KARBONHIDRAT BIYOKIMYASI

1
KARBONHIDRAT BIYOKIMYASI

• Tip Fak. Biyokimya ve Klinik Biyokimya
• Anabilim Dali

2
1.1.TANIM

• Karbonhidratlar karbon hidrojen ve oksijenden
  olusurlar.
• Genel bir kural olarak bir karbonhidrat kendi
  karbon atom sayisi kadar su molekülüne sahiptir.
  
• Zaten karbonhidrat sözcügü de buradan
  gelmektedir. O halde karbonhidrat formülünü
• Cn(H2O)n seklinde yazabiliriz.

3
karbohidratlar

• Bu formül monosakkaridler için geçerli olmakla
  birlikte oligo ve polisakkari yapi olusurken,
  bir molekül suyun çikmasi nedeniyle bu düzen
  kaybolur.
• Ancak ayni oranlamaya sahip fakat karbon hidrat
  olmayan maddeler de vardir. Örnegin asetik asit,
  formaldehid gibi.(C2(H2O)2, C(H2O)
• Bu nedenle karbonhidratlari baska özelliklerini
  de belirterek tanimlamamiz gerekir.

4
karbohidratlar

• Karbonhidratlar aktif aldehid veya keton grubuna
  sahip polihidroksi alkollerin olusturdugu
  maddelerdir (veya hidroliz edildiklerinde bu
  maddeleri veren yapilardir.

5
(No Transcript)
6
karbohidratlar

•  
• Karbonhidratlar dünyada en çok bulunan
  maddelerden biridir.Genellikle basit sekerler
  (monosakkaridler) veya bunlarin bir araya
  gelmesiyle ortaya çikan oligo ve
• polisakkaridler halinde bulunurlar.
• Glukoz, früktoz, galaktoz birer
  monosakkarid tir.
• Çay sekeri olan sükroz oligo sakkarid
  ,
• nisasta ise polisakkarid tir.

7
karbohidratlar

• Mono ve oligosakkaridler
• beyaz renkli,
• suda kolay çözünen ve
• tatli olan maddelerdir.
• seker olarak isimlendirilmeleri bu
  özelliklerinden kaynaklanir.
• Asagida tipta kullanilan bazi tatli maddelerin
  sükroza kiyaslanmis tatlilik dereceleri
  görülmektedir.

8
Tatlilik
Maddenin Ismi Tatlilik derecesi
Maddenin Ismi Tatlilik derecesi Laktoz
16
Glukoz 74
Galaktoz 32
Sükroz
100 Maltoz 32
Gliserol
108 Ksiloz
40 Früktoz
173 Sorbitol
54
Aspartam 22000 Mannitol
57
Sakkarin 55000
9
Sweetners

• Tatlandirici Relatif tatlilik
  derecesi
• Cyclamate 30-50
• Acesulfame K 130-200
• Aspartame 200
• Saccharin 300-500
• Neohesperidine DC 400-600
• Sccralose 600
• Thaumatin 2000-3000

10
1.2. SINIFLANDIRMA

• Karbonhidratlar yapisal özelliklerine göre 3
  gruba ayrilir
  
• 1. MonosakkaridlerBasit sekerler diye
  bilinir.Temel karbonhidrat üniteleridir
• 2. Oligosakkaridler 2-20 monosakkarid ten
  meydana gelir.
• 3.Polisakkaridler 20 den fazla monosakkaridin
  olusturdugu büyük moleküllü
• maddelerdir.

11

1.2.1. Monosakkaridler

• Basit sekerler olarak bilinirler.Genel
  formülleri (CH2O)n dir.
• Yapilarinda aldehid veya keton grubu
  tasimalarina göre aldo sekerler(aldoz) ve keto
  sekerler (ketoz) olmak üzere 2 gruba ayrilirlar.

12
.

• Ayrica her bir grupta karbon sayisi 3 ile
  7 arasinda degisen sekerler bulunur.
• Keto grubu içeren monosakkaridin isminin sonuna
  .üloz. eki eklenir.
• Bu bilgiler isginda asagidaki düzenleme
  yapilabilir

13
Monosakkaridler

• Karbon Formülü Aldoz Ketoz
• Sayisi
• Trioz C3H6O3 Gliseraldehid Dihidroksi
  
  aseton
• Tetroz C4H8O4 Eritroz
  Eritrüloz Pentoz C5H10O5 Riboz
  Ribüloz Ksiloz
  Ksilüloz Heksoz C6H12O6 Glukoz
  Früktoz Heptoz C7H14O7
  Sedoheptüloz

14
Monosakkaridler

• Üç karbonu olan en basit sekerler gliseraldehid
  ve dihidroksiasetondur.
• Öte yandan en büyük moleküllü basit seker
  sedoheptülozdur ve 7 karbonludur.
• Bu maddeler gidalarimizda bulunmaz, ancak
  monosakkaridlerin ara metabolizmalari
• sirasinda meydana çikarlar.

15
(No Transcript)
16
Monosakkaridler

• Glukoz, monosakkaridleri temsil eden en
  önemli sekerdir. Metabolik olaylarda
• karbonhidratlar glukoza çevrilmek suretiyle
  kullanilir.
• Bu nedenle anlattiklarimiz glukoz
• üzerine odaklanacak ve yeri geldikçe diger
  bilesiklerle iliski kurulacaktir

17
GLUKOZ

• Glukoz bir aldoz dur.
• Alti karbonludur.
• Fischer ve Haworth düzenlemesine göre
• formülü asagida gösterildigi gibidir.

18
(No Transcript)
19
GLUKOZ

• Fischer formülüne göre glukoz un 1.karbon atomu
  aldehid grubu, 2.,3.,4. ve 5. karbon atomlari
  sekonder alkol grubu, 6. karbon atomu primer
  alkol grubu seklindedir.

20
Izomerizm

• Glukoz yapi bakimindan 4 asimetrik karbon atomuna
  sahiptir. Bunlar 2.,3.,4., ve 5. karbonlardir.
• Bu nedenle 2416 izomeri vardir. Bu izomerleri 4
  grup halinde inceleyecegiz.

21
1. Grup. D ve L izomerleri

• Bu tip izomerler monosakkaridlerin ana
  karbonhidrati olan gliseraldehid e
  benzerlikleri nedeni ile ortaya çikar.

