21. CarbohydratesTadulako

Dra. Tasmini, M.Kes.
Bagian Biokimia
Fakultas Kedokteran UGM
Karbohidrat:
adl senyawa polihidroksi aldehid
atau polihidroksiketon.
Oleh karena itu karbohidrat mempunyai
dua gugus fungsional yg penting :
- Gugus hidroksil
- Gugus keton/aldehid
- Monosakarida :
Karbohidrat yg paling sederhana dan tidak
dapat dihidrolisis lebih lanjut
- Disakarida
Karbohidrat yg mengandung 2 satuan
monosakarida
- Oligosakarida
Karbohidrat yg jika dihidrolisis menghasilkan
3–8 satuan monosakarida
- Polisakarida
Karbohidrat yg jika dihidrolisis menghasilkan
banyak satuan monosakarida
Satuan karbohidrat yg paling sederhana dg rumus
CnH2nOn  dimana n = 3–8
C3H6O3 : triosa
C4H8O4 : tetrosa dan seterusnya.
Macam-macam monosakarida
a. Aldosa : monosakarida yg mengandung gugus
aldehid
Contoh : Gliseraldehid
b. Ketosa : monosakarida yg mengandung gugus
keton
O
C
H
H
H
*
C OH
C
OH
H
( D - gliseraldehid)
O
H
C
H
*
HO C H
H2C
H
OH
L - gliseraldehid
H
C
OH
C
O
C
OH
Proy
H
Penamaan D, L monosakari
Monosakarida disebut D jika gugus -OH dari
atom C* yg letaknya paling jauh dari gugus
O
C
H
atau
C O
terletak disebelah kanan. Dan diberi nama L
jika gugus OH dari atom C* tersebut berada
disebelah kiri.
CHO
CHO
H
C * OH
*
C
OH
H
C * OH
H
HO
C
H
HO
C
H
CH 2OH
CH 2OH
D-(-)-ribosa
(D-aldosa)
L-eritrosa
(L-aldosa)
C
Turunan D-aldosa
H
O
H
OH
CH 2OH
O
C
D-(+)-gliseraldehida
H
H
OH
H
OH
O
C
HO
OH
H
H
OH
CH 2OH
CH 2OH
D-(-)-eritrosa
D-(-)-tetrosa
CHO
CHO
H
OH
HO
H
OH
H
OH
HO
H
OH
H
OH
H
H
CH 2OH
D-(-)-ribosa
CHO
CHO
H
OH
HO
H
OH
H
H
OH
H
OH
CH 2OH
D-(+)-alosa
H
H
OH
HO
H
H
HO
H
CH 2OH
D-(-)-arabinosa
D-(+)-xilosa
CHO
H
OH
CH 2OH
CHO
CHO
D-(-)-liksosa
CHO
H
OH HO
H
OH HO
H
H
H
OH
H
OH HO
H
OH
H
OH
H
OH HO
H
HO
HO
H
OH
H
OH
H
OH
OH
CH 2OH
D-(+)-altrosa D-(+)-glukosa
CH 2OH
H
CH 2OH
D-+)-manosa D-(-)-gulosa
H
OH
CH 2OH
CHO
CHO
H
HO
OH
CH 2OH
OH HO
CH 2OH
H
CHO
CHO
H
H
OH HO
H
H
HO
H
H
HO
H
OH
CH 2OH
H
OH
CH 2OH
D-(-)-idosa D-(+)-galaktosa D-(-)-talosa
CHO
CHO
H
C
OH
HO
C
H
H
CH 2OH
O
C
H
H
C
OH HO
H
HO
C
H
H
C
OH
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
C
OH
H
C
OH
CH 2OH
D - glukosa
CH 2OH
CH 2OH
D-galaktosa
D - aldoheksosa
D - fruktosa
D - ketoheksosa
Aldehid dan keton dapat bereaksi dengan
alcohol membentuk hemiasetal atau hemiketal.
OH
O
R
C
H
+ H3C
O
H
R
Hemiasetal
O
C
OCH3
H
Aldehid
R
C
OH
R' + H3C
O
H
R
C
OCH3
R'
Keton
Hemiketal
- Hemiasetal atau hemiaketal siklis terbentuk
jika gugus keton/aldehid dan alkohol terdapat
dalam 1 molekul.
Contoh : 4 – hidroksipentanal
CH2
CH2
CH
CH
H3C
OH
O
H3C
H2C
CH2
CH
CH
O
hemiasetal siklis
OH
-
Monosakarida mempunyai gugus carbonil
(aldehid/keton) dan gugus hidroksil dalam tiap
molekulnya. Oleh karena itu monosakarida dpt
membentuk hemiasetal atau hemiketal siklis.
Misal : glukosa
H
Contoh : Glukosa
O
C
H
C
HO
OH
CH
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
H
H
C
*
C
HO
C
H
C
OH
karbon anomerik
HO
C
OH
H
C
OH
HO
C
H
C
OH
O
OH
*
H
C
C
CH2OH
CH2OH
 - glukosa
o
]= + 112
 - glukosa
o
]= + 19
O
- Pada glukosa, hemiasetal – siklis terbentuk
antara gugus aldehid pada C - 1 dengan gugus
– OH pada C – 5 sehingga membentuk cincin –
6 yang stabil.
- Dalam bentuk hemiasetal siklis atom C – 1
bersifat kiral  karbon anomerik sehingga
memberikan 2 kemungkinan struktur isomer D
– glukosa :  - D – glukosa dan  - D – glukosa
dimana sifat keduanya sangat berbeda.
H
C
OH
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
O
C
H
C
O
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
C
OH
H
CH2OH
HO
C
H
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
C
CH2OH
 - D - glukosa
CH2OH
proyeksi Fisher
CH2OH
 - D - glukosa
CH2OH
O
O
*
OH
Struktur Haworth
OH ()
OH
OH
O
OH
*
OH
H
OH
OH
()
CH2OH
CH2OH
O
O
*
OH
OH ()
OH
*
OH
Struktur Haworth
H
OH
OH
OH
()
OH
Konformasi kursi
HOH2C
HOH2C
O
HO
O
HO
*
HO
*
HO
OH
(e)
OH ()
OH
H
(a)
OH

