炭水化物の化学構造、分類および機能

の 炭水化物, 炭水化物またはサッカライドは、生きている人にエネルギーを蓄える有機分子です。それらは最も豊富な生体分子であり、含まれています：砂糖、デンプンおよびセルロース、その他の生物に含まれる化合物の中で.

光合成を行う有機体（植物、藻類、そしていくつかのバクテリア）は自然界での炭水化物の主な生産者です。これらの糖類の構造は、直鎖状または分枝状、単純または化合物であり得、そして他の種類の生体分子とも会合し得る。.

例えば、炭水化物はタンパク質と結合して糖タンパク質を形成することができる。それらは脂質分子、糖脂質、生体膜の構造を形成する生体分子、を形成することもあります。炭水化物は核酸の構造中にも存在します.

当初、炭水化物は細胞エネルギー貯蔵分子として認識されていました。その後、炭水化物が生物系で果たす他の重要な機能が決定されました.

すべての生き物は複雑な炭水化物の密な層で覆われた細胞を持っています。炭水化物は、単糖、3〜9個の炭素原子が水酸基（-OH）に結合した小分子で構成されています。.

炭水化物の重要な特性は、このクラスの分子内の途方もない構造上の多様性であり、これにより、細胞シグナル伝達分子の生成、組織の形成、およびヒトにおける異なる血液型の同一性の生成などの広範な機能を果たすことができる。.

同様に、高等真核生物の細胞外マトリックスは分泌された炭水化物に富んでおり、細胞の生存とコミュニケーションに不可欠です。これらの細胞認識メカニズムは、それらの宿主細胞に感染するために様々な病原体によって利用されています.

単糖類は、グリコシド結合によって結合して、多糖類、すなわち二糖類、オリゴ糖類および多糖類を形成することができる。生体系における炭水化物の構造と機能の研究は糖生物学と呼ばれます.

索引

1化学構造
2分類
- 2.1単糖
- 2.2二糖類
- 2.3オリゴ糖
- 2.4多糖類
3つの機能
4炭水化物を含む食品
- 4.1でんぷん
- 4.2果物と野菜
- 4.3ミルク
- 4.4お菓子
5炭水化物代謝
6参考文献

化学構造

炭水化物は炭素、水素および酸素原子で構成されています。これらの大部分は経験式（CH 2 O）nで表すことができます。ここで、nは分子内の炭素数です。言い換えれば、炭水化物分子における炭素、水素、酸素の比率は1：2：1です。.

成分は炭素原子（ "carb"）と水原子（したがって "hydrate"）であるため、この公式は "炭水化物"という用語の由来を説明しています。炭水化物は主にこれらの3つの原子によって形成されますが、窒素、リンまたは硫黄を含む炭水化物もあります。.

基本的な形では、炭水化物は単糖または単糖です。これらの単純な糖を組み合わせて、より複雑な炭水化物を作ることができます。.

2つの単糖の組み合わせは二糖です。少糖類は2〜10個の単糖を含み、多糖類は最大の炭水化物であり、10単位を超える単糖類からなる。.

炭水化物の構造は、光合成によるその形成の間にエネルギーがその結合にどのように蓄えられるか、そしてまたこれらの結合が細胞呼吸の間にどのように破壊されるかを決定する。.

機能

炭水化物の4つの主な機能は次のとおりです。エネルギーの供給、エネルギーの貯蔵、高分子の構築、およびタンパク質や脂肪の分解の防止.

炭水化物は単糖の消化によって分解されます。これらは小腸の細胞によって吸収され、それらがアデノシン三リン酸（ATP）の形でエネルギーのために酸化されるであろう体のすべての細胞に輸送されます.

エネルギー生産に使用されていない糖分子は、グリコーゲンやデンプンなどの予備ポリマーの一部として保存されています.

核酸の基本単位であるヌクレオチドは、それらの構造中にグルコース分子を有する。いくつかの重要なタンパク質が炭水化物分子と関連しています、例えば：排卵過程に介入する卵胞刺激ホルモン（FSH）.

炭水化物は主なエネルギー源であるため、それらの急速な分解は他の生体分子が分解されてエネルギーを得るのを妨げます。したがって、糖レベルが正常であれば、タンパク質と脂質は分解から保護されます。.

いくつかの炭水化物は水に溶け、それらは事実上全世界で主食として機能し、そしてこれらの分子の酸化はほとんどの非光合成細胞におけるエネルギー生産の主な源である。.

不溶性炭水化物は保護として役立つより複雑な構造を形成するように会合している。例えば、セルロースはヘミセルロースやペクチンと共に植物細胞の壁を形成します。キチンは真菌細胞の壁と節足動物の外骨格を形成する.

また、ペプチドグリカンは細菌およびシアノバクテリアの細胞壁を形成する。動物と骨格関節の結合組織は多糖類によって形成される.