22
(No Transcript)
23
(No Transcript)
24
D ve L izomerleri

• Bir monosakkarid örnegin glukoz, aldehid
  grubundan en uzakta ve primer alkol grubuna
  komsu olan karbon atomundaki H ve OH gruplarinin
  konumu açisindan D gliseraldehide benziyorsa
  (yani OH grubu sagda H atomu solda ise) D
  izomeri, L gliseraldehide benziyorsa (OH grubu
  solda H atomu sagda ise) L izomeridir.

25
D ve L izomerleri

• Gliseraldehidle kurulan yapisal iliski,
  monosakkaridlerin bu ana maddeden
• kaynaklandigi fikrini ortaya çikarmaktadir.
  Nitekim Kiliani, D-gliseraldehide HCN
• yardimiyla bir karbon atomu ekleyerek 4 karbonlu
  monosakkaridler olan D-eritroz ve
• D-treozu elde etmistir,sekil 1.1.

26
(No Transcript)
27
D ve L izomerleri

• Ayni islemi tekrarlamak suretiyle 5 ve 6
  karbonlu monosakkaridlerin elde
• edilmesi mümkündür. Kiliani sentezinde yeni
  karbon eklenmesi daima aldehid
• karbonu tarafindan olmaktadir.

28
D ve L izomerleri

• Yani molekül daima aldehid karbonu tarafindan
  uzar
• ve primer alkol grubu ile buna komsu sekonder
  alkol grubu konumunu ve yapisini aynen korur

29
D ve L izomerleri

• Bu durumda ana madde olan D-gliseraldehide
  benzerligin neden primer
• alkol grubuna komsu karbon atomundaki konumu ile
  belirlendigi sorusunun da cevabi verilmis
  olmaktadir.

30
D ve L izomerleri

• Iki numarali olan bu karbon atomu gliseraldehid
  deki yegane asimetrik karbon atomu olup türev
  bilesiklerde de yerini aynen korumaktadir,sekil
  1.2.

31
(No Transcript)
32
D ve L izomerleri

• Primer alkol grubuna en yakin karbon
  atomundaki H ve OH gruplarinin yerlerini
  degistirmek suretiyle L seker serisi de elde
  edilebilir.)

33
D ve L izomerleri

• Ketozlarla ilgili en ufak molekül
  dihidroksiasetondur. Bu moleküle
• karbonhidratlarin en önemli yikim reaksiyonu
  olan glikoliz sirasinda rastlanir.

34
D ve L izomerleri

• Dihidroksiaseton aldoz esdegeri olan
  gliseraldehide göre asimetrik karbon atomu
  içermedigi için bundan türeyen ketozlarda
  izomeri olayi ancak asimetrik karbon atomu ortaya
  çiktiktan sonra baslar.

35
D ve L izomerleri

• bu nedenle bir ketoheksozda 3 adet asimetrik
  karbon atomu bulundugu için var olan izomer
  sayisi 4ü D, 4ü L izomeri olmak üzere 8 dir (23
  8),
• sekil 1.3.

36
(No Transcript)
37
D ve L izomerleri

• Primer alkol grubuna en yakin karbon
  atomundaki H ve OH gruplarinin yerlerini
  degistirmek suretiyle L seker serisi de elde
  edilebilir.)

38
D ve L izomerleri

• Monosakkaridlerde asimetrik karbon atomunun
  varligi, bu bilesiklerin polarize isigi saga veya
  sola çevirmelerine yol açar.
• Normal isik ve Polarize isik

39
Optik aktivite

• Monosakkaridlerin isimlerinin önündeki D
• veya L harfleri her ne kadar dekstro ( saga
  çevirme), levo( sola çevirme) anlamina
• geliyorsa da bazi monosakkaridlerin D formunda
  olmalarina ragmen polarize isigi
• sola çevirdigi görülür.

40
/- D ve L izomerleri

• Örnegin D-früktoz polarize isigi sola çevirir.
  Isimlendirmede bu durum monosakkaridin isminin
  önüne konmak üzere polarize isigin saga
  çevrilmesi
• halinde (), sola çevrilmesinde (-) isaretleriyle
  belirtilir, D(-)- früktoz gibi

41
(No Transcript)
42
2. Grup. Mutarotasyon

• Bir miktar glukoz suda çözülür ve
• gelismeler bir polarimetre ile izlenirse
• polarize isigin önce saga döndügü
• daha sonra rotasyonun degistigi ve
• sonunda sabitlestigi görülür. Bu olaya
• mutarotasyon denir

43
Mutarotasyon

• Mutarotasyon,
• aldehid grubuna sahip bilesiklerin
• hemiasetal olusturma özellikleri
• nedeniyle ortaya çikan bir durumdur ve kelime
  anlami olarak degisen rotasyon
• demektir

44
Mutarotasyon

• Glukoz ilk kez suda çözündügü zaman tek bir
  formdadir, fakat zamanla diger bir form olustugu
  için polarize isigin rotasyon yönü yavas yavas
  artan bir degisim gösterir. Çözeltide mevcut her
  iki form arasinda bir denge olusunca da rotasyon
  sabitlesir.

45
Hemiasetaller

• Hemiasetaller, aldehidlerin alkollerle birlesmesi
  sonucu ortaya çikar.

46
(No Transcript)
47
Hemiasetaller

• Glukoz bünyesinde hemiasetal, 1. karbondaki
  aldehid grubu ile çogu kez 5.
• karbon bünyesindeki sekonder alkol grubu
  arasinda endojen olarak tesekkül eder.

48
Hemiasetaller

• Böylece 6 elemanli bir halka olusur ki bu yapiya
  piranoz halkasi denir. Bazan
• hemiasetal formasyonu 4. karbon OH ile
  gerçeklesir. Bes elemanli bu yapiya ise
• furanoz halkasi ismi verilir.

49
(No Transcript)
50
Hemiasetaller

• Alti elemanli piranoz halkasi bes elemanli
  furanoz halkasina göre daha dayaniklidir.
  Hemiasetal olusumu ile glukozun 1. karbonu da
  asimetrik duruma geçer.
• Anomerik karbon atomu denilen bu karbona bagli H
  ve OH gruplarinin konumu
• nedeniyle yeni iki glukoz izomeri olusur.

