1 / 56

CARBOHYDRATES STRUCTURE

CARBOHYDRATES STRUCTURE. MOLECULES OF LIFE. Four main classes of Organic Compounds are essential to the life processes of All Living Things:  CARBOHYDRATES, LIPIDS (FAT), PROTEINS, and NUCLEIC ACIDS (DNA, RNA). 

peony
Download Presentation

CARBOHYDRATES STRUCTURE

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. CARBOHYDRATES STRUCTURE

  2. MOLECULES OF LIFE • Four main classes of Organic Compounds are essential to the life processes of All Living Things:  • CARBOHYDRATES, • LIPIDS (FAT), • PROTEINS, and • NUCLEIC ACIDS (DNA, RNA).  • These Compound are built from Carbon, Hydrogen, and Oxygen, the Atoms occur in different Ratios in each class of Compound.  • Despite their similarities, the different classes of compounds have different properties.

  3. CARBOHYDRATES • The cells of the human body obtain MOST of their ENERGY from CARBOHYDRATES. • CARBOHYDRATES ARE COMPOUNDS MADE OF CARBON, HYDROGEN, AND OXYGEN IN A RATIO OF ABOUT TWO HYDROGENS TO ONE OXYGEN ATOM.  THE NUMBER OF CARBON ATOMS VARIES.

  4. CARBOHYDRATES

  5. There are THREE TYPES of Carbohydrates • It grouped according to complexity: • MONOSACCHARIDES, • DISACCHARIDES, AND • POLYSACCHARIDES.

  6. MONOSACCHARIDES • MONOSACCHARIDES ARE SINGLE SUGARS (Simple Sugar) SUCH AS GLUCOSE, GALACTOSE, A SUGAR FOUND IN MILK,  AND FRUCTOSE, A SUGAR FOUND IN FRUITS. (C6 H12 O6). • Glucose, Fructose, and Galactose have the same Molecular Formula, C6 H12 O6, but their Differing Structures determine the different Properties.  Compounds like these sugars, with a Single Chemical Formula but Different Forms, are called ISOMERS.

  7. The chain (left) and ring (center and right) method of representing carbohydrates. Monosaccharides are single (mono=one) sugars. Important monosaccharides include ribose (C5H10O5), glucose (C6H12O6), and fructose (same formula but different structure than glucose).

  8. PENGGOLONGAN • Jumlah atom karbon • Triosa : gliseraldehida dan dihidroksiaseton • Tetrosa : eritrosa • Pentosa: ribosa dan deoksiribosa • Heksosa: manosa, glukosa, fruktosa, dan galaktosa • Gugus aktif • Aldosa yg mengandung gugus aldehida, misalnya aldoheksosa • Ketosa yg mengandung gugus keton, misalnya ketotriosa Sifat : berasa manis, tdk berwarna, larut air, dan bersifat kristal

  9. Rumus kimia: C6H12O6 Berat molekul: 180,18 Struktur kimia: Bentuk cincin Bentuk rantai Dua struktur ini terbentuk bergantian sepanjang waktu dalam larutan air, dalam proses yang disebut mutarotasi GLUKOSA

  10. Glukosa adalah heksosa monosakarida yang mengandung 6 atom karbon • Glukosa merupakan salah satu karbohidrat terpenting krn digunakan sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan • Dalam proses respirasi, melalui serangkaian reaksi kimia dgn bantuan enzim, glukosa teroksidasi hingga akhirnya membentuk karbon dioksida dan air, menghasilkan energi, terutama dalam bentuk ATP. • Glukosa merupakan aldosa (krn mengandung gugus -CHO / aldehida). • Glukosa disebut juga dekstrosa • Pembentukan glukosa: • Hasil fotosintesis tumbuhan • Hasil pemecahan glikogen dalam hati dan otot rangka • Hasil antara pada proses glukoneogenesis dalam hati dan ginjal

  11. FRUKTOSA • Disebut jg levulosa • Merupakan isomer dr glukosa (C6H12O6) • Terdapat pada: madu, buah2an, ubi jalar • Fruktosa dihasilkan dr pemecahan sukrosa pd waktu pencernaan makanan • Fruktosa mrp karbohidrat yg paling manis rasanya (2x sukrosa) • Biasanya digunakan sebagai gula diit bagi penderita DM

  12. GALAKTOSA • Galaktose terdapat pd produk2 pertanian, gula bit, gum • Galaktosa berasa kurang manis drpd glukosa, tdk larut air • Monosakarida galaktosa bersama dgn glukosa membentuk disakarida laktosa (gula susu)

  13. DISACCHARIDES • Disaccharides OR DOUBLE SUGARS, CONSIST OF TWO SINGLE SUGARS (Monosaccharides) LINKED TOGETHER.  • Disaccharides are formed when two monosaccharides are chemically bonded together. Sucrose, a common plant disaccharide is composed of the monosaccharides glucose and fructose. Lactose, milk sugar, is a disaccharide composed of glucose and the monosaccharide galactose..