 Padatan kristal tidak berwarna
 Larut dalam air  ikatan hidrogen
 Sedikit larut dalam alkohol
 Tidak larut dalam eter, kloroform, benzena
 Rasanya manis.
Diantara monosakarida  fruktosa yg paling manis
1. Reaksi Oksidasi
- Berdasarkan kemampuannya utk mereduksi
senyawa/pereaksi (Tohlens, Benedict, Fehling),
monosakarida dapat digolongkan :
- Gula pereduksi
- Gula non pereduksi
- Kemampuan mereduksi pereaksi-pereaksi tsbt
didasarkan pd adanya gugus aldehid atau
gugus -hidroksi keton  gugus aldehid atau
-hidroksi keton akan teroksidasi menjadi
karboksilat/keton
Semua monosakarida adalah Gula Pereduksi
CHO
HC
HO
O
OH
+ Cu2+
C
C
OH
C
OH
CH2OH
HO
C
OH
C
OH
merah bata
C
C
OH
C
OH
CH2OH
D - glukosa
+ Cu2O
asam- D - glukonat
-
Oksidasi aldosa oleh pereaksi Fehling’s,
Benedict’s atau Tohlen’s membentuk asam
monokarboksilat  Asam Aldonat.
- Oksidasi aldosa dengan oksidator kuat (HNO3
panas) menghasilkan asam dikarboksilat
karena HNO3 selain mengoksidasi gugus
aldehid juga mampu mengoksidasi gugus
CH2OH terminal
COOH
CHO
Reaksi dg HNO3
C
HO
C
OH
HNO 3
C

HO
OH
C
OH
C
OH
C
OH
D - glukosa
COOH
asam D - glukarik
CHO
C
HO
C
C
CH2OH
Reaksi dg Tohlens
OH
COOH
OH
+ Ag+
C
C
HO
OH
+ Ag
C
C
OH
C
OH
C
OH
C
OH
CH2OH
CH2OH
Cermin perak
2. Gugus karbonil dari monosakarida dapat
direduksi menjadi alcohol dengan bbrp
pereaksi menghasilkan alditol
CH2
CHO
C
HO
C
C
OH
+ H2
katalis
logam
HO
OH
OH
C
C
OH
C
OH
C
OH
C
OH
CH2OH
D - glukosa
CH2OH
D -glukitol (sorbitol)
Reaksi monosakarida hemiasetal atau
hemiketal siklis dengan 1 molekul alcohol lagi
membentuk asetal atau ketal. Pada reaksi ini
gugus – OH pada C – anomerik digantikan oleh
gugus – OR dari alcohol.
CH2OH
CH2OH
O
H
OH
OH
-D-glukopiranosa
OCH3
+
+ CH3OH
*
OH
O
OH
H
*
OH
+
H2O
H
OH
OH
metil--D-glukopiranosida
Gula Non Pereduksi
Ikatan glikosida
-
Asetal/ketal seperti ini dinamakan Glikosida
dan ikatan dari karbon anomerik dg gugus OR
disebut ikatan glikosidik.
- Glikosida dinamai berdasarkan nama monosakaridanya, dg mengganti akhiran –a dg –ida.
- Misal: glukosa  glukosida
manosa  manosida
- Disakarida adl karbohidrat yg terdiri dari 2
satuan monosakarida.
- Dua monosakarida dihubungkan dg ikatan
glikosidik antara C-anomerik dari satu unit
monosakarida dg gugus –OH dari unit
monosakarida yg lainnya.
- Beberapa disakarida yg sering dijumpai :
Maltosa, Selobiosa, Laktosa, Sukrosa
-
Selubiosa  -D-Glukosa + -D-Glukosa
Maltosa  -D-Glukosa + -D-Glukosa
Sukrosa  -D-Glukosa + -D-Fruktosa
Laktosa  -D-Glukosa + -D-Galaktosa
CH2OH
CH2OH
O
H
*
OH
1'
OH
OH
*
OH
4
O
OH
O
H
H


