background image

Biochemistry Lectures: 1st  year                                                                          Lecturer: Hiba A. Alasadi

 

Lecture No.1   

 

Biochemistry

  

Science

 

Science  asks  how  the  remarkable  properties  of  living  organisms  arise 

from the thousands of different lifeless biomolecules. When these molecules 

are  isolated  and  examined  individually,  they  conform  to  all  the  physical  and 

chemical laws that describe the behavior of inanimate matter—as do all the 

processes occurring in living organisms. The study of biochemistry shows how 

the  collections  of  inanimate  molecules  that  constitute  living  organisms 

interact to maintain and perpetuate life animated solely by the physical and 

chemical laws that govern the nonliving universe. 

The  chemistry  of  living  organisms  is  organized  around  carbon,  which 

accounts  for  more  than  half  the  dry  weight  of  cells.

 

Carbon  can  form  single 

bonds with hydrogen atoms, and both single and double bonds with oxygen 

and nitrogen atoms. Of greatest significance in biology is the ability of carbon 

atoms to form very stable carbon–carbon single bonds. Each carbon atom can 

form single bonds with up to four other carbon atoms. Two carbon atoms also 

can share two (or three) electron pairs, thus forming double (or triple) bonds. 

Covalently  linked  carbon  atoms  in  biomolecules  can  form  linear  chains, 

branched chains, and cyclic structures. To  these carbon skeletons are added 

groups  of  other  atoms,  called  functional  groups,  which  confer  specific 

chemical properties on the molecule. 

Macromolecules

 

Many  biological  molecules  are  macromolecules,  polymers  of  high 

molecular weight assembled from relatively simple precursors.  Proteins,  are 

long polymers of amino acids,  Nucleic acids, DNA and RNA, are polymers of 

nucleotides , Carbohydrates,  are polymers of simple sugars such as glucose 

and the Lipids, are greasy or oily hydrocarbon derivatives. 

 ت

سنب

حل

ه ا

 م

ً ريا

كث

 ى

غط

ق ي

خلل

ء ا

سو

 ن

مب أ

 ك

ت

يئب

لس

ه ا

 م

ً ريا

كث

 رت

يس

 ق

خلل

ه ا

حس


background image

Biochemistry Lectures: 1st  year                                                                          Lecturer: Hiba A. Alasadi

 

Lecture No.1   

 

CARBOHYDRATES

 

Occurrence 

Most  abundant  molecules  on  earth,  most  are  produced  by  photo-

synthesis.  They  are  present  in  humans,  animal  tissues,  plants  and  micro-

organisms.  Carbohydrates  are  also  present  in  tissue  fluids,  blood,  milk 

secretions and excretions of animals. 

Medical And Biological Importance 

1.  Carbohydrates  are  the  major  source  of  energy  for  man.  For  example, 

glucose is used in the human body for energy production. 

2. Some carbohydrates serves as reserve food material in humans (glycogen)  

and in plant (starch).  

3.  Some  of  carbohydrates  are  components  of  cell  membrane  and  nervous 

tissue.  

4.  Carbohydrates  are  components  of  nucleic  acids  and  blood  group 

substances. 

5. Carbohydrates are involved in cell-cell interaction. 

6.  Derivative  of  carbohydrates  are  drugs.  For  example,  streptomycin  an 

antibiotic is a glycoside. 

7.  Aminosugar,  derivatives  of  carbohydrates  are  components  of  antibiotics 

like erythromycin and carbomycin. 

8. Ascorbic acid, a derivative is water-soluble vitamin. 

9. Bacterial invasion involves hydrolysis of mucopolysaccharides. 

 

 

 


background image

Biochemistry Lectures: 1st  year                                                                          Lecturer: Hiba A. Alasadi

 

Lecture No.1   

 

Chemical Nature Of Carbohydrates 

Carbohydrates are polyhydroxy  alcohols with a functional aldehyde or 

keto group. They are represented with general formula C

n(

H

2

O)

n

. usually the 

ratio of carbon and water is one in most of the carbohydrates hence the name 

carbohydrate (carbonhydrate). 

Classification of carbohydrates 

Carbohydrates  are  classified  into  three  major  classes  based  on  number  of 

carbon chains present. They are: 

1.  Monosacchrides 

2.  Oligosacchrides 

3.  Polysacchrides 

     All  the  three  classes  contain  a  saccharose  group  and  hence  the  name 

saccharides. 

 

Saccharose group 

MONOSACCHARIDES  

Monosaccharides  are  those  carbohydrates  which  cannot  be  hydrolyzed  to 

small compounds. Their general formula is C

n

(H

2

O)

n

 . They are also called as 

simple sugars. Monosaccharides containing three to nine carbon atoms occur 

in nature. 

Nomenclature 

Monosaccharides  have  common  (trivial)  names  and  systematic  names. 