  14. Models of glucose and fructose

  15. Disakarida Paling Umum • Sukrosa (gula bit atau gula tebu)  tersusun oleh 1 glukosa & 1 fruktosa • Laktosa (gula susu)  tersusun oleh 1 glukosa & 1 galaktosa • Maltosa tersusun oleh 2 molekul glukosa yg terikat pada α 1,4 (produced during the malting of barley) • Selobiosa tersusun oleh 2 molekul glukosa yg terikat pada β1,4 • Trehalosa (present in fungi and insects)  tersusun oleh 2 molekul glukosa jg (use as a food ingredient)

  16. SUKROSA • Sifat: tdk berwarna, tdk berbau, berasa manis, & berbentuk bubuk kristal. Titik cair 186°C  caramel • Sukrosa digunakan secara luas sbg zat pemanis / sweetener • Efek pd kesehatan: • Dental caries / tooth decay  bakteri dlm mulut akan mengubah gula membentuk asam yg dpt merusak email gigi • Konsumsi yg berlebihan menyebabkan obesitas • Konsumsi yg berlebihan akan meningkatkan kadar glukosa dlm darah secara cepat  hiperglikemik  diabetes mellitus

  17. Formation of a disaccharide (top) by condensation and structure of two common disaccharides.

  18. Oligosaccharide & Polysaccharide • OLIGO & POLYSACCHARIDE IS A CARBOHYDRATE MADE OF MIDDLE & LONG CHAINS OF SUGARS ("Many Sugars", Three or More Monosaccharides).  • Cellulose is a polysaccharide found in plant cell walls. Cellulose forms the fibrous part of the plant cell wall. In terms of human diets, cellulose is indigestible, and thus forms an important, easily obtained part of dietary fiber. As compared to starch and glycogen, which are each made up of mixtures of a and b glucoses, cellulose (and the animal structural polysaccharide chitin) are made up of only b glucoses.

  19. The three-dimensional structure of the structural polysaccharides is thus constrained into straight microfibrils by the uniform nature of the glucoses, which resist the actions of enzymes (such as amylase) that breakdown storage polysaccharides (such a starch). • Oligosaccharide (3 – 6 unit monosaccharide) • Raffinosa  threesaccharide • Stakiosa  tetrasaccharide • Fructo-oligosaccharide (FOS) • Inulyn • Galacto-oligosaccharide (GOS) • Polysaccharide ( > 6 unit monosaccharide) • Amylun • Cellulose • Chytin • Glycogen

  20. Images of Starch (top), Glycogen (middle) and Cellulose (bottom)

  21. Structure of cellulose as it occurs in a plant cell wall

  22. Animals store Glucose in the form of Polysaccharide Glycogen in the Liver and Muscles to be used as Quick Energy.  Glycogen consist of hundreds of Glucose Molecules strung together in a highly branched chain. • Plants convert excess sugars into Starches for long-term storage. Cellulose is a Polysaccharide contained in the cell walls of plants. Cellulose gives Strength and Rigidity to plant cells and makes up about 50 percent of wood.

  23. OLIGOSAKARIDA • Disebut jg melitosa • Rafinosa tergolong dlm trisakarida yg tersusun oleh molekul galaktosa, fruktosa & glukosa • Dijumpai dlm sayuran: buncis, kubis, brokoli, asparagus dll. a. Rafinosa

  24. b. FOS, Inulin & GOS • FOS & inulin mgd molekul2 fruktosa dlm rantai yg pendek  tdp pd tumbuh2an: bawang, asparagus • GOS mgd molekul2 galaktosa dlm rantai yg pendek  tdpt pada kedelai & susu • FOS, inulin & GOS tdk dpt dicerna secara sempurna oleh manusia  penting bagi kesehatan • Bagian yg tdk tercerna berguna utk makanan bagi bakteri ‘baik’ (Bifidobacteria & Lactobacillus) yg hdp di usus besar. Adanya bakteri ‘baik’ akan menekan populasi bakteri ‘jahat’ • Selain itu dpt menurunkan kadar glukosa dalam darah penderita diabetes & menurunkan kadar kolesterol & trigliserida darah, serta dapat menghilangkan racun2 dalam tubuh