51
Hemiasetaller

• Bunlara glukozun ? ve ? anomerleri denir.
• ? nomerinde
• OH grubu Fischer formülüne göre sagda
  Haworth formülüne göre asagida yazilir.
• ? anomerinde ise
• OH grubu Fischer formülüne göre solda,
  Haworth formülüne göre yukarida yazilir
  (asagidaki sekilde oklara bakiniz).

52
(No Transcript)
53
Anomerler

• Glukozun sudaki çözeltisinde ? ve ? anomerleri
  ile aldehid formu belirli bir denge içinde
  bulunur.
• Denge durumundaki glukoz solüsyonunun özgül
  rotasyonu
• 52.7O dir

54
Anomerler

• Çözeltideki glukozun 64 ü ? anomeri,
  36 si ? anomeri
• ve
• çok ufak bir kismi da (0.5) aldehid formu
  halindedir.

55
hemiketal

• Bir keto heksoz olan früktoz suda çözününce
  hemiketal olusturur.

56
hemiketal

• Hemiketaller de bir keton grubu ile bir alkol
  grubu arasinda olusur ve olusum
• mekanizmasi açisindan aynen hemiasetallere
  benzedigi için IUB (International Union of
  Biochemistry) hemiketal yerine de hemiasetal
  teriminin kullanilmasini önermistir.

57
ß-früktofuranoz

• Früktozun sudaki çözeltisinde çoklukla
  ß-früktofuranoz ve daha az oranda
• ? -früktofuranoz meydana gelir.

58
(No Transcript)
59
Glukopiranoz

• Alti elemanli glukopiranoz halkasinin tüm
  elemanlari ayni düzlem üzerinde bulunmaz, yani
  glukopiranoz halkasi planar(düzlemsel) bir
  yapiya sahip degildir.
• Bunun nedeni
• karbon atomuna bagli gruplarin
  birbirlerini itmeleri veya çekmeleridir.

60
Chair/Boat

• Sonuçta
• glukopüranoz halkasinin iki konformasyonu ortaya
  çikar. Bunlar sandalye(chair) ve kayik(boat))
  konformasyonlaridir. Sandalye yapisi gruplarin
  geçimli olmasi nedeniyle
• daha dayaniklidir.

61
(No Transcript)
62
3.Grup. Glukoz epimerleri

• Glukoz molekülündeki 2,3 ve 4 nolu asimetrik
  karbon atomlarina bagli H ve OH gruplarinin
  konumu ile ortaya çikan izomerlere glukoz
  epimerleri denir. Glukozun iki epimeri vardir.
  Bunlar mannoz ve galaktozdur.

63
(No Transcript)
64
Aldoz ve Ketoz

• 4.Grup. Aldoz ve ketoz izomerleri Biri
  aldoheksoz olan glukoz ile ketoheksoz olan
  früktoz arasindaki izomerizm türüdür

65
(No Transcript)
66

• Monosakkaridlerin
• Reaksiyonlari

67
1- Redüksiyon özelligi

• Monosakkaridler indirgeme özelligi olan
  maddelerdir. Bu özellik alkali ortamda ve sicakta
  ortaya çikar. Monosakkaridlerin yapisindaki
  karbonil
• grubu bakir, demir, bizmut, pikrat gibi
  iyonlari indirger

68
Redüksiyon

• bu arada monosakkaridin kendisi de oksitlenir ve
  aldonik asit(1. karbon atomundaki aldehid grubu
  karboksil
• grubuna dönüsür) meydana gelir. Bu olay asagida
  glukoz için örneklenmistir.

69
Benedikt Testi

• Glukoz, alkalen ortamda hazirlanmis Cu2 içeren
  bir ayraçla isitilirsa bakir Cu1 haline
  indirgenir, glukoz da glukonik aside dönüsür. Bu
  sirada ortamin rengi maviden sari-kirmiziya
  döner. Bu reaksiyon Benedict testinin esasini
  olusturur.

70
(No Transcript)
71
2. Glikozidik bag olusturma

• Bir monosakkaridin anomerik karbon atomuna bagli
  OH grubu(hemiasetal hidroksili) bir baska
  monosakkaridin veya karbonhidrat olmayan bir
  baska maddenin hidroksil grubu ile birlesir, bir
  molekül su çikar ve
• kovalan bag olusur.
• Bu baga glikozidik bag denir.

72
glikozidik bag

• Yapiya katilan anomerik karbon atomuna ait
• OH grubunun konumuna göre glikozidik bag, ? ve
  ? özelligini alir.
• Asagidaki örnekte
• 2 molekül ? -D-glukoz molekülü ?(1,4)
  glikozidik bag yaparak maltoz disakkaridini
  olusturmuslardir.

73
(No Transcript)
74
Disakkaritler

• Maltoz molekülünde bir hemiasetal hidroksili
  serbesttir.
• Bu nedenle maltoz disakkaridi indirgeme
  özelligine sahiptir.(yani benedikt ayraci ile
  pozitif reaksiyon verir)

75

• Simdiki örnekte ise
• glikozidik bag,
• ? -D- glukoz ve ? -D- früktoz molekülleri
  arasinda ve
• her iki monosakkaride ait hemiasetal
• hidroksillerinin katilmasiyla olusmustur.

76
(No Transcript)
77
Sukroz/Laktoz

• Sükroz molekülünde serbest hemiasetal hidroksili
  kalmadigi için bu bilesigin indirgeme özelligi
  yoktur.
• Süt sekeri olan laktoz (1,4) glikozidik bag
  yapisi gösterir.

78
(No Transcript)
79
Indirgen uç

• Glikozidik bag çok sayida monosakkaridi
  birlestirir ve böylece polisakkaridler meydana
  gelir.
• Bu yapinin en temel özelligi, bir ucunda
  hemiasetal hidroksili,diger ucunda ise alkolik
  hidroksil grubu tasimasidir. Iste bu nedenle
  disakkarid ve polisakkaridlerin indirgen ve
  indirgen olmayan uçlari vardir.

80
(No Transcript)
81
Glikozidik Baglar

• Biyokimyasal bilesiklerde rastlanilan bir diger
  glikozidik bag tipi N-glikozil bag
• tipidir.
• Bu bag, bir nükleik asit bazi ile ribozun 1.
  karbon hidroksili arasinda olusur.

