탄수화물 화학 구조, 분류 및 기능

그 탄수화물, 탄수화물 또는 당질은 생명체에 에너지를 저장하는 유기 분자입니다. 그들은 가장 풍부한 생체 분자이며 당류, 전분 및 셀룰로오스를 비롯하여 생물체에서 발견되는 다른 화합물들.

광합성 (식물, 조류 및 일부 박테리아)을 수행하는 유기체는 자연에서 탄수화물의 주요 생산자입니다. 이들 당류의 구조는 선형 또는 분 지형, 단순형 또는 화합물 형일 수 있으며, 또 다른 종류의 생체 분자와 결합 될 수있다.

예를 들어, 탄수화물은 단백질을 결합하여 당 단백질을 형성 할 수 있습니다. 또한 지질 분자와 결합하여 생체막의 구조를 형성하는 생체 분자 인 당지질을 형성합니다. 탄수화물은 또한 핵산의 구조에 존재한다.

처음에는 탄수화물이 세포 에너지 저장 분자로 인식되었습니다. 이어서, 탄수화물이 생물학적 시스템에서 충족시키는 다른 중요한 기능들이 결정되었다.

모든 살아있는 존재들은 복잡한 탄수화물의 치밀한 층으로 덮인 세포를 가지고 있습니다. 탄수화물은 크기와 구성이 다를 수있는 수산기 (-OH)에 붙어있는 3 ~ 9 개의 탄소 원자에 의해 형성된 작은 분자 인 모노 사카 라이드로 구성됩니다.

탄수화물의 중요한 특성은 세포 신호 분자의 생성, 조직의 형성 및 인간의 다양한 혈액 그룹의 정체성 생성과 같은 광범위한 기능을 수행 할 수있게하는이 분자 클래스 내에서 엄청난 구조적 다양성입니다..

마찬가지로, 고등 진핵 생물의 세포 외 기질은 분비 된 탄수화물이 풍부하여 세포 생존과 의사 소통에 필수적입니다. 이러한 세포 인식 기작은 숙주 세포를 감염시키기 위해 다양한 병원균에 의해 이용된다.

단당류는 글리코 시드 결합으로 연결되어 다당류, 올리고당 및 다당류와 같은 다양한 탄수화물을 형성 할 수 있습니다. 생물학적 시스템에서 탄수화물의 구조와 기능에 관한 연구는 glycobiology.

색인

1 화학 구조
2 분류
- 2.1 단당류
- 2.2 이당류
- 2.3 올리고 사카 라이드
- 2.4 다당류
3 함수
탄수화물을 함유 한 4 가지 식품
- 4.1 전분
- 4.2 과일 및 채소
- 4.3 우유
- 4.4 과자
5 탄수화물 대사
6 참고 문헌

화학 구조

탄수화물은 탄소, 수소 및 산소 원자로 구성됩니다. 이들의 대부분은 실험식 (CH2O) n으로 나타낼 수 있는데, n은 분자 내 탄소의 수입니다. 다시 말해, 탄소, 수소 및 산소의 비율은 탄수화물 분자에서 1 : 2 : 1입니다.

이 공식은 성분이 탄소 원자 ( "carbo")와 수적 원자 (따라서 "수화물")이기 때문에 용어 "탄수화물"의 기원을 설명합니다. 탄수화물은 주로이 3 개의 원자에 의해 형성되지만, 질소, 인 또는 황을 가진 일부 탄수화물이 있습니다.

기본적인 형태로 탄수화물은 단순 당 또는 단당입니다. 이 간단한 당은 더 복잡한 탄수화물을 형성하기 위해 함께 결합 될 수 있습니다..

두 가지 간단한 당의 조합은 이당류입니다. 올리고당은 2 ~ 10 개의 단당을 포함하며 다당류는 10 개 이상의 단당으로 구성된 최대 탄수화물입니다.

