Polysaccharide - Komplexe Kohlenhydrate aus vielen Monosaccharid-Einheiten

Polysaccharide sind komplexe Kohlenhydrate, die aus vielen Monosaccharid-Bausteinen bestehen, die durch glykosidische Bindungen miteinander verknüpft sind. Zwei wichtige Beispiele für Polysaccharide sind Amylose und Cellulose.

Amylose ist ein Bestandteil der Stärke und besteht aus langen, unverzweigten Ketten von Glucose-Einheiten, die durch α-1,4-glykosidische Bindungen verknüpft sind. Amylose liegt gewöhnlich in einer Helixstruktur vor, in die sich Iod-Moleküle einlagern können. Diese Einschlussverbindung absorbiert den Rot- und Gelbanteil des weißen Lichts, wodurch sie blau erscheint.

Highlight: Die Blaufärbung von Amylose mit Iod wird oft als Nachweis für Stärke verwendet.

Cellulose ist die wichtigste pflanzliche Gerüstsubstanz und ein wesentlicher Bestandteil der pflanzlichen Zellwand. Sie besteht aus β-D-Glucose-Bausteinen, die durch β-1,4-glykosidische Bindungen verknüpft sind. Im Gegensatz zur Amylose bildet Cellulose eine fast lineare Struktur.

Vocabulary: Glykosidische Bindungen sind die chemischen Verbindungen zwischen den Monosaccharid-Einheiten in Polysacchariden.

Ein wichtiger Unterschied zwischen Stärke (bestehend aus Amylose und Amylopektin) und Cellulose liegt in ihrer Verdaulichkeit für den Menschen. Stärke kann vom menschlichen Körper durch die Enzyme Amylase und Maltase abgebaut werden. Cellulose hingegen ist für Menschen unverdaulich, da die notwendigen Enzyme fehlen.

Example: Amylase spaltet Stärke in Maltose, während Maltase Maltose weiter in Glucose-Einheiten zerlegt.

Der Aufbau von Polysacchariden bestimmt ihre Funktion und Eigenschaften. Während Stärke als Energiespeicher in Pflanzen dient, verleiht Cellulose pflanzlichen Zellwänden Stabilität. Die unterschiedliche Anordnung der Glucose-Einheiten in Amylose und Cellulose führt zu ihren verschiedenen Eigenschaften und Funktionen.

Definition: Polysaccharide sind Kohlenhydrate, die aus vielen Monosaccharid-Einheiten aufgebaut sind und wichtige strukturelle und funktionelle Rollen in Organismen spielen.

Monosaccharide - Die Grundbausteine der Kohlenhydrate

Monosaccharide sind die einfachsten Kohlenhydrate und bestehen aus nur einem Zuckermolekül. Sie lassen sich in zwei Hauptgruppen unterteilen: Aldosen und Ketosen.

Aldosen wie die D(+)-Glucose zeichnen sich durch eine Aldehydgruppe und mehrere Hydroxygruppen aus. Die Glucose spielt eine zentrale Rolle als Energielieferant für Lebewesen. Sie wird durch Photosynthese in Pflanzen gebildet und kann durch Gärung zu Ethanol umgewandelt werden. Zudem dient sie als Baustein für Reservestoffe wie Stärke und Glykogen sowie für Cellulose in pflanzlichen Zellwänden.

Highlight: Die Glucose ist der wichtigste Energielieferant für Lebewesen und Ausgangsstoff für viele biologische Prozesse.

Ketosen wie die D(-)-Fructose besitzen im Gegensatz zu Aldosen eine Carbonylgruppe an einem nicht endständigen Kohlenstoffatom. Durch die sogenannte Keto-Enol-Tautomerie kann sich Fructose in Glucose umwandeln, was erklärt, warum Fructose trotz fehlender Aldehydgruppe bei bestimmten Nachweisreaktionen positiv reagiert.

Vocabulary: Keto-Enol-Tautomerie bezeichnet die Umwandlung zwischen Keto- und Enolform eines Moleküls.

Die Fischer-Projektion wird verwendet, um die Struktur von Monosacchariden zweidimensional darzustellen. Sie zeigt die räumliche Anordnung der funktionellen Gruppen am Kohlenstoffgerüst.

Example: In der Fischer-Projektion der D(+)-Glucose sind die Hydroxygruppen rechts und links der vertikalen Kohlenstoffkette angeordnet.