Grup meneliti biomolekul karbohidrat. Karbohidrat terdiri atas monosakarida, oligosakarida, dan polisakarida. Monosakarida seperti glukosa dan fruktosa dapat bergabung membentuk disakarida seperti sukrosa. Polisakarida seperti selulosa dan glikogen terbentuk dari ratusan unit monosakarida. Karbohidrat berperan sebagai sumber energi dan mempengaruhi berbagai proses biologis.
3. Pengertian biomolekul
Biomolekul adalah molekul yang terjadi
secara alami dalam organisme hidup.
Biomolekul termasuk makromolekul
seperti protein, karbohidrat, lipid dan
asam nukleat. Ini juga termasuk molekul
kecil seperti metabolit primer dan
sekunder dan produk alami. Biomolekul
sebagian besar terdiri dari karbon dan
hidrogen dengan nitrogen, oksigen, sulfur,
dan fosfor. Biomolekul adalah molekul
yang sangat besar dengan banyak atom,
yang terikat bersama-sama dalam ikatan
kovalen.
4. Mengenal Karbohidrat
Pengertian Karbohidrat adalah senyawa karbon
yang mengandung banyak gugus fungsi
hidroksil (-OH). Karbohidrat paling sederhana
terdiri dari dua struktur dasar yakni
polyhidroksialdehid dan polihidroksiketon.
Seluruh karbohidrat dikelompokkan menjadi
tiga grup yakni monosakarida, oligosakarida,
dan polisakarida. Monosakarida adalah
karbohidrat sederhana dengan satu unit
molekul. Contoh dari monosakarida adalah
glukosa (sebagai penghasil energi utama
makhluk hidup), fruktosa, dan galaktosa.
Sedangkan oligosakarida adalah molekul
karbohidrat yang terdiri dari dua hingga
sepuluh monosakarida yang terangkai dengan
ikatan glikosidik. Contoh dari oligosakarida
adalah sukrosa (gula tebu, disakarida dengan
monomer fruktosa dan glukosa), laktosa (gula
susu, disakarida dengan monomer fruktosa
dan galaktosa) Polisakarida adalah polimer
karbohidrat paling panjang dengan ratusan
unit monomer.
5. Pembentukan ikatan-ikatan tersebut
dimudahkan oleh gugus hidroksil yang
memungkinkan karbohidrat untuk
berinteraksi dengan air dan membentuk
ikatan (interaksi) hidrogen, baik dalam
rantai karbohidrat itu sendiri atau antara
beberapa rantai karbohidrat lainnya.
Beberapa biomolekul lain dapat
diturunkan dari molekul karbohidrat.
Molekul turunan karbohidrat antara lain
glukosamin, molekul glukosida dengan
gugus amina; glokolipid, molekul
oligosakarida yang berikatan dengan
lemak atau glikoprotein, suatu protein
yang berikatan dengan karbohidrat rantai
pendek.
6. Sistem Penamaan Karbohidrat
Struktural dari karbohidrat dalam
tubuh didominasi oleh dua struktur
karbohidrat yang berdasar pada
molekul aldotriosa, gliseraldehid
dan ketotriosa, dihidroksiaseton.
Seluruh molekul karbohidrat
memiliki setidaknya satu struktur
asimetris yang disebut struktur
chiral dari atom-atom karbon yang
memiliki simetri optis. Oleh karena
itu, karbohidrat umumnya memiliki
dua konformasi yang ditentukan
oleh orientasi dari gugus hidroksil
pada urutan atom karbon asimetris
tersebut.
7. Masing-masing molekul
tersebut memiliki
konformasi cermin yang
disebut enantiomer.
Struktur karbohidrat yang
aktif secara biologis
adalah konformasi D.
Sedangkan lainnya adalah
konformasi L (Gambar 2).
Struktur Entantiomer Dari
gliseraldehid
8.
9. Monosakarida dan Klasifikasi
Karbohidrat
Monosakarida adalah karbohidrat
yang paling melimpah ditubuh
makhluk hidup. Monosakarida
diklasifikasikan menjadi bebrapa
kelompok berdasarkan jumlah
karbon yang menyusun masing-
masing molekul. sebagian besar
dari monosakarida memiliki enam
atom karbon.
10. Karbon Kategori nama Contoh relevant
3 Triose Glyceraldehyde, Dihydroxyacetone
4
Tetrose Erythrose
5
Pentose Ribose, Ribulose, Xylulose
6
Hexose Glucose, Galactose, Mannose, Fructose
7
Heptose Sedoheptulose
9
Nonose Neuraminic acid, also called sialic acid
11. Gugus fungsi aldehid dan keton dengan
jumlah atom karbon lima atau enam
dapat bereaksi dengan gugus alkohol dari
atom karbon didekatnya dan membentuk
ikatan intramolekul hemisetal (bila
dibentuk oleh gugus aldehid) dan
hemiketal (apabila dibentuk oleh gugus
keton). Ikatan intrastruktural tersebut
akan menyebabkan struktur karbohidrat
lurus berubah menjadi menjadi cincin
dengan lima atau enam atom karbon
(Gambar 3).