82
(No Transcript)
83

• Monosakkaridlerin reaktif hidroksil grubu,
  karbonhidrat olan veya olmayan bir molekülle de
  birlesebilir.
• Bu tip bilesiklere glikozid(glikon), yapinin
  karbonhidrat olmayan bölümüne de aglikon denir.
• Tipta tedavi amaci ile kullanilan streptomisin
  ve ouabain birer glikozid tir.

84
(No Transcript)
85
Osazon olusumu

• Serbest aldehid veya keton grubuna sahip tüm
• monosakkaridler, fenilhidrazinle isitildiklari
  zaman,
• suda daha az eriyen,
• özel ergime sicakliklari ve
• sekilleri olan
• sari renkli kristaller olustururlar. Bunlara
  osazon denir.

86

• Osazonlar, aralarinda çok ufak yapisal
  farkliliklar olan sekerlerin birbirlerinden
• ayrilmasinda son derece yararlidir.
• Örnegin glukozla galaktozun ayird edilmesi gibi

87
(No Transcript)
88
Osazon

• Osazon olusumu iki asamada olur.
• Önce bir molekül fenilhidrazin monosakkaridin
  aldehid grubuna baglanir ve fenilhidrazon
  meydana gelir.
• Ikinci asamada, iki molekül fenilhidrazinden
• biri monosakkaridin 2. karbonuna baglanir ve
• osazon olusumu tamamlanir.

89
(No Transcript)
90
Osazon

• Yukaridaki formüllerden anlasilacagi üzere osazon
  yapisi monosakkaridin 1ve 2. karbon atomlarini
  içine almaktadir. Bu nedenle 3,4, ve 5. karbon
  atomlarina bagli gruplarin konumlari birbirinden
  farkli olan sekerler farkli özellikte osazon
  olusturacaklarindan birbirlerinden kolayca
  ayrilabilirler,

91
Osazon

• örnegin glukosazon kristalleri ekin demeti,
  galaktosazon kristalleri at kestanesi görüntüsü
  verir ve bu osazonlarin
• erime sicakliklari da farklidir

92
Osazon

• Buna karsilik 1 ve 2. karbonlara bagli yapilari
  farkli, 3,4,5 karbon yapilari benzer olanlar,
  örnegin glukoz, mannoz ve früktoz, osazon deneyi
  ile ayirt edilemezler, çünkü hepsi ayni tip
  osazon olustururlar.

93
3. Alkalilerin monosakkarid üzerine etkisi

• a) Zayif alkalilerin etkisi
• Glukoz çözeltisi üzerine 0.05N alkali çözeltisi
  eklenirse ortamda ayni oranda mannoz, glukoz ve
  früktozun olustugu görülür. Bu olaya Lobry de
  Bruyn-Alberda van Eckenstein dönüsümü denir.

94

• 1,2 ve 3 karbon baglantilari farkli 3,4 ve
  karbon baglantilari benzer olan bu üç
• monosakkaridin ayni enediol yapisi üzerinde
  birbirlerine dönüsmeleri mümkündür.

95
(No Transcript)
96
b) Kuvvetli alkalilerin etkisi

• Indirgeme özelligi olan monosakkaridler 0.5 N
  NaOH veya KOH ile isitilirsa önce sari bir renk
  olusur, bu renk daha sonra
• koyulasarak koyukahve rengine döner.
• Karamelizasyona benzeyen bu olay
• monosakkaridlerdeki aldehid gruplarinin
  polimerizasyonundan ileri gelmektedir.

97

• Indirgen olmayan sekerler serbest aldehid veya
  keton grubu içermedikleri için bu reaksiyonu
  vermezler.

98
4. Asitlerin monosakkaridler üzerine etkisi

• Monosakkaridler zayif asitlere karsi
• dayaniklidirlar.
• Ancak konsantre asitlerle isitilirsa su
  kaybederek renkli fürfüral bilesikleri meydana
  gelir.
• Bu reaksiyonla ribozlardan fürfüral, glukozdan
  metilfürfüral olusur.

99
(No Transcript)
100
5. Monosakkaridlerin indirgenmesi

• Monosakkaridler, metal katalizör esliginde
  hidrojen ile veya enzimatik olarak
  indirgendikleri zaman bünyelerindeki karbonil
  grubunun hidroksil grubuna dönüsmesi ile seker
  alkolleri olusur

101
seker alkolleri

• Böylece
• glukozdan......... sorbitol,
• mannozdan........ mannitol,
• Galaktozdan........ dulsitol,
• früktozdan........... mannitol ve sorbitol
• meydana gelir.

102
(No Transcript)
103
seker alkolleri

• seker alkolleri, glukoz, früktoz ve galaktoz
  birikimi ile beraber giden
• hastaliklarda organizmamzda özelllikle
  gözmerceginde toplanarak bozukluklara yol açar.

104
6. Monosakkaridlerin yükseltgenmesi

• Monosakkaridlerde yükseltgenmeye
• elverisli gruplar
• 1. karbondaki aldehid ve
• 6. karbondaki alkol gruplaridir.

105
Seker asitleri

• Aldehid grubunun yükseltgenmesi ile aldonik,
• alkol grubunun yükseltgenmesi ile üronik,
• her iki grubun beraberce yükseltgenmesi ile
  sakkarik asitler meydana gelir.
• Asagida glukozun yükseltgenme ürünleri
  görülmektedir.

106
(No Transcript)
107
Glukoz Tayini

• Tipta monosakkaridlerin yükseltgenme
  reaksiyonundan glukoz tayininde
• yararlanilir.
• Daha önce de deginildigi gibi glukoz indirgen
  özelligi nedeniyle bakiri indirgerken kendisi de
  yükseltgenir ve glukonik asit olusur. Bakirin
  reaksiyon sirasinda Cu1 haline dönüsmesiyle
  olusan renk degisikligi ,glukozun hem kalitatif
  hemde kantitatif ölçümüne olanak verir.

108
(No Transcript)
109
Benedikt Ayraci

• Benedict Ayraci, yukarida açiklanan glukoz
  ölçümüne iliskin ençok kullanilan bir ayraçtir.
  Bu ayraç Cu SO4 , sodyum karbonat ve
  sodyum sitrat kullanilarak hazirlanir ve Benedict
  ayracinda bakir iki degerlikli Cu(OH)2 halinde ve
  çökelmemis olarak bulunur. Bakirin çökelmesini
  engelleyen sodyum sitrattir.