탄수화물의 구조는 광합성에 의한 형성 과정에서 에너지가 채권에 저장되는 방법과이 호흡이 세포 호흡 중에 어떻게 파괴되는지를 결정합니다.

기능들

탄수화물의 네 가지 주요 기능은 에너지를 제공하고 에너지를 저장하며 거대 분자를 만들고 단백질과 지방의 분해를 방지하는 것입니다.

탄수화물은 간단한 당의 소화에 의해 분해됩니다. 이들은 소장의 세포에 흡수되어 몸의 모든 세포로 전달되어 에너지로 아데노신 트리 포스페이트 (ATP)의 형태로 산화됩니다..

주어진 시간에 에너지 생산에 사용되지 않는 당 분자는 글리코겐 및 전분과 같은 예비 중합체의 일부로 저장됩니다.

핵산의 기본 단위 인 뉴클레오타이드는 그 구조 내에 포도당 분자를 가지고 있습니다. 몇몇 중요한 단백질은 탄수화물 분자와 관련있다 : 예를 들면 : 배란 과정에서 개입하는 난포 자극 호르몬 (FSH).

탄수화물이 주요 에너지 원이기 때문에 급속한 분해는 다른 생체 분자가 에너지를 얻기 위해 분해되는 것을 방지합니다. 따라서 설탕 수치가 정상 일 때 단백질과 지질은 분해로부터 보호됩니다..

일부 탄수화물은 물에 용해되며, 사실상 전 세계에서 주식으로 작용하며, 이러한 분자의 산화는 대부분의 비 광합성 세포에서 에너지 생성의 주요 원천입니다..

불용성 탄수화물은 보호 역할을하는보다 복잡한 구조를 형성하도록 연관되어 있습니다. 예를 들면 : 셀룰로오스는 헤미셀룰로오스와 펙틴과 함께 식물 세포의 벽을 형성합니다. 키틴은 곰팡이 세포의 벽과 절지 동물의 외골격을 형성합니다..

또한, 펩티도 글리 칸은 세균 및 시아 노 박테리아의 세포벽을 형성한다. 동물과 골격 관절의 결합 조직은 다당류.

많은 탄수화물은 단백질 또는 지질에 공유 결합되어보다 복합적인 구조를 형성하며 집합 적으로 글리코 컨쥬 게이트라고합니다. 이러한 복합체는 이들 분자의 세포 내 위치 또는 대사 경로를 결정하는 표지자로서 작용한다

탄수화물을 함유 한 식품

탄수화물은 주된 에너지 원이기 때문에 건강한 식단의 필수 구성 요소입니다. 그러나 일부 식품에는 영양소가 많은 건강한 탄수화물 (예 :

전분

전분을 함유 한 식품이 탄수화물의 주요 공급원입니다. 이러한 전분은 일반적으로 복잡한 탄수화물에 속하며, 말하자면, 이들은 서로 결합되어 많은 분자 사슬을 형성하는 다수의 당에 의해 형성된다. 이런 이유로, 전분은 소화되기까지 더 오래 걸립니다..

전분을 함유 한 다양한 식품이 있습니다. 곡물에는 전분 함량이 높은 음식 (예 : 콩, 렌즈 콩 및 쌀)이 포함됩니다. 곡물에는 또한 다음과 같은 탄수화물이 들어 있습니다 : 귀리, 보리, 밀 및 파생물 (밀가루와 파스타) .

콩과 식물 및 견과류에는 또한 전분 형태의 탄수화물이 포함되어 있습니다. 또한 감자, 고구마, 옥수수, 호박과 같은 야채는 전분 함량이 풍부합니다..

많은 탄수화물이 섬유질의 원천이라는 점에 유의해야합니다. 즉, 섬유는 기본적으로 신체가 부분적으로 만 소화 할 수있는 탄수화물 유형입니다.

복합 탄수화물과 마찬가지로 탄수화물 섬유는 천천히 소화되는 경향이 있습니다.

