1. Karbonhidratlar
Dr. Melahat DİRİCAN

2. KarbonhidratlarKarbonhidratlar
 Bitki ve hayvan metabolizmasının temeliniBitki ve hayvan metabolizmasının temelini
oluştururlaroluştururlar
 Hayvanlarda,Hayvanlarda, kalorikalori alımında ana rolalımında ana rol
oynarlaroynarlar
 Bitkilerde COBitkilerde CO22 ve Hve H22O’dan güneş ışığıO’dan güneş ışığı
enerjisi kullanılarak sentez edilirlerenerjisi kullanılarak sentez edilirler
 Bitkilerin (ve hayvanların) önemliBitkilerin (ve hayvanların) önemli yapısalyapısal
elemanlarındandırelemanlarındandır

4. I
(CH2O)n ya da H - C - OH
I
Karbonhidratlar: Bir polialkolün
aldehit (aldoz) / keton (ketoz)
türevi

5. SINIFLAMA
 Monosakkaritler – Daha basit şekle hidroliz
edilemeyen şekerler (Basit şekerler).
C atomu sayısına göre trioz, tetroz, pentoz, heksoz
(3, 4, 5, 6)
 Disakkaritler – Kovalan olarak bağlı 2
monosakkaritten oluşur.
 Oligosakkaritler – Kovalan olarak bağlı 3-10
monosakkaritten oluşur
 Polisakkaritler – Monosakkarit veya
disakkaritlerden oluşan polimerler

6. Monosakkaritler
Aldozlar (ör. glukoz) aldehit
grubu içerir.
Ketozlar (ör. fruktoz) keto
grubu (genellikle C2’de)
C
C OHH
C HHO
C OHH
C OHH
CH2OH
D-glucose
OH
C HHO
C OHH
C OHH
CH2OH
CH2OH
C O
D-fructose
D-Glukoz D-Fruktoz

7. D ve L İzomeri
D & L izomerinin gösterimi,
gliseraldehitin asimetrik C
atomunun (Şiral C)
konfigürasyonu temel
alınarak yapılır.
CH2OH
OH
CHO
CH
CH2OH
CHO
C HHO
D-Gliseraldehit
L-Gliseraldehit

8. Şekerlerde D ve L şeklinin tanımlanması
Aldehit/keto grubuna
en uzak asimetrik C
atomunun – OH
grubuna göre:
• Sağda ⇒ D
• Solda ⇒ L
Çok büyük kısmı D
izomeri.
O H O H
C C
H – C – OH HO – C – H
HO – C – H H – C – OH
H – C – OH HO – C – H
H – C – OH HO – C – H
CH2OH CH2OH
D-glukoz L-glukoz

9. Glukozun 16
izomeri (8 D, 8 L)
vardır.
İzomer sayısı = 2n
n : Asimetrik C
atomu sayısı
O H O H
C C
H – C – OH HO – C – H
HO – C – H H – C – OH
H – C – OH HO – C – H
H – C – OH HO – C – H
CH2OH CH2OH
D-glukoz L-glukoz
İzomer: Aynı sayı ve çeşitte atoma sahip olup MA
eşit olan 2 veya daha fazla sayıda bileşiğe denir

10. CHO
H OH
D-Erythrose
OHH
CH2OH
CHO
HO H
L-Erythrose
HHO
CH2OH
CHO
HO H
D-Threose
OHH
CH2OH
CHO
H OH
L-Threose
HHO
CH2OH
Enantiomers Enantiomers

12. EpimerlerEpimerler
• Yapılarında bulunanYapılarında bulunan tek bir karbontek bir karbon atomuatomu
etrafındaki konfigürasyonu farklı 2etrafındaki konfigürasyonu farklı 2
şekerdirşekerdir
• D-Mannoz sadece 2. C atomundakiD-Mannoz sadece 2. C atomundaki
konfigürasyon farklılığından dolayıkonfigürasyon farklılığından dolayı
D-Glukozdan farklıdır.D-Glukozdan farklıdır.
• D-Galaktoz sadece 4. C atomundakiD-Galaktoz sadece 4. C atomundaki
konfigürasyon farklılığından dolayı D-konfigürasyon farklılığından dolayı D-
Glukozdan farklıdır. D-Galaktoz ve D-Glukozdan farklıdır. D-Galaktoz ve D-
Mannoz birbirinin epimeri değildir.Mannoz birbirinin epimeri değildir.