110
Benedikt Ayraci

• Benedict deneyi az miktarda glukoz çözeltisi ile
  ve kaynatma saglanarak gerçeklestirilir.
• Olayin reaksiyon asamalari asagida
  gösterilmistir.

111
(No Transcript)
112
Glukoz oksidaz yöntemi

• Glukoz, glukoz oksidaz la da yükseltgenir ve
  reaksiyon sonunda glukonik asit ve H2O2 olusur.
• H2O2 nin bazi boyalarla renklendirilmesi
  suretiyle glukoz ölçümü spesifik boyutlarda
  gerçeklestirilir. Günümüzde laboratuarlarda
  glukoz ölçümü için bu yöntemden yararlanilir.

113
(No Transcript)
114
Glukuronik asit

• Glukozun 6. karbonundan yükseltgenmesi ile olusan
  glukuronik asit, canlilarda çok önemli görevleri
  olan bir bilesiktir.
• Glukuronik asit mukopolisakkaridlerin yapisina
  girdigi gibi ,
• organizmaya yabanci olan maddelere baglanarak
  onlari suda kolayca çözünür hale getirir ve
  kolayca disari atilmalarini saglar. Bazi canlilar
  bu maddeden C vitamini sentezler.

115
7. Monosakkaridlerin fosforik asit esterleri

• . Monosakkaridler organizmadaki
• metabolik reaksiyonlara tek baslarina
  giremezler.
• Bu nedenle evvela aktiflesmeleri gerekir.
• Monosakkaridlerin aktif formu, fosforik asitle
  yaptigi esterlerdir

116

• . Bu sayede
• monosakkaridler hem reaksiyonlara katilma
  yetenegi kazanir,
• hem de, hücre içinde tutulabilir konuma
  geçerler.
• Monosakkaridlerin fosforik asitle yaptiklari
  önemli esterler asagida gösterilmistir.

117
(No Transcript)
118
8. Monosakkaridlerin türevleri

• Monosakkaridlerdeki OH gruplarinin bir
  baska yapiyla yer degistirmesi sonucu
• monosakkarid türevleri
• meydana gelir.

119
Amino sekerler

• Glukoz, galaktoz ve mannoz da
• 2. karbona bagli OH grubunun NH2 grubu ile yer
  degistirmesi sonucu sirasiyla
• glukozamin,
• galaktozamin ve
• mannozamin
• meydana gelir.
• Bu bilesiklere amino sekerler denir.

120
(No Transcript)
121

• ?-D-glukozamine NH2 grubu
  üzerinden asetil grubu baglamasiyla da N-Asetil-
  ? -D-glukozamin olusur.

122
(No Transcript)
123
Sialik asit

• Söz edilmesi gereken bir diger monosakkarid
  türevi de N-Asetilnöraminik asittir(sialik asit).
  
• Nöraminik asit, dokuz karbonlu bir yapi olup
• mannozamin ve pirüvattan türer ve asetil
  eklentisi ile N-Asetilnöraminik aside
• dönüsür.
• Siyalik asit glikoprotein
• Ve gangliosidlerin yapi tasidir .

124
(No Transcript)
125

• C vitamini de bir monosakkarid türevi olup
  glukuronattan türer. Asagida C
• vitamini(askorbik asit) ve çesitli formlari
  görülmektedir.

126
(No Transcript)
127

• Tipta Önemi Olan Monosakkaridler
• 1. Glukoz Renksiz, kokusuz, beyaz renkli, suda
  kolay eriyen(1 g/1 ml), kristal
• halde bir maddedir. Suda çözündügü zaman,
  a.-D-glukoz polarize isgi 112osaga, ?-D-
• glukoz 19o saga çevirir. Bu nedenle glukoza
  dekstroz ismi de verilir.

128

• Meyve ve sebzelerde serbest olarak bulunur. Bu
  nedenle üzüm sekeri veya misir sekeri olarak ta
  bilinir.
• Nisasta, glikojen ve selüllozda glikozid bagi
  yaparak, birlesik vaziyette bulunur .

129

• Kandaki en önemli monosakkariddir, düzeyi normal
  kisilerde 100mg dir.
• Normalde idrarda bulunmaz ancak kan düzeyinin
  170 mg i asmasi halinde idrara
• geçer. seker hastaligi bir glukoz metabolizmasi
  bozuklugudur.
• Indirgeme özelligi olan bir monosakkariddir.

130

• 2. Früktoz Meyva sekeri olarak bilinir. En tatli
  monosakkariddir. Meyvalarda ve
• balda bulunur. Suda çok kolay çözünür. Polarize
  isigi sola çevirir (-90o).
• Meyvalardan , baldan ve inülinin hidrolizi ile
  elde edilir. Organizmada, karaciger ve bagirsakta
  glukoza çevrilerek kullanilir. Redüktiftir.
  Glukozla ayni osazonu olusturur.

131

• 3. Galaktoz Tek basina nadiren bulunur.
  Laktozun hidrolizi ile elde edilir.
• Karacigerde glukoza çevrilerek metabolize
  edilir. Glikolipid ve
• glikoproteinlerin yapisina katilir. Redüktiftir.
  Glukozdan farkli bir osazon olusturur.

132

• 4. Pentozlar Tabiatta serbest olarak
  bulunmazlar. Riboz ve deoksiriboz, nükleik
  asitlerin yapisina katilir.
• Pentoz fosfat metabolik yolunda ara ürün olarak
  meydana gelirler.

133

• Pentozlar 5 karbonlu monosakkaridlerdir.
  Aldopentoz ve ketopentoz formlari vardir.
  Asimetrik karbon atomlarinin varligindan dolayi
  izomer olusumunda heksozlara
• uygulanan kurallar pentozlar için de geçerlidir.
  Asagida aldopentoz olan ribozun suda
• çözündügü zaman ortaya çikan formlarinin oranlari
  ve yapilari görülmektedir.

134
(No Transcript)
135

• Nükleik asitlerde ribozun ß?-D-ribofuranoz formu
  bulunur. Nükleik asit yapisina katilan bir diger
  pentoz da deoksiribozdur. Deoksiriboz da 2.
  karbona bagli oksijen yoktur.

136
(No Transcript)
137

• Ribüloz ve ksilüloz isimli ribozlar ketopentoz
  olup pentoz fosfat metabolik
• yolunda görev yaparlar.

