2de bachelor diergeneeskunde
Biochemie van de
huisdieren I
1ste semester
28/09/2021
,BIOMOLECULEN
INLEIDING
FUNCTIONELE GROEPEN
KOOLHYDRATEN
INLEIDING
Naam:
• Kool-hydraten
Koolstof-water
Andere namen: suikers, sacchariden
Algemene formule: (CH2O)n
Één van de meest voorkomende biomoleculen op aarde
Per jaar 100 miljard ton CO2 en water geconverteerd
Belang koolhydraten:
• Voedsel (suiker, zetmeel, …)
• Energiebron (oxidatie)
• Structuurelement in de celwand
• Celadhesie
• Signaalmolecule (glycoconjugaten)
,Indeling op basis van grootte:
• Monosacchariden:
Één enkel polyhydroxy-aldehyde
Één enkel polyhydroxy-keton
• Oligosacchariden:
korte ketens van monosacchariden
meest voorkomend zijn de disacchariden
• Polysacchariden:
Meer dan 20 monosaccharide units
Bekendste voorbeelden: cellulose, glycogeen
MONOSACCHARIDEN
Zijn aldehyden of ketonen
• Aldehyde: monosaccharide is een aldose
• Keton: monosaccharide is een ketose
Met één of meer hydroxylgroepen (aldotriose, aldotetrose, ladopentose, …;
ketotriose ketotetrose, ketopentose, …)
3C: triose
4C: tetrose
5C: pentose
6C: hexose
7C: heptose
Ze bezitten dus een carbonylgroep
Onvertakt koolstofskelet
Alle C-atomen verbonden met enkelvoudige bindingen
Één C-atoom: dubbele binding met zuurstof (carbonyl)
Alle andere C-atomen: hydroxylgroep
Monosacchariden hebben asymmetrische centra
Alle monosacchariden behalve dihydroxy-aceton: hebben één
of meer chirale centra (een C-atoom met 4 verschillende
functionele groepen) en dus optische isomeren
Eenvoudigste aldose, glyceraldehyde: 1 chiraal centrum en dus
twee stereo-isomeren, meer bepaald enantiomeren
(spiegelbeelden)
Conventie:
• Één van de enantiomeren is het D-isomeer
• Het andere is het L-isomeer
• D of L bepaald door:
1. Het chirale centrum dat het verste verwijderd is van de carbonylgroep
2. Positie van OH-groep op dat koolstofatoom in een Fisher-projectie (D=rechts, L=links)
Fisher-projectie= carbonylgroep bovenaan en het koolstofskelet verticaal
,Aantal stereo-isomeren:
• Afhankelijk van het aantal chirale centra, n
• 2n
D-suikers komen het meeste voor in de natuur
L- en D-suikers zijn spiegelbeelden van elkaar
Twee diastereomeren die slechts verschillen in de configuratie rond
één koolstofatoom zijn epimeren
De meeste monosacchariden hebben een ringstructuur
Aldotetrosen, en alle suikers met 5 of meer C-atomen
Vorming van ringstructuur het gevolg van vorming van:
• Hemiacetaal
• Hemiketaal
Hierbij wordt een extra chiraal centrum gevormd
Extra chiraal centrum
Het hemiacetaal C-atoom is het anomere C-atoom
Isomeren van monosacchariden die enkel verschillen in de configuratie rond het anomere C-atoom zijn
anomeren
Nomenclatuur alfa en beta
• Bepaald door 3D-positie van OH op anomeer centruum tov de functionele groep die zich bevindt op
het anomeer referentie-atoom
• Als de hydroxylgroep zich aan de tegenovergestelde kant (trans) van de ring bevindt tov de CH2OH-
groep: alfa
• Als de hydroxylgroep zich aan dezelfde kant (cis) van de ring bevindt tov de CH2OH-groep: beta
Werkwijze:
1. Teken de Fisher-projectie
2. Teken de juiste ringstructuur, leeg
3. C I (anomeer) rechts, vervolgens wijzerin
4. D-suiker: CH2OH omhoog
L-suiker: CH2OH omlaag
5. A: OH tegenovergesteld aan CH2OH
B: OH dezelfde kant als CH2OH
6. Andere OH rechts in Fisher: omlaag in Haworth
Andere OH links in Fisher: omhoog in Haworth