  25. POLISAKARIDA • Kadang disebut jg sbg glikan • Merupakan polimer yg tersusun oleh monomer berupa monosakarida jika jenis monosakarida sama disebut homopolisakarida, jika monosakaridanya berbeda2 disebut heteropolisakarida • Ukuran molekul sangat besar, seringkali bercabang. • Merupakan molekul yg amorf, tdk larut dlm air & tdk mpy rasa yg manis • Rumus umum: Cn(H2O)n-1, dimana n sangat besar antara 200-2500

  26. a. Amilum • Disebut juga pati • Amilum adalah polimer yg terdiri dari molekul2 glukosa • Sifat: tdk larut air, bentuk serbuk putih, tdk berasa & tdk berbau • Dalam saluran pencernaan amilum dipecah oleh enzim amilase • Sumber utama amilum adalah: kentang, beras, gandum, jagung

  27. b. Glikogen • Glikogen tdp pada jaringan hewan & manusia  simpanan glukosa • Glikogen mrp polimer yg tdr dr molekul2 glukosa • Dalam tubuh, glukosa dpt dihasilkan dr pemecahan glikogen melalui proses yg disebut glikogenolisis • glukosa mjd sumber energi bagi tubuh • Glikogen ditemukan dlm bentuk granula/butiran2 dlm sitosol sel2 tubuh. Yg plg tinggi kandungan glikogennya adl pd sel2 hati (hepatosit). Sel yg lain adalah sel otot, ginjal, sel glia pd otak & sel darah putih.

  28. b. Selulosa • Struktur utama tumbuhan dibangun oleh selulosa • Kayu  selulosa & lignin • Kapas & kertas  selulosa murni • Selulosa mrp polimer yg tdr dr molekul2 glukosa • Manusia tdk mpy enzim yg dpt memecah selulosa  tdk dpt tercerna Rumus umum: (C6H10O5 )n

  29. c. Chitin • Chitin mrp komponen utama pd dinding sel fungi, eksoskeleton insecta & arthropoda • Termasuk dlm golongan polisakarida  tersusun oleh molekul2 asetilglukosamin • Dlm bidang kesehatan digunakan sebagai sbg bahan benang utk bedah  krn sifatnya yg kuat tp lembut

  30. FUNGSIONAL GROUPS • In MOST Organic Compounds, Cluster of Atoms, called FUNCTIONAL GROUPS, Influence the Properties of the molecule they Compose. • The FUNCTIONAL GROUP IS THE STRUCTURAL BUILDING BLOCK THAT DETERMINES THE CHARACTERISTICS OF THE COMPOUND. • One Functional Group important to living things is the HYDROXYL GROUP, represented by OH. 

  31. 4. An ALCOHOL is an Organic Compound with a Hydroxyl Group attached to one of its Carbon Atoms. 5. The Hydroxyl Group makes Alcohol a Polar molecule that has Some Properties similar to Water, including the Ability to Form Hydrogen Bonds.

  32. Functional Groups • Organic molecules may have functional groups attached. A functional group is a group of atoms of a particular arrangement that gives the entire molecule certain characteristics. • Functional groups are named according to the composition of the group. For example, COOH is a carboxyl group.

  33. Functional Grups in Organic Molecules

  34. STRUKTUR PROTEIN

  35. PROTEIN • Merupakan komponen utama dalam semua sel hidup • Fungsi utama: • Sebagai unsur pembentuk struktur sel • Sebagai protein yang aktif, misalnya enzim yang berperan sebagai katalis proses biokimia dalam sel • Selain enzim: hormon, hemoglobin (pembawa O2), toksin, antibodi dll • Fungsi struktural yg memberi bentuk sel  sitoskeleton • Kolagen & elastin (komponen jar pengikat/tulang rawan) • Keratin (komponen rambut, kuku, & bulu), • Miosin, kinesin & dinein (komponen yg ptg utk menggerakkan sel)

