KARBOHIDRAT part1 SHA_unlocked PDF

BAB V KARBOHIDRAT “hydrates of carbon atoms” Small carbohydrates = sugars Glucose; Fructose; Sucrose  A. PENDAHULUAN Karbohidrat : senyawa polihidroksi aldehid/ polihidroksi keton atau bahan yang dapat menghasilkan senyawa-senyawa tsb bila dihidrolisis. Rumus umum : Cn(H2...

BAB V KARBOHIDRAT “hydrates of carbon atoms” Small carbohydrates = sugars Glucose; Fructose; Sucrose  A. PENDAHULUAN Karbohidrat : senyawa polihidroksi aldehid/ polihidroksi keton atau bahan yang dapat menghasilkan senyawa-senyawa tsb bila dihidrolisis. Rumus umum : Cn(H2O)n atau (CH2O)n → awalnya dikenal sebagai bentuk hidrat dari karbon (C) Contoh : Glukosa (C6H12O6) ~ C6(H2O)6 Sukrosa (C12H22O11) ~ C12(H2O)11  Tumbuhan : glukosa disintesis dari CO2 (udara) dan H2O (tanah) melalui fotosintesis (melibatkan klorofil, enzim, dan sinar matahari) s.m 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 Klorofil, Enzim Gula disimpan sebagai amilum (akar, biji- bijian) dan sebagai selulosa (kerangka tumbuhan)  Hewan : dapat mensintesis beberapa karbohidrat dari lemak dan protein → akan tetapi jumlah terbesar diperoleh dari tum- buhan. Merupakan biomolekul terbesar jumlahnya di bumi Fungsi a.l : – Makanan pokok – Lubrikasi pada sendi – Unsur pelindung dan struktural  Siklus di alam Energi + CO2 + H2 O Fotosintetik Lemak (tumbuhan) O2 CO2 + H2O KH Asetil-KoA protein Metabolisme hewan Kolesterol & steroid lainnya B. KLASIFIKAS KARBOHIDRAT (Complex sugars) (Simple sugars) B.1. MONOSAKARIDA Merupakan unit polihidroksi aldehid/keton tunggal – Rumus empirik : (CH2O)n → n = 3 – 7 – Gula sederhana Jika : gugus aldehid → aldosa gugus keton → ketosa  Penamaan berdasarkan atas jumlah atom C dan diberi akhiran –osa Contoh : triosa → 3 atom C Tetrosa → 4 atom C, dst Penamaan berdasarkan atas gugus fungsi yang dimiliki : – Gugus aldehid → aldosa – Gugus keton → ketosa Contoh : Aldopentosa Ketoheksosa triose pentose D-Aldosa Konfigurasi D : lihat gugus –OH pada atom C no 2 terjauh dari gugus karbonil, ada di sebelah kanan. Jika di sebelah kiri, konfigurasinya L. D-Ketosa  Semua monosakarida, kecuali dihidroksi aseton, mempunyai ≥ 1 atom C asimetrik → molekul kiral → bersifat optis aktif & mempunyai isomer Sifat optis aktif sangat penting dalam tubuh → enzim hanya berinteraksi dengan substrat (senyawa) yang memiliki konfigurasi tertentu. ❖ untuk glukosa → konfigurasi D ❖ untuk asam amino → konfigurasi L  Pemberian nomor atom karbon dimulai dari atom C yang mempunyai gugus aldehid atau atom C ujung dekat gugus keton Epimer → 2 gula yang berbeda konfigurasi hanya pada 1 atom C-kiralnya Stereoisomer o Same structural formula, different spatial configuration o Chiral C: four different groups are attached to the same C o The reference molecule is glyceraldehyde nature tends to work with D-sugars  Semua monosakarida, kecuali dihidroksi aseton, mempunyai ≥ 1 atom C asimetrik → molekul kiral → bersifat optis aktif & mempunyai isomer Sifat optis aktif sangat penting dalam tubuh → enzim hanya berinteraksi dengan substrat (senyawa) yang memiliki konfi- gurasi tertentu. Misal : untuk glukosa → konfigurasi D untuk asam amino → konfigurasi L Struktur siklis Dalam larutan air, aldotetrosa dan semua monosakarida dengan ≥ 5 atom C membentuk struktur siklis, karena gugus karbonil berikatan kovalen dengan gugus –OH yang terdapat pada rantai. Pembentukan struktur siklis/cincin ini analog dengan reaksi umum antara alkohol dan aldehid atau keton membentuk hemiasetal or hemiketals. Cyclization Cyclic Linear (preferable) Cyclization due to intramolecular hemiacetal formation → alcohol attacks c-carbonyl of aldehyde/keton  Contoh: D-glukosa dapat membentuk hemiasetal intramolekuler : – Cincin 5 (furanosa) dan 6 (piranosa) Aldosa yang mempunyai ≥ 5 atom C dapat membentuk piranosa → dominan, > stabil Dengan terbentuknya hemiasetal / hemiketal → terbentuk stereoisomer yang disebut anomer. Anomer Anomer : bentuk stereoisomer monosakarida yang berbeda konfigurasi pada atom C hemiasetal/ hemiketalnya → atom C/gugus karbonilnya disebut karbon anomerik Ketoheksosa juga dalam bentuk anomer α dan β.  α dan β anomer Place the anomeric C on the right; CH2OH upward on the otherside α : new OH generated from hemiacetal formation is downward β : new OH generated from hemiacetal formation is upward CH2OH CH2OH O O O OH OH OH OH OH OH OH OH β-D-Glucopiranose Piranose α-D-Glucopiranose CH2OH CH2OH CH2OH O O OH O OH OH OH CH2OH OH OH β-D-Fructofuranose Furanose α-D-Fructofuranose  Anomer α dan β-D-Glukosa dapat ber-interkonversi. Jika isomer α dan β-D-Glukosa dilarutkan dalam air → rotasi optikal berubah sedikit demi sedikit sampai terjadi kesetimbangan pada sudut putar 52,7o → peristiwa mutarotasi Pada keadaan ini larutan terdiri atas : – 1/3 bagian α-D-Glukosa – 2/3 bagian β-D-Glukosa – ∑ kecil rantai terbuka & cincin furan alpha anomer (~36%) beta anomer (~64%)  Organisme mengandung bermacam-macam turunan heksosa → Satu gugus OH digantikan oleh substituen lain atau mengalami oksidasi → gugus karboksil Jika gugus karbonil dioksidasi → asam aldonat Misal : Glukosa → Asam Glukonat Jika Oksidasi pada atom C ujung lain → asam uronat Misal : Glukosa → Asam Glukuronat  COOH CHO (CHOH)n (CHOH)n CH2OH COOH Asam aldonat Asam uronat HO CH2 O CH2OH O OH OH OH H HO OH NH2 Gula Deoksi Gula amino Reducing Sugars/Gula Pereduksi Monosakarida merupakan agen pereduksi, karena mudah dioksidasi oleh agen pengoksidasi seperti Cu2+ atau Fe3+ → Gula pereduksi O O [O] C C 2+ 3+ Cu / Fe O - (Dasar reaksi Fehling & Benedict)