Kulhydrat: Forskelle mellem versioner

'''Kulhydrater''' eller '''sakkarider''' ([[latin]]: ''saccharider'') er en stor gruppe af [[organisk forbindelse|organiske stoffer]] populært kaldet [[sukker]] eller sukkerstoffer. Biokemisk fungerer kulhydraterne bl.a. som energilagringsstoffer og er med til at give levende organismer struktur. Der findes flere kulhydrater på jorden end nogen anden kendt type biomolekyle. Kulhydrater er en strukturel del af mange biologisk betydningsfulde [[molekyle]]r: genernes molekyler [[DNA]], proteinsyntesens molekyler [[RNA]], energimolekylet [[ATP]], signalstofferne [[:en:cAMP|cAMP]] og [[:en:cGMP|cGMP]], alle [[glycoproteiner]], alle [[:en:glycolipid|glycolipider]] og de Gram-negative bakteriers [[Gramfarvning#Farvemetoden|lipopolysakkarider]]. Kulhydrater har utallige vigtige biologiske funktioner bl.a. i forbindelse med [[receptor|hormon-receptorernes]] funktion og ved cellernes indbyrdes kommunikation og næsten alle [[immunsystemet]]s molekyler indeholder kulhydrat. Kulhydrater spiller også en rolle for virulensen af [[bakterie]]r og [[Virus (biologi)|virus]] og for uskadeliggørelsen af [[gift]]stoffer og affaldsstoffer. KulkydraterKulhydrater modificerer mange molekylers funktion, således bestemmer kulhydrat-delen levetiden af de cirkulerende [[blodproteiner]]. I [[autotrofe]] [[organisme]]r, f.eks. [[plante]]r, bliver [[sukker]] omdannet til og oplagret i kulhydraten stivelse. I [[heterotrofe]] [[organisme]]r, f.eks. [[dyr]], bliver sukker anvendt til [[stofskifte|metabolsk]] [[brændsel]]. Den [[fysiologisk brændværdi|fysiologiske brændværdi]] er 17kJ17 kJ/g.

Ernæringsmæssigt spiller kulhydrat en stor rolle. Verdensproduktionen af raffineret sukker svarer til 20 kg pr. menneske pr. år. WHO har i 2014 ændret sitderes gamle råd om, at sukker højest må udgøre 10% af energiindtaget, til det halve: kun 5%.<ref>[http://jyllands-posten.dk/international/ECE6538863/who-sa-lidt-sukker-boer-du-spise?ref=lokalavisen WHO: Så lidt sukker bør du spise. Jyllands-Posten 6. marts 2014]</ref> Kulhydrater smager mere eller mindre sødt, jf. [[sukker]] og er vanedannende<ref>[http://sundmedkost.dk/newsarchives/1 Sukker er vanedannende. SundMedKost]</ref> ved at øge udskillelsen af glædeshormonet [[endorfin]].<ref>[http://slankedoktor.dk/artikler/mad/3560/fa-styr-pa-sukkertrangen.aspx Få styr på sukkertrangen! SlankeDoktor.dk]</ref> Nogle kulhydrat-derivater og polysakkariders smag hænger sammen med deres spaltning til smagende sakkarider. Anderledes forholder det sig med de meget søde [[steviol|steviol-glykosider]] og det smagsændrende glykoprotein [[miraculin]]. Kulhydraternes biokemi og biologi behandles i en ny disciplin, [[glykobiologi]].

Kulhydrater består næsten udelukkende af tre [[grundstof]]fer: [[carbon]], [[hydrogen]] og [[oxygen]]. Grundstof -forholdene varierer, men ikke meget. Normalt er den molære andel af carbon den samme eller en anelse større end oxygen, og den molære andel af hydrogen er dobbelt så stor (eller lidt større) end andelen af oxygen.

men mange vigtige kulhydrater, f.eks. [[deoxyribose]] C₅H₁₀O₄ , har mindre oxygen.

De tre sukkerformer, [[glukose]], [[galaktose]] og [[fruktose]] deler den samme molekylære [[kemisk formel|formel]]: C₆H₁₂O₆. Men [[atom]]ernes placering er forskellig i hver af de tre sukkerarter og de kaldes [[isomer]]e. Under et kaldes sukkerarter med sum[[kemisk formel|formelenformlen]] C₆H₁₂O₆ for [[hexose]] og sukkerarter med sum[[kemisk formel|formelenformlen]] C₅H₁₀O₅ kaldes [[pentose]].

