Monosakarida

Monosakarida merupakan sakarida sederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi satuan terkecil walaupun dalam suasana yang lunak sekalipun. Monosakarida paling sederhana adalah gliseraldehid atau aldotriosa dan isomerinya adalah dihidroksiaseton atau ketotriosa perhatikan Bagan 14.6. Kedua senyawa tersebut merupakan suatu triosa karena mengandung tiga atom karbon. Jadi suatu monosakarida, tidak hanya dapat dibedakan berdasarkan gugus-gugus fungsionalnya melainkan juga dari jumlah atom karbonnya.

Bagan 14.6. Monosakarida sederhana aldotriosa dan ketotriosa
Monosakarida yang paling banyak ditemukan dalam tubuh organisme adalah monosakarida yang dibangun dengan 6 (enam) atom C yang dikenal sebagai Glukosa. Pada molekul ini terdapat lima gugus hidroksil dan satu gugus aldehid yang terikat pada atom karbon. Glukosa memiliki dua isomer yaitu manosa dan Galaktosa, perbedaan antara Glukosa dengan Manosa terletak pada gugus hidroksi pada atom C nomor 2. Demikian pula halnya perbedaan antara Glukosa dan Galaktosa terletak pada gugus hidroksinya, gugus OH disebelah kanan untuk galaktosa sedangkan glukosa terletak disebelah kiri, untuk lebih jelasnya perhatikan Bagan 14.7.

Bagan14.7. Rumus bangun senyawa D-Glukosa, D-Manosa dan D-Galaktosa
Glukosa dengan rumus molekul C6H12O6, adalah monosakarida yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan polihidroksi aldehida (memiliki gugus CHO). Lima karbon dan satu oksigennya membentuk siklik yang disebut “cincin piranosa”, bentuk siklik ini paling stabil untuk aldosa beratom karbon enam.
Dalam cincin piranosa, atom karbon mengikat gugus samping hidroksil dan hidrogen kecuali untuk atom C no.5, yang terikat pada gugus CH2OH sebagai atom karbon nomor 6. Struktur cincin ini berada dalam kesetimbangan pada pH 7, struktur D-Glukosa dalam bentuk cincin piranosa ditunjukan pada Gambar 14.8. Selain memiliki isomer, Glukosa juga memiliki enansiomer yaitu isomer cermin terhadap dirinya yaitu D-glukosa dan L-glukosa. Namun kenyataannya yang ditemukan pada organisme, hanya yang dalam bentuk D-isomer. Dalam bentuk rantai lurus kita dapat dengan mudah membedakan Bentuk D atau L konformasi isomer pada karbon nomor 5 atau pada atom C asimetris. Notasi D berasal dari kata Dextro berarti kanan, dan notasi L berarti levo atau kiri, sebagai penanda digunakan gugus hidroksilnya.

Gambar 14.8. Bentuk cincin piranosa senyawa D-Glukosa
Sedangkan pada cincin piranosa juga memiliki dua bentuk yang khas, yaitu posisi dari gugus hidroksil pada atom karbon pertama. Jika gugus hidroksil berposisi di bawah hidrogennya, maka disebut dengan bentuk α (alfa). Demikianpula sebaliknya jika gugus hidroksilnya berposisi di atas hidrogennya, disebut dengan bentuk β (beta), perhatikan Gambar 14.9 dan Gambar 14.10. Glukosa di dalam air akan membentuk keseimbangan dalam dua bentuk, yaitu bentuk α -D–Glukosa dan β -D–Glukosa, dengan komposisi 36 : 64. Proses perubahan dari α -D–Glukosa ke β -D–Glukosa atau sebaliknya disebut dengan disebut mutarotasi.

Gambar 14.9. α–D–Glukosa

Gambar 14.10. β–D–Glukosa

Glukosa merupakan sumber tenaga utama bagi makhluk hidup. Glukosa diserap ke dalam peredaran darah melalui saluran pencernaan. Sebagian glukosa ini kemudian langsung menjadi bahan bakar sel otak, sedangkan yang lainnya menuju hati dan otot, yang menyimpannya sebagai glikogen.
Glikogen merupakan sumber energi cadangan yang akan dikonversi kembali menjadi glukosa pada saat dibutuhkan kembali. Perombakan karbohidrat yang menghasilkan bentuk lain selain glukosa seperti: fruktosa dan galaktosa, akan diangkut ke hati, dandikonversi atau diubah menjadi glukosa. Fruktosa merupakan monosakarida yang memiliki enam atom karbon merupakan isomer dari glukosa, namun memiliki gugus aldehid. Fruktosa terasa lebih manis dari glukosa dan banyak terdapat dalam buahbuahan. Untuk membedakan struktur molekul glukosa dengan fruktosa, dapat mencermati Bagan 14.11.

Bagan 14.11. Fruktosa

Glukosa juga memiliki keunggulan yaitu tidak mudah bereaksi secara nonspesifik dengan gugus amino suatu protein dengan cara mereduksinya. Reaksi ini dikenal dengan glikosilasi yang dapat merusak fungsi berbagai enzim. Hal ini disebabkan karena glukosa berada dalam bentuk isomer siklik yang kurang reaktif. Beberapa dampak glikosilasi protein adalah komplikasi akut seperti diabetes, gagal ginjal, dan kerusakan saraf periferal.

