karbohidrat ii reaksi monosakarida ikatan glikosida fungsi...

49
KARBOHIDRAT * Reaksi monosakarida * Ikatan glikosida * Fungsi karbohidrat Prof. Dr. Ir. Chanif Mahdi, MS.

Upload: others

Post on 14-Nov-2020

7 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

KARBOHIDRAT

* Reaksi monosakarida

* Ikatan glikosida

* Fungsi karbohidrat

Prof. Dr. Ir. Chanif Mahdi, MS.

Page 2: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah golongan senyawa organik,

polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton, atau

senyawa lainnya apabila dihidrolisa dapat

menghasilkan kedua senyawa tersebut.

Karbohidrat berasal dari kata karbon (C) dan

hidrat (H2O). Karena molekul karbohidrat selalu

mempunyai perbandingan antara hidrogen dan

oksigen = 2 : 1 . Oleh karena itu rumus umum

karbohidrat adalah Cn (H2O)n, tetapi tidak semua

senyawa yang mempunyai perbandingan

Page 3: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

H : O = 2 : 1 adalah senyawa karbohidrat. Contoh asam asetat mempunyai rumus C2H4O2 bukan termasuk karbohidrat.

Penggolongan Senyawa Karbohidrat

Berdasarkan susunan molekulnya, karbohidrat dapat digolongkan menjadi tiga golongan sebagai berikut :

1. Monosakarida

2. Disakarida / oligosakarida

3. Polisakarida

Page 4: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Monosakarida

Adalah golongan senyawa karbohidrat, yang

paling sederhana, yang tidak dapat dipecah lagi

menjadi gula yang lebih sederhana.

Berdasarkan gugus fungsionilnya,

monosakarida dapat digolongkan menjadi dua

golongan, masing- masing adalah aldose dan

ketose.

Berdasarkan jumlah atom C nya, monosakarida

dapat digolongkan menjadi empat golongan :

Page 5: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

masing- masing adalah : Triose

(mengandung 3 atom C), Tetrose

(mengandung 4 atom C), Pentose

(mengandung 5 atom C), dan heksose

(mengandung 6 atom C.adapun secara

skematis penggolongan senyawa

karbohidrat seperti gambar skema berikut

:

Page 6: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk
Page 7: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Monosakarida

Memiliki atom karbon 3 sampai 6

Setiap atom karbon memiliki gugus

hidroksil, keton atau aldehida.

Setiap molekul monosakarida memiliki

1 gugus keton atau 1 gugus aldehida Gugus aldehida selalu berada di atom C

pertama

Gugus keton selalu berada di atom C kedua

Page 8: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Monosakarida

Aldosa (mis: glukosa) memiliki

gugus aldehida pada salah satu

ujungnya.

Ketosas (mis: fruktosa) biasanya

memiliki gugus keto pada atom

C2.

C

C OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D-glucose

OH

C HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

CH2OH

C O

D-fructose

Page 9: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk
Page 10: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Notasi D vs L

Notasi D & L dilakukan

karena adanya atom C

dengan konfigurasi

asimetris seperti pada

gliseraldehida.

C H O

C

C H 2 O H

H O H

C H O

C

C H 2 O H

H O H

C H O

C

C H 2 O H

H O H

L - g l i s e r a l d e h i d a D - g l y c e r a l d e h y d e

L - g l i s e r a l d e h i d a

C H O

C

C H 2 O H

H O H

D - g l i s e r a l d e h i d a

Penampilan dalam

bentuk gambar

bagian bawah disebut

Proyeksi Fischer.

Page 11: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Penamaan Gula

Untuk gula dengan

atom C asimetrik lebih

dari 1, notasi D atau L

ditentukan oleh atom

C asimetrik terjauh

dari gugus aldehida

atau keto.

Gula yang ditemui di

alam adalah dalam

bentuk isomer D.