OH
Ikatan -1',4 glikosidik
HOH2C
O
Karbon glikosidik
HO
HO
OH
1'
O
HOH2C
O
4
()
HO
4-O-(D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa
(Maltosa)
OH
H
OH
-
Pada maltosa, ikatan glikosidik terjadi pada
atom C-1’ dari satu glukosa dengan atom C-4
dari glukosa yang lain, sehingga ikatannya
disebut ikatan 1’,4-glikosidik
- Karbon anomerik di unit glukosa sebelah
kanan pada maltosa dalam bentuk hemiasetal,
sehingga akan dapat berkesetimbangan
dengan struktur terbuka. Oleh karena itu
maltosa dpt bereaksi + dg Tohlens
CH2OH
O
H
CH2OH
O
o 4
*
OH
*
OH
H
1'
OH
HOH2C

OH
H
OH
OH

Ikatan -1',4 glikosidik
O
H
HO
HO
O
HO
OH
1'
H
OH
4
H
CH2OH
4-O-(D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa
(Selubiosa)
H ()
OH
O
- Merupakan gula utama pada ASI dan susu sapi
(4-8 % laktosa).
- Karbon anomerik pd unit galaktosa mempunyai
konfigurasi  pada C-1 dan berikatan dg gugus
-OH pada C-4 unit glukosa
- Galaktosemia adalah penyakit yg disebabkan
karena tidak memiliki enzim yg dpt
mengisomerisasi galaktosa menjadi glukosa,
sehingga tidak dapat mencerna susu.
Struktur Laktosa
CH2OH
O
OH
O
H
CH2OH
o 4
*
OH
*
OH
OH
1'
OH
H
OH
OH
HOH2C
H

Ikatan -1',4 glikosidik
O
H
HOH2C
H
HO
O
OH

1'
O
4
H
HO
OH
4-O-(D-galaktopiranosil)-D-glukopiranosa
(Laktosa)
(
OH
- Sukrosa dikenal dengan gula pasir, terdapat
pada tumbuhan fotosintetik yg berfungsi sbg
sumber energi. Misal : pada tebu, bit gula
- Pada sukrosa kedua kabon anomerik pada
kedua unit monosakarida terlibat dlm ikatan
glikosidik. Ikatan glikosidik terjadi antara C-1
pada unit glukosa dan C-2 pada unit fruktosa,
sehingga tidak mempunyai gugus hemiasetal.
Struktur Sukrosa
CH2OH
O
OH
HO
H
HOH2C
* 1'
OH
O
H
H
HO
OH O
CH2OH
OH
O
2
konfigurasi 
OH
O H

CH2OH
O
2
OH
CH2OH
OH
OH
1'
()
CH2OH
D-glukopiranosil-D-fruktofuran
osida
(Sukrosa)
H
- Karbohidrat yg mengandung banyak
monosakarida dan mempunyai berat molekul
yg besar
- Hidrolisis polisakarida secara sempurna akan
menghasilkan satu jenis monosakarida
- Unit monosakarida dpt dihubungkan secara
linier atau dpt bercabang
- Jenis Polisakarida : Pati dan Glikogen
- Polisakarida yg tersimpan dlm tumbuhan.
- Merupakan komponen utama pada biji-bijian,
kentang, jagung dan beras
- Tersusun atas unit D-glukosa yg dihubungkan
oleh ikatan 1,4--glikosidik
- Rantai cabang dihubungkan oleh ikatan 1,6-glikosidik
- AMILOSA : 20 % bagian pati, tersusun atas 50–
300 unit glukosa melalui ikatan 1,4 glikosidik
- Amilosa larut di dlm air
- AMILOPEKTIN : 80 % bagian pati, tersusun
atas 300–5.000 unit glukosa melalui ikatan 1,4
glikosidik dan 1,6.
- Setiap 25-50 unit glukosa dihubungkan oleh
ikatan 1,4 . Rantai-rantai tesebut dihubungkan
dg ikatan 1,6 sehingga menghasilkan struktur
yg bercabang
- Karena strukturnya bercabang shg sangat
besar, maka amilopektin tdk larut dlm air
- Karbohidrat penyimpan energi yg tersimpan
dalam hewan
- Tersusun lebih dari 100.000 unit glukosa
- Strukturnya bercabang melalui ikatan 1,4 dan
1,6 glikosidik
- Tidak larut dalam air
- Larut dalam pelarut organik non polar : eter,
kloroform, heksana.
- Selulosa : polimer tdk bercabang dari glukosa
melalui ikatan 1,4--glikosidik
- Kitin : polisakarida yg mengandung nitrogen,
membentuk cangkang krustasea dan kerangka
luar serangga
- Pektin : polimer linier dari D-galakturonat
melalui ikatan 1,4--glikosidik. Terdapat pada
buah-buahan dan buni-bunian