chp11 carbohydrates

Question 1

what are υδατάνθρακες made of? what are the different types? general formula?

Answer 1

• Σχηματίζονται από μονοσακχαρίτες —> 3-9 άτομα άνθρακα δεσμευμένα σε υδροξυλομάδες
• (CH2O)n —> ένυδρος( hydrated) άνθρακας
• Μονοσακχαρίτες συνδέονται για να δημιουργήσουν δισακχαρίτες, ολιγοσακχαρίτες και πολυσακχαρίτες

Question 2

what are monosaccharides? uses? examples?

Answer 2

= Η απλούστερη μορφή υδατανθράκων
Uses:
ως καύσιμα αλλά και ως θεμελιώδη συστατικά των
ζωντανών συστημάτων.

examples:
1. η ριβόζη και η δεοξυριβόζη στο RNA και στο DNA αντίστοιχα
2. Οι πιο γνωστές είναι οι εξόζες π.χ. Γλυκόζη και φρουκτόζη

Question 3

what kind of molecules are monosaccharides + nb of carbons

Answer 3

• Οι μονοσακχαρίτες είναι αλδεΰδες ή κετόνες με 2 ή περισσότερες υδροξυλομάδες
• Οι μικρότεροι μονοσακχαρίτες αποτελούνται από 3 άτομα άνθρακα - τριόζες
• Υπάρχουν τετρόζες, πεντόζες εξόζες κτλ, ανάλογα με το πόσα άτομα άνθρακα περιέχουν

Question 4

how to determine which type of mono saccharide it is by the name/ shape?

Answer 4

Ends with -όζη = sugar
- Αλδόζες αν το C=O βρίσκεται στην άκρη του μορίου
- Κετόζες αν το C=O δεν βρίσκεται στην άκρη του μορίου
- Τριόζες αν ο σκελετός έχει 3 C-οι μικρότεροι πολυσακχαρίτες
- Τετρόζες 4 άνθρακες, πεντόζες 5 άνθρακες, εξόζες 6 άνθρακες
- Εναντιομερή = κατοπτρικά είδωλα το ένα του άλλου
- Οι περισσότεροι μονοσακχαρίτες των ανώτερων ζώων είναι διαμόρφωσης D

Question 5

describe the types of isomers found in carbohydrates

Answer 5

• Υδατάνθρακες υπάρχουν σε μεγάλη ποικιλία ισομερών μορφών
• ισομερή = έχουν τον ίδιο μοριακό τύπο, αλλά διαφορετική δομή.

Έχουμε 2 τύπους ισομερή:
1. συστατικά ισομερή
2. στερεοϊσομερή
α) εναντιομερή
β) διαστερεοϊσομερή
—-> επιμερή : διαφέρουν σε ένα ή μερικά ασύμμετρα άτομα άνθρακα.
—-> ανωμέρη: ισομερή, τα οποία διαφέρουν σε ένα νέο ασύμμετρο άτομο άνθρακα που σχηματίζεται κατά το κλείσιμο του δακτυλίου, όπως α-γλυκόζη και β-γλυκόζη.

Question 6

name the most common monosaccharides found in biochemistry

Answer 6

ριβόζη, δεοξυριβόζη, γλυκόζη, μαννόζη, γαλακτόζη και φρουκτόζη
( chp11 slide 9 need to draw the saccharides sos)

Question 7

what shape do αλδοεξόζες usually take?

Answer 7

• Οι αλδοεξόζες σχηματίζουν κυρίως εξαμελείς (6C) δακτυλίους, όπου ο αλδεϋδικός άνθρακας C-1 αντιδρά με το υδροξύλιο του άνθρακα C-5
  —> Δημιουργείται μια πυρανόζη λόγω της ομοιότητας με το πυράνιο.
  —> Glucose is an example of an aldohexose that forms a pyranose ring.