O H O H

C C

H – C – OH HO – C – H

HO – C – H H – C – OH

H – C – OH HO – C – H

H – C – OH HO – C – H

CH 2 OH CH 2 OH

D - glukosa L -glukosa

Page 12: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Gula dalam bentuk D merupakan bayangan cermin dari gula dalam bentuk L. Kedua gula tersebut memiliki nama yang sama, misalnya D-glukosa & L-glukosa.

O H O H

C C

H – C – OH HO – C – H

HO – C – H H – C – OH

H – C – OH HO – C – H

H – C – OH HO – C – H

CH 2 OH CH 2 OH

D - glukosa L -glukosa

Stereoisomers lainnya memiliki names yang unik,

misalnya glukosa, manosa, galaktosa, dll.

Jumlah stereoisomer adalah 2n, dengan n adalah jumlah

pusat asimetrik.

Aldosa dengan 6-C memiliki 4 pusat asimetrik, oleh

karenanya memiliki 16 stereoisomer (8 gula berbentuk D

dan 8 gula berbentuk L).

Page 13: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Pembentukan hemiasetal & hemiketal

Aldehida dapat

bereaksi

dengan alkohol

membentuk

hemiasetal.

Keton dapat

bereaksi

dengan alkohol

membentuk

hemiketal.

C

R

R '

O

keton

aldehida

C

H

R

O

hemiasetal

O C

H

R

O H R '

alkohol

R ' O H

hemiketal

O C

R

R '

O H " R

+

+ " R O H

alkohol

Page 14: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Pentosa dan heksosa dapat membentuk struktur siklik melalui reaksi gugus keton atau aldehida dengan gugus OH dari atom C asimetrik terjauh.

Glukosa membentuk hemiasetal intra-molekular sebagai hasil reaksi aldehida dari C1 & OH dari atom C5, dinamakan cincin piranosa.

Penampilan dalam bentuk gula siklik disebut proyeksi Haworth.

H O

O H

H

O H H

O H

C H 2 O H

H

O H

H H O

O H

H

O H H

O H

C H 2 O H

H

H

O H

a - D - glukosa b - D - glukosa

2 3

4

5

6

1 1

6

5

4

3 2

H

C H O

C O H

C H H O

C O H H

C O H H

C H 2 O H

1

5

2

3

4

6

D - glukosa (bentuk linier)

Page 15: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Fruktosa dapat membentuk

Cincin piranosa, melalui reaksi antara gugus keto

atom C2 dengan OH dari C6.

Cincin furanosa, melalui reaksi antara gugus keto

atom C2 dengan OH dari C5.

C H 2 O H

C O

C H H O

C O H H

C O H H

C H 2 O H

H O H 2 C

O H

C H 2 O H

H

O H H

H H O

O

1

6

5

4

3

2

6

5

4 3

2

1

D - fruktosa ( l i n e a r ) a - D - fruktofuranosa

Page 16: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk
Page 17: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk
Page 18: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Pembentukan cincin siklik glukosa menghasilkan pusat

asimetrik baru pada atom C1. Kedua stereoisomer disebut

anomer, a & b.

Proyeksi Haworth menunjukkan bentuk cincin dari gula

dengan perbedaan pada posisi OH di C1 anomerik :

a (OH di bawah struktur cincin)

b (OH di atas struktur cincin).

H O

O H

H

O H H

O H

C H 2 O H

H

a - D - glukosa

O H

H H O

O H

H

O H H

O H

C H 2 O H

H

H

O H

b - D - glukosa

2 3

4

5

6

1 1

6

5

4

3 2

Page 19: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Karena sifat ikatan karbon yang berbentuk

tetrahedral, gula piranosa membentuk konfigurasi

“kursi" atau “perahu", tergantung dari gulanya.

Penggambaran konfigurasi kursi dari

glukopiranosa di atas lebih tepat dibandingkan

dengan proyeksi Haworth.