138
(No Transcript)
139
Oligosakkaridler

• Oligosakkaridler
• Yapilarinda 2-10 monosakkarid bulunan
  moleküllerdir Tabiatta çoklukla
• disakkaridlere rastliyoruz. Bunlardan da 3 tanesi
  önemli olup isimleri sükroz, laktoz ve
• maltozdur.

140

• Disakkaridler, monosakkaridlerdeki reaktif
  aldehid veya keton gruplariyla alkolik hidroksil
  grubunun birlesmesi ve bir molekül su
  çikmasi ile olusur. Bu sekliyle iki
  monosakkaridi bagliyan bag glikozidik bagdir.

141

• Disakkaridlerde aldehid veya keton
• gruplarinin glikozidik baga katilmasi veya
  serbest halde bulunuu disakkaridin
• davranisini belirler. Söyle ki bu gruplar baga
  katilmissa o disakkarid redüktif degildir
• ve osazon teskil etmez. Buna karsilik, serbest
  aldehid veya keton grubuna sahip bir
• disakkarid redüktiftir ve osazon olusturur.

142

• Disakkaridlerin isimlendirilmesi genellikle kõsa
  isimleri ile yapilir, örnegin laktoz,
• sükroz gibi. Ancak kapsamli bir isimlendirme için
  belirli kurallarin uygulanmasi gerekir.
• Glikozidik baga hemiasetal hidroksil grubunu
  veren monosakkaridin isminin sonuna .il.
• eki gelir. Bagin tipi, monosakkaridin piranoz
  veya furanoz formunda olusu belirtilir.

143

• Örnegin laktoz, ß-D-glukopiranozil-(1-4)- ß
  -D-glukopiranoz olarak isimlendirilir.
• simdi 3 önemli disakkaridi inceliyelim

144

• Sükroz (?-D-glukopiranozil(1-2) ß -D-
• früktofuranozid)
• Sakkaroz olarak ta bilinir.
• Tabiatta en çok bulunan disakkariddir.
• Bitkisel kaynaklidir,
• masamizda bulunan tatli ve kolay eriyen bir
  sekerdir ve
• seker pancari ve seker kamsindan elde edilir.

145

• Glukoz ve früktozun a, ß(1-2) glikozidik bagla
  baglanmasi ile meydana gelir.
• Bu bag her iki monosakkaridin reaktif hemiasetal
  hidroksil gruplari arasinda olustugu için sükroz
  redüktif degildir ve
• osazon olusturmaz.

146
(No Transcript)
147

• Sükroz un polarize isigi çevirme derecesi
  (66.5) tur. Zayif asitlerle isitilarak
• veya invertaz la hidrolize edilen sükroz
  çözeltisinde es miktarda früktoz ve glukoz
• meydana gelir ve çözeltinin çevirme derecesi
  negatiflesir. Bu olay Inversiyon olarak
  isimlendirilir.

148

• Laktoz(ß -D-galaktopiranozil-(1-4)-D-glukopiranoz)
  Süt sekeri olarak ta
• isimlendirilir. Sadece memelilerin süt
  bezlerinde sentezlenir. Galaktoz ve glukozun
• ?(1-4) glikozid bagiyla baglanmasi sonucu
  meydana gelir. Glukoza ait hemiasetal
• hidroksili serbest oldugu için bu grubun konumuna
  göre laktozun ? ve ß formlari
• ortaya çikar

149

• Bu iki anomer fizyolojik sartlarda 2/3 oraninda
  bulunur. Ancak laktoz
• kristallestigi zaman sadece ?-formundadir. Laktoz
  diger sekerler kadar tatli degildir ve
• suda çözünürlügü azdir.
• Redüktiftir ve osazon olusturur.

150
(No Transcript)
151
(No Transcript)
152

• Maltoz (a-D-glukopiranozil-(1-4)-glukopiranoz)
  
• Serbest olarak bulunmaz,
• nisastanin asitle veya enzimatik olarak
  hidrolizi sirasinda meydana gelir. Birbirine
• a(1-4) glikozidik bagla baglanmis iki glukoz
  molekülünden olusmustur

153

• Glukozlardan birinin hemiasetal hidroksili baga
  katilir, diger glukozun ki ise serbesttir.
• Bu nedenle maltozun da laktozda oldugu gibi ? ve
  ß ?formlari vardir ve ? ß formuna daha çok
  rastlanir.
• Redüktif tir ve osazon olusturur.

154
(No Transcript)
155

• Sellobioz insan organizmasi için önemi olmayan,
  ancak bitkisel kaynakli
• sellülozun hidrolizi sirasinda meydana gelen bir
  disakkariddir. alfa(1,4) glikozidik bagla
  baglanmis iki glukoz molekülünden olusur.a ve ß
  formlari vardir.

156
(No Transcript)
157

• Polisakkaridler
• Çok sayida monosakkaridin olusturdugu büyük
  yapili moleküllerdir. Glikan adi da verilen bu
  yapilarda monosakkaridler glikozidik bagla
  birbirlerine baglanir.
• Tekrarlanan ünitesi ayni tip monosakkaridden
  meydana gelmis olan polisakkaridlere
• homopolisakkarid, farkli monosakkaridlerden
  olusanlara heteropolisakkarid ismi verilir.

158

• Monosakkaridlerin depolanmis formlari (depo
  polisakkaridleri) olup baslicalari
• sunlardir
• 1. Nisasta Bitkisel kaynaklidir. Amiloz ve
  amilopektinden olusur. Amiloz
• nisastanin 20-30 unu meydana
  getirir.Eriyebilen nisasta ismini de alir.

159
(No Transcript)
160

• Granüler yapidadir ve bu granüller birbirine
  ?-(1-4) glikozidik bagla baglanmis glukoz
  rezidülerinden olusmustur . Bu itibarla genel
  formülü (C6H10 O5)n dir. n sayisi 100-1000
• arasinda degisir ve amilozun helikal bir yapida
  oldugu düsünülmektedir.

161

• Nisastanin içerigindeki ikinci yapi ise
  amilopektin dir. Bu madde nisastanõn
• 60-70 lik kõsmini olusturur ve birbirlerine
  ?-(1-4) ve ? -(1-6) baglanmis glukoz
• rezidülerinden meydana gelir,suda erimez.
  Yapisinda düz ve dalli zincirleri birarada
• içerir. Amilopektinde iki dallanma noktasi
  arasinda ortalama 25 glukoz rezidüsü
• bulunur.

