Download - Karbohidrat TA
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 1/58
KARBOHIDRAT
* DEFINISI,FUNGSI,KLASIFIKASI
KARBOHIDRAT
* MONOSAKARIDA* IKATAN GLIKOSIDA DAN
DISAKARIDA
* POLISAKARIDA
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 2/58
KARBOHIDRAT
Biomolekul yang palingbanyak ditemukan di alam
Dari namanya molekulyang terdiri dari carbon (C)dan hydrate (air H2O)
Mempunyai rumus molekul
(CH2O)n untuk monosakarida Disintesis dari CO2 dan H2O
dlm proses fotosintesis
Dikenal juga sebagai
sakarida Definisi : Polihidroksi aldehid
atau polihidroksi keton atausenyawa yang menghasilkansenyawa tsb bila dihidrolisis
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 3/58
FUNGSI KARBOHIDRAT
Didalam organisme memiliki berbagai peranan:
Simpanan energi, bahan bakar dan senyawa antara
metabolisme
Pati, glikogen dgn cepat dpt diubah mjd glukosa
Bagian dr kerangka struktural pembentuk RNA dan DNA gula ribosa dan deoksiribosa
Elemen struktural pd dinding sel tanaman, bakteri &
eksoskleleton Arthropoda polisakarida (selulosa,kitin)
Identitas sel berikatan dgn protein atau lipid danberfungsi dlm proses pengenalan antar sel (cell-cell
recognition) oligosakarida
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 4/58
KLASIFIKASI
Berdasar kompleksitasnya,
dapat dibagi menjadi 3
golongan Monosakarida
karbohidrat tunggal, terdiri
dari satu unit polihidroksi
aldehid/polihidroksi keton.
Tidak dapat dihidrolisis.
Oligosakarida karbohidrat
yg tersusun dr bbrp unit
monosakarida dihubungkan
mlli ik glikosida, dapatdihidrolisis
Polisakaridakarbohidrat
yang tersusun dr lebih dari
10 monosakarida,dapat
dihidrolisis
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 5/58
MONOSAKARIDA
Memiliki atom karbon 3 sampai 7
Setiap atom karbon memiliki gugus
hidroks i l , keton atau aldehida .
Setiap molekul monosakarida memiliki1 gugus keton atau 1 gugus aldehida
Gugus aldehida selalu berada di atom C
pertama Gugus keton selalu berada di atom C kedua
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 6/58
MONOSAKARIDA DAPAT DIKELOMPOKKAN
BERDASAR JUMLAH CARBON PENYUSUNNYA :
n Category
3 Triose
4 Tetrose
5 Pentose
6 Hexose7 Heptose
8 Octose
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 7/58
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 8/58
MONOSAKARIDA
Aldosa (mis: glukosa) memiliki
gugus aldehida pada salah satuujungnya.
Ketosas (mis: fruktosa) biasanya
memiliki gugus keto pada atomC2.
C
C OHH
C HHO
C OHH
C OHH
CH2OH
D-glucose
OH
C HHO
C OHH
C OHH
CH2OH
CH2OH
C O
D-fructose
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 9/58
NOTASI D VS L
Notasi D & L dilakukan
karena adanya atom C
dengan konfigurasi
asimetris seperti pada
gliseraldehida.
CH O
C
CH2OH
H OH
CH O
C
CH2OH
HO H
CH O
C
CH2OH
HO H
L-gliseraldehidaD-glyceraldehyde
L-gliseraldehida
CH O
C
CH2OH
H OH
D-gliseraldehida
Penampilan dalambentuk gambar
bagian bawah disebut
Proyeksi Fischer.
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 10/58
PENAMAAN GULA
Gula dengan atom C
asimetrik lebih dari 1,
notasi D atau L
ditentukan oleh atom C
asimetrik terjauh dari
gugus aldehida atau
keto.
Gula yang ditemui di
alam adalah dalam
bentuk isomer D.
