[Kimia Organik3#7] Biomolekul Karbohidrat Dan Protein

Karbohidrat

Karbohidrat (juga disebut sakarida ) adalah senyawa molekul yang terbuat dari hanya tiga unsur: karbon, hidrogen, dan oksigen. Monosakarida (misalnya glukosa) dan disakarida (misalnya sukrosa) adalah molekul yang relatif kecil. Mereka sering disebut gula .Molekul karbohidrat lain sangat besar (polisakarida seperti pati dan selulosa).

Karbohidrat adalah:

• sumber energi bagi tubuh misalnya glukosa dan penyimpan energi, misalnya pati pada tanaman

• blok bangunan untuk polisakarida (karbohidrat raksasa), misalnya selulosa pada tanaman dan glikogen dalam tubuh manusia

• komponen molekul lain misalnya DNA, RNA, glikolipid, glikoprotein, ATP

Monosakarida

Monosakarida adalah karbohidrat paling sederhana dan sering disebut gula tunggal. Mereka adalah blok bangunan dari mana semua karbohidrat yang lebih besar dibuat.

Monosakarida memiliki rumus molekul umum (CH 2 O) n, di mana n bisa menjadi 3, 5 atau 6. Mereka dapat diklasifikasikan berdasarkan jumlah atom karbon dalam suatu molekul:

n = 3 triosa , misalnya gliseraldehida

n = 5 pentosa , misalnya ribosa dan deoksiribosa ('pent' menunjukkan 5)

n = 6 heksosa , misalnya fruktosa, glukosa dan galaktosa ('heks' menunjukkan 6)

  Ada lebih dari satu molekul dengan rumus molekul C 5 H 10 O 5 dan lebih dari satu molekul dengan rumus molekul C 6 H 12 O 6 . Molekul yang memiliki rumus molekul yang sama tetapi formula struktur yang berbeda disebut isomer struktural .

  Rumus molekul Glyceraldehyde adalah C 3 H 6 O 3 .Formula strukturalnya menunjukkan bahwa ia mengandung gugus aldehida (-CHO) dan dua gugus hidroksil (-OH). Kehadiran gugus aldehida berarti bahwa gliseraldehida juga dapat diklasifikasikan sebagai aldosa. Ini adalah gula pereduksi dan memberikan tes positif dengan reagen Benedict.

CH 2 OHCH (OH) CHO dioksidasi oleh reagen Benedict menjadi CH 2 OHCH (OH) COOH; gugus aldehida dioksidasi menjadi asam karboksilat dan pereaksi Benedict berkurang (Cu 2+ menjadi Cu + ).

Glukosa

Glukosa adalah bahan bakar karbohidrat terpenting dalam sel manusia. Konsentrasinya dalam darah sekitar 1 gdm -3 . Ukuran kecil dan kelarutan dalam air molekul glukosa memungkinkan mereka untuk melewati membran sel ke dalam sel. Energi dilepaskan ketika molekul dimetabolisasikan (C 6 H 12 O 6 + 6 O 2   6CO 2+ 6H 2 O). Ini adalah bagian dari proses respirasi .

Ada dua bentuk molekul glukosa siklik: α-glukosa dan β-glukosa.

Dua molekul glukosa bereaksi membentuk maltosadisakarida. Pati dan selulosa adalah polisakarida yang terdiri dari unit glukosa.

Galaktosa

Molekul galaktosa terlihat sangat mirip dengan molekul glukosa. Mereka juga bisa ada dalam bentuk α dan β.Galaktosa bereaksi dengan glukosa untuk membuat laktosa disakarida.

  

Namun, glukosa dan galaktosa tidak dapat dengan mudah diubah menjadi satu sama lain. Galaktosa tidak dapat memainkan bagian yang sama dalam respirasi dengan glukosa.

  Perbandingan glukosa dan galaktosa ini menunjukkan mengapa susunan atom yang tepat dalam suatu molekul (diperlihatkan oleh rumus yang ditampilkan) sangat penting.

Fruktosa

Fruktosa, glukosa dan galaktosa semuanya adalah heksosa. Namun, sedangkan glukosa dan galaktosa adalah aldosis (gula pereduksi), fruktosa adalah ketosa (gula yang tidak mereduksi). Ia juga memiliki cincin lima atom daripada cincin enam atom. Fruktosa bereaksi dengan glukosa untuk membuat sukrosa disakarida.

  

Ribosa dan deoksiribosa

Ribosa dan deoksiribosa adalah pentosa. Unit ribosa membentuk bagian dari nukleotida RNA . Unit deoksiribosa membentuk bagian dari nukleotida DNA .

Disakarida

Monosakarida jarang terjadi di alam. Sebagian besar gula yang ditemukan di alam adalah disakarida. Ini terbentuk ketika dua monosakarida bereaksi.

Reaksi kondensasi terjadi melepaskan air. Proses ini membutuhkan energi. Ikatan glikosidik membentuk dan menyatukan dua unit monosakarida.

Tiga disakarida yang paling penting adalah sukrosa , laktosa dan maltosa . Mereka terbentuk dari bentuk monosakarida yang sesuai. Sukrosa adalah gula yang tidak mereduksi. Laktosa dan maltosa mengurangi gula.

* Laktosa juga ada dalam bentuk beta, yang terbuat dari β-galaktosa dan β-glukosa

Disakarida larut dalam air, tetapi terlalu besar untuk melewati membran sel melalui difusi. Mereka dipecah di usus kecil selama pencernaan untuk memberikan monosakarida kecil yang masuk ke dalam darah dan melalui membran sel ke dalam sel.

C 12 H 22 O 11 + H 2 O =>  C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6

Ini adalah reaksi hidrolisis dan merupakan kebalikan dari reaksi kondensasi. Ini melepaskan energi.