Pembentukan ikatan intramolekul
monosakarida
12.
13. Karbohidrat yang diturunkan dari
monosakarida beratom karbon lima disebut
furanosa, berasal dari kata furan. Sedangkan
untuk cincin karbohidrat beratom karbon
enam disebut piran dan turunannya disebut
piranosa. Cincin tersebut dapat dibuka dan
ditutup kembali. hal tersebut memungkinkan
rotasi dari atom karbon yang menyangga gugus
karbonil.
Perputaran tersebut menyebabkan
terbentuknya dua konfigurasi (α and β) baik
untuk struktur hemiacetal dan hemiketal.
Atom karbon yang dapat berotasi tersebut
disebut karbon anomer, hingga struktur
monosakarida yang demikian disebut anomer
pula. karbohidrat dapat berubah secara
spontan dari konfigurasi α pada β dan
sebaliknya. Proses ini disebut mutarotasi
(Gambar 4).
Mutarotasi Monosakarida
14.
15. Klasifikasi dan Struktur Disakarida
Ikatan kovalen yang dibentuk oleh
kondensasi gugus hidroksil monosakarida
anomerik dan gugus hidroksil
monosakarida kedua akan menyatukan
kedua monosakarida tersebut menjadi
glikosida dan melepaskan molekul air
H2O. Ikatan tersebut disebut ikatan
glikosidik. Beberapa contoh disakarida
adalah gula tebu (sukrosa), maltosa dan
laktosa (gula susu).Sukrosa adalah
disakarida dengan nilai ekonomi tinggi
yang dibentuk dari molekul glukosa dan
fruktosa dengan ikatan α–(1,2)–β-
glikosidik (Gambar 5).
16.
17. Struktur Polisakarida
karbohidrat umumnya ditemukan sebagai
molekul dengan berat molekul yang besar
dan terdiri dari ratusan unit
monosakarida. Molekul karbohidrat
dengan ciri demikian disebut
polisakarida. Polisakarida terbentuk dari
beragam monomer monosakarida.
Namun, sebagian besar polisakarida
dibentuk oleh D-glukosa. Polisakarida
dapat tersusun atas satu macam
monomer atau beberapa monomer
monosakarida yang berbeda. Polisakarida
yang terbentuk dari satu jenis monomer
disebutt homopolisakarida. Sedangkan
polisakarida yang disusun oleh lebih dari
satu jenis monosakarida
disebut heteropolisakarida.
Struktur homopolisakarida dan
heteropolisakarida
18.
19. Fungsi Biomolekul
(karbohidrat)
Karbohidrat menyediakan
tubuh dengan sumber bahan
bakar dan energi, membantu
dalam berfungsinya otak kita,
jantung dan saraf, pencernaan
dan sistem kekebalan tubuh.
Kekurangan karbohidrat
dalam makanan
menyebabkan kelelahan,
fungsi mental yang buruk.
20. Sedangkan pada tumbuhan, selulosa
adalah bagian terpenting yang menyusun
dinding sel, sang penjaga rigiditas bentuk
sel. Selulosa terbentuk dari glukosa yang
tersusun dalam rantai lurus dengan ikatan
asetal beta 1-4 glikosidik, hal ini yang
membedakan selulosa dengan glikogen
dan pati (yang memiliki ikatan alfa).
Hingga umumnya hewan tidak mampu
mencerna selulosa.
struktur molekul selulosa
Selulosa adalah sumber bioenergi yang
potensial. Dengan pengembangan
bioteknologi yang makin pesat, selulosa
dari limbah agrikultur dapat dikonversi
menjadi berbagai biofuel seperti biodiesel
dari limbah tebu, dan biogasoline dari
maltosa yang dihasilkan dari hidrolisis
selulosa
21. Struktur Glikogen dan Selulosa
Glikogen adalah cadangan karbohidrat
utama pada hewan. Molekul ini
merupakan salah satu contoh
homopolisakarida yang tersusun oleh
glukosa dengan ikatan glikosidik α–(1,4);
Glikogen adalah polisakarida yang
memiliki percabangan pada 8-10 residu
monosakarida. Percabangan tersebut
dibentuk oleh ikatan α–(1,6). Glikogen
merupakan polisakarida dengan struktur
kompak, disebabkan oleh adanya
coiling pada rantai polimer tersebut.
Kompaknya struktur polisakarida ini
membuat glikogen dapat tersimpan dalam
jumlah besar dalam volume sel yang
sempit tanpa mempengaruhi osmolaritas
sel secara signifikan
Struktur rantai dan percabangan glikogen