Question 8

describe the process of Σχηματισμός της πιρανόζης

Answer 8

• Η μορφή της ανοιχτής αλυσίδα κυκλοποείται όταν η υδροξυλική ομάδα του C-5 επιτίθεται στο άτομο οξυγόνου της αλδεϋδικής ομάδα του C-1
• σχηματίζει μια ενδομοριακή ημιακετάλη.
• μπορεί να προκύψουν 2 ανωμερείς μορφές που προσδιορίζονται με τα γράμματα α και β

Question 9

what kind of sugar is glucose? what kind of reactions can it carry out and why?

Answer 9

• Η γλυκόζη είναι αναγωγικό σάκχαρο –> acts like an aldehyde.
• Η κυκλική και ανοικτή μορφή βρίσκονται σε ισορροπία —> Έτσι η γλυκόζη έχει μερικές από τις χημικές ιδιότητες των ελεύθερων αλδεΰδων, όπως την ιδιότητα να αντιδρά με οξειδωτικούς παράγοντες
• Η γλυκόζη μπορεί να αντιδρά με το δισθενές ιόν του χαλκού (divalent copper ion) και να το ανάγει σε μονοσθενές ιόν (monovalent ion), ενώ οξειδώνεται σε γλυκονικό οξύ

Question 10

what kind of test is used to detect glucose in diabetics

Answer 10

Η δοκιμασία Fehling υπήρξε για χρόνια η μέθοδος παρακολούθησης των διαβητικών

Question 11

what is the reaction of glucose with cu

Answer 11

• H-C=O aldehyde on the glucose becomes COOH
• Cu 2+ —> Cu+ by reacting with OH-/H2O to form Cu2O

Question 12

what kind of structure do κετοεξόζες form

Answer 12

—> φουρανόζη
- Οι κετοεξόζες σχηματίζουν δακτυλίους ανάμεσα στην κετονική ομάδα του άνθρακα C-2 και το υδροξύλιο είτε του άνθρακα C-6 (σχηματισμός πυρανόζης) είτε του άνθρακα C-5
- Με το 2nd arrangement (C-5) δημιουργείται μια φουρανόζη λόγω της ομοιότητας με το φουράνιο

Question 13

can carbohydrates be asymmetrical

Answer 13

• Οι υδατάνθρακες μπορούν να περιέχουν πολλά ασύμμετρα κέντρα άνθρακα
• Ισομερή τα οποία διαφέρουν σε ένα νέο ασύμμετρο άτομο άνθρακα πουσχηματίζονται κατά το κλείσιμο του δακτυλίου ονομάζονται ανωμερή

Example 1 - Γλυκοπυρανόζη (look at slide 15 shape)
- Μορφή α: το υδροξύλιο του ανωμερή C, βρίσκεται σε αντίθετη πλευρά από τον C-6
- Μορφή β: το υδροξύλιο του ανωμερή C και ο C-6 βρίσκονται στην ίδια πλευρά

Example 2 - Φρουτοφουρανόζη

Question 14

what is the C1 in Γλυκοπυρανόζη called

Answer 14

ανωμερικό άτομο άνθρακα

Question 15

why are monosaccharides modified? (purpose)

Answer 15

Οι τροποποιήσεις καθιστούν τους μονοσακχαρίτες ικανούς να λειτουργούν σαν σηματοδοτικά μόρια ή πιο επιδεκτικούς στηνκαύση

Question 16

what reagents usually modify saccharides + bonds formed

Answer 16

3 κοινά αντιδρώντα με τα σάκχαρα είναι οι αλκοόλες, οι αμίνες και τα φωσφορικά:

• Δεσμός μεταξύ ανωμερικού ατόμου άνθρακα και οξυγόνου αλκοόλης —> γλυκοζιτικός δεσμός Ο
• Δεσμός μεταξύ ανωμερικού ατόμου άνθρακα και αζώτου αμίνης γλυκοζιτικός δεσμός Ν (slide 22 photo)

Question 17

why is phosphorylation important for humans? how?