15. Fisher gösterimi ile anomerler: Halka (piran=1O,5C;
furan=1O,4C) oluşumu ile meydana gelen izomerler
(α, β).
C
O
CH2OH
OHCH
HO
H
HC
OH
OH
CH
HO
H C OH
OH
CH
H C OH
C H
H
HO
H C
CH2OH
O
C C
O
CH2OH
CH
HO
H
HC
OHCH
H C
OH
or
ya da
α: Anomerik C’daki - OH sağda, β: - OH solda
Anomerik C: Hemiasetal/hemiketal oluşturan C

16. HAWORTH
gösterimi
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
H H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
H
OH
α-D-glucose β-D-glucose
23
4
5
6
1 1
6
5
4
3 2
H
CHO
C OH
C HHO
C OHH
C OHH
CH2OH
1
5
2
3
4
6
α-D-Glukopiranoz β-D-Glukopiranoz

17. HO
C
O
CH 2 OH
CH
HO
H
HC
OHCH
H C
OH
HO
OH
CH
H C
OH
C H
H
HO
H C
CH 2 OH
O
C
C
O
CH 2 OH
CH
HO
H
HC
OH
CH
H C
OH
OH
C
O
CH 2 OH
OHCH
HO
H
HC
OHCH
OHH C
OH
OH
CH
H C OH
C H
H
HO
H C
CH 2 OH
O
C
α−D-Glukofuranoz (% 0.5) α-D-Glukopiranoz (% 36)
-D-Glukofuranozβ β-D-Glukopiranoz (% 63)
(0.03%)
(% 0.5)

18. POLARİMETRE
Nicol Prizması
Asimetrik C
içeren çözelti
Nicol Prizması
Polarize ışık

19. Polarimetrede optik rotasyon (MUTAROTASYON)
ölçülür
α-D-Glukoz Denge durumu β-D-Glukoz
(α, β ve düz zincir)
+112.2 o
+52.7o
+18.7 o
Spesifik çevirme derecesi: 100 gr/dl madde içeren çözeltinin 10
cm boyundaki tüpte polarize ışığı çevirme derecesi

20. Piranozlar, “sandalye” (daha çok tercih
edilir) veya “bot” konformasyonu gösterirler
O
H
HO
H
HO
H
OH
OHH
H
OH
O
H
HO
H
HO
H
H
OHH
OH
OH
α-D-glucopyranose β-D-glucopyranose
1
6
5
4
3
2
α-D-glukopiranoz β-D-glukopiranoz

21. Önemli monosakkaritler:
1- Glukoz (Dekstroz)
OH
OH
CH
H C OH
C H
H
HO
H C
CH2OH
O
C
OH
O
OH
OH
HO
CH2 OH
1
23
4
5
6

22. 2- Fruktoz (Levuloz)
CH2OH
C O
C HHO
C OHH
C OHH
CH2OH
HOH2C
OH
CH2OH
H
OH H
H HO
O
1
6
5
4
3
2
6
5
4 3
2
1
D-fructose (linear) α-D-fructofuranoseD-Fruktoz α-D-fruktofuranoz

23. 3- Galaktoz (Glukozun C-4 epimeri)
O
OH
OH
CH2 OH
HO
OH
HO

24. 4- Mannoz (Glukozun C-2 epimeri)
O
OH
OH
CH2 OH
HO
OH
OH
HO

25. 5- Riboz
CH2OH
C
C
C
CH2OH
H OH
H OH
H OH
D-ribitol
H-C= O
D-Riboz D-Ribuloz

26. İzomer şekilleri
 D ve L izomerleri
 α ve β anomerleri
 Epimerler
 Aldoz ve ketoz izomerizmi
 Piranoz ve furanoz
 Optik izomerizm (d ve l)

27. Şeker türevleri
 Şeker alkolleri – Karbonil (Aldehit/keto)
grubunun alkole redüksiyonu ile oluşurlar
(Gliserol, Ribitol, sorbitol, mannitol)
CH2OH
C
C
C
CH2OH
H OH
H OH
H OH
D-ribitol
C HHO
C OHH
C OHH
CH2OH
CH2OH
C O
D-fructose
OHH
Sorbitol