O H O H
C C
H –
C –
OH HO –
C –
H
HO – C – H H – C – OH
H – C – OH HO – C – H
H – C – OH HO – C – H
CH2OH CH2OH
D-glukosa L-glukosa
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 11/58
Gula dalam bentuk D
merupakan bayangan
cermin dari gula dalam
bentuk L.O H O H
C C
H – C – OH HO – C – H
HO – C – H H – C – OH
H – C – OH HO – C – H
H – C – OH HO – C – H
CH2
OH CH2
OH
D-glukosa L-glukosa
Stereoisomers ?lainnya
Jumlah stereoisomer
adalah 2n, dengan n
adalah jumlah atom C
pusat asimetrik.
Aldosa dengan 6-C
memiliki 4 pusat
asimetrik, oleh karenanya
memiliki 16 stereoisomer
(8 gula berbentuk D dan 8
gula berbentuk L).
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 12/58
STRUKTUR PIRAN DAN FURAN D-GLUKOSA
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 13/58
PEMBENTUKAN HEMIASETAL & HEMIKETAL
Aldehida dapatbereaksi
dengan alkohol
membentukhemiasetal.
Keton dapat
bereaksidengan alkoholmembentuk
hemiketal.
C
R
R'
O
keton
aldehida
C
H
R
O
hemiasetal
O C
H
R
OHR'
alkohol
R' OH
hemiketal
O C
R
R'
OH" R
+
+ " R OH
alkohol
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 14/58
Pentosa dan heksosa
dapat membentuk
struktur siklik melalui
reaksi gugus ketonatau aldehida dengan
gugus OH dari atom C
asimetrik terjauh.
Glukosa membentuk
hemiasetal intra-
molekular sebagai
hasil reaksi aldehida
dari C1 & OH dari
atom C5, dinamakancincin piranosa.
Penampilan dalam bentuk gula siklik disebut proyeksi Haworth.
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
H H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
H
OH
a-D-glukosa b-D-glukosa
23
4
5
6
1 1
6
5
4
3 2
H
CHO
C OH
C HHO
C OHH
C OHH
CH2OH
1
5
2
3
4
6
D-glukosa
(bentuk linier)
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 15/58
Fruktosa dapat membentuk
Cincin piranosa, melalui reaksi antara gugus keto
atom C2 dengan OH dari C6.
Cincin furanosa, melalui reaksi antara gugus keto
atom C2 dengan OH dari C5.
CH2OH
C O
C HHO
C OHH
C OHH
CH2OH
HOH2C
OH
CH2OH
H
OH H
H HO
O
1
6
5
4
3
2
6
5
4 3
2
1
D-fruktosa(linear) a-D-fruktofuranosa
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 16/58
Pembentukan cincin siklik glukosa menghasilkan pusat
asimetrik baru pada atom C1. Kedua stereoisomer disebut
anomer, a & b.
Proyeksi Haworth menunjukkan bentuk cincin dari gula dengan
perbedaan pada posisi OH di C1 anomerik :
a (OH di bawah struktur cincin)
b (OH di atas struktur cincin).
H O
OH
H
OHH
OH
C H2OH
H
a-D-glukosa
OH
H H O
OH
H
OHH
OH
C H2OH
H
H
OH
b-D-glukosa
23
4
5
6
1 1
6
5
4
3 2
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 17/58
Karena sifat ikatan karbon yang berbentuk
tetrahedral, gula piranosa membentuk konfigurasi
“kursi" atau “perahu", tergantung dari gulanya.
Penggambaran konfigurasi kursi dari glukopiranosa di
atas lebih tepat dibandingkan dengan proyeksi
Haworth.
O
H
HO
H
HO
H
OH
OHHH
OH
O
H
HO
H
HO
H
H
OHHOH
OH
a-D-glukopiranosa b-D-glukopiranosa
1
6
5
4
32
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 18/58
TURUNAN GULA
Gula alkohol – tidak memiliki gugus aldehida atau ketone;
misalnya ribitol.