Answer 17

• φωσφορυλίωσης is important στο μεταβολισμό
• Το πρώτο βήμα στη διάσπαση της γλυκόζης για την απόκτηση ενέργειας (ATP) είναι η μετατροπή της σε 6-φωσφορική γλυκόζη
• Σε αυτή την πορεία υπάρχουν και άλλα φωσφορυλιωμένα σάκχαρα
  —-> Τα φωσφορυλιωμένα σάκχαρα είναι βασικά ενδιάμεσα στην παραγωγή ενέργειας και στις βιοσυνθέσεις

Question 18

compare anabolic vs catabolic reactions

Answer 18

Anabolic reactions build larger molecules from smaller ones, and require energy.
Catabolic reactions break larger molecules into smaller ones, and release energy.

Question 19

give an example of phosphorylation in the body and how it occurs (process)

Answer 19

• κυτταρική αναπνοήστο
• 1st στάδιο είναι η γλυκόλυση και γίνεται κάποιος αναβολισμός (αν και η διαδικασία γενικά είναι καταβολική, γιατί διασπάται η γλυκόζη) —> Σε αυτό το σημείο λέμε η γλυόζη ενεργοποιείται!

Πώς;
- Η φωσφορυλίωση κάνει τα μόρια ανιονικά
- το αρνητικό φορτίο εμποδίζει αυτά τα σάκχαρα να εξέλθουν αυθόρμητα από το κύτταρο διαπερνώντας τη μεμβρανική διπλοστοιβάδα λιπιδίων —> This makes glucose more reactive and less likely to leave the cell

Question 20

why is phosphorylation important

Answer 20

• Φωσφορυλίωση κάνει τα σάκχαρα ανιοντικά
  —> αρνητικό φορτίο εμποδίζει τα σάκχαρα να εξέλθουν από το κύτταρο αυθόρμητα μιας και πρέπει να διαπεράσουν τη μη πολική μεμβράνη
• Φωσφορυλίωση δημιουργεί αντιδραστικά ενδιάμεσα τα οποία σχηματίζουν εύκολα δεσμούς με άλλα μόρια

Question 21

how are complex carbohydrates formed

Answer 21

• Τα σάκχαρα περιέχουν πολλές υδροξυλομάδες (OH), τις οποίες χρησιμοποιούν για να δημιουργήσουν γλυκοζιτικούς δεσμούς
• Οι μονοσακχαρίτες μπορούν να ενωθούν με γλυκοζιτικούς δεσμούς Ο και να δημιουργήσουν δισακχαρίτες, ολιγοσακχαρίτες και πολυσακχαρίτες

Question 22

describe how μαλτόζη is bonded

Answer 22

ενώνονται δυο κατάλοιπα D-γλυκόζης με ένα O-γλυκοζιτικό δεσμό μεταξύ του ανωμερικού άνθρακα C-1 και του υδροξυλικού οξυγόνου που είναι ενωμένο με τον άνθρακα C-4 –> γλυκοζιτικός δεσμός α-1,4

Question 23

what’s one function all disaccharides can do?

Answer 23

μπορούν να λειτουργήσουν ως αναγωγικό μέσο αν μπρούνο να ανοίξουν τους δεσμούς. BUT δεν μπορεί να δράσει σε κυκλική μορφή

Question 24

how come so many disaccharides have different structures

Answer 24

Because of the different ways monosaccharides bond:
- O μονοσακχαρίτης που έχει ελεύθερο τον ανωμερή άνθρακα, διατηρεί την αναγωγική δραστικότητα και έτσι είναι το αναγωγικό άκρο
- Η σύμβαση είναι να γράφουμε το ΜΗ αναγωγικό άκρο πρώτο
- Επειδή οι μονοσακχαρίτες έχουν πολλά –ΟΗ, μπορούν να σχηματίσουν πολλά είδη γλυκοζιτικών (glycosidic) δεσμών
- Επομένως υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί δισακχαρίτες