162
(No Transcript)
163

• Nisastada her zincir indirgeme özelligi olan bir
  OH grubuyla sonlanir. Ancak bu gruplarin sayisi
  toplam glukoz rezidülerinin sayisina kiyasla çok
  az oldugu için nisastanin indirgen özelligi
  yoktur. Nisasta iyot ilavesi ile mavi bir renk
  kazanir. Bu renk, nisasta molekülü parçalanarak
  küçüldükçe kirmiziya döner Bu dönüsüm asagidaki
  tabloda gösterilmistir.

164
(No Transcript)
165
(No Transcript)
166

• Nisasta soguk suda erimez. Sicak su ile
  süspansiyon haline gelir ve isitilmaya
• devam edildiginde giderek jel kivamini kazanir.
  

167
Glikojen

• 2. Glikojen Hayvansal nisasta olarak bilinir.
  Ancak bu özelligine ragmen bazi
• maya ve mantarlarda bulundugu tesbit edilmistir.
  Insanda karaciger ve kas dokusunda bulunur

168

• Glukozun depo edilmis seklidir. Dalli yapidadir.
  Bu yapiyi birbirlerine ?(1-4)
• ve ?(1-6) glikozidik bagiyla baglanmis glukoz
  üniteleri olusturur. Dallanma noktalari
• arasinda ortalama 12 glukoz ünitesi bulunur.
  Bu hali ile amilopektinin küçültülmüs bir
• modeline benzer

169
(No Transcript)
170

• Glikojenin sudaki çözeltisi opalesan bir
  görünümdedir. Etil alkol ile çöktürülebilir ve
• alkol uçuruldugunda beyaz bir toz halinde elde
  edilir. Sicak alkali ilavesi ile yapisal bir
• degisiklige ugramaz. Molekül agirligi, elde
  edldigi hayvan türüne göre degisir. Iyot ile
• kirmizi renk verir.

171

• 3. Dekstrin Nisastanin hidrolizi sirasinda açiga
  çikar. Nisbeten küçük yapili glukoz
  polimerleridir. Eriyebilen nisasta da bu gruba
  dahildir.
• Dekstrinler alkol ile çöktürülür.
• Iyot ile daha önce bildirilen renkleri
  verirler. Sindirimlerinin kolay olmasi nedeni
  ile bebeklerin beslenmesinde kullanilirlar.

172

• 4. Dekstran Birbirlerine ?(1-3), ?(1-4), ?(1-6),
  glikozidik baglari ile
• baglanarak ag seklinde bir yapi olusturan glukoz
  ünitelerinden meydana gelir. Bazi
• mikroorganizmalar tarafindan sentezlenir
  (Leuconostoc mesenteroides).

173

• Sudaki çözeltileri viskoz oldugu için,
  kanamalarda damar bsulugunu doldurmak amaci ile
  kullanilir.
• Keza jel filtrasyon amaci ile kullanilan
  sephadex türleri de dekstran dan
• yapilmistir.

174

• 5. Inülin Früktoz ünitelerinden meydana gelmis
  bir karbonhidrat bilesigidir.
• Suda çözünen ancak böbrek tubuluslarindan geri
  emilmeyen bir madde oldugu için
• glomerüler filtrasyon hizinin ölçülmesinde
  kullanilir.
• Sogan ve sarimsakta bulunur.
• Beyaz renkli ve tatsizdir.
• Iyotla renk vermez.

175

• 6. Selüloz Birbirlerine ?(1-4) glikozidik bagi
  ile baglanmis glukoz ünitelerinden meydana gelir.
• Bitkilerin iskeletini olusturur.
• Sekonder yapisinda bulunan hidrojen baglari
  sayesinde fibriler bir yapiya sahip olan
  selülozdan olusan her madde yapi
• dayanikli bir karakter kazanir.

176
(No Transcript)
177
(No Transcript)
178

• Selüloz dünyada en çok bulunan bir organik
  maddedir. Suda çözünmez . Yüksek
• konsantrasyonlu asitlerle isitilirsa sellobioz
  ünitelerine parçalanir. Insan barsaginda
• selülozu parçalayabilen bir enzim yoktur.
  Bundan dolayi selülozun besleyici bir degeri
• oldugu düsünülemez.

179

• Ancak bazi mantar ve mikroorganizmalar selülozu
  parçalama
• yetenegine sahiptirler. Iste bu organizmalari
  bagirsak floralarinda tasiyan canlilar (otla
  beslenen hayvanlar, tahta kurtlari) selülozdan
  gida kaynagi olarak yararlanabilirler.

180

• 7. Kitin ?(1-4) glikozidik bagi ile baglanmis
  N-Asetil-D- glukozamin
• birimlerinden olusur. Dünyada en çok bulunan
  polisakkaridlerdendir. Artropodlarin (böcek,
  midye, yengeç vb) iskeletlerini olusturur.

181
(No Transcript)
182
Heteropolisakkaridler

• Heteropolisakkaridler
• Bu moleküllerde tekrarlayan üniteler, birden
  fazla ve farkli yapida monosakkarid
• içerirler. Örnegin A,B harfleri birbirinden
  farkli monosakkaridleri temsil ediyorsa, bir
• heteropolisakkarid asagidaki sekilde sematize
  edilebilir

183
Heteropolisakkaridler canlilarda hücrelere
disaridan destek saglarlar. Bir baska deyisle
hücreler arasi boslugu doldururlar(substantia
Fundamentalis).Heteropolisakkaridlerde
tekrarliyan birimlerde amino sekerler bulundugu
için bunlara glikozaminoglikan denir.
184

• Nisbeten eskimis tip literatüründe bu
• bilesiklere mukopolisakkaridler denmekte idi.
  Glikozaminoglikanlarda yapiya, ek
• olarak sülfat iyonu katilmistir. Gerek bu gruplar
  ve gerekse dissosiye olan uronik
• asitler bu moleküle asiri negatif bir yük
  kazandirir. Bu nedenle glikozaminoglikanlar
• polianyonik birlesiklerdir.

