Biochemie-deel II: koolhydraten

formule van monosachariden (vanaf n=3)

functies van monosachariden

rol in de energiehuishouding van de cel:

• wordt gevormd in fotosynthetische cellen

• afbraak van monosachariden levert in alle celtypes cellulaire energie

Zeer belangrijk als bouwelementen:

• polysachariden

• nucleïnezuren

• glycoproteïnen

• glycolipiden

• glycosaminen

teken glyceraldehyde

teken D-ribose

teken D-glucose

teken D-mannose

teken D-galactose

formule van het aantal stereo-isomeren

2ⁿ, met n het aantal chirale centra in de molecule

een ketose heeft … chirale centra meer/minder dan aldose

een ketose heeft 1 chiraal centrum minder dan aldose

teken D-fructose

naar welk koolstofatoom moet je kijken voor de D-/L-isomerie? Wat is het D-isomeer en wat is het L-isomeer

het chiraal koolstofatoom dat het verste weg van de aldehyde/ketongroep verwijderd is

D-isomeer: hydroxylgroep naar rechts

L-isomeer: hydroxylgroep naar links

belangrijke L-suikers

L-arabinose:

• afkomstig uit Arabische gom

• het is een harsachtige substantie uit onder andere Acaciabomen

L-fucose:

• komt voor in humane melk

Wat zijn isomeren?

moleculen met dezelfde brutoformule maar met een andere ruimtelijke rangschikken van de atomen

Wat zijn enantiomeren?

Moleculen die het exacte spiegelbeeld zijn van elkaar, zelfde chemische samenstelling maar andere volgorde van de atomen

D- en L-suikers zijn enantiomeren

wat zijn epimeren

het zijn moleculen die op 1 positie (of koolstof) van elkaar verschillen

Wat zijn diastereomeren?

Stereo-isomeren die niet elkaars spiegelbeeld zijn, ze hebben minstens 1 chiraal centrum gelijk en minstens 1 chiraal centrum verschillend

wat is een pyranose

een 6-ring

wat is een furanose?

een vijfring

kunnen alleen C6 suikers zowel een pyranose als een furanose vormen?

neen, ook C5-suikers kunnen beide

Hoe komt een cyclische verbinding tot stand?

er vindt een reactie plaats tussen de keton- of aldehydegroep met een alcoholgroep op een ander koolstofatoom → er wordt een hemiacetaal of hemiketaal gevormd

wat zijn anomeren?

anomeren zijn ringvormige moleculen die structureel exact gelijk zijn behalve op 1 plaats (het anomere koolstof)

wat is mutarotatie?

het fenomeen waarbij monosachariden zowel een furanose als een pyranose kunnen vormen omdat er verschillende alcoholgroepen zijn die kunnen reageren met de aldehydegroep of ketongroep

wat is het anomeer koolstofatoom?

dit is het koolstofatoom van de ketongroep of van de aldehydegroep in de open keten, bij de vorming van de hemiacetaal/ hemiketaal wordt dit een nieuw asymmetrisch centrum

alle monosachariden zijn reducerende suikers:

suikers die een vrije aldehydegroep of ketongroep hebben om een andere verbinding mee te kunnen reduceren

kunnen ketosen en aldosen even makkelijk gereduceerd worden?

neen, ketosen moeten eerst keto-enoltautomerie onderdaag waarbij het ketose eerst omgezet wordt naar een aldose en dan geoxideerd wordt

wat zijn deoxysuikers?

het zijn derivaten van monosachariden, monosachariden waarbij een of meerdere alcoholgroepen verwijderd worden (vervangen door waterstof)

vb. deoxyribose

wat zijn aminosuikers?

het zijn derivaten van monosachariden, waarbij een alcoholgroep van het monosacharide vervangen wordt door een aminogroep

wat is N-acetylglucosamine

het is een geacetyleerd aminosuiker, een derivaat van een monosacharide waarbij een alcoholgroep vervangen werd door een aminogroep met daarop een acetylgroep

het is een structurele component voor polysachariden die in de celwand van bacteriën voorkomen

wat zijn glycosiden? + vb.

stoffen opgebouwd uit een monosacharide gebonden aan een andere molecule (niet-sacharide) via een glycosidische binding

Aspirine

wat zijn suikeralcoholen? geef synoniem en geef de te kennen suikeralcoholen:

Suikeralcoholen (=alditolen) zijn gereduceerde monosachariden. Het zijn monosachariden waarvan de carbonylgroep (C=O) gereduceerd wordt tot een hydroxylgroep

Te kennen alditolen:

• sorbitol (uit glucose)

• mannitol (uit mannose)

• glycerol (uit glyceraldehyde)

wat zijn suikerzuren en welke soorten zijn er?

het zijn geoxideerde monosachariden

• aldonzuren: suikerzuren waarbij aldehydegroep gereduceerd wordt tot carboxylgroep

  • glucose → gluconzuur

• uronzuren: een primaire hydroxylgroep wordt geoxideerd tot carboxylgroep

  • glucose → glucuronzuur

• aldaarzuren= sacharinezuren: beide uiteinden worden geoxideerd tot 2 carboxylgroepen

  • glucose → sacharinezuur/ glucarinezuur

teken maltose

teken sucrose

een alfa-1,2-binding

teken lactose

wat is de functie van het enzym sucrase?

een splitsen van sucrose in glucose en fructose

sucrase is een invertase

verklaring voor lactose-intolerantie:

tekort aan bèta-galactosidase of lactase dat lactose hydrolyseert

wanneer zijn disachariden reducerende suikers?