Question 25

define + give the 3 most important Δισακχαρίτης

Answer 25

= 2 σάκχαρα ενωμένα με ένα γλυκοζιτικό δεσμό
—> σακχαρόζη, λακτόζη, μαλτόζη

Question 26

how is Μαλτόζη bonded + what reactions can it do + enzyme that breaks it down

Answer 26

1. Ενώνονται δυο μονάδες γλυκόζης —> α-γλυκοπυρανόζη + α-γλυκοπυρανόζη. Προέρχεται από υδρόλυση πολυσακχαρίτων όπως το άμυλο και το γλυκογόνο
2. Role: Αναγωγικός δισακχαρίτης
3. Enzyme: Μπορεί να διασπαστεί ξανά στα συστατικά της με το ένζυμο μαλτάση

Question 27

how is Λακτόζη bonded + what reactions can it do + enzyme that breaks it down

Answer 27

1. Ενώνονται τα ανωμερικά άτομα άνθρακα μιας μονάδας γλυκόζης και μιας μονάδας γαλακτόζης —> β- γλυκοπυρανόζη + α-γαλακτοπυρανόζη
2. Role: Αναγωγικός δισακχαρίτης
3. Enzyme: Μπορεί να διασπαστεί ξανά στα συστατικά της με το ένζυμο λακτάση στους ανθρώπους και β-γαλακτοζιτάση στα βακτήρια

Question 28

how is Σακχαρόζη bonded + what reactions can it do + enzyme that breaks it down

Answer 28

1. Ενώνονται τα ανωμερικά άτομα άνθρακα μιας μονάδας
   γλυκόζης και μιας μονάδας φρουκτόζης —> α- γλυκοπυρανόζη + β-φρουκτοφουρανόζη
2. Role: Μη αναγωγικός δισακχαρίτης
3. Enzyme: Μπορεί να διασπαστεί ξανά στα συστατικά της με το ένζυμο σακχαράση

Question 29

Ή γλυκόζη και η φρουκτόζη είναι αναγωγικά σακχαρα. Η σακχαρόζη είναι ένας δισακχαρίτης που αποτελείται από μια γλυκόζη και μια φρουκτόζη. Είναι η σακχαρόζη αναγωγικός σάκχαρο?

Answer 29

όχι η σακχαρόζη δεν είναι αναγωγικό σάκχαρο. Το ανωμερικό άτομο άνθρακα δρα ως αναγωγικό παράγοντας και στη γλυκόζη και στην φρουκτόζη. Αλλά στην σακχαρόζη τα ανωμερικα άτομα του άνθρακα, της φρουκτόζης και της γλυκόζης συνδέονται με έναν ομοιοπολικό δεσμό και έτσι δεν είναι διαθέσιμα να αντιδράσουν.

Question 30

how can glucose be stored?

Answer 30

Η ελεύθερη γλυκόζη δεν μπορεί να αποθηκευτεί ως έχει, γιατί σε ψηλές συγκεντρώσεις η γλυκόζη θα διαταράξει την οσμωτική ισορροπία του κυττάρου με αποτέλεσμα τον κυτταρικό θάνατο

Λύση —> αποθήκευση γλυκόζης ως πολυμερές που δεν είναι οσμωτικά ενεργό:
α) Πολυσακχαρίτες - μεγάλα πολυμερή που σχηματίζονται από την σύνδεση πολλαπλών μονοσακχαρίτων
β) Ομοπολυμερή - πολυσακχαρίτες που αποτελούνται από τη σύνδεση πολλαπλών μορίων του ίδιου μονοσακχαρίτη

Question 31

describe where glycogen is found + structure + enzyme that breaks it down

Answer 31

Where:
- Το πιο κοινό ομοπολυμερές στα ζωικά κύτταρα είναι το γλυκογόνο
- Παρόν στους περισσότερους ιστούς αλλά κυρίως στους μυς και το ήπαρ

Structure:
- Διακλαδιζόμενο πολυμερές από κατάλοιπα γλυκόζης
- Οι περισσότεροι δεσμοί στο γλυκογόνο είναι α-1,4
- Οι διακλαδώσεις σχηματίζονται από γλυκοζιτικούς δεσμούς α-1,6 ανά 10 περίπου μονάδες γλυκόζης