Det er som derivater af monosakkariderne [[ribose]] og [[deoxyribose]] at vi træffer mange biokemisk vigtige molekyler: [[DNA]], [[RNA]], [[ATP]], [[AMP#cAMP|cAMP]], [[:en:cGMP|cGMP]] og [[Nikotinamidadenindinukleotid|NAD⁺]]. Generelt indgår monosakkarider i utallige biokemiske reaktioner og molekyler - både som enkelte monosakkarider og i [[glycoconjugat|glycokonjugat]]er som dele af kæder af monosakkarider, for eksempel i [[proteiner]] og [[blodgruppe]]markører som [[AB0]]. Hos patienter med [[sukkersyge]] finder man ved forhøjet blod-glucose, at [[hæmoglobin]] bliver glykosyleret ved en non-[[enzym]]atisk proces med [[glucose]]. Monosakkarider er den mest almindelige [[glykosylering]] af planternes blå-røde farvestoffer [[anthocyanin]]erne.

Hos monosakkarider sidersidder C-atomerne som regel ikke i en lige kæde, men snarere med en vinkel på ca. 100º mellem hver binding. Hos kulhydrater, der er pentoser (dvs. 5 carbonatomer i kæden) eller derover kommer hver ende af kæden til at ligge tæt på hinanden, hvorefter de kan danne en kemisk binding mellem C-atomet, hvor det dobbeltbundededobbeltbundne O-atom sidder, og alkoholgruppen på det

C-atom, der sidder længst nede i kæden, dvs. har højt nummer . Når en kæde dannes, flytter H-atomet fra den sekundære alkohol gruppealkoholgruppe, aldehydgruppen hos aldoser, eller ketongruppen hos ketoser, til det dobbeltbundededobbeltbundne O-atom. På samme tid vil der opstå en covalent binding mellem O-atomet fra alkoholgruppen og C-atomet, hvorpå den sekundære alkoholgruppe sad. Sådan er ringen dannet. Eftersom den sekundære alkohol gruppe sidder på første atom hos glukose, (fordi den er en aldose), danner den en seks leddetseksleddet ring. Men ketoser, som fruktose, har som sagt den sekundære alkoholgruppe på anden C-atom og danner derfor en fem ledetfemleddet ring. Når ringformen bliver dannet, dannes en ny alkohol gruppealkoholgruppe hvor det dobbeltbundededobbeltbundne O-atom tidligere sad, derfor bliver O-atomet med denne nye alkoholgruppe asymmetrisk., og Kankan være placeret på højre eller venstre side af C-atomet. visHvis den sidder på højre side, bliver kulhydratet α- eller β-, det ringformede glukose molekyleglukosemolekyle i bilag 3 s.1 er β-D-glucose. Galaktose bliver en sekskantet ring ligesom glukose, eftersom den er en hexose og en aldose.

Generelt holdes oligosakkariderne fast til cellerne bundet til oxygen eller nitrogen i [[protein]]er og [[lipid]]er som en del af [[glycoprotein]]er og glycolipider (O- eller N-linkedkoblede). Cirkulerende [[protein]]er er næsten alle glykosylerede som [[blodproteiner]]ne. I planter findes oligosakkarider som mange slags derivater, for eksempel i de vidt udbredte farvestoffer [[flavonoid]]er og [[anthocyanin|anthocyanider]].

Oligosakkarider og polysakkarider benævnes tilsammen som glycaner.

Stivelse omfatter to slags [[polymer]]er af glukose, hhv. amylose og amylopektin. [[Amylose]] består af en lineær kæde af adskillige hundrede glukoseenheder. [[Amylopektin]] er et forgrenet molekyle sammensat af mange kortere, lineære kæder af glukoseenheder som et forgrenet træ. Glucoseenhederne i amylose er forbundet med α-1,4-[[glykosidbinding]]er, ligesom de lige stykker af et amylopektin-molekyle. Forgreningspunkterne i amylopektin fremkommer som resultat af α-1,6-[[glykosidbinding]]er.

Stivelse er tungtopløselig i koldt [[vand]]. For at stivelse skal kunne opløses i vand, skal det varmes op til omkring [[kogepunkt]]et. [[Kartoffel|Kartofler]], [[ris (korn)|ris]], [[hvede]] og [[majs]] er menneskers hovedkilder til stivelse.

I [[dyr]] og mennesker lagres overskudsglukose som [[glykogen]] i depoter i muskler. Glykogen er grundlæggendegrundliggende set glukosepolysakkarider med hyppige kovalente bindinger mellem lagene. Bindingerne er mellem metanolgrene og de modsatte hydroxylgrene på carbonringen.

[[Agar]] er et naturligt forekommende polysakkarid og udvindes af nogle [[arter]] af [[rødalger]] eller [[Tang (alge)|tang]]. Det er en ugrenet kæde af disakkaridet agarobiose, D-galaktose og 3,6-anhydro-L-galaktose med et mindre indhold af galaktose forestret med [[svovlsyre]]. Agarose er kemisk modificeret agar, hvor svovlsyren er delvis fjernet. Agar fungerer som primær strukturel støtte for algernes cellevægge, og hverken agar eller agarose kan nedbrydes i menneskets tarmkanal.