelceller hos alle dyr
Amylopektin Glukose Opplagsnæring Stivelse, mais, poteter, ris
Gammaglobulin N-acetylheksosamin, D-mannose, D-laktose Antistoff Blod

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.