Read More

KIMIA ORGANIK

KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah polihidroksi aldehida dan keton atau turunan mereka. Karbohidrat pernah disangka “hidrat dari karbon”, sehingga disebut karbohidrat karena kebanyakan memenuhi rumus C_m(H₂O)_n dengan harga m dan n boleh sama dan juga boleh berbeda

Penggolongan karbohidrat

*) monosakarida: satuan karbohidrat yang tersederhana; tak dapat dihidrolisis menghasilkan karbohidrat yang lebih kecil. Contoh: glukosa, fruktosa, galaktosa

*) disakarida: dimer-dimer dari monosakarida; dapat dihidrolisis menghasilkan dua buah molekul monosakarida

Contoh:

sukrosa (hasil hidrolisisnya glukosa dan fruktosa)

laktosa (hasil hidrolisisnya glukosa dan galaktosa)

maltosa (hasil hidrolisisnya glukosa dan glukosa)

karbohidrat yang tersusun dari dua sampai delapan satuan monosakarida dirujuk sebagai oligosakarida

*) polisakarida: polimer dari monosakarida; dapat dihidrolisis menghasilkan banyak molekul monosakarida

Contoh: pati, selulosa (yang bisa dihidrolisis menghasilkan banyak satuan glukosa)

Apabila polisakarida dihidrolisis maka tidak langsung menjadi monosakarida-monosakarida, namun terputus-putus menjadi molekul-molekul yang lebih kecil terlebih dahulu

1). Monosakarida

Semua monosakarida larut mudah dalam air karena mengandung banyak gugus alkohol sehingga dapat berikatan hidrogen dengan molekul-molekul air

Glukosa disebut juga aldoheksosa. Aldo menunjukkan aldehida, heks menunjukkan jumlah karbon, dan osa menunjukkan karbohidrat

Dalam glukosa dan galaktosa ada empat atom C kiral yaitu C nomor 2, 3, 4, dan 5. Sedangkan pada fruktosa hanya ada 3 atom C kiral, yaitu atom C nomor 3, 4, dan 5. Atom C kiral adalah atom C yang mengikat empat gugus yang berbeda. Berdasarkan struktur glukosa, atom C kiral ditandai dengan (*)

Perbedaan antara glukosa, fruktosa, dan galaktosa adalah sifat keoptisannya. Glukosa dan galaktosa merupakan diastereoisomer karena putaran optiknya berbeda. Keduanya merupakan epimer; dua molekul stereoisomer/ diastereoisomer yang berbeda pada satu atom C kiral. Glukosa dan fruktosa merupakan diastereoisomer (isomer gugus fungsi)

Untuk mendapatkan banyaknya struktur dengan posisi gugus yang berbeda dapat ditentukan dengan rumus 2ⁿ dimana n adalah jumlah atom C kiral

Untuk menggambarkan struktur karbohidrat menggunakan notasi Fischer, C kiral cukup menggunakan perpotongan garis

Dua gugus fungsi dalam monosakarida (aldehida dan alkohol) bersifat menghasilkan suatu hemiasetal → monosakarida siklik. Hemi berarti setengah

Perubahan dari struktur fischer ke struktur Haworth, jumlah atom C kiral bertambah, yang awalnya 4 → 5 untuk glukosa dan galaktosa, dan 3 → 4 untuk fruktosa. Atom C pada no.1 pada struktur Hawort merupakan C kiral yang pada struktur Fischer bukan C kiral

β-D-galaktosa dan α-D-galaktosa merupakan anomer; dua molekul stereoisomer/ diastereoisomer yang berbeda pada satu atom C kiral no 1, posisi yang berbeda dari gugus pada C kiral no satu (posisi α atau β). Suatu anomer pasti epimer namun suatu epimer belum tentu anomer. Saat dilarutkan didalam air antara monosakarida α dan β lebih banyak larut yang β (lebih stabil)

Tata Nama

Struktur glukosa, fruktosa, dan galaktosa

D (dekstro): kanan → gugus terjauh dari hidroksil terletak di kanan pada C kiral

L (levo): kiri → gugus terjauh dari hidroksil terletak di kiri pada C kiral

Enansiomer: apabila atom-atom C kiral dari suatu struktur merupakan bayangan cermin dari struktur yang lain

Rasemat/ rasemik merupakan dua senyawa enansiomer yang komposisinya sama. Disebut rasemik karena tidak memutar bayangan cermin. Pada dasarnya, enantiomer adalah isomer senyawa tidak memiliki sifat fisik yang berbeda kecuali sifat optisnya sehingga sulit dipisahkan. Namun demikian, garam diastereomernya memiliki perbedaan karakter fisik yang cukup jauh, terutama pada kelarutannya.

Mutarotasi: Perubahan sudut putar optic larutan monosakarida secara perlahan-lahan menuju sudut putar yang tetap. α-D-glukosa apabila dilarutkan di dalam air tidak selamanya sebagai α-D-glukosa namun cincinya dapat terbuka dan membentuk β-D-glukosa, mengalami penyetimbangan lambat dengan cincin terbuka. Gejala semacam ini merupakan mutarotasi

Read More

Proses pembentukan kompleks merkuri dengan DMSA

Kata Kunci: ikatan disulfida, Mekanisme khelasi merkuri

Ditulis oleh Syaputra Irwan pada 24-05-2009

Mekanisme khelasi merkuri dengan menggunakan DMSA  terjadi melalui beberapa proses. Pada penggunaan oral, DMSA diabsorbsi dalam usus halus dan diedarkan keseluruh tubuh. Satu gugus thiol pada DMSA akan berikatan dengan gugus thiol pada residu sistein, membentuk suatu ikatan disulfida. Gugus thiol DMSA yang lain berada dalam bentuk bebas. Gugus thiol bebas ini akan berperan dalam mengikat merkuri.

Read More