er moet een anomeer koolstofatoom aanwezig beschikbaar zijn zodat er een vrije oxideerbare carbonylgroep is (niet betrokken in binding)

Wat is raffinose?

raffinose is een trisacharide opgebouwd uit glucose, galactose en fructose

Wat is stachyose?

een tetrasacharide opgebouwd uit twee galactosen, een glucose en een fructose

wat is verbascose?

een pentasacharide opgebouwd uit 3 galactoses, glucose en fructose

wat is ajugose?

een hexasacharide opgebouwd uit 4 galactoses, glucose en fructose

Functies van oligosachariden

• het zijn oplosbare, niet-verteerbare voedingsvezels

• komen voor in zaden, knollen, pitten en bonen

• het zijn opslagkoolhydraten

• ze hebben prebiotische effecten (dienen als voeding voor probacteria)

• gunstig voor darmgezondheid

Wat zijn glycanen? + de 2 grote groepen

= polysachariden

het zijn al dan niet vertakte ketens opgebouwd uit monosachariden, verbonden via glycosidische binding

Homoglycanen: uit 1 monosacharide

Heteroglycanen: uit verschillende soorten monosachariden

Kenmerken glycanen

• grote polymeren

• niet zoet

• niet oplosbaar in water: vormen colloïdale oplossingen of suspensies

Functies van polysachariden:

• opslag van energie: het zijn grote ketens uit monosachariden die kunnen afsplitsen indien energie nodig is.

• Structureel element van de cel

• herkenningsstructuren aan het celoppervlak

structuur zetmeel:

mengsel van alfa-amylose en amylopectine

alfa-amylose: lineaire glucoseketen met alfa(1→4) bindingen, vormt helices

amylopectine: vertakte/vernette glucoseketens met alfa(1→4) en alfa(1→6) bindingen, vormt onregelmatige helixachtige structuren

waarom is glycogeen sterker vertakt dan zetmeel?

omdat glycogeen sneller glucose moet kunnen vrijgeven dan zetmeel dat moet kunnen

enzymen die zetmeel afbreken

• alfa-amylase in speeksel: kortere sacharideketens

• pH van de maag inhibeert de werking van enzymen

• pancreatisch alfa-amylase in dunne darm: verdere afbraak (enkel nog alfa(1→6)bindingen over)

• alfa-glucosidase in dikke darm : knipt 1 voor 1 los

• dextrinase: breekt specifiek alfa(1→6)

• bèta-amylase vormt maltosen

• maltase: afbraak van maltosen tot glucose

structuur van chitine

lineair polymeer uit NAG (homoglycaan)

bèta(1→4)bindingen

Structuur van glycogeen

homoglycaan uit glucose, heeft meet vertakkingen dan amylopectine

alfa(1→4)binding voor keten, alfa(1→6)bindingen voor vertakking

structuur van peptidoglycaan

polymeer van N-acetylglucosaminezuur en N-acetylmuraminezuur

polymeren zijn vernet met tetrapeptidecrosslinks

structuur van cellulose

lineair polymeer van glucose, verbonden via bèta-(1,4)bindingen

cellulose is kristallijn door de regelmatige waterstofbruggen en stacking van de glucose-ringen op elkaar

structuur van chitine

lineair polymeer uit N-acetylglucosamine, bèta(1,4)bindingen

kenmerken glucosaminoglycanen

• lineaire polymeren opgebouwd uit herhalende sequentie van disacharide

• ze hebben zure groepen (carboxylgroepen en sulfaten)

Wat weet je over chondroïtinesulfaat?

het is een glucosaminoglycaan die voorkomt in pezen, kraakbeen en andere weefsels

Wat weet je over heparine?

het is een glucosaminoglycaan dat veel sulfaten bevat en dat bloedstolling verhindert

Wat weet je over hyaluronzuur.

komt voor in extracellulaire matrix, gewrichtsvocht en oogvloeistof

glucuronzuur+ NAG, bèta(1,4! bindingen en bèta(1,3)bindingen

sterk negatief geladen dus bindt kationen→ sterk gehydrateerd

elastisch en viskeus: schokdemper en smeermiddel

Wat zijn proteoglycanen en waar komen ze voor?

Proteoglycanen zijn glycosaminoglycanen met oligopeptiden aan verbonden

Het is een component in kraakbeen, ze zijn zeer sterk gehydrateerd en daardoor zeer buigzaam.

Wat zijn glycoproteïnen?

eiwitten waaraan oligosachariden gebonden zijn.

N-gebonden sachariden: gebonden aan aminogroep van asparagine

O-gebonden sachariden: gebonden aan hydroxylgroep van threonine of serine

wat is het doel van de Fehlingtest

een kwalitatieve detectie van reducerende suikers, als de oplossing rood kleurt, zijn er reducerende suikers aanwezig in de oplossing

als de oplossing blauw kleurt, zijn er geen reducerende suikers aanwezig

wat is het doel van permanganometrie

een kwanitatieve concentratiebepaling van reducerende suikers

principe: permangaan (MnO₄^-) wordt gereduceerd tot Mn²⁺, bij deze reductie vindt er een ontkleuring plaats (aangezien permangaan paars is en mangaanion kleurloos)

→ duur van ontkleuring zegt ons welke concentratie reducerende suikers er aanwezig is

hoe langer de ontkleuring duurt hoe minder reducerende suikers aanwezig zijn

wat is het doel van de lugoltest?

de detectie van polysachariden (zetmeel)

lugol bevat polyjodide-ionen die binden op helicale structuren en dan blauw kleurt