과일과 채소

과일과 채소는 탄수화물 함량이 높습니다. 전분과 달리 과일과 채소에는 간단한 탄수화물, 즉 하나 또는 두 개의 당류가 서로 연결된 탄수화물이 포함되어 있습니다.

이 탄수화물은 분자 구조가 단순하여 복잡한 것보다 쉽고 빠르게 소화됩니다. 이것은 음식이 가지고있는 다양한 수준과 유형의 탄수화물에 대한 아이디어를 제공합니다.

따라서 바나나, 사과, 오렌지, 멜론, 포도는 시금치, 브로콜리, 케일, 당근, 옥수수와 같은 야채보다 탄수화물이 많습니다. 버섯과 가지.

우유

야채와 과일과 마찬가지로 낙농 제품은 단순 탄수화물을 함유 한 식품입니다. 우유에는 달콤한 맛의 이당류 인 락토오스라는 자체 설탕이 있습니다. 이것 한잔은 약 12 그램의 탄수화물.

시장에 많은 버전의 우유와 요구르트가 있습니다. 특정 유제품의 전체 또는 감소 지방 버전을 사용하는지 여부에 관계없이 탄수화물의 양은 동일합니다.

과자

과자는 탄수화물의 또 다른 유명한 근원입니다. 여기에는 설탕, 꿀, 사탕, 인공 음료, 쿠키, 아이스크림 등이 포함됩니다. 이러한 모든 제품에는 고농축의 당.

일부 가공 식품 및 정제 식품에는 복잡한 탄수화물이 포함되어 있습니다 (예 : 빵, 쌀, 흰색 파스타). 세련된 탄수화물은 과일과 채소가 가지고있는 탄수화물만큼 영양가가 없다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.

탄수화물 대사

탄수화물의 신진 대사는 세포에서 탄수화물의 형성, 분해 및 전환을 수반하는 대사 반응의 집합입니다.

탄수화물의 신진 대사는 고도로 보존되어 있으며 박테리아에서도 관찰 될 수 있습니다. 주요 사례는 락 오페론 (Lac Operon)입니다. 대장균.

탄수화물은 자연에서 가장 중요한 탄수화물 형성 반응 인 광합성과 같은 많은 대사 경로에서 중요합니다..

이산화탄소와 물에서 식물은 태양 에너지를 사용하여 탄수화물 분자를 합성합니다..

동물과 곰팡이 세포는 식물 조직에서 소비되는 탄수화물을 분해하여 세포 호흡이라는 과정을 통해 ATP의 형태로 에너지를 얻습니다..

척추 동물에서 포도당은 혈액을 통해 몸 전체로 운반됩니다. 세포 에너지 저장량이 적 으면 글루코 시스라는 대사 반응에 의해 포도당이 분해되어 약간의 에너지와 일부 대사 중간체가 생성됩니다.

즉각적인 에너지 생성에 필요하지 않은 포도당 분자는 글리코겐 생성 (glycogenesis) 과정을 통해 간 및 근육에서 글리코겐으로 저장됩니다.

일부 간단한 탄수화물에는 더 복잡한 탄수화물과 같은 자체 분해 경로가 있습니다. 예를 들어, 락토스는 락타아제 효소가 결합을 파괴하고 그 기본 단당류, 글루코오스 및 갈락 토즈를 방출하는 작용을 요구한다.

포도당은 세포에 의해 소비되는 주 탄수화물이며 에너지 원의 약 80 %를 차지합니다.

포도당은 세포로 전달되어 특정 운반자를 통해 들어가서 분해되거나 글리코겐으로 저장 될 수 있습니다.

세포의 신진 대사 요구 사항에 따라 포도당은 다른 단당류, 지방산, 핵산 및 특정 아미노산을 합성하는 데 사용될 수도 있습니다.

탄수화물 대사의 주요 기능은 혈당 수준을 조절하는 것입니다. 이것은 내부 항상성 (homeostasis)으로 알려져 있습니다.

참고 문헌

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생물학

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