CH2OH
C
C
C
CH2OH
H OH
H OH
H OH
D-ribitol
COOH
C
C
C
C
H OH
HO H
H OH
Asam D-glukonat Asam D-gluk Oronat
CH2OH
OHH
CH O
C
C
C
C
H OH
HO H
H OH
COOH
OHH
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 19/58
OKSIDASI GULA ALDEHIDA
C
C OHH
C HHO
C OHH
C OHH
CH2OH
D-glucose
OH
Oksidator
Asam D-glukonat
COOH
C
C
C
C
H OH
HO H
H OH
CH2O H
OHH
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 20/58
APAKAH SEMUA MONOSAKARIDA GULA
PEREDUKSI
Gula yang dapat dioksidasi adalah senyawa
pereduksi. Gula yang demikian disebut sebagai
gula pereduksi.gu
la pereduksi.
Senyawa yang sering digunakan sebagai
pengoksidasi adalah ion Cu
+2
, yang berwarna biru
cerah, yang akan tereduksi menjadi ion Cu
+
, yang
berwarna merah kusam. Hal ini menjadi dasar
bagi pengujian Benedict yang digunakan untuk
menentukan keberadaan glukosa dalam urin,
suatu pengujian bagi diagnosa diabetes.
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 21/58
OKSIDASI GULA ALDEHIDA
Glukosa + Cu
++
Gluconic acid + Cu2O endapan merah
Glukosa + O2
Asam glukonat + H2O2
(H2O2 nya diukur)
Glukosa + ATP
Glukosa-6-P + ADP (G-6-Pnya diukur)
panas & alk . pH
glukosa oksidase
heksokinase
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 22/58
TURUNAN GULA
Gula amino - gugus amino menggantikan gugus
hidroksil. Sebagai contoh glukosamina.
Gugus amino dapat mengalami asetilasi, seperti pada
-asetilglukosamina.
H O
OH
H
OH
H
NH 2H
OH
CH2OH
H
a-D-glukosamina
H O
OH
H
OH
H
NH
OH
CH2OH
H
a-D- N -asetilglukosamina
C CH 3
O
H
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 23/58
IKATAN GLIKOSIDA
Gugus hidroksil anomerik dan gugus hidroksil gula atau senyawa
yang lain dapat membentuk ikatan yang disebut ikatan glikosidadengan membebaskan air :
R-OH + HO-R' R-O-R' + H2O
Misalnya methanol bereaksi dengan gugus OH anomerik dari
glukosa membentuk metil glukosida (metil-glukopiranosa).
O
H
HO
H
HO
H
OH
OHHH
OH
a-D-glukopiranosa
O
H
HO
H
HO
H
OCH3
OHHH
OH
Metil-a-D-glukopiranosa
CH3- OH+
metanol
H2O
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 24/58
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O H
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
HH
1
23
5
4
6
1
23
4
5
6
maltose
Disakarida (Maltosa)
Maltosa, produk pemecahan pati (oleh amilase), adalahdisakarida dgn ikatan glikosida a(1 4) antara C1 - C4OH dari 2 glukosa.
Nama lain? a-D-glukopiranosil-(1 4)--D-
glukopiranosa.
D
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 25/58
DISAKARIDA (SELOBIOSA)
Cellobiose, merupakan produk pemecahan selulosa (oleh
selulase) terdiri dari dua molekul glukosa yang
dihubungkan melalui ikatan glikosida b(1 4) seperti zig-zag
Nama lain? b-D-glukopiranosil-(1 4)--D-glukopiranosa
Merupakan gula pereduksi? Mengapa?
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O OH
H
H
OHH
OH
CH2OH
H
H
H
O1
23
4
5
6
1
23
4
5
6
cellobiose
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 26/58
SELOBIOSA
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 27/58
LAKTOSA
Laktosa, gula susu terdiri dari galactosa &
glucosa, dgn ikatan glikosida b(14) dari OHanomer galactosa.
Disebut b-D-galactopiranosil(1 4)-a-D-
glukopiranosa. Gula pereduksi?.
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 28/58
SUKROSA
Sukrosa, merupakan gula tebu, memiliki ikatanglikosida dari hidroksil anomer dari glukosa& fruktosa.
Karena atom karbon anomer kedua unit monosakaridasaling berikatan dg OH glukosa konf a (O di bawahbidang), ikatannya a(12). Bukan gula pereduksi.
Nama lain : a-D-glukopiranosil-(12)-b-D-
fruktopiranosa.
