炭 水 化 物 (糖 質)
炭水化物はCm(H2O)nの一般式で表され,CにHとOが水の割合で含まれるも
のが多いことからこの名がある。水の比率にならない糖もあることから,最近では 糖質と呼ぶ傾向が強い。いずれにせよ,直接・間接の主要エネルギー源として, また,核酸や糖タンパク・糖脂質などの構成成分として不可欠な物質である。炭 水化物(糖質)は,単糖,少糖(オリゴ糖),多糖に大別される。 |
<1>単 糖
単糖はそれ以上加水分解されない糖の基本単位で,分子内に含まれる炭素数によって,三炭糖(トリオース),四炭糖(テトロース),五炭糖(ペントース),六炭糖(ヘキソース)などがある。なかでも五炭糖と六炭糖が重要である。これらの糖では不斉炭素による立体異性体(D型・L型)があり,また,水溶液中では鎖状より環状構造になり,さらに2種類の立体異性体(α型・β型)を生ずる。
@五炭糖の例
A六炭糖(C6H12O6)の例
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<2>少 糖(オリゴ糖)
2〜6分子の単糖がグルコシド結合したものを少糖というが,2分子が脱水縮合した二糖が最も多い。重要な二糖に,マルトース(グルコース+グルコース),スクロース(グルコース+フルクトース),ラクトース(ガラクトース+グルコース)がある。
二糖(C12H22O11)の例 |
水飴の成分
砂糖の成分
母乳の成分
<3>多 糖
多糖は多数の単糖が脱水縮合してつながったものをいう。ここでは一般式が(C6H10O5)nで示されるデンプンとセルロース(植物),グリコーゲン(動物)について解説する。
@デンプン 植物の貯蔵栄養物質であるデンプンは,アミロースとアミロペクチンの混合物からできている。アミロースはD-グルコースがα-1,4結合でつながった長い鎖状構造をしている。アミロペクチンは,上記のα-1,4結合のほかに,ところどころにα-1,6結合による枝分かれ構造を含んでいる。デンプンはアミラーゼによって大部分加水分解される。
Aセルロース 植物の細胞壁成分であるセルロースはD-グルコースからなるが,デンプンと異なり,β-1,4結合でつながった長い鎖状構造をしている。このためアミラーゼでは加水分解できなく,ほとんどの動物は栄養源として利用できない。
Bグリコーゲン 動物の貯蔵栄養物質であるグリコーゲンは主に肝臓や筋肉の細胞に含まれている。グリコーゲンの分子構造はアミロペクチンと同様であるが,α-1,6結合による枝分かれがより多く含まれている。
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