, Zesledige ringstructuur: pyranose
Vijfledige ringstructuur: furanose
Aldosen komen typisch voor als pyranose, maar kunnen ook voorkomen als furanose
De ratio van alfa en beta anomeren komt in evenwicht door mutarotatie (conversie van alfa en beta en
omgekeerd→ontstaan evenwicht waarbij je een bepaalde fractie krijgt van alfa en een bepaalde fractie van
beta)
Meest voorkomend in de natuur:
• Hexosen
• D-suikers
• Belangrijkste voorbeeld: D-glucose (druivensuiker)
1/3 alfa-D-glucopyranose
2/3 beta-D-glucopyranose
Kleine hoeveelheden lineaire vorm
Kleine hoeveelheid glucofuranose
Haworth-projectie: eenvoudige manier om
monosacchariden in 3D voor te stellen
Alle monosacchariden zijn reducerend, maar niet alle disacchariden zijn reducerend
Carbonylgroep (CO) kan geoxideerd worden, tot een carboxylgroep (COOH) waarbij een ander
substraat/component in die reactie gereduceerd wordt
Suiker is reducerend van het ogenblik dat de carbonylgroep vrij kan komen
DISACCHARIDEN
Bestaan uit 2 monosacchariden
Gekoppeld door een glycosidische binding (de covalente
binding die de 2 monosacchariden samen houdt):
• Reactie van een hemiacetaal met een alcohol
• Vorming van een acetaal
O-glycosidische binding: met zuurstof
(N-glycosidische binding: met stikstof)
Suiker die eindigt op -oside: de 2 anomere centra zijn betrokken in de glycosidische binding + niet
reducerend
Suiker eindigt op -ose: 1 anomeer centrum is betrokken in de glycosidische binding + reducerend
Eerste uitgang is altijd osyl
Disacchariden kuinnen al dan niet reducerend zijn
2 anomere C-atomen betrokken in glycosidische binding niet
reducerend
1 anomeer C-atoom betrokken in glycosidische binding wel
reducerend
Biochemie van de
huisdieren I
1ste semester
28/09/2021
,BIOMOLECULEN
INLEIDING
FUNCTIONELE GROEPEN
KOOLHYDRATEN
INLEIDING
Naam:
• Kool-hydraten
Koolstof-water
Andere namen: suikers, sacchariden
Algemene formule: (CH2O)n
Één van de meest voorkomende biomoleculen op aarde
Per jaar 100 miljard ton CO2 en water geconverteerd
Belang koolhydraten:
• Voedsel (suiker, zetmeel, …)
• Energiebron (oxidatie)
• Structuurelement in de celwand
• Celadhesie
• Signaalmolecule (glycoconjugaten)
,Indeling op basis van grootte:
• Monosacchariden:
Één enkel polyhydroxy-aldehyde
Één enkel polyhydroxy-keton
• Oligosacchariden:
korte ketens van monosacchariden
meest voorkomend zijn de disacchariden
• Polysacchariden:
Meer dan 20 monosaccharide units
Bekendste voorbeelden: cellulose, glycogeen
MONOSACCHARIDEN
Zijn aldehyden of ketonen
• Aldehyde: monosaccharide is een aldose
• Keton: monosaccharide is een ketose
Met één of meer hydroxylgroepen (aldotriose, aldotetrose, ladopentose, …;
ketotriose ketotetrose, ketopentose, …)
3C: triose
4C: tetrose
5C: pentose
6C: hexose
7C: heptose
Ze bezitten dus een carbonylgroep
Onvertakt koolstofskelet
Alle C-atomen verbonden met enkelvoudige bindingen
Één C-atoom: dubbele binding met zuurstof (carbonyl)
Alle andere C-atomen: hydroxylgroep
Monosacchariden hebben asymmetrische centra
Alle monosacchariden behalve dihydroxy-aceton: hebben één
of meer chirale centra (een C-atoom met 4 verschillende
functionele groepen) en dus optische isomeren
Eenvoudigste aldose, glyceraldehyde: 1 chiraal centrum en dus
twee stereo-isomeren, meer bepaald enantiomeren
(spiegelbeelden)
Conventie:
• Één van de enantiomeren is het D-isomeer