  36. Sbg molekul pembawa pesan dr sel satu ke sel yg lain (cell signaling) • Dlm sistem immun/pertahanan tubuh  antibodi (ct: immunoglobulin) • Sbg alat transport hemoglobin (membawa oksigen) • Sbg komponen membran sel  berperan sbg reseptor atau sbg kanal/saluran dlm transport molekul2 melewati membran sel • Sbg komponen penting dlm diet/nutrisi • Prot hewani: albumin (dlm telur), kasein (dlm susu) • Prot nabati: glutelin (dlm gandum) • Sbg sumber energi

  37. Ciri-ciri Molekul Protein • Berat molekulnya besar, ribuan sampai jutaan (BM 5000 – jutaan), dikelompokkan sebagai makromolekul. • Tersusun dari asam amino yang saling berikatan satu dengan yang lain dalam variasi urutan yang bermacam-macam membentuk rantai polipeptida. Ikatan peptida merupakan ikatan antara gugus α-karboksil dari asam amino satu dengan gugus α-amino dari asam amino yang lain.

  38. 3. Dalam molekul protein terdapat ikatan kimia yang lain, yang menyebabkan terbentuknya lengkungan2 rantai polipeptida menjadi struktur tiga dimensi protein. Ikatan2 itu misalnya: ikatan hidrogen, ikatan hidrofob, ikatan ion dll 4. Strukturnya tidak stabil terhadap beberapa faktor, seperti: pH, temperatur, radiasi, medium pelarut organik 5. Reaktif dan sangat spesifik, karena adanya gugus samping yang reaktif dan susunan khas struktur makromolekulnya.

  39. SIFAT UMUM PROTEIN • Tdk berbau & tdk berasa • Amfolit: jk dilarutkan dlm air dpt membentuk ion yg bermuatan positif maupun negatif • Dpt mengendap karena alkohol pekat atau ion positif logam berat (Cu, Pb, Fe, Hg, & Zn) • Jk dipanaskan mengalami koagulasi/ penggumpalan • Dpt mengalami denaturasi krn panas, asam/basa kuat, deterjen, logam berat (Ag, Pb & Hg) atau pelarut organik Denaturasi: perubahan struktur & konformasi molekul protein yg menyebabkan hilang/rusaknya aktivitas biologis protein

  40. ASAM AMINO • Asam amino merupakan bagian penyusun dari Protein • Karbon utama (karbon alpha) adalah asimetris, karena ke empat senyawa yang terikat padanya berbeda, yaitu: • -COOH, (gugus carboxyl, acidic). • -NH2, (gugus amino/ dasar) • -H (hydrogen). • residue R (bervariasi, tergantung asam aminonya). • Dari 20 macam asam amino yang berbeda memiliki kesamaan struktur ini, tetapi memiliki gugus R yang bervariasi dari segi ukurannya, bentuk, muatan, sifat suka tidaknya terhadap air dan reaktifitasnya.

  41. STRUKTUR ASAM AMINO CORN- rule Struktur dasar asam amino

  42. ASAM AMINO

  43. ASAM AMINO DALAM DIET • Asam amino esensial: asam amino yg penting bagi tubuh ttp tdk dpt disintesis dlm tubuh manusia shg harus dipenuhi dr makanan • Asam amino non-esensial: asam amino yg penting bagi tubuh & tubuh dpt mensintesis sendiri

  44. MACAM-MACAM ASAM AMINO (*) Esensial pd kondisi tertentu (pd masa pertumbuhan/anak-anak)

  45. Beberapa turunan asam amino : • Aspartam (aspartyl-phenylalanine-1-methyl ester)  digunakan sbg pemanis buatan • L-DOPA (L-dihydroxyphenylalanine)  digunakan dlm pengobatan penyakit Parkinson • Monosodium glutamat (MSG)  digunakan sbg food additive

  46. KLASIFIKASI ASAM AMINO 1. Berdasarkan muatan a. Asam amino dengan gugus R yang tak mengutub. Umumnya bersifat kurang dapat larut dalam air dibanding AA yang mengutup. Misalnya: alanin, lesin, isolesin, valin, prolin, fenilalanin dan triptofan b. AA dengan gugus R mengutup tak bermuatan. Gugus R mengutup dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air, sehingga lebih mudah larut dlm air. Misalnya: serin, treonin, tirosin c. AA dengan gugus R bermuatan negatif (Asam amino asam). Bermuatan negatif pd pH 6.0 – 7.0. Mis: asam aspartat dan asam glutamat yang masing2 memiliki dua gugus karboksil d. AA dengan gugus R bermuatan positif (Asam amino basa). Bermuatan positif pada pH 7.0. misalnya: lisin dan arginin.

More Related