Systematic  name  indicates  both  the  number  of  carbon  atoms  present  and 

aldehyde  or  ketone  group.  For  example,  glyceraldehyde  is  a  simple  sugar 


background image

Biochemistry Lectures: 1st  year                                                                          Lecturer: Hiba A. Alasadi

 

Lecture No.1   

 

containing  three  carbon  atoms  and  an  aldehyde  group.  Simple  sugars 

containing  three  carbon  atoms  are  referred  as  triose.  In  addition,  sugar 

containing  aldehyde  group  or  keto  group  are  called  as  aldoses  or  ketoses, 

respectively.  Thus,  the  systematic  name  of  glyceraldehydes  is  aldotriose. 

Similarly,  a  simple  sugar  with  three  carbon  atoms  and  keto  group  is  called 

ketotriose. Some monosaccharides along with their common and systematic 

names are shown below 

 

  

 

 

 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
Fig.1.1 Some Important Monosaccharides (Systematic Names Are Given Too) 

 


background image

Biochemistry Lectures: 1st  year                                                                          Lecturer: Hiba A. Alasadi

 

Lecture No.1   

 

PROPERTIES OF MONOSACCHARIDES 

1. Optical Isomers 

All  the  monosaccharides  except  dihydroxyacetone  contain  one  or  more 

asymmetric (chiral) carbon atoms and thus occur in optically active isomeric 

forms.  The  simplest  aldose,  glyceraldehyde,  contains  one  chiral  center  (the 

middle  carbon  atom)  and  therefore  has  two  different  optical  isomers,  or 

enantiomers  (Fig.  1.2).  By  convention,  one  of  these  two  forms  is  designated 

the  D  isomer,  the  other  the  L  isomer.  To  represent  three-dimensional  sugar 

structures on paper, we often use Fischer projection formulas. In general, a 

molecule with chiral centers can have 2

n

 stereoisomers. Glyceraldehyde has 

2

1

  =  2;  the  aldohexoses,  with  four  chiral

 

center  has  2

1

  =  2;  the  aldohexoses, 

with four centers, have 2

4

 = 16 stereoisomers. 

 

 

 

FIGURE  1–2  Three  ways  to  represent  the  two 
stereoisomers  of  glyceraldehyde.  The  stereo-
isomers  are  mirror  images  of  each  other.  Ball- 
and- 

stick 

models 

show 

the 

actual 

configuration  of  molecules.  By  convention,  in 
Fischer  projection  formulas,  horizontal  bonds 
project  out  of  the  plane  of  the  paper,  toward 
the  reader;  vertical  bonds  project  behind  the 
plane of the paper, away from the reader.

 

 


background image

Biochemistry Lectures: 1st  year                                                                          Lecturer: Hiba A. Alasadi

 

Lecture No.1   

 

The  stereoisomers  of  monosaccharides  of  each  carbon-chain  length  can  be 

divided into two groups that differ in the configuration about the chiral center 

most distant from the carbonyl carbon. Of the 16 possible aldohexoses, eight 

are  D  forms  and  eight  are  L.  Most  of  the  hexoses  of  living  organisms  are  D 

isomers. 

2. Optical Activity 

Monosaccharides except dihydroxy acetone exhibit optical activity because of 

the  presence  of  asymmetric  carbon  atom.  If  a  sugar  rotates  plane  polarized 

light to the right then it called as dextrorotatory and if a sugar rotates plane 

polarized  light  to  left  then  it  called  the  levorotatory.  Usually  '+'  sign  or  'd' 

indicates dextrorotation and ' - ' or ' l ' indicates levorotatory. For example, D-

glucose which is dextrorotatory is designated as D(+) glucose and D-fructose, 

which is levorotatory is designated as D(-)fructose.  

3. Epimers 

Are  those monosaccharides that differs in the configuration of -OH group on 

2nd,  3rd  and  4th  carbon  atoms.  Epimers  are  also  called  diasterioisomers

Glucose,  galactose  and  mannose  are  examples  for  epimers.  Galactose  is  an 

epimer  of  glucose  because,  configuration  of  hydroxyl  group  on  4th  carbon 

atom of galactose is different from glucose. Similarly, mannose is an epimers 

of  glucose  because  configuration  of  hydroxyl  group  on  2nd  carbon  atom  of 

mannose is different from glucose (Fig.1.3). Ribulose  and xylulose (both are 

ketoses)  are  also  epimers.  They  are  differ  in  configuration  of  -OH  group  on 

third carbon atom (Fig. 1.4).  


background image

Biochemistry Lectures: 1st  year                                                                          Lecturer: Hiba A. Alasadi

 

Lecture No.1   

 

 

FIGURE 1–3 Epimers. D-Glucose and two of its epimers are shown as 

projection formulas. Each epimer differs from D-glucose in the configuration 

at one chiral center  

 

 

 

Figure 1-4 Epimers of some ketoses 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام 13 عضواً و 451 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل