در این بیوشیمی به بررسی ساختمان کربوهیدراتها و پروتئین ها میپردازیم.
1- کربوهیدراتهایی که مورد بررسی قرار خواهد گرفت از نوع مونوساکارید  دی ساکاریدها و پلی ساکارید خواهند بود.

مونو ساکارید:
مهم ترین مونوساکاریدها پنتوزها و هگزوز ها هستند. پنتوزها مثل ریبوز و دئوکسی ریبوز که تشکیل دهنده ی ادنین ATP هم هست و از هگزوزها هم میتوان گلوکز فروکتوز و گالاکتوز می باشد .
در مورد مونوساکاریدها تمام انها در اخر اسمشان دارای اوز میباشند که نشان دهنده ی قند بودشان است .
گلوکز و گالاکتوز گروه الدوزی و فرکتوز گزوه کتونی میباشد. یعنی گلوکز کربنی که پیوند دوگانه با اکسیژن دارد در کربن شماره ی 1 و در فروکتوز در کربن شماره ی 2 قرار دارد.

اگر به شکل ابی نگاه کنید در پشت فروکتوز نوشته شده D که در مورد پلاریزه شدن نور میباشد منوساکاریدی که D باشد نور را به سمت راست و مونوساکاریدی که L باشد نور را به سمت چپ منحرف میکند .بیشتر مونوساکاریدهای حیاتی از نوع D میباشد.

کربن کایرال:
همانطور که میدانید کربن با چهار انم میتواند پیوند برقرار کند و اگر در ساختار مونو ساکارید کربن با چهار اتم مختلف پیوند برقرار کند به این کربن کربن کایرال می گویند.

ایزومرها نوری:

ایزومرهای نوری به تصویر اینه ای یک مونو ساکارید گفته مشود که به کربن کایرال هم مرتبط میباشد.تعداد ایزومرهای نوری یک مونو ساکارید دو به توان n میباشد که n همان تعداد اتم کربن کایرال است.

ساختار حلقوی:

در محیط ابی ساختار خطی مونوساکاریدها از بین می رود که بخاطر ترکیب شدن گروه کربوکسیل با کربنی که دارای پیوند دو گانه میباشد است. در ساختار حلقوی علاوه بر بررسی کردن L یا D بودن باید نوع الفا یا بتا و فرانوز یا پیرانوز را هم بررسی کرد.



پیرانوز یا فرانوز:

فرانوز یا پیرانوز منظور به تعداد اتم های کربن موجود در ساختار حلقوی میباشد که اگر این ساختار 6 کربنه باشد فرانوز و اگر دارای 5 کربن باشد پیرانوز نام دارد.

الفا یا بتا:

در صورتی که OH کربن شماره یک با CH2OH هم جهت باشد بتا و اگر هم جهت نباشد الفا نام میگیرد.

نام گذاری ساختار حلقوی:

برای نام گذاری ساختار حلقوی ابتدا الفا یا بتا بودن _ مشخص کردن نوع L یا D _نام گلوکز را نوشته و بعد پشت سر آن پیرانوز یا فرانوز را می نویسیم.

حال این سوال پیش می اید که ایا D و L یا الفا و بتا راا میتوان به هم تبدیل کرد یا نه ؟

L و D را نمی توان به هم ترکیب کرد زیرا این دو دارای پایداری یکسانی میباشند و در محلول به صورت 50 50 ذر می ایند ولی در مورد الفا و بتا که این دو را میتوان طبق عمل موتاروتاسیون با هم ترکیب کرد که در ترکیب به صورت دو سوم محلول بتا و یک سوم محلول الفا دارا میباشد .

دی ساکارید:

همانطور که میدانید گلوکز از سنتز دو مونو ساکارید به وجود می اید که حاصل این سنتز یک دی ساکارید و یک مولکول اب میباشد.

در سنتزی که در ان فروکتوز وجود دارد کمی تفوت به وجود می اید که بخاطر کتونی بودن فروکتوز و الفا بودن گلوکز که خاصیت احیا کنندگی در سوکروز به وجود می