185

• yapiya katyon olarak sodyum ve su baglanmasi
  gerçeklesir ve ortaya koyu kivamli kaygan bir
  madde çikar. Glikozaminoglikanlar dokularda
  çekirdek protein (core protein) denilen
  proteinlere baglanmis olarak bulunur ve böylece
  çogunlugu karbonhidrat, azinligi proteinden
  meydana gelen büyük bir yapi olusur ki buna da
  proteoglikan denir.

186

• Proteoglikanlarda karbonhidrat-protein
• baglanmasi kovalan olup O-glikozidik
  (ksiloz-serin/treonin,N-Asetilglukozamin-
• serin/treonin) veya N-glikozidik(N-Asetilglukozami
  n-asparagin amino asidinin amido grubu) tarzda
  gerçeklesir.

187

• glikozaminoglikanlari yapi ve çesitli
  özellikleri ile birlikte gözden
• geçirelim.
• 1. Hyalüronik asit? glukuronik asit ve
  N-Asetil-glukozaminden olusur.

188

• Hyalüronik asit hayvanlar dünyasinda hücre disi
  ortamin en önemli kismini
• olusturur
• Hücreleri bir arada tutar,
• oksijen ve diger besleyici maddelerin geçisine
  olanak verir.

189

• Tendon ve kikirdak dokusunda bulunur ve onlara
  esneklik ve dayaniklilik kazandirir.
• Eklem bosluklarini doldurarak kayganlik saglar.
  
• Gözdeki vitreus sivisi da hyalüronik asittir.
• Hyalüronidaz, hyalüronik asitteki glikozidik
  baglari koparan bir enzimdir.

190

• Bu nedenle
• hyalüronidaz salgilayan bakteriler,
  karsilarindaki doku engelini kolayca asarak
  yayilma olanagi bulurlar.
• Ayni enzime sahip spermatositler de benzer tarzda
  ovuma ulasirlar.
• Hyalüronik asidin bir proteinle baglantisi tespit
  edilememistir.

191
(No Transcript)
192

• 2. Kondroitin sülfat Tekrarlayan ünite ?
  glukuronik asit ve N-
• Asetilgalaktozamin dir.
• Sülfat kökü 4. veya 6. karbonlarina baglandigi
  için kondroitin-4-sülfat ve kondroitin-6-sülfat
  olmak üzere iki tipi vardir.

193
(No Transcript)
194

• Kondroitin sülfat kikirdak dokusunun en
• önemli ara maddesidir.
• Burada ortalama 40 kadar kondroitin sülfat
• birimi tek bir çekirdek proteinine baglanir ve
• böylece olusan proteoglikan yapilari baglama
  proteinleri araciligi ile omurga
• konumundaki hyalüronik asit ile iliski kurarak
  gayet büyük bir proteoglikan kümesi
• olustururlar.

195
(No Transcript)
196
(No Transcript)
197
(No Transcript)
198

• 4. Heparin Sülfatli glukozamin ve sülfatli
  idüronik asit ikilisinin olusturdugu bir
  heteropolisakkariddir.
• Mast hücreleri tarafindan sentezlenen ve kan
  pihtilasmasini engelleyen bir maddedir.

199
(No Transcript)
200
5. Heparan sülfat Sülfatli glukozamin ve
glukuronik asitten meydana gelir. Bu
glikozaminoglikan proteoglikan haline geçtikten
sonra hücre membranina yerlesir ve bu yapisiyla
bir reseptör gibi görev yapar.
201
(No Transcript)
202

• 6. Dermatan Sülfat Sülfatli
  N-Asetilglukozamin ve idüronik asitten meydana
  gelir.
• Hayvansal dokularda yaygin olarak bulunur.

203
(No Transcript)
204
GLIKOPROTEINLER

• Canli organizmalarda bulunan bir baska
  protein-karbonhidrat kombinasyonu,
• karbonhidratlarin azinlikta, proteinlerin
  çogunlukta oldugu yapilardir. Bu yapilara
• glikoprotein denir.
• Glikoproteinler, proteinlerin en büyük bölümünü
  olusturur
• Konumuz geregi, biz bu yapinin karbonhidrat
  zinciri ile ilgilenecegiz.

205

• Glikoproteinlerin karbonhidrat kisminda 7 çesit
  monosakkarid bulunur. Bu
• monosakkaridler o kadar degisik siralama ve
  farkli bag yapilari ile bir araya gelirler ki
• sonuçta çok sayida karbonhidrat zinciri yapisi
  ortaya çikar. Glikoproteinlerde yer alan
• monosakkaridler asagida gösterilmistir.

206
(No Transcript)
207

• Glikoproteinlerde görülen bag tipleri
• 1-2, 1-3 , 1-4, 1-6, 2-3, 2-6, a veya ?
  konfigürasyonlarinda
• Glikoproteinlerde karbonhidrat-protein
  baglantisi O-glikozidik veya N-glikozidik
• bag tipinde olur.

208
(No Transcript)
209

• Sialik asit birçok yapida zincirin en basinda
  yer alir ve bu konumuyla bazi
• glikoproteinlerin karaciger tarafindan yakalanip
  parçalanmasini engeller. Bazi
• glikoproteinlerde ise karbonhidrat zincirinin en
  basini isgal eden mannoz-6-fosfat bu
• proteinin lizozoma dogru yönlendirilmesini
  saglar.

210
GLIKOLIPIDLER

• Karbonhidratlar lipidlerle birleserek
  glikolipidleri olustururlar.
• Bunun organizmamizdaki en güzel örnegi kan grubu
  antijenleridir. Glukoz, galaktoz,
  N-asetil-galaktozamin ve fükozdan olusan
  karbonhidrat yapisi,eritrosit membranlarinda
• sfingolipidlere baglanarak kan grubu
  antijenlerini meydana getirir (ayni tip
• karbonhidratlar sekresyon materyelinde
  proteinlere baglanir).

211
Kan grubu antijenleri

• Eritrositlerdeki temel kan grubu antijeni O
  grubu antijenidir. Bu antijenin
• karbonhidrat kismi glukoz- galaktoz- N-
  asetilgalaktozamin-galaktoz ve fükoz dan
• olusur. Lipid kisminda ise sfingozin(amino-alkol)
  ve yag asidi bulunur.
• O grubu antijenine N-asetilgalaktozamin
  eklenmesiyle A grubu antijeni,
• galaktoz eklenmesiyle B grubu antijeni meydana
  gelir.

212
(No Transcript)