Kolhydrater. Biologisk kemi 7,5 hp KTH VT 2012 Barbara Norman

Relevanta dokument
Olika kolhydrater och deras påverkan på blodsockret. Niklas Dahrén

Organiska föreningar Struktur- och stereoisomerer. Niklas Dahrén

Organiska föreningar - Struktur- och stereoisomerer. Niklas Dahrén

Isomerer. Samma molekylformel men olika strukturformel. Detta kallas isomeri. Båda har molekylformeln C 4 H 10

Organiska föreningar - del 8: Struktur- och stereoisomerer. Niklas Dahrén

Kemi A. Kap 9: kolföreningar

4. Organiska föreningars struktur

Cellen och biomolekyler

Näringsämnen. Kolhydrater, fetter och proteiner

d=236

Biomolekyler & Levande organismer består av celler. Kapitel 3 & 4

kolhydrat Kolhydrater är en grupp av organiska ämnen med stora molekyler som finns både i maten och i kroppen.

Kolhydrater. Enkla sockerarter kallas också monosackarider. De flesta enkla

Biologi 2. Cellbiologi

Matkemi Kemin bakom matens näringsämnen

Så började det Liv, cellens byggstenar. Biologi 1 kap 2

Näringsämnena och matspjälkning

Socker och hälsa - fakta och myter

Organisk kemi / Biokemi. Livets kemi

Naturprodukter Fö

Näringsämnen i matvaror

Afrika- i svältens spår

Föreläsning 5. Stereokemi Kapitel 6

Kiralitet former som är spegelbilder av varandra men ej identiska. Jämför med händer.

Socker och hälsa är det farligt att äta fruktos?

Intermolekylära krafter

Kolhydraters nutritionella kvalité C 6 H 12 O 6 - med rätt att föda!

Specifika lärandemål

Vilka ämnen finns det i maten och hur använder kroppen dem?

Mat & Hälsa Kolhydrater

BASÅRET KEMI B BIOKEMI VT Introduktion till cellens och organismers metabolism (sid )

Repetition kemi och instuderings/övningsfrågor

FAKTA. har samma kemiska egenskaper. Skillnaden mellan dem ligger i att de vrider planpolariserat ljus åt var sitt håll.

Årstidernas Kemi VINTER

BASÅRET KEMI B BIOKEMI VT METABOLISM (sid )

Socker. Socker. Naturens egen sötma. Här avse mono- och disackarider per 100 gram råvara. Ananas 11,2. Apelsin 8,9. Banan 13,5.

Cellens energivaluta är främst ATP adenosintrifosfat. Finns även andra analoger till ATP, t ex UTP uridintrifosfat där kvävebasen adenin bytts mot

må bra. Trygghet Kärlek Vänner Mat Rörelse Sova Vilka kan du påverka själv?

Teknisk biologi ENZYMER teknisk användning Per-Olof Larsson, Tillämpad biokemi

STEREOKEMI B C. alla objekt har en spegelbild KOKA05/ många objekt är inte identiska med sin spegelbild. har ingen spegelbild

Intermolekylära krafter

Varför är det så skruvat med kolhydrater?

Det gäller att vara tydlig!

Digestion. Kolhydrater. GI och GL

Tentamensuppgifter moment 2, organisk kemi.

Lärare: Jimmy Pettersson. Kol och kolföreningar

7,5 högskolepoäng. Organisk kemi Provmoment: Tentamen Ladokkod: A100TG Tentamen ges för: Kemiingenjör, tillämpad bioteknik.

