ساختار قند-۱۰/بیوشیمی دولین-هنری-تیتز-استرایر-لنینجر-هارپر/کنکور ارشد و دکترای بیوشیمی بالینی

مونوساکاریدها ساده ترین شکل کربوهیدرات ها هستن و در واقع آلدهید ها یا کتون هایی هستن که 2 یا چند گروه هیدروکسیل دارن. مونوساکاریدهای 6 کربنی گلوکز و فروکتوز، 5 گروه هیدروکسیل دارن. اتمهای کربنی که به اونا گروه های هیدروکسیل وصل میشه، اکثرا مراکز کایرالی هستن که باعث ایجاد ایزومرهای فضایی قندی متفاوت توی طبیعت میشن. بحث رو از مونوساکاریدهایی شروع میکنیم که 3تا7 کربن، اسکلت اونارو ساختن و ساختار و عملکرد و نمایش های سه بعدی اونا رو بررسی میکنیم و بعد به سراغ واکنش های مختلف شیمیایی گروه های کربونیل اونا میریم. طی یکی از این واکنشها که افزوده شدن یه گروه هیدروکسیل از داخل همون مولکوله، شکلهای حلقوی قندهای 5 و 6 کربنی تولید میشه. این واکنشها که اتفاق بیفتن یه مرکز کایرال جدید هم ساخته میشه و درنتیجه شیمی فضایی این مولکول ها پیچیده تر میشه. مونوساکاریدها ترکیبات جامد و کریستالی بی رنگی هستن که راحت توی آب حل میشن ولی حلال های ناقطبی، نامحلولن. اکثر اونا طعم شیرین دارن. اسکلت معمول اونارو زنجیرهای کربنی غیر منشعبی میسازه که تمام اتمهای کربن اونا پیوند سیگما یا یگانه دارن. توی شکل زنجیر باز که مشاهده میشه، یکی از این اتمهای کربن با یه پیوند پای یا دوگانه به یه اتم اکسیژن وصل شده و یه گروه کربونیل رو ساخته. اتمهای کربن دیگه دارای گروه هیدروکسیل هستن. اگه این گروه کربونیل، در بخش انتهایی زنجیر کربنی باشه و یه گروه آلدهیدی باشه، این مونوساکارید رو آلدوز میگن ولی اگه توی موقعیت دیگه ای باشه و حالت کتونی داشته باشه به اون کتوز گفته میشه.
نکته: ساده ترین مونوساکاریدها تریوزهای گلیسرآلدهید و دی هیدروکسی استن هستن که اولی آلدوتریوز و دومی کتوتریوزه.
دی ساکاریدهایی مثل مالتوز و لاکتوز و سوکروز از دومونوساکارید ساخته شدن که با یک پیوند O-گلیکوزیدی کوالان بهمدیگه وصل شدن.این پیوند زمانی ساخته میشه که گروه هیدروکسیل یه قند با کربن آنومر قند دیگه واکنش بده. همراه با این واکنش یه استال از یه نیمه کتال و الکل دوم ساخته میشه مثل گلوکوپیرانوز و گروه هیدروکسیل قند بعدی. این ترکیب رو که ساخته میشه یه گلیکوزید میگن. پیوندهای گلیکوزیدی راحت با اسید هیدرولیز میشن ولی با بازها نه پس دی ساکاریدهارو میشه توی محیط اسیدی رقیق و حرارت در حد جوش به اجزای مونوساکاریدی خودشون تبدیل کرد. پیوندهای N- گلیکوزیل در اتصال کربن آنومری یه قند به اتم نیتروزنی که توی گلیکوپروتئین ها و نوکلئوتیدهاست شرکت داره. اکسیداسیون کربن آنومری یه قند توسط یون کوپریک فقط موقعی رخ میده که قند شکل خطی داره و در تعادل با شکلهای حلقویه. هروقت که کربن آنومری توی پیوند گلیکوزیدی شرکت کنه اون قند دیگه نمیتونه بشکل خطی تبدیل بشه پس یه قند غیراحیا کننده اس. وقتی در مورد دی ساکاریدها و پلی ساکاریدها اشاره میشه ، انتهای زنجیر که کربن آنومری ازاد داره و توی پیوند گلیکوزیدی با یه واحد دیگه شرکت نمیکنه، انتهای غیر احیاکننده گفته میشه. برای نامگذاری علمی روی دی ساکاریدهایی مثل مالتوز و اولیگوساکاریدهای پیچیده تر قواعد زیادی هست. بصورت قرارداد اسم قندی که در سمت انتهای غیراحیاکننده قرار داره، در سمت چپ نوشته میشه و اسم ترکیب بدین شکل ایجاد میشه. 1) کانفیگراسیون آلفا یا بتای کربن آنومری که وصل کننده ی واحد مونوساکاریدی اول به دومه رو مشخص میکنیم. 2) اسم رزیدوی غیراحیاکننده میاد و برای تمایز بین ساختار حلقوی 5یا6 اتمی، از فورانو و پیرانو استفاده میشه. 3) دو اتم کربنی که با پیوند گلیکوزیدی بهمدیگه وصل شدن، داخل پرانتز گذاشته میشن و اینکه کدوم گروه به کدوم حمله کرده و پیوند رو ساخته، با یه فلش مشخص میشه. 4) اسم رزیدوی دوم رو قید میکنیم. اگه رزیدوی سوم وجود داشته باشه، پیوند دوم گلیکوزیدی به همون صورت بیان میشه. برای کوتاه کردن اسم پلی ساکاریدهای پیچیده اکثرا از مخفف های سه حرفی مونوساکاریدها استفاده میشه که توی جدول مشاهده میکنین. طبق قرارداد، هگزوزهارو با دایره، N-استیل هگزوز آمین رو با مربع و هگزوز آمین هارو بصورت مربع دارای تقسیمات مثلثی نشون میدن. کل قندهای دارای کانفیگراسیون گلوکو رو آبی، اونایی که کانفیگارسیون گالاکتو دارن رو با زرد و اونایی مانو دارن رو با سبز نشون میدن. اگه ه نیاز بود که استخلافهای دیگه هم اضافه بشن : سولفات رو با S، فسفات رو با P، O-استیل رو با OAc و O-متیل رو با Ome نشون میدن.
طبق صحبت هایی که گفتیم، مالتوز میشه α -D-گلوکوپیرانوزیل (4←1)-D-گلوکوپیرانوز. توی این کتاب قراره کلا قندهارو بصورت مخفف سه حرفی همراه با تعیین نوع کربن آنومری و شماره کربنهایی که توی پیوند شرکت کردن نشون داده بشن مثلا مالتوز به این شکل نشون داده میشه Glc (α 1→4) Glc .