O

H

H O

H

H O

H

O H

O H H H

O H

O

H

H O

H

H O

H

H

O H H O H

O H

a - D - glukopiranosa b - D - glukopiranosa

1

6

5

4

3 2

Page 20: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Turunan gula

Gula alkohol – tidak memiliki gugus aldehida atau ketone; misalnya ribitol.

Gula asam –gugus aldehida pada atom C1, atau OH pada atom C6, dioksidasi membentuk asam karboksilat; misalnya asam glukonat, asam glukuronat.

CH2OH

C

C

C

CH2OH

H OH

H OH

H OH

D-ribitol

C O O H

C

C

C

C

H O H

H O H

H O H

Asam D-glukonat Asam D-glukuronat

C H 2 O H

O H H

C H O

C

C

C

C

H O H

H O H

H O H

C O O H

O H H

Page 21: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Oksidasi gula aldehida

C

C O H H

C H H O

C O H H

C O H H

C H 2 O H

D - g l u c o s e

O H

Oksidator

Asam D-glukonat

C O O H

C

C

C

C

H O H

H O H

H O H

C H 2 O H

O H H

Page 22: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Gula yang dapat dioksidasi adalah senyawa pereduksi. Gula yang demikian disebut sebagai gula pereduksi.

Senyawa yang sering digunakan sebagai pengoksidasi adalah ion Cu+2, yang berwarna biru cerah, yang akan tereduksi menjadi ion Cu+, yang berwarna merah kusam. Hal ini menjadi dasar bagi pengujian Benedict yang digunakan untuk menentukan keberadaan glukosa dalam urin, suatu pengujian bagi diagnosa diabetes.

Oksidasi gula aldehida

Page 23: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Oksidasi gula aldehida

Glukosa + Cu++

Gluconic acid + Cu2O (Cu2O is insol ppt)

Glukosa + O2

Asam glukonat + H2O2

(H2O2 nya diukur)

Glukosa + ATP

Glukosa-6-P + ADP (G-6-Pnya diukur)

panas & alk . pH

glukosa oksidase

heksokinase

Page 24: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Gula amino - gugus amino menggantikan gugus hidroksil. Sebagai contoh glukosamina.

Gugus amino dapat mengalami asetilasi, seperti pada N-asetilglukosamina.

Turunan gula

H O

O H

H

O H

H

N H 2 H

O H

C H 2 O H

H

a - D - glukosamina

H O

O H

H

O H

H

N H

O H

C H 2 O H

H

a - D - N - asetilglukosamina

C C H 3

O

H

Page 25: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Ikatan Glikosida Gugus hidroksil anomerik dan gugus hidroksil gula atau senyawa yang lain dapat membentuk ikatan yang disebut ikatan glikosida dengan membebaskan air :

R-OH + HO-R' R-O-R' + H2O

Misalnya methanol bereaksi dengan gugus OH anomerik dari glukosa membentuk metil glukosida (metil-glukopiranosa).

O

H

H O

H

H O

H

O H

O H H H

O H

a - D - glukopiranosa

O

H

H O

H

H O

H

O C H 3

O H H H

O H

Metil-a-D-glukopiranosa

C H 3 - O H +

metanol

H 2 O

Page 26: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Cellobiose, a product of cellulose breakdown, is the otherwise equivalent b anomer (O on C1 points up).

The b(1 4) glycosidic linkage is represented as a zig-zag, but one glucose is actually flipped over relative to the other.

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O H

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

HH

1

23

5

4

6

1

23

4

5

6

maltose

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O OH

H

H

OHH

OH

CH2OH

H

H

H

O1

23

4

5

6

1

23

4

5

6

cellobiose

Disaccharides:

Maltose, a cleavage

product of starch

(e.g., amylose), is a

disaccharide with an

a(1 4) glycosidic

link between C1 - C4

OH of 2 glucoses.

It is the a anomer

(C1 O points down).