多くの炭水化物はタンパク質または脂質に共有結合しており、集合的に複合糖質と呼ばれるより複雑な構造を形成しています。これらの複合体は、これらの分子の細胞内位置または代謝運命を決定する標識として機能します。

炭水化物を含む食品

炭水化物は主なエネルギー源であるため、健康的な食事には欠かせません。ただし、食品によっては、より多くの栄養素を提供する、より健康的な炭水化物が含まれています。次に例を示します。

澱粉

デンプンを含む食品は炭水化物の主な供給源です。これらのデンプンは一般に複雑な炭水化物であり、すなわちそれらは一緒に結合して長い分子鎖を形成する多くの糖によって形成される。このため、でんぷんは消化するのにより長い時間がかかります.

澱粉を含む食品は多種多様です。穀物には、例えば、豆、レンズ豆、米など、デンプン含有量の高い食品が含まれます。穀物はまたこれらの炭水化物を、例えば含んでいる：オートムギ、オオムギ、ムギおよびその派生物（小麦粉およびパスタ） .

マメ科植物およびナッツ類はデンプンの形の炭水化物も含んでいます。さらに、のような野菜：ジャガイモ、サツマイモ、トウモロコシ、カボチャもデンプン含有量が豊富です.

多くの炭水化物が繊維の源であることに注意することは重要です。つまり、繊維は基本的に体が部分的にしか消化できない炭水化物の一種です.

複雑な炭水化物と同様に、炭水化物繊維はゆっくり消化される傾向があります.

果物と野菜

果物や野菜は炭水化物を多く含んでいます。デンプンとは対照的に、果物や野菜には単純な炭水化物、つまり1つまたは2つの糖が結合した炭水化物が含まれています。.

これらの炭水化物は、その分子構造が単純なので、複雑なものよりも簡単かつ迅速に消化されます。これは食物が持っている炭水化物の異なるレベルとタイプの考えを与えます.

例えば、バナナ、りんご、オレンジ、メロン、ぶどうはほうれん草、ブロッコリー、ケール、ニンジンなどの野菜より炭水化物が多い、など。キノコとナス.

ミルク

野菜や果物と同様に、乳製品は単純な炭水化物を含む食品です。牛乳には、乳糖と呼ばれるそれ自身の砂糖があります。これの1杯は炭水化物の約12グラムに相当します.

市場には牛乳とヨーグルトの多くのバージョンがあります。あなたが特定の乳製品のフルバージョンまたは低脂肪バージョンを消費しているかどうかにかかわらず、炭水化物の量は同じになります.

お菓子

お菓子は炭水化物のもう一つの有名な源です。これらには、砂糖、蜂蜜、キャンディー、人工飲料、クッキー、アイスクリーム、その他多くのデザートが含まれます。これらの製品はすべて高濃度の糖分を含んでいます.

その一部として、いくつかの加工食品や精製食品には、複雑な炭水化物、たとえばパン、米、白パスタが含まれています。洗練された炭水化物は果物や野菜が持っている炭水化物ほど栄養価が高くないことに注意することは重要です.

炭水化物代謝

炭水化物の代謝は、細胞内での炭水化物の形成、分解および変換を含む一連の代謝反応です。.

炭水化物の代謝は高度に保存されており、バクテリアからでも観察できます。主な例はラックオペロンです。 大腸菌.

炭水化物は、自然界で最も重要な炭水化物形成反応である光合成などの多くの代謝経路において重要です。.

二酸化炭素と水から、植物は炭水化物分子を合成するために太陽のエネルギーを使います.

その一部として、動物細胞と真菌細胞は、細胞組織内で消費される炭水化物を分解して、細胞呼吸と呼ばれるプロセスを経てATPの形でエネルギーを獲得します。.

脊椎動物では、グルコースは血液を通して体中に運ばれます。細胞のエネルギー貯蔵量が少ないと、解糖と呼ばれる代謝反応によってグルコースが分解され、少量のエネルギーといくつかの代謝中間体が生成されます。.

即時のエネルギー生産に必要とされないグルコース分子は、グリコーゲン生成と呼ばれるプロセスを通して、肝臓と筋肉にグリコーゲンとして蓄えられます.

いくつかのより単純な炭水化物のように、いくつかの単純な炭水化物はそれら自身の分解経路を持っています。例えばラクトースは、その結合を破壊しそしてその基本的な単糖、グルコースおよびガラクトースを放出するラクターゼ酵素の作用を必要とする。.

グルコースは細胞によって消費される主要な炭水化物であり、エネルギー源の約80％を占めます。.

グルコースは細胞に分配され、そこで特定のトランスポーターを通って入り、グリコーゲンとして分解または貯蔵されます。.

細胞の代謝要求に応じて、グルコースは他の単糖類、脂肪酸、核酸および特定のアミノ酸を合成するためにも使用され得る。.

炭水化物代謝の主な機能は血糖値の制御を維持することです、これは内部恒常性として知られているものです.

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生物学

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