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 29/58
POLISAKARIDA
Homopolisakarida : terdiri dari satu jenis monomer
pembangun. Pati,glikogen,selulosa,kitin,inulind ll).
Heteropolisakarida : terdiri lebih dari satu jenis
monomer pembangun. Gum arab,zat gol. Darah)
Pati : terdapat pada tumbuhan, terdiri dari amilosa
dan amilopektin, merupakan polimer glucosa.
Amylose merupakan polimer glukosa dg ikatan a(14)
dan struktur helix.
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O H
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
HH H O
OH
OHH
OH
CH2OH
HH H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
HH O
OH
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
1
6
5
4
3
1
2
amylose
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 30/58
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O H
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
HH H O
O
H
OHH
OH
CH2
H
H H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
HH O
O
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
O
1 4
6
H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
H H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
H
O
1
OH
3
4
5
2
amylopectin
Amylopectin merupakan polimer glukosa dgn ikatan
a(14) dan memiliki titik cabang yaitu ikatan a(16)..
Percabangan menghasilkan struktur yang kompak danmenguntungkan sehingga memungkinkan pemecahanreaksi enzimatik dapat terjadi.
Pati dgn I2 menghasilkan warna biru tua,hilang dg
pemanasan, muncul pada pendinginan
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 31/58
STRUKTUR SPIRAL PATI
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 32/58
Glikogen, merupakan polimer glukosa yang terdapat
pada hewan, dgn struktur yang serupa dgn
amilopektin tetapi memiliki titik cabang ikatan
a(16) lebih banyak.
Glikogen mudah terhidrolisis dgn melepas glukosanya
terutama pada saat otot bekerja keras (Glikogenolisis).
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O H
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
HH H O
O
H
OHH
OH
CH2
H
H H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
HH O
O
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
O
1 4
6
H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
H H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
H
O
1
OH
3
4
5
2
glycogen
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 33/58
STRUKTUR GLIKOGEN
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 34/58
GLIKOGEN DAN PATI
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 35/58
HIDROLISIS PATI
Dengan asam kuat dan pemanasan glukosa
Dengan enzim
amilase glukosa, maltosa, dextrin.
Memotong ik. a(14)
alfa glukosidasemenghidrolisis ikatan
a(16)
o Cara membedakan pati dengan dextrin?
o Bagaimana memantau proses hidrolisis?
uji iod dan Benedict
CH OH CH OH CH OH CH OHCH OH6
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 36/58
Selulosa, bagian terbesar dari dinding sel tanaman,terdiri dari rantai lurus panjang dari glukosa dgn ikatan
b(14).
Terdapat ikatan hidrogen intra dan antar rantai serta
cellulose
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H H O
O H
OHH
OH
CH2OH
H
H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
H
OHH O
O H
OHH
OH
CH2OH
HO
H H H H
1
6
5
4
3
1
2
Interaksi van der Waalsinteractions, shg struktur
selulosa kompak danpadat
Schematic of arrangement of
cellulose chains in a microfibril.
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 37/58
SERAT SELULOSA
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 38/58
IDENTIFIKASI KARBOHIDRAT
Uji Molish
Untuk menguji ada tidaknya karbohidratsecara umum, positif ditandai dgterbentuknya cincin warna ungu,
merupakan senyawa kompleks hasil reaksikondensasi furfural atau turunannya dg alfanaphthol. Furfura atau turunannya adalahhasil dehidrasi monosakarida.
Bagaimana terbentuknya furfural daripentosa (arabinosa)?
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 39/58
IDENTIFIKASI KARBOHIDRAT
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 40/58
IDENTIFIKASI KARBOHIDRAT
Uji Benedict
uji gula pereduksi, mengandung CuSO4,Na2CO3 dan Na Sitrat. Reaksi positif bila
terbentuk endapan merah bata.
Contoh gula pereduksi dan non pereduksi?
o Uji Barfoed
uji untuk membedakan monosakarida dandisakarida, mengandung Cu acetat dan asam
asetat glasial. Monosakarida bereaksi lebihcepat dibandingkan disakarida pereduksi dgmembentuk endapan merah bata.
