탄수화물-(단당류,이당류,다당류 구성 과 종류)

1.단당류

단당류와 각 탄소의 번호(출처:https://www.scienceall.com/%EB%8B%A8%EB%8B%B9%EB%A5%98monosaccharide-2/)

(i)5탄당

-리보오스 : RNA의 구성 성분, 2'-C에 하이드록시기가 연결됨

-디옥시리보오스 : DNA의 구성 성분, 2'-C에 하이드록시기 대신 수소가 연결됨

 

6탄당-과당,포도당,갈락토오스 (출처:https://agutsygirl.com/2013/02/26/part-ii-monosaccharides/)

(ii)6탄당 : 포도당, 과당, 갈락토오스

 

아노머(Anomer)

당이 고리 구조를 형성할 때 새로운 비대칭 탄소가 생기면서 나타나는 이성질체(α-아노머 vs β-아노머)

6번 탄소인 '-CH2OH'기와 헤미아세탈(Hemiacetal)의 하이드록시기를 같은 반향으로 그린 것을 β-아노머로 정함

 

2.이당류 : 단당류 사이에 글리코시드 결합 형성

(i)엿당 : 포도당 + 포도당

(ii)젖당 : 갈락토오스 + 포도당

(iii)설탕 : 포도당 + 과당

 

3.다당류

(i)아밀로오스 vs 셀룰로오스

아밀로오스 : 식물 세포의 에너지 비축 물질, 포도당 사이에α(1→4)결합을 형성한 선형의 다당류가 둥글게 말린 구조

셀룰로오스 : 식물 세포의 세포벽 성분, 포도당 사이에β(1→4)결합을 형성한 선형의 다당류들이 서로 나란히 배열되어 단단한 벽 구조를 이룸

포도당 사이 결합 차이 때문에 모양과 역할이 달라짐

효소의 기질 특이성을 볼 수 있음

-사람의 침샘과 십이지장 : 아밀라아제 → 녹말 분해

-반추동물의 위, 말의 맹장과 대장에 서식하는 세균들 : 셀룰라아제 → 셀룰로오스 분해

 

(ii)아밀로펙틴 vs 글리코겐

아밀로펙틴 : 중심 다당류에 24~30의 포도당 잔기마다 α(1→6)의 곁가지 형성

글리코겐 : 중심 다당류에 8~12의 포도당 잔기마다 α(1→6)의 곁가지 형성

두 구조 모두 한 개의 환원 말단과 여러 개의 비환원 말단들을 지님

동물의 에너지 비축 물질인 글리코겐이 식물의 에너지 비축 물질인 아밀로펙틴보다 곁가지가 더 많음

 

생물체는 포도당을 다당류 형태로 바꿔 저장하고 있다가 에너지가 필요할 때 다시 포도당 단량체로 분해해 사용하는데, 이때 분해효소가 비환원 말단에서 차례로 한 개씩 포도당을 절단하기 때문에 아밀로펙틴보다 곁가지가 많은 글리코겐에서 더 빠르게 포도당을 얻을 수 있는 장점이 있음

 

(iii)키틴

단량체인 N-아세틸글루코사민(Acetylglucosamine)이 β(1→4)결합으로 이어진 구조

곤충의 외골격, 균류의 세포벽 등을 이룸

 

(iv)프로테오글리칸(Proteoglycan)

단백질과 음전하를 띤 이당류 연속체(Glycosaminoglycan, GAG)가 결합한 구조

ㄱ)분비형

결합조직을 이루는 세포들이 주변으로 프로테오글리칸을 분비하면, 세포 밖 환경에서 다른 섬유셩 단백질들과 상호작용해 세포외기질(ECM)을 형성함

*GAG의 음전하를 띤 당들 사이의 반발력 때문에 전체적으로 펼쳐지고, NaCl등 염이 결합하면서 생긴 삼투압에 의해 물 분자가 들어오기 때문에 부풀고 탄성을 갖는 결합조직이 형성됨

ㄴ)막관통형

세포외기질의 각종 물질들이나 주변 세포를 인식, 부착할 수 있음

 

(v)글리코칼릭스(Glycocalyx)

프로테오글리칸, 당단백질(Glycoprotein), 당지질(Glycolipid) 등에 의해 세포막 바깥쪽에 형성된 당의 층

세포포면 보호, 주변 환경 물질의 인식과 부착, 세포 신호 전달 등에 관여

당의 음전하에 염이 결합해 물 분자를 끌어들임

-세포 표면을 미끌미끌하게 해서 세포들끼리 달라붙지 않고, 좁은 틈 사이를 쉽게 비집고 빠져 나갈 수 있도록 도와줌

 

(vi)펩티도글리칸(Peptidoglycan)

*N-아세틸글루코사민과 N-아세틸뮤람산이 β(1→4) 결합으로 이어진 구조

*진정세균의 세포벽을 형성해서 저장액 환경에서 세포가 용혈되는 것을 막아줌

(고세균의 경우, 슈도펩티도글리칸(Pseudopeptidoglycan)으로 세포벽을 형성)

 

(vii)아가로오스(Agarose)

한천질을 지닌 홍조류의 세포벽 성분

가열해서 물에 녹인 후 서서히 식히면 약 32~40도 에서 나선 모양의 덩어리가 그물 구조를 형성하면서 굳어 아가로오스 겔을 형성

>핵산을 분리하는 전기영동 실험에 사용