Enzyme:
Διασπάται από την α-αμυλάση

Question 32

describe where άμυλο is found +types+ structure + enzyme that breaks it down

Answer 32

Where:
Η θρεπτική δεξαμενή των φυτών είναι το ομοπολυμερές άμυλο

Υπάρχει σε δυο τύπους —> αμυλόζη + αμυλοπηκτίνη:
α) Αμυλόζη - τύπος αμύλου χωρίς διακλαδώσεις που αποτελείτάι από κατάλοιπα γλυκόζης συνδεδεμένα με δεσμό α-1,4

β) Αμυλοπηκτίνη - τύπος αμύλου με διακλαδώσεις που διαθέτει ένα δεσμό α-1,6 ανά τριάντα δεσμούς α-1,4

—-> Το άμυλο όπως και το γλυκογόνο διασπάται από την α-αμυλάση.

Question 33

what is κυτταρίνη + structure + role

Answer 33

• Κύριος πολυσακχαρίτης της γλυκόζης που βρίσκεται στα φυτά
• Παίζει δομικό παρά διατροφικό ρόλο - κυτταρικό τοίχωμα

—-> Μη διακλαδωμένο πολυμερές καταλοίπων γλυκόζης ενωμένων με δεσμούς β-1,4 - μακριές ευθείες αλυσίδες
—> Ινίδια σχηματίζονται από παράλληλες αλυσίδες μέσω δεσμών υδρογόνου δημιουργώντας μια άκαμπτη υποστηρικτική δομή

Question 34

name the 3 τάξεις γλυκοπρωτεϊνών + their main component

Answer 34

1. Γλυκοπρωτεΐνες - πρωτεϊνική συνιστώσα είναι το μεγαλύτερο συστατικό κατά βάρος
2. Πρωτεογλυκάνες - υδατάνθρακες μεγαλύτερο συστατικό βάρους
3. Βλεννοπρωτεΐνες - υδατάνθρακες μεγαλύτερο συστατικό βάρους

Question 35

how are glycoproteins attached

Answer 35

Οι υδατάνθρακες συνδέονται με τις πρωτεΐνες μέσω:
- των καταλοίπων ασπαραγίνης (σύνδεση μέσω αζώτου Ν)
- των καταλοίπων θρεονίνης ή σερίνης (σύνδεση μέσω οξυγόνο)

Question 36

what are πρωτεογλυκάνες + their functions

Answer 36

= Πρωτεΐνες που είναι συνδεδεμένες σε γλυκοζαμινογλυκάνες (πολυσακχαρίτης)

Role:
- Λειτουργούν ως λιπαντικά και δομικά συστατικά στον συνδετικό ιστό
- Μεσολαβούν (mediate) στην συγκόλληση (adhesion) των κυττάρων στη θεμελιά ουσία
- Προσδένουν παράγοντες που διεγείρουν τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων

Question 37

describe the structure of πρωτεογλυκάνες + how it affects them

Answer 37

—> Οι ιδιότητες των πρωτεογλυκάνων προσδιορίζονται από το συστατικό της γλυκοζαμινογλυκάνης:

• Πολλές γλυκοζαμινογλυκάνες αποτελούνται από επαναλαμβανόμενες μονάδες δισακχαριτών που περιέχουν το παράγωγο ενος αμινοσακχάρου, είτε γλυκοζαμίνης είτε γαλακτοζαμίνης
• 1/2 σάκχαρα έχει έναν αρνητικά φορτισμένο υδατάνθρακα ή θειική ομάδα

Question 38

where does glycosylation occur + 2 types

Answer 38

Η γλυκοζυλίωση των πρωτεϊνών λαμβάνει χώρα στο ενδοπλασματικό δίκτυο και τη συσκευή Golgi:

1. H γλυκοζυλίωση μέσω αζώτου (Ν) αρχίζει στο ενδοπλασματικό δίκτυο και συνεχίζεται στη συσκευή Golgi
2. Η γλυκοζυλίωση μέσω οξυγόνου (Ο) λαμβάνει χώρα αποκλειστικά στην συσκευή Golgi