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 41/58
IDENTIFIKASI KARBOHIDRAT
Uji Seliwanof
spesifik untuk karbohidrat golongan ketosa.
reaksi positif membentuk warna merah
hasil kondensasi hidroksimetil furfural (dr
dehidrasi karbohidrat dg HCl) dgn
resorsinol.
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 42/58
IDENTIFIKASI KARBOHIDRAT
Uji Tauber
uji yang spesifik untuk jenis pentosa.
Benzidin 2 % dalam asam asetat glasial.
Reaksi positif merah cherry.
Uji Bial sama
Reksi positif bila membentuk warna biru
hijau dari reaksi kondensasi furfural dengan
orsinol (3,5-dihidroksi benzen) dan dengan
adanya ion-ion feri.
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 43/58
IDENTIFIKASI KARBOHIDRAT
Uji asam mukat
uji spesifik untuk galaktosa danlaktosa.Galaktosa dioksidasi dgn HNO3
membentuk kristal asam mukat /asamdikarboksilat yang tidak larut (kristal).
Uji osazon
Aldosa, ketosa,gula pereduksi dapatmembentuk kristal osazon dengan fenilhidrazin.
Fenilhidrazin bereaksi dengan gugus karbohil gulamembentuk fenilhidrazon, yang selanjutnyabereaksi lebih lanjut dengan molekul Fenilhidrazinmembentuk osazon.
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 44/58
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 45/58
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 46/58
Hyaluronate is a glycosaminoglycan with a repeating
disaccharide consisting of 2 glucose derivatives,glucuronate (glucuronic acid) & N-acetyl-glucosamine.
The glycosidic linkages are b(13) & b(14).
H O
H
H
OHH
OH
COO-
H
H O
OH H
H
NHCOCH3H
CH2OH
H
OO
D-glucuronate
O
1
23
4
5
61
23
4
5
6
N -acetyl-D-glucosamine
hyaluronate
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 47/58
Proteoglycans
are glycosaminoglycans that are
covalently linked to specific core proteins.Some proteoglycans of the extracellular matrix in turn
link non-covalently to hyaluronate via protein domains
calledlink modules
.
H O
H
H
OHH
OH
COO-
H
H O
OH H
H
NHCOCH3H
CH2OH
H
OO
D-glucuronate
O
1
23
4
5
61
23
4
5
6
N -acetyl-D-glucosamine
hyaluronate
CH2OHl
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 48/58
For example, in cartilage multiple copies of theaggrecan proteoglycan bind to an extended hyaluronatebackbone to form a large complex.
Versican, another proteoglycan that binds tohyaluronate, is in the extracellular matrix of looseconnective tissues.
See web sites on aggrecan and aggrecan plus versican.
H O
H
H
OHH
OH
COO-
H
H O
OH H
H
NHCOCH3H
2
H
OO
D-glucuronate
O
1
23
4
5
61
23
4
5
6
N -acetyl-D-glucosamine
hyaluronate
iduronate-2-sulfate N-sulfo-glucosamine-6-sulfate
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 49/58
Heparan sulfate is initially synthesized on a membrane-embedded core protein as a polymer of alternating
-acetylglucosamine and glucuronate residues.
Later, in segments of the polymer, glucuronateresidues may be converted to the sulfated sugariduronic acid, while N-acetylglucosamine residues maybe deacetylated and/or sulfated.
H O
H
OSO3-
H
OH
H
COO-
O H
H
NHSO3-
H
OH
CH2OSO3-
H
H
H
O
O
heparin or heparan sulfate - examples of residues
iduronate 2 sulfate N sulfo glucosamine 6 sulfate
PDB 1RID
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 50/58
Heparin, a soluble glycosaminoglycan
found in granules of mast cells, has a
structure similar to that of heparansulfates, but is more highly sulfated.
When released into the blood, it
inhibits clot formation by interacting
with the protein antithrombin.
Heparin has an extended helical
conformation.
heparin: (IDS-SGN)5
C O N S
Charge repulsion by the many negatively chargedgroups may contribute to this conformation.