28. Şeker türevleri (devam)
 Şeker asitleri
Aldehit → Karboksil : Aldonik asit
Alkol → Karboksil : Üronik asit
COOH
C
C
C
C
H OH
HO H
H OH
D-gluconic acid D-glucuronic acid
CH2OH
OHH
CHO
C
C
C
C
H OH
HO H
H OH
COOH
OHH
D-Glukonik asit D-Glukuronik asit

29. Şeker türevleri (devam)
• Fosfat esterleri

30. Şeker türevleri (devam)
 Amino şekerler
Hidroksil grubu → NH2
(Amino grubu genellikle asetillenir)
H O
OH
H
OH
H
NH2H
OH
CH2OH
H
α-D-glucosamine
H O
OH
H
OH
H
NH
OH
CH2OH
H
α-D-N-acetylglucosamine
C CH3
O
H
α-D-glukozamin α-D-N-
asetilglukozamin

31. N-asetilnöraminik asit (Siyalik asit)
NH O
H
COO−
OH
H
HOH
H
H
R
CH3C
O
HC
HC
CH2OH
OH
OH
N-acetylneuraminate (sialic acid)
R =

32. Şeker türevleri (devam)
 Deoksi şekerler
Oksijen sayısı karbon sayısından bir eksiktir
* L-Fukoz : Glikoproteinlerde
H
L-ramnoz

33. * 2-deoksi-β-D-riboz : DNA’nın şekeri

34. Glikozid bağı
Anomerik hidroksil ve diğer bir şekerin veya
şeker olmayan yapının (ör. Metanol) bir
hidroksil grubu (O-glikozid) veya amino grubu
(N-glikozid) ile bir molekül su çıkması sonucu
oluşturduğu bağdır.
R-OH + HO-R'  R-O-R' + H2O

35. 2- Sellobioz
β(1→ 4) glikozid bağı (C1 OH & C4 OH)
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O H
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
HH
1
23
5
4
6
1
23
4
5
6
maltoz
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O OH
H
H
OHH
OH
CH2OH
H
H
H
O1
23
4
5
6
1
23
4
5
6
sellobioz
Disakkaritler:
1- Maltoz
α(1→ 4) glikozid
bağı

36. 3- Sukroz (Sakkaroz)
α(1↔2) glikozid bağı
O
OH
OH
HO
CH2 OH
CH2OH
O
CH2OH
O
HO
OH
H
1
2
3 4
5
6

38. 4- Laktoz
β(1→4) glikozid bağı

39. 5- Trehaloz
α(1↔1) glikozid bağı

40. Polisakkaridler
• Polisakkaridler canlılarda çok değişik
fonksiyonlara sahiptirler.
• Nişasta ve glikojen gibi bazıları (sırasıyla bitki
ve hayvanlarda) bir depo şeker görevi görür.
• Selüloz ve kitin gibi diğerleri yapısal
materyallerdir.
• Hücre duvarı polisakkaridleri, hücreye özel
tanıma sinyali rolü oynarlar.

41. • Protein yapıları, oldukça komplikeProtein yapıları, oldukça komplike
aminoasit sıraları içerirken, polisakkaridleraminoasit sıraları içerirken, polisakkaridler
daha çok birbirini takip edendaha çok birbirini takip eden
monomerlerden oluşmuşlardır.monomerlerden oluşmuşlardır.
• Bazılarında polimer tek bir çeşitBazılarında polimer tek bir çeşit
monomerden oluşur (örn: selülozda beta-Dmonomerden oluşur (örn: selülozda beta-D
glukoz). Bunlara homopolisakkaridlerglukoz). Bunlara homopolisakkaridler
denir. İki veya daha çok monomer taşıyandenir. İki veya daha çok monomer taşıyan
polimerlere heteropolisakkaridler denir.polimerlere heteropolisakkaridler denir.