Användning av kol och energikällor

Omtentamen NME Termin 1 vt / (totalpoäng 47 p)

Svar till Tänk ut-frågor i faktaboken Sid Forklara varfor en mogen frukt smakar sotare an en omogen. Starkelsemolekylerna bryts ner till

Kolföreningar. Oändliga variationsmöjligheter

PRELIMINÄRA FÖRELÄSNINGSDISPOSITIONER Cellens Byggstenar och Livets Molekyler

ANDREAS REJBRAND NV3ANV Biokemi Organisk kemi och biokemi

Kroppen. Cirkulation. Skelett. Muskler. Nervsystem Hormonsystem

Näringslära. Författare: Leif Göransson Agr. Dr. i Husdjurens utfodring och vård, 2009

KARLSTADS UNIVERSITET KEMI

10:40 11:50. Ekologi. Liv på olika villkor

Matens kemi Uppdrag 1 Uppdraget var att man skulle prata med sina föräldrar angående mat förr i tiden och jämföra det med idag. Detta är vad jag kom

Att genomföra en sockerutställning Copyright Bergklint education 2016

MATSMÄLTNINGEN, NÄRINGSÄMNEN, CELLANDNING OCH FOTOSYNTESEN = KOST & HÄLSA

EXAMINATION I IDROTTSFYSIOLOGI

Cellens metabolism (ämnesomsättning) Kap8 Sidor i boken Enzymer: Metabolism: , , ,257,

C Dessa atomer är kolets isotoper. Isotoper har: olika A samma Z samma antal e likadana kemiska egenskaper

Namnge och rita organiska föreningar - del 1 Introduktion till att rita och namnge organiska föreningar. Niklas Dahrén

Namnge och rita organiska föreningar - del 5

Cellens metabolism (ämnesomsättning)

Nutrition & hälsa. Research Institutes of Sweden Elinor Hallström

Organiska föreningar Indelning, struktur och egenskaper. Niklas Dahrén

Helsingfors universitet Urvalsprovet Agrikultur-forstvetenskapliga fakulteten

Välkommen ljuvliga höst!

3. Vilka livsmedel innehåller reducerande sockerarter?

för gymnasiet Polarisation

HELSINGFORSREGIONENS UTBILDNINGSPROGRAM I BIOTEKNIK 1 URVALSPROVET Efternamn Förnamn Personbeteckning

Varför kan kolatomen bilda så många olika föreningar?

Vad är det som gör att vi lever? Finns det en gud som har skapat livet?

KROPPEN Kunskapskrav:

KEMISK MILJÖVETENSKAP. 6.e upplagan 2006 MILJÖMEDICIN. Kost, Fetter, Kolhydrater, Energi Syreradikaler, Antioxidanter Allergier, Hälsorisker

KEMINS ÄMNESSPECIFIKA BEGREPP

Finns det järn tillsatt i maten?

1. a) Markera polära och icke-polära delar i nedanstående molekyl. Vilken typ av ämne är det, och vad heter molekylen? (2p)

PATIENTINFORMATION. Till dig som får behandling med Glucobay

Grundläggande humanbiologi och funktionell anatomi, moment 2, 7,5 hp ht-16.

Kost vid diabetes. Svenska näringsrekommendationer. Kost vid diabetes och kolhydraträkning. Kost vid diabetes vad rekommenderas?

Blodsockret regleras av insulin och glukagon. Niklas Dahrén

BIOLOGI. Vår fantastiska kropp

ORGANISK KEMI KOLFÖRENINGARNAS KEMI

Organiska ämnen (2) s

Energi, katalys och biosyntes (Alberts kap. 3)

hour Metabolism. Ett arbete i Biokemi kursen vt Sofia Bertolino Annlouise Mickelsen

lördag den 4 december 2010 Vad är liv?

Del A. Endast kortfattade svar krävs. Helt rätt svar ger 1p annars 0p. 1. I ett experiment har man följande jämviktsblandning:

Organiska föreningar del 5: Rita och namnge alkoholer, karboxylsyror och estrar. Niklas Dahrén

Dorte Hammelev. bioscience explained Vol 2 No 2. Undersökning av blodsockerhalten i samband med en måltid

Ekosystemets kretslopp och energiflöde

Näringslära Meri Hakkarainen

Tentamen i kursen Naturvetenskap och teknik F-3, 22,5 hp

Hur celler får energi från föda (Alberts kap. 13) Introduktion

Organiska ämnen (2) s

Dessa bildar i sin tur stärkelse som växten lagrar som näring.