Page 27: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Other disaccharides include:

Sucrose, common table sugar, has a glycosidic

bond linking the anomeric hydroxyls of glucose &

fructose.

Because the configuration at the anomeric C of

glucose is a (O points down from ring), the linkage

is a(12).

The full name of sucrose is a-D-glucopyranosyl-

(12)-b-D-fructopyranose.)

Lactose, milk sugar, is composed of galactose &

glucose, with b(14) linkage from the anomeric

OH of galactose. Its full name is b-D-

galactopyranosyl-(1 4)-a-D-glucopyranose

Page 28: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk
Page 29: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Polysaccharides

Plants store glucose as amylose or amylopectin, glucose polymers collectively called starch. Glucose storage in polymeric form minimizes osmotic effects.

Amylose is a glucose polymer with a(14) linkages. It adopts a helical conformation.

The end of the polysaccharide with an anomeric C1 not involved in a glycosidic bond is called the reducing end.

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O H

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

HH H O

OH

OHH

OH

CH2OH

HH H O

H

OHH

OH

CH2OH

H

OH

HH O

OH

OHH

OH

CH2OH

H

O

H

1

6

5

4

3

1

2

amylose

Page 30: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Amylopectin is a glucose polymer with mainly a(14)

linkages, but it also has branches formed by a(16)

linkages. Branches are generally longer than shown

above.

The branches produce a compact structure & provide

multiple chain ends at which enzymatic cleavage can

occur.

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O H

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

HH H O

OH

OHH

OH

CH2

HH H O

H

OHH

OH

CH2OH

H

OH

HH O

OH

OHH

OH

CH2OH

H

O

H

O

1 4

6

H O

H

OHH

OH

CH2OH

HH H O

H

OHH

OH

CH2OH

HH

O

1

OH

3

4

5

2

amylopectin

Page 31: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Glycogen, the glucose storage polymer in animals,

is similar in structure to amylopectin. But glycogen

has more a(16) branches.

The highly branched structure permits rapid release

of glucose from glycogen stores, e.g., in muscle

during exercise. The ability to rapidly mobilize

glucose is more essential to animals than to plants.

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O H

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

HH H O

OH

OHH

OH

CH2

HH H O

H

OHH

OH

CH2OH

H

OH

HH O

OH

OHH

OH

CH2OH

H

O

H

O

1 4

6

H O

H

OHH

OH

CH2OH

HH H O

H

OHH

OH

CH2OH

HH

O

1

OH

3

4

5

2

glycogen

Page 32: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Cellulose, a major constituent of plant cell walls, consists of long linear chains of glucose with

b(14) linkages.

Every other glucose is flipped over, due to the b linkages. This promotes intra-chain and inter-chain and H-bonds

cellulose

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

H

OHH

OH

CH2OH

HO

H H O

O H

OHH

OH

CH2OH

HH O

H

OHH

OH

CH2OH

H

H

OHH O

O H

OHH

OH

CH2OH

HO

H H H H

1

6

5

4

3

1

2

interactions, that cause cellulose chains to be straight & rigid, and pack with a crystalline arrangement in thick bundles called microfibril.

Page 33: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Multisubunit Cellulose Synthase complexes in the

plasma membrane spin out from the cell surface

microfibrils consisting of 36 parallel, interacting

cellulose chains.

These microfibrils are very strong.

The role of cellulose is to impart strength and rigidity

to plant cell walls, which can withstand high

hydrostatic pressure gradients. Osmotic swelling is

prevented. Explore and compare structures of

amylose & cellulose using Chime.

cellulose

H O

OH

H

OHH

OH

CH2OH

H

O

H

OHH

OH

CH2OH

HO

H H O

O H

OHH

OH

CH2OH

HH O

H

OHH

OH

CH2OH

H

H

OHH O

O H

OHH

OH

CH2OH

HO

H H H H

1

6

5

4

3

1

2

Page 34: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Tabel : Beberapa Uji Karbohidrat

--------------------------------------------------------------------------------------------

Jenis KH : Molisch : Fehling/Benedict : Fermentasi

--------------------------------------------------------------------------------------------

Glukose : + : + : +

Galaktosa : + : + : -

Fruktosa : + : - : +

Laktosa : + : + : -

Sukrose : + : - : +

Maltosa : + : + : +

Pati : + : - : -

Glikogen : + : - : +

Page 35: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Glycosaminoglycans (mucopolysaccharides) are polymers of repeating disaccharides.

