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CHAPTER 7 Carbohydrates
Cabohydrate = Carbon + Hydrates
단당류, 이당류
다당류
Oligo-당류
CO2 + H2O(CH2O)n의 비율로 존재
산소, 수소 탄소가
자연계에 가장 많이 존재하며다른 생물과의 연결고리
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CHAPTER 7 Carbohydrates
Cabohydrate : - 탄소의 수화물 형태
- 생체의 energy 원
- 생물의 구조성분 cellulose식물
chitin 동물(곤충의 외껍질)
- 다른 생체분자의 전구물질 amino acid
Lipid
purine or pyrimidine (Nucleic acid : DNA or RNA)
- 탄수화물은 샘물에 많은 정보를 제공한다.
Signal transduction (신호의 전달)
Cell & Cell interaction (세포간 상호작용)
Endocytosis (세포내 이입)
= Carbon + Hydrates
단당류, 이당류
다당류
Oligo-당류
탄수화물의역할
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Monosaccharide : 단당류
자연계의 단당류의 탄소 수 : 3, 4, 5, 6개
가장 적은 탄소수 3탄당
세포내에서 가장 많이 존재하는 당류 5-6탄당
Aldose와 ketose : = carbonyl group
탄수화물에 aldehyde 혹은 keto기의 존재에 따라 구분
Aldehyde
Keto
Fig. 7.1 Fig. 7.2
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탄소수에따른탄수화물의명칭
Aldehyde aldo- Keton Keto-작용기 :
Triose Tetrose Pentose Hexose
Keton Keto-
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탄소의 개수에 따른 명칭
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탄수화물의입체이성질체
Chiral Carbon의 수에 따라 입체이성질체 수도 증가
키랄 탄소수가 n개이면 입체 이성질체수는 2n 개이다
Enantiomer : 거울상 이성질체 = mirror-image isomer
두 개의 당이 거울이성질체 일때
Diasteromer : 부분 이성질체 = mirror-image isomer가 아닌 입체이성질체
Epimer : 하나의 비대칭 탄소에 의한 부분이성질체
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탄수화물의 D-Form과 L-Form
입체이성질체의 기준
Carbonyl group
(C=O가 포함된 화합물
, aldehyde, keton)
에서 가장 멀리 있는 탄소
자연계에는 D-Form
D-, L-form의기준
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Epimer (chiral 탄소가하나)
Epimer 아님 (chiral 탄소가 하나 이상)
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Fig. 7.12 glucose의산화물들
Fig. 7.12 glucose의환원반응
O원자에 의한Aldehyde 기의 산화
말단 CH2OH의산화
Aldonic acid Uronic acid Aldaric acid
양쪽 모두의 산화
모든 단당류는 약산에 의해 산화될 수 있기 때문에
환원당이다
D-Glucose는 환원 시
D-glucitol (또는 D-sorbitol)로 된다.
Sorbitol은 습기의 손실을 방지하므로
상업적으로 이용
당 산화의 3가지 형태
당 알코올 형성
= sorbitol
H2
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중요한 단당류들
α-D-glucopyranose = glucose 포도당
자연계에 가장 많이 존재
세포의 기본 energy 원
동물의 뇌세포와 적혈구 등 energy를 생성하는
Mitochondria가 없는 세포에 좋은 energy 원
α-D-fructopuranose = fructose
과일속에 대량 존재하므로 과당이라 함
Sucrose(자당) 보다 2배나 달기 때문에 감미료로 사용
수컷의 생식관 또는 정액의 구성물질
α-D-galactopyranose = galactose 젖당
다양한 생체분자 합성에 이용
Galactose 섭취가 부족해도 생체분자 합성은 문제되지 않음
Glucose의이성질체이므로(epimer) glc-1-P로부터
쉽게 합성된다. Epimerase (에피머화 효소)가 관여
B-form
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단당류의결합 (glucoside linkage)
1
23
4
5
6
1
23
4
5
6
당류가 α-, 또는 β-form 인지…
몇번 탄소간의 결합인지…
예) 1번과 4번탄소가 결합하는 경우 4개의 이당류 형성 가능
α(1.4) 또는 β(1.4)결합
α-form α-form
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Glucose 두 분자간의 결합
Disaccharide (이당류)
단당류 2분자의 결합
쉽게 단당류로 분해되어 혈액으로운반
energy source 로 이용된다
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Sucrose α β (1.2) 결합
Trehalose α (1.1) 결합
Lactose β (1.4) 결합
Gal + Glc
Glc + Fru
Glc + Glc
Glc + Glc a(1.4)인경우 Maltose
자당
젖당, 유당
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Lactose (젖당 or 유당) = galactose β(1.4) glucose
glucose + galactose (동물의젖에만 존재)
lactose 과민증 : 락토스분해효소결핍에 의한 복통, 설사 등
# 아시아 및 아프리카 사람들은락토스분해효소 (lactase)가부족
젖당을분해할 수 없으며 장내 세균들에 의해 발효되어 복통을 유발함
# 아이들 (유아)은 lactase 함량이 높다.
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다당류 (Polysaccharides) : energy 의 저장형태또는구조성분
분자량이크다
동질다당류-한종류의단당류가 중합체 형성 (자연계에가장 많음)
- Starch(녹말) : 감자, 옥수수, 밀 등 곡류에 많으며 우리 인간의 주요 영양공급원
Amylose α (1.4)결합의 glucose 중합체
Amylopectin α (1.4)와 α (1.6)의 glucose 중합체가혼성결합
Starch의분해 : 구강의타액 α-amylase 효소에의해 α (1.4)결합이 끊어진후
창자에서여러효소에의해분해되고
혈액으로흡수
-Glycogen : 동물 근육세포에 저장 (근육세포의 2-3% 무게)
-섬유소 (fiber) : 식물의 세포벽 구성 // 초식동물만 소화 가능 (cellulase)
cellulose : 동일 type의 sugar결합체
hemi-cellulose : 다른 type의 sugar결합체
- Chitin : 곤충 갑각류의 외껍질
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이질다당류 - 한종류 이상의 단당류를 포함
Glucosaminoglycan :
반복되는 이당류 단위로 이루어짐
proteoglycan 형성 조직 세포사이에 존재하는 끈적끈적한 교질
연골, 인대, 피부 및 관절을 원활하게 하는 관절낭액
Murein Peptidoglycan 형성 (원핵생물의 세포벽 구성)
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전분의두형태 : amylose / amylopectin
* 배젖의전분조성에따라멥쌀과찹쌀로구분
찹쌀 : 배젖전분이 100 % 아밀로펙틴
일반밥짓는쌀
멥쌀 : 약 80 % 아밀로펙틴
20 % 아밀로오스 (16~20 % : 우리입맛에맞음)
아밀로오스함량은품종에따라다름
* 탄수화물의 energy 효율
carbohydrate glucose 인체모든기관의에너지공급원
두뇌, 신경조직, 적혈구는포도당만을 energy로사용
* 단백질절약작용 : 탄수화물부족시 단백질분해하여열량으로사용
* 탄수화물 일부는 glycogen으로
잉여열량의대부분은지방으로저장