Techniklexikon

Kohlenhydrate

Biophysik, Zucker, Saccharide, eine der Hauptklassen biologischer Naturstoffe (neben Proteinen, Nukleinsäuren und Lipiden). Die Bezeichnung stammt von C. Schmidt (1844) aufgrund der beobachteten Bruttozusammensetzung C_n(H₂O)_n. Erst später wurde deutlich, dass Kohlenhydrate chemisch nicht als Hydrate des Kohlenstoffs zu betrachten sind.

Man unterscheidet einfache Zucker (Monosaccharide) von zusammensetzten Kohlenhydraten aus zwei (Disaccharide), wenigen (Oligosaccharide) oder vielen (Polysaccharide) Zuckeruntereinheiten, welche durch sogenannte Glykosidbindungen (C-O-C) verbunden sind (siehe Abb.). Nach der Anzahl der Kohlenstoffatome im Monosaccharid unterscheidet man Triosen (3), Tetrosen (4), Pentosen (5), Hexosen (6) usw. Monosaccharide kommen in wässriger Lösung in linearer oder in zyklischer Formen vor, wobei das chemische Gleichgewicht zu letzteren verschoben ist. Für ein und dieselbe Bruttoformel gibt es viele Stereoisomere. Chiralität der Zuckermoleküle (optische Aktivität) entsteht durch asymmetrische Kohlenstoffatome in der linearen und durch die Seitenfixierung der Hydroxylgruppen in der zyklischen Form. Biologisch wichtige Monosaccharide sind u.a. Glucose als leicht zugängliche Energiequelle und Ribose und Desoxyribose als Baustein für Nukleotide in Nukleinsäuren. Zu den Disacchariden gehört die Saccharose (Rohrzucker, bestehend aus Glucose und Fructose).

Wichtige polymere Formen der Kohlenhydrate sind Stärke (Speicher chemischer Energie bei Pflanzen), Glykogen (Speicher chemischer Energie bei Tieren), Cellulose (Gerüstsubstanz bei Pflanzen und Manteltieren) und Chitin (Gerüstsubstanz bei Pilzen und Insekten).

Kohlenhydrate: Monosaccharide a-D-Glucose, b-D-Glucose, Ribose und die Bildung des Disaccharides Saccharose aus Glucose und Fructose.