Within the disaccharides, the sugars tend to be modified, with acidic groups, amino groups, sulfated hydroxyl and amino groups,etc. Glycosaminoglycans tend to be negatively charged, because of the prevalence of acidic groups.

H O

H

H

OHH

OH

COO

H

H O

OH H

H

NHCOCH3H

CH2OH

H

OO

D-glucuronate

O

1

23

4

5

61

23

4

5

6

N-acetyl-D-glucosamine

hyaluronate

Page 36: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Hyaluronate is a glycosaminoglycan with a

repeating disaccharide consisting of 2 glucose

derivatives, glucuronate (glucuronic acid) & N-acetyl-

glucosamine.

The glycosidic linkages are b(13) & b(14).

H O

H

H

OHH

OH

COO

H

H O

OH H

H

NHCOCH3H

CH2OH

H

OO

D-glucuronate

O

1

23

4

5

61

23

4

5

6

N-acetyl-D-glucosamine

hyaluronate

Page 37: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Proteoglycans are glycosaminoglycans that are

covalently linked to specific core proteins.

Some proteoglycans of the extracellular matrix in turn link non-covalently to hyaluronate via protein domains called link modules.

H O

H

H

OHH

OH

COO

H

H O

OH H

H

NHCOCH3H

CH2OH

H

OO

D-glucuronate

O

1

23

4

5

61

23

4

5

6

N-acetyl-D-glucosamine

hyaluronate

Page 38: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

For example, in cartilage multiple copies of the aggrecan proteoglycan bind to an extended hyaluronate backbone to form a large complex.

Versican, another proteoglycan that binds to hyaluronate, is in the extracellular matrix of loose connective tissues.

See web sites on aggrecan and aggrecan plus versican.

H O

H

H

OHH

OH

COO

H

H O

OH H

H

NHCOCH3H

CH2OH

H

OO

D-glucuronate

O

1

23

4

5

61

23

4

5

6

N-acetyl-D-glucosamine

hyaluronate

Page 39: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Heparan sulfate is initially synthesized on a membrane-embedded core protein as a polymer of alternating N-acetylglucosamine and glucuronate residues. Later, in segments of the polymer, glucuronate residues may be converted to the sulfated sugar iduronic acid, while N-acetylglucosamine residues may be deacetylated and/or sulfated.

H O

H

OSO3

H

OH

H

COO

O H

H

NHSO3H

OH

CH2OSO3

H

H

H

O

O

heparin or heparan sulfate - examples of residues

iduronate-2-sulfate N-sulfo-glucosamine-6-sulfate

Page 40: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Heparin, a soluble glycosaminoglycan found in granules of mast cells, has a structure similar to that of heparan sulfates, but is more highly sulfated.

When released into the blood, it inhibits clot formation by interacting with the protein antithrombin.

Heparin has an extended helical conformation.

heparin: (IDS-SGN)5

PDB 1RID

C O N S

Charge repulsion by the many negatively charged groups may contribute to this conformation.

Heparin shown has 10 residues, alternating IDS (iduronate-2-sulfate) & SGN (N-sulfo-glucosamine-6-sulfate).

Page 41: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Some cell surface heparan sulfate glycosaminoglycans remain covalently linked to core proteins embedded in the plasma membrane.