Question 39

where do modifications for glycosylation occur

Answer 39

Μονάδες υδατανθράκων των γλυκοπρωτεϊνών μεταβάλλονται και υφίστανται επεξεργασία στη συσκευή Golgi - κέντρο ταξινόμησης κυττάρου

—> Οι συνδεδεμένες μέσω Ο μονάδες σακχάρου διαμορφώνονται εκεί, ενώ τα μέσω Ν, τροποποιούνται με πολλούς διαφορετικούς τρόπους

Question 40

Πως επιτυγχάνεται ο σχηματισμός σύνθετων υδατανθράκων;

Answer 40

Ειδικά ένζυμα - γλυκοζυλομεταφοράσες —> Καταλύουν σχηματισμό γλυκοζιτικών δεσμών

Question 41

describe the different blood groups and how they are formed by glycosylation

Answer 41

Κάθε ομάδα αίματος χαρακτηρίζεται από την παρουσία ενός από τους 3 υδατάνθρακες Α, Β και Ο, οι οποίοι είναι προσκολλημένοι στις γλυκοπρωτεΐνες και τα γλυκολιπίδια στην επιφάνεια των ερυθρών αιμοσφαιρίων

• Κοινός ένας θεμελιώδης ολιγοσακχαρίτης που ονομάζεται αντιγόνο Ο
• Τα αντιγόνα Α και Β διαφέρουν από το αντιγόνο Ο ως προς την προσθήκη ενός επιπλέον μονοσακχαρίτη:
• είτε της Ν ακετυλογαλακτοζαμίνης (για το Α)
• είτε της γαλακτόζης (για το Β)
  —> μέσω ενός δεσμού α-1,3 σε μια ομάδα γαλακτόζης του αντιγόνου Ο

Question 42

how does the flu virus infect the body

Answer 42

The flu virus binds to host cells through interaction of a surface protein called hemagglutinin (HA) with cell surface carbohydrates:

Ο ιος της γρίπης αναγνωρίζει κατάλοιπα σιαλικού οξέος που είναι ενωμένα σε κατάλοιπα γαλακτόζης τα οποία υπάρχουν στις γλυκοπρωτεΐνες της κυτταρικής επιφάνειας

—> Η ιική πρωτεΐνη που προσδένεται στα κύτταρα αυτά ονομάζεται
αιμοσυγκολλητίνη

—-> Μια άλλη ιική πρωτεΐνη, η νευραμινιδάση (σιαλιδάση), διασπά τους γλυκοζιτικούς δεσμούς στα κατάλοιπα του σιαλικού οξέος της αιμοσυγκολλητίνης για να εξέλθει ο ιος από το κύτταρο σε ένα άλλο στάδιο του κύκλου ζωης του

Question 43

name the drugs given to the flu

Answer 43

Αναστολείς του ενζύμου νευραμινιδάση όπως τα φάρμακα (oseltamivir) Tamiflu και zanamavir (Relenza) είναι σημαντικοί αντιικοί παράγοντες

Question 44

why does the birds’ virus not affect humans as much

Answer 44

Ο λόγος είναι ότι η αιμοσυγκολλητίνη του ιου των πτηνών αναγνωρίζει μια διαφορετική αλληλουχία υδατανθράκων από τον ιο της γρίπης

Question 45

how does malaria infect + spread in the body

Answer 45

Infect —> Το παράσιτο P.falciparum που προκαλεί ελονοσία, βασίζεται επίσης στην πρόσδεση γλυκάνων για να μολύνει και να αποικίσει τον ξενιστή του

Spread —-> Όταν το παράσιτο σε άλλο στάδιο του κύκλου του εισέρχεται στα ερυθρά αιμοσφαίρια, αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας μια άλλη πρωτεΐνη που προσδένει γλυκάνες που βρίσκονται στην επιφάνεια των ερυθρών αιμοσφαιρίω