Föreläsning 3. Kolvätens egenskaper! Kapitel 3 och 4

Transkript:

Kolhydrater Biologisk kemi 7,5 hp KTH VT 2012 Barbara Norman

Disposition Vad är kolhydrater? Bildning och nedbrytning av kolhydrater Varför behöver vi kolhydrater? Kolhydrater på molekylnivå Isomeri - Kiralitet och enatiomerer - Fischer projektion och cykliska strukturer Disackarider Polysackarider Olika bindningstyper Andra kolhydrater och deras funktion Kolhydratmetabolism - introduktion

Mål Förstå stereoisomeri - kunna förklara begrepp såsom kiralitet, tetrahedralt stereocenter och enantiomer. Strukturer av monosackarider - förstå Fischerprojektion och kunna förklara sambandet mellan en rak och en cyklisk form. Kunna rita strukturformel för glyceraldehyd, dihydroxyaceton och glukos. Strukturer av disackarider - kunna namnge vilka monosackarider maltos, laktos och sackaros består av och beskriva bindningstyperna mellan monosackariderna. Olika typer av kolhydrater - kunna definiera mono-, di- och polysackarider samt beskriva deras struktur och funktion. Kunna förklara skillnader mellan stärkelse och cellulosa. Känna till modifierade kolhydrater. Funktion - reflektera över kolhydraters olika funktioner

Exempel på kolhydrater

Energin kommer från solen Växter bildar kolhydrater genom fotosyntes ATP http://glycolysis.co.uk/glucose/

Digestion och absorption av kolhydrater 1. Munhåla: Enzymet amylas i saliven börjar sönderdela kolhydrater 2. Tunntarmen: Enzymet amylas från pancreas och andra enzymer från tarmväggar ger nedbrytning till enkla sockerarter Enkel översiktsbild på kolhydratnedbrytning

Många som är laktosintoleranta har för lite av enzymet laktas

http://www.scienceinschool.org/

Nedbrytning av olika födoämnen Glukos Tas upp från tarmen och transporteras i blodet Viktig energikälla för bl. a. hjärnan

Energi förvaras i fosfatbindningar Energi 1 gram ATP kan frigöra 59J

Vad behövs energi till, energikrävande processer Rörelse (kontraktion av muskelceller) -Skelettmuskel -Hjärtmuskel -Glatt muskulatur Tillväxt (allmän) barn, skador, mm Reparation (nybilda proteiner i den takt som de nöts ut ) Transport mellan olika delar inne i cellen Transportera ämnen ut eller in i cellen, jonpumpar

Kolhydrater på molekylnivå

Introduktion till kolhydrater 1.Monosackarid 3-6 C kan inte hydrolyseras Ex - glukos - fruktos - galaktos 2.Disackarider byggs upp av två monosackarider: Ex - laktos - maltos - sackaros 3.Polysackarider består av flera monosackarider Ex- stärkelse - glykogen - cellulosa (oligosackarider = 2-9 st sammankopplade monosackaridenheter)

Kolhydrat = Kol + vatten Gemensamt för alla kolhydrater: Summaformel: (CH 2 O) n

Klassificering av Monosackarider Aldoser och ketoser med: 3st C kallas trioser ex: glyceraldehyd är en aldotrios ex: dihydroxyaceton är en ketotrios 4st C kallas tetroser 5st C kallas pentoser 6st C kallas hexoser ex: glukos är en aldohexose ex: fruktos är en ketohexose

Klassificering av Monosackarider Glukos är en aldohexos (aldo- = aldehyd, -hex = sex kol; -ose = socker) Ribos är en aldopentos (femkols- aldehyd socker) Fructose är en ketohexos (sexkols- ketonsocker) Copyright 2010 Pearson Education, Inc. Chapter Twenty Two 16