42. POLİSAKKARİTLER
 HOMOPOLİSAKKARİTLER
(Aynı cins monomerden oluşur)
- Nişasta
- Glikojen
- Sellüloz
- İnülin
- Kitin
 HETEROPOLİSAKKARİTLER
(Farklı monomerlerden oluşurlar)

43. Homopolisakkaritler
Amiloz
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O H
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
HH H O
O
H
OHH
OH
CH2OH
H
H H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
HH O
O
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
1
6
5
4
3
1
2

44. Amilopektin
(Nişasta, -kaynağa göre- değişik oranda
AMİLOZ ve AMİLOPEKTİN’in karışımıdır)
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O H
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
HH H O
O
H
OHH
OH
CH2
H
H H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
HH O
O
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
O
1 4
6
H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
H H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
H
O
1
OH
3
4
5
2

46. Glikojen
•Amilopektin’e benzer.
•Daha fazla sayıda α (1→6) bağı içerir
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O H
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
HH H O
O
H
OHH
OH
CH2
H
H H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
HH O
O
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
O
1 4
6
H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
H H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
H
O
1
OH
3
4
5
2

47. Sellüloz
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H H O
O H
OHH
OH
CH2OH
H
H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
H
OHH O
O H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H H H H
1
6
5
4
3
1
2

49. GLİKOKONJUGATLAR
(Heteropolisakkaridler
glikokonjugatların yapısında yer alır)
• Proteoglikanlar: Glikozaminoglikan + Protein
• Peptidoglikanlar: Bakteri hücre duvarı
• Glikoproteinler: Proteine O- veya N-
glikozid bağı ile bağlanma ile oluşur
• Glikolipitler

50. (Glikozaminoglikanlar-Mukopolisakkaritler)
 (Amino şeker – Üronik asit) n
 Sülfatlanmış (-OH , -NH2)
 Fizyolojik pH’da negatif yüklü

51. HYALÜRONİK ASİT
(β-D-Glükronik asit – N-asetilglukozamin)n
Glikozid bağları: β(1→3) & β(1→4)
H O
H
H
OHH
OH
COO−
H
H O
OH H
H
NHCOCH3H
CH2OH
H
OO
D-glucuronate
O
1
23
4
5
6
1
23
4
5
6
N-acetyl-D-glucosamine
hyaluronate

52. HEPARAN SÜLFAT
(β-idüronik asit – α-D-glukozamin sülfat)n
Glikozid bağları: β(1→4) & α(1→4)
H O
H
OSO3
−
H
OH
H
COO−
O H
H
NHSO3
−
H
OH
CH2OSO3
−
H
H
H
O
O
heparin or heparan sulfate - examples of residues
iduronate-2-sulfate N-sulfo-glucosamine-6-sulfate

54. Hyalüronik asit Bağ dokusu, kıkırdak, eklem
sıvısı, vitröz sıvı, göbek kordonu
Kondroitin sülfat Kıkırdak, kemik, deri, kornea, kan
damarı duvarları
Dermatan sülfat Deri, kalp kapağı, tendon, kan damarı
duvarları
Keratan sülfat Kıkırdak, kornea, vertebralar arası
disk
Heparan sülfat Akciğer, kan damarı duvarları, hücre
yüzeyi
Heparin Akciğer, karaciğer, deri, ince
bağırsak mukozası, mast hücreleri

55. PROTEOGLİKAN
GAG n + Protein
• Proteine bağlanma kovalan
• Bağlayıcı trisakkarit aracılığıyla

56. Serin
Bağlayıcı trisakkarit GAG

57. PROTEOGLİKAN KOMPLEKSİ
Proteoglikan + Hyalüronik asit
Kondroitin sülfat

59. PROTEİN + OS: GLİKOPROTEİNLER
OLİGOSAKKARİTLER’in GAG’lardan farkı
* Kısadırlar
* Dallanma gösterirler
* Tekrarlayan birimler şeklinde değil

60. O-bağlı oligosakkaritler (Ser, Thr-OH)

61. N-bağlı oligosakkaritler

62. NAN
Gal
NAG
Man
NAG
Gal
NAN
Man
Man
NAG
Gal
NAN
NAG
NAG
Asn
Fuc
N-linked oligosaccharide
Key:
NAN = N-acetylneuraminate
Gal = galactose
NAG = N-acetylglucosamine
Man = mannose
Fuc = fucose

63. KAN GRUP ANTİJENLERİ
• Protein- - O Grubu
• Protein- - - A Grubu
• Protein- - - B Grubu
NACGlu
Gal
L-Fuc
NACGal

64. Peptidoglikanlar