Heparin shown has 10 residues, alternating IDS
(iduronate-2-sulfate) & SGN (N-sulfo-glucosamine-6-
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 51/58
Some cell surface heparan sulfate
glycosaminoglycans remain covalently linked to core
proteins embedded in the plasma membrane.
Proteins involved in signaling & adhesion at the cell
surface recognize and bind segments of heparan
sulfate chains having particular patterns of sulfation.
heparan sulfateglycosaminoglycan
cytosol
core protein
transmembranea-helix
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 52/58
O-linked oligosaccharide
chains of glycoproteins vary
in complexity.
They link to a protein via a glycosidic bond between asugar residue & a serine or threonine OH.
O-linked oligosaccharides have roles in recognition,
interaction, and enzyme regulation.
H O
OH
O
H
HNH
OH
CH2OH
H
C CH3
O
b-D- N
-acetylglucosamine
CH2 CH
C
NH
O
H
serineresidue
Oligosaccharides
that are covalentlyattached toproteins or tomembrane lipids
may be linear orbranched chains.
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 53/58
H O
OH
O
H
HNH
OH
CH2OH
H
C CH3
O
b-D- N -acetylglucosamine
CH2 CH
C
NH
O
H
serine
residue
N -acetylglucosamine (GlcNAc) is a common O-linkedglycosylation of protein serine or threonine residues.
Many cellular proteins, including enzymes & transcription
factors, are regulated by reversible GlcNAc attachment.Often attachment of GlcNAc to a protein OH alternates withphosphorylation, with these 2 modifications having oppositeregulatory effects (stimulation or inhibition).
CH2OH O HN
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 54/58
-linked oligosaccharides of glycoproteins tend to be
complex and branched. First -acetylglucosamine is linked
to a protein via the side-chain N of an asparagine residue
in a particular 3-amino acid sequence.
H O
OH
HN
H
H
HNH
OH
CH2OH
H
C CH3
O
C CH2 CH
O HN
C
HN
O
HC
C
HN
HC
R
O
C
R
O
Asn
X
Ser or Thr N-acetylglucosamine
Initial sugar in N -linked
glycoprotein oligosaccharide
NAN NAN NAN
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 55/58
Additional monosaccharides are added, and the N-linked
oligosaccharide chain is modified by removal and addition of
residues, to yield a characteristic branched structure.
NAN
Gal
NAG
Man
NAG
Gal
NAN
Man
Man
NAG
Gal
NAN
NAG
NAG
Asn
Fuc
N -linked oligosaccharide
Key:
NAN = N-acetylneuraminate
Gal = galactoseNAG = N-acetylglucosamine
Man = mannoseFuc = fucose
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 56/58
Many proteins secreted by cells have attached N-linked
oligosaccharide chains.
Genetic diseases have been attributed to deficiency of
particular enzymes involved in synthesizing or modifying
oligosaccharide chains of these glycoproteins.
Such diseases, and gene knockout studies in mice, have
been used to define pathways of modification of
oligosaccharide chains of glycoproteins and glycolipids.
Carbohydrate chains of plasma membrane glycoproteins
and glycolipids usually face the outside of the cell.They have roles in cell-cell interaction and signaling , and in
forming a protective layer on the surface of some cells.
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 57/58
Lectins
are glycoproteins that recognize and bind tospecific oligosaccharides. A few examples:
Concanavalin A and wheat germ agglutinin areplant lectins that have been useful research
tools.
Mannan-binding lectin (MBL) is a glycoproteinfound in blood plasma.
It associates with cell surface carbohydrates ofdisease-causing microorganisms, promotingphagocytosis of these organisms as part of theimmune response.
l ti
8/16/2019 Karbohidrat TA
http://slidepdf.com/reader/full/karbohidrat-ta 58/58
A cleavage site just outside the transmembrane a-
helix provides a mechanism for regulated release ofsome lectins from the cell surface.
A cytosolic domain participates in regulatedinteraction with the actin cytoskeleton.
transmembrane
a-helix
lectin domainselectin
cytoskeleton binding domain
cytosol
outside
Selectins are integralproteins of mammaliancell plasma membraneswith roles in cell-cellrecognition & binding.
A lectin-like domain is at
the end of an extracellularsegment that extends outfrom the cell surface.