Isomeri Isomera molekyler har samma molekylformel men olika utseende Två olika typer av isomerer - Strukturisomeri (konstitutionsisomeri) molekylernas atomer är bundna till varandra på olika sätt -Stereoisomeri (rymdisomeri) molekylerna är ordnade på olika vis i rymden -diastereomerer -enantiomerer (kiral kolatom) diastereomerer

Glyceraldehyd Glyceraldehyd är den enklaste kolhydraten med en kiral kolatom http://www.personal.kent.edu/~cearley/pchem/sugar/sugar.htm

Stereocenter Hur kan man identifiera en kiral molekyl? En kiral kolatom har 4st olika (unika) grupper bundna till sig

Kirala molekyler Kirala molekyler förhåller sig till varandra som högerhand till vänsterhand. De är spegelbilder av varandra men formerna kan inte läggas på varandra (superimpose) Enantiomerer = optiska isomerer

Optisk aktivitet Enantiomerer har samma fysikaliska egenskaper förutom vridning av planpolariserat ljus En lösning av D eller L-formen i ett enantiomerpar vrider ljuset lika mycket men åt motsatt håll Copyright 2010 Pearson Education, Inc. Chapter Twenty Two 21

Enantiomerer n = antal kirala kolatomer resulterar i 2 n isomerer och halva antalet enantiomerpar

Fischer projektion ett sätt att presentera stereoisomerer två-dimensionellt Regler för att rita 1- Stereocentrum (kirala kolet C) placeras i papprets plan - platta till 2- Bindningar som befinner sig ovanför pappret visas som horisontella linjer 3-Bindningar som befinner sig under pappret visas som vertikala linjer

Ex Glyceraldehyd Regler för att rita (forts) 1. Lägg kolkedjan vertikalt, karbonylgruppen ska ligga överst 2. Rotera det kirala kolet 180 grader för att få den andra enantiomeren

D och L? monosackarider delas upp i L- och D-former Dextro (höger) Laevo (vänster) Valt D-glyceraldehyd som modell för övriga kolhydrater I naturen finns mest kolhydrater av D-varianterna OBS! En D-kolhydat kan vara antingen + eller - vridande

Många enzymer är kirala

Enantiomerer kan ha olika biologisk aktivitet Många biomolekyler är kirala, kan bara binda den ena av ett par enantiomerer Ofta finns bara den ena formen i naturen Ex. Thalidomid (neurosedynskador) * Ibuprofen * (* kiralt kol)

Uppgift : Viktiga monosackarider

Andra monosackaridstrukturer Aldehyder och ketoner reagerar med alkoholer och bildar hemiacetaler. Hydroxyl- och karbonylgruppen i samma sockermolekyl kan bilda en intern hemiacetal. Copyright 2010 Pearson Education, Inc. Chapter Twenty Two 29

Hexoser kan bita sig i svansen! Partiellt positivt C attackeras av fritt elektronpar på O Aldehyd + Alkohol -glukos Hemiacetal -glukos http://www.biochem.arizona.edu/classes/bioc462/462a/notes/carbo/carb_structure.htm

Från Fisher till cyklisk Haworth projektion Copyright 2010 Pearson Education, Inc. Chapter Twenty Two

Mutarotation mutarotation: förändring av riktningen i planpolariserat ljus beroende på skift i jämvikten mellan de olika glukosformerna anomerer: två former av cyklisk monosackarid där OH-gruppen på C1 pekar neråt (α) eller uppåt (β) I en glukoslösning förekommer alla tre formerna Copyright 2010 Pearson Education, Inc. Chapter Twenty Two 32

D och L beskriver enantiomerer med olika riktning på OH-gruppen längs bort från karbonylgruppen. och beskriver anomerer med olika riktning på OHgruppen på C1. Haworth projektion beskriver cykliska strukturer. CH 2 OH gruppen i ett D socker presenteras alltid ovanför ringen i Haworth projektionen. Copyright 2010 Pearson Education, Inc. Chapter Twenty Two 33