Proteins involved in signaling & adhesion at the cell surface recognize and bind segments of heparan sulfate chains having particular patterns of sulfation.

heparan sulfate glycosaminoglycan

cytosol

core protein

transmembrane a-helix

Page 42: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

O-linked oligosaccharide chains of glycoproteins vary in complexity.

They link to a protein via a glycosidic bond between a sugar residue & a serine or threonine OH.

O-linked oligosaccharides have roles in recognition, interaction, and enzyme regulation.

H O

OH

O

H

HNH

OH

CH2OH

H

C CH3

O

b-D-N-acetylglucosamine

CH2 CH

C

NH

O

H

serine

residue

Oligosaccharides that are covalently attached to proteins or to membrane lipids may be linear or branched chains.

Page 43: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

H O

OH

O

H

HNH

OH

CH2OH

H

C CH3

O

b-D-N-acetylglucosamine

CH2 CH

C

NH

O

H

serine

residue

N-acetylglucosamine (GlcNAc) is a common O-linked glycosylation of protein serine or threonine residues. Many cellular proteins, including enzymes & transcription factors, are regulated by reversible GlcNAc attachment. Often attachment of GlcNAc to a protein OH alternates with phosphorylation, with these 2 modifications having opposite regulatory effects (stimulation or inhibition).

Page 44: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

N-linked oligosaccharides of glycoproteins tend to be

complex and branched.First N-acetyl glucosamine is

linked to a protein via the side-chain N of an asparagine

residue in a particular 3-amino acid sequence.

H O

OH

HN

H

H

HNH

OH

CH2OH

H

C CH3

O

C CH2 CH

O HN

C

HN

O

HC

C

HN

HC

R

O

C

R

O

Asn

X

Ser or Thr

N-acetylglucosamine

Initial sugar in N-linked

glycoprotein oligosaccharide

Page 45: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Additional monosaccharides are added, and the N-

linked oligosaccharide chain is modified by removal

and addition of residues, to yield a characteristic

branched structure.

NAN

Gal

NAG

Man

NAG

Gal

NAN

Man

Man

NAG

Gal

NAN

NAG

NAG

Asn

Fuc

N-linked oligosaccharide

Key:

NAN = N-acetylneuraminate

Gal = galactose

NAG = N-acetylglucosamine

Man = mannose

Fuc = fucose

Page 46: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

any proteins secreted by cells have attached N-linked oligosaccharide chains.

Genetic diseases have been attributed to deficiency of particular enzymes involved in synthesizing or modifying oligosaccharide chains of these glycoproteins.

Such diseases, and gene knockout studies in mice, have been used to define pathways of modification of oligosaccharide chains of glycoproteins and glycolipids.

Carbohydrate chains of plasma membrane glycoproteins and glycolipids usually face the outside of the cell.

They have roles in cell-cell interaction and signaling, and in forming a protective layer on the surface of some cells.

Page 47: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

Lectins are glycoproteins that recognize and

bind to specific oligosaccharides. A few examples:

Concanavalin A and wheat germ agglutinin are plant lectins that have been useful research tools.

Mannan-binding lectin (MBL) is a glycoprotein found in blood plasma.

It associates with cell surface carbohydrates of disease-causing microorganisms, promoting phagocytosis of these organisms as part of the immune response.

Page 48: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk
Page 49: Karbohidrat II Reaksi monosakarida Ikatan glikosida Fungsi ...chanif.lecture.ub.ac.id/files/2019/09/Karbohidrat-1.pdf · Contoh asam asetat mempunyai rumus C 2 H 4 O 2 bukan termasuk

A cleavage site just outside the transmembrane a-helix provides a mechanism for regulated release of some lectins from the cell surface.

A cytosolic domain participates in regulated interaction with the actin cytoskeleton.

transmembrane

a-helix

lectin domain selectin

cytoskeleton binding domain

cytosol

outside

Selectins are integral proteins of mammalian cell plasma membranes with roles in cell-cell recognition & binding.

A lectin-like domain is at the end of an extracellular segment that extends out from the cell surface.