• Het andere is het L-isomeer
• D of L bepaald door:
1. Het chirale centrum dat het verste verwijderd is van de carbonylgroep
2. Positie van OH-groep op dat koolstofatoom in een Fisher-projectie (D=rechts, L=links)
Fisher-projectie= carbonylgroep bovenaan en het koolstofskelet verticaal
,Aantal stereo-isomeren:
• Afhankelijk van het aantal chirale centra, n
• 2n
D-suikers komen het meeste voor in de natuur
L- en D-suikers zijn spiegelbeelden van elkaar
Twee diastereomeren die slechts verschillen in de configuratie rond
één koolstofatoom zijn epimeren
De meeste monosacchariden hebben een ringstructuur
Aldotetrosen, en alle suikers met 5 of meer C-atomen
Vorming van ringstructuur het gevolg van vorming van:
• Hemiacetaal
• Hemiketaal
Hierbij wordt een extra chiraal centrum gevormd
Extra chiraal centrum
Het hemiacetaal C-atoom is het anomere C-atoom
Isomeren van monosacchariden die enkel verschillen in de configuratie rond het anomere C-atoom zijn
anomeren
Nomenclatuur alfa en beta
• Bepaald door 3D-positie van OH op anomeer centruum tov de functionele groep die zich bevindt op
het anomeer referentie-atoom
• Als de hydroxylgroep zich aan de tegenovergestelde kant (trans) van de ring bevindt tov de CH2OH-
groep: alfa
• Als de hydroxylgroep zich aan dezelfde kant (cis) van de ring bevindt tov de CH2OH-groep: beta
Werkwijze:
1. Teken de Fisher-projectie
2. Teken de juiste ringstructuur, leeg
3. C I (anomeer) rechts, vervolgens wijzerin
4. D-suiker: CH2OH omhoog
L-suiker: CH2OH omlaag
5. A: OH tegenovergesteld aan CH2OH
B: OH dezelfde kant als CH2OH
6. Andere OH rechts in Fisher: omlaag in Haworth
Andere OH links in Fisher: omhoog in Haworth
, Zesledige ringstructuur: pyranose
Vijfledige ringstructuur: furanose
Aldosen komen typisch voor als pyranose, maar kunnen ook voorkomen als furanose
De ratio van alfa en beta anomeren komt in evenwicht door mutarotatie (conversie van alfa en beta en
omgekeerd→ontstaan evenwicht waarbij je een bepaalde fractie krijgt van alfa en een bepaalde fractie van
beta)
Meest voorkomend in de natuur:
• Hexosen
• D-suikers
• Belangrijkste voorbeeld: D-glucose (druivensuiker)
1/3 alfa-D-glucopyranose
2/3 beta-D-glucopyranose
Kleine hoeveelheden lineaire vorm
Kleine hoeveelheid glucofuranose
Haworth-projectie: eenvoudige manier om
monosacchariden in 3D voor te stellen
Alle monosacchariden zijn reducerend, maar niet alle disacchariden zijn reducerend
Carbonylgroep (CO) kan geoxideerd worden, tot een carboxylgroep (COOH) waarbij een ander
substraat/component in die reactie gereduceerd wordt
Suiker is reducerend van het ogenblik dat de carbonylgroep vrij kan komen
DISACCHARIDEN
Bestaan uit 2 monosacchariden
Gekoppeld door een glycosidische binding (de covalente
binding die de 2 monosacchariden samen houdt):
• Reactie van een hemiacetaal met een alcohol
• Vorming van een acetaal
O-glycosidische binding: met zuurstof
(N-glycosidische binding: met stikstof)
Suiker die eindigt op -oside: de 2 anomere centra zijn betrokken in de glycosidische binding + niet
reducerend
Suiker eindigt op -ose: 1 anomeer centrum is betrokken in de glycosidische binding + reducerend
Eerste uitgang is altijd osyl
Disacchariden kuinnen al dan niet reducerend zijn
2 anomere C-atomen betrokken in glycosidische binding niet
reducerend
1 anomeer C-atoom betrokken in glycosidische binding wel
reducerend