Disackarider

Bildning av Acetal Bildning av hemiacetal: karbonyl + hydroxyl - inom en monosackarid Bildning av acetal : hemiacetal + hydroxyl - mellan olika monosackarider Kolhydrat-acetaler kallas Glykosider

Disackarider bildas från cykliska hemiacetal enheten från ett socker, och från alkoholgruppen på det andra sockret Disackarider (1-4) glykosid bindning

Kolhydrat-acetaler kallas glykosider Disackariden maltos består av två glukosenheter bundna i en α-1-4 glykosidbindning

Laktos (mlölksocker) är en disackarid bestående av -D-galaktos och -D-glukos. De två monosackariderna är bundna med en -1,4 glykosidbindning. Copyright 2010 Pearson Education, Inc. Chapter Twenty Two 38

Sackaros består av en D-glukos och en D-fruktos som binds via en 1-2 glykosidbindning Copyright 2010 Pearson Education, Inc. Chapter Twenty Two 39

Disackarider Tre vanligaste och näringsmässigt viktigaste disackariderna: Maltos, Laktos, Sackaros (=Sucrose)

Hur sött är socker? ex. på olika kolhydrater och artificiella sötningsmedel. Copyright 2010 Pearson Education, Inc. Chapter Twenty Two 41

Polysackarider

Polysackarider Polysackarider byggs upp av 100-100000 tals av monosackarider Vanligaste polysackariderna Stärkelse: växters lagring av energi Glykogen: däggdjurs lagring av energi Cellulosa: cellväggsmaterial i växter Polysackarider byggs upp av samma eller olika monosackaridenheter och kan vara raka eller grenade

Varför får vi energi av potatismos men ej av granbark? Stärkelse = polyglukos Cellulosa = polyglukos Ung granbark kan samlas in och kokas ur varpå avkoket dricks, och kan vara ett viktigt tillskott särskilt vintertid i nordliga trakter. Den kan även med fördel ätas rostad vid elden, i synnerhet den tunnare yngre barken från unga toppskott/grenar. http://www.studentkrubb.se/?tag=potatismos http://www.overlevnad.se/vaxter/gran.html

Viktig skillnad i bindningstypen mellan glukosenheterna i cellulosa (β-1,4) och stärkelse (α-1,4)

Cellulosa Cellulosa bygger upp cellväggar (växter) och växtfibrer Enbart β-glukos med β-(1-4 )-glukosidiska bindningar Geometrin tillåter att glukoskedjor packar sig sida vid sida vilket leder till en mycket stabil struktur Människor har inga enzymer som kan bryta ner cellulosa Kossor?

Stärkelse enbart α-glukosmolekyler 10-20% Amylos α-(1-4) bindningar 80-90% Amylopektin α-(1-4) bindningar + α-(1-6) bindningar Spiralformad för att skydda OH-grupperna från vatten Hydrolys av de olika bindningarna kräver olika enzym

Liknar amylopektin men är mer grenad Glukos binds samman med α-1-4 glukosidiska bindningar var 10-15 glukos förgrening via α -1,6-glukosidisk bindning Glykogen Lagras i lever och skelettmuskulaturen Vid överskott omvandlas glykogen till fett

Glykemisk index Classification GI range Examples Low GI 55 or less most fruits and vegetables, legumes/pulses, some whole, intact grains, nuts, fructose Medium GI 56 69 whole wheat products, basmati rice, sweet potato, sucrose, baked potatoes High GI 70 and above white bread, most white rices, corn flakes, extruded breakfast cereals, glucose,

Andra typer av kolhydrater med modifierade glukosmolekyler Copyright 2010 Pearson Education, Inc. Chapter Twenty Two 50

Exempel på modifierade polysackarider: Chitin bygger upp skalet hos hummrar och skalbaggar Heparin antikoagulant Glykoproteiner proteiner med korta kedjor oligosackerider har många funktioner, (ex blodgrupper) Copyright 2010 Pearson Education, Inc. Chapter Twenty Two 51

Förbränning av glukos Första steg i glykolysen

www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/600glycolysis.html