Monosakarida digunakan dengan sangat cepat oleh sel.Namun, sel mungkin tidak membutuhkan semua energi dengan segera dan mungkin perlu menyimpannya.Monosakarida diubah menjadi disakarida dalam sel melalui reaksi kondensasi. Reaksi kondensasi lebih lanjut menghasilkan pembentukan polisakarida . Ini adalah molekul raksasa yang, penting, terlalu besar untuk lepas dari sel. Ini dipecah oleh hidrolisis menjadi monosakarida ketika energi dibutuhkan oleh sel.

Polisakarida

Monosakarida dapat menjalani serangkaian reaksi kondensasi, menambahkan satu demi satu unit ke rantai sampai molekul yang sangat besar (polisakarida) terbentuk. Ini disebut polimerisasi kondensasi , dan blok bangunan disebut monomer . Sifat-sifat molekul polisakarida tergantung pada:

• panjangnya (meskipun biasanya sangat panjang)

• sejauh mana percabangan (penambahan unit ke sisi rantai daripada salah satu ujungnya)

• lipatan apa pun yang menghasilkan molekul yang lebih padat

• apakah rantai itu 'lurus' atau 'melingkar'

Pati

Pati sering diproduksi di tanaman sebagai cara menyimpan energi. Itu ada dalam dua bentuk: amilosadan amilopektin . Keduanya terbuat dari α-glukosa.Amilosa adalah polimer α-glukosa yang tidak bercabang.Molekul-molekul melilit menjadi struktur heliks. Ini membentuk suspensi koloidal dalam air panas.Amilopektin adalah polimer bercabang dari α-glukosa. Ini benar-benar tidak larut dalam air.

Glikogen

  Glikogen adalah amilopektin dengan jarak yang sangat pendek antara rantai samping yang bercabang. Pati dari tanaman dihidrolisis dalam tubuh untuk menghasilkan glukosa. Glukosa masuk ke dalam sel dan digunakan dalam metabolisme. Di dalam sel, glukosa dapat dipolimerisasi untuk membuat glikogen yang bertindak sebagai penyimpan energi karbohidrat.

Selulosa

Selulosa adalah polimer ketiga yang terbuat dari glukosa. Tapi kali ini terbuat dari molekul β-glukosa dan molekul polimer 'lurus'.

  

Selulosa 

  Selulosa memiliki tujuan yang sangat berbeda di alam untuk pati dan glikogen. Itu membentuk dinding sel dalam sel tanaman. Ini jauh lebih sulit daripada membran sel. Ketangguhan ini disebabkan oleh pengaturan unit glukosa dalam rantai polimer dan ikatan hidrogen antara rantai tetangga.

  Selulosa tidak dihidrolisis dengan mudah dan, oleh karena itu, tidak dapat dicerna sehingga tidak menjadi sumber energi bagi manusia. Lambung Herbivora mengandung enzim spesifik yang disebut selulase yang memungkinkan mereka untuk mencerna selulosa.

  Asam amino adalah monomer yang membentuk protein. Setiap asam amino memiliki struktur dasar yang sama, yang terdiri dari atom karbon pusat, juga dikenal sebagai karbon alfa (α), berikatan dengan gugus amino (NH 2 ), gugus karboksil (COOH), dan dengan atom hidrogen.Dalam lingkungan sel yang berair, gugus amino dan gugus karboksil terionisasi dalam kondisi fisiologis, dan demikian pula masing-masing memiliki struktur -NH 3 +dan -COO. Setiap asam amino juga memiliki atom atau kelompok atom lain yang terikat pada atom pusat yang dikenal sebagai kelompok R. Kelompok R ini, atau rantai samping, memberikan masing-masing karakteristik protein asam amino, termasuk ukuran, polaritas, dan pH.

 Struktur asam amino Asam amino memiliki karbon asimetris sentral yang di dalamnya terdapat gugus amino, gugus karboksil, atom hidrogen, dan rantai samping (gugus R). Asam amino ini disatukan, tetapi jika ditempatkan dalam air pada pH 7, gugus amino akan mengambil hidrogen lain dan muatan positif, dan hidroksil dalam gugus karboksilnya akan kehilangan dan hidrogen dan mendapatkan muatan negatif.Protein adalah molekul besar dan kompleks yang penting untuk fungsi normal tubuh manusia. Mereka sangat penting untuk struktur, fungsi, dan pengaturan jaringan dan organ tubuh. Protein terdiri dari ratusan unit kecil yang disebut asam amino yang terikat satu sama lain oleh ikatan peptida, membentuk rantai panjang. Anda dapat menganggap protein sebagai untaian manik-manik di mana setiap manik adalah asam amino.

Permasalahan:

1. asam amino merupakan senyawa bifungsional yang mempunyai gugus karboksil yang bersifat asan dan gugus amino yang bersifat basa. Hingga senyawa tersebut lebih baik dinyatakan sebagai bentuk dipol ionik atau struktur zwitterion dan mereka dapat berkelakuan sebagai asam atau basa dan senyawa tersebut bersifat amfoter, jelaskan mengapa bisa dapat berkelakuan sebagai asam maupun basa ?

2. Ketika kita ketahui asam amino sangatlah bermanfaat bagi tubuh manusia tapi  Mengapa jika orang kelebihan asam amino dapat menyebabkan hal yg buruk pada tubuh manusia, jelaskan?

3. Kita ketahui asam amino merupakan senyawa bifungsional yang mempunyai gugus karboksil yabg bersifat asan dan gugus amino yang bersifat basa, yang ingin saya tanyakan bagaimana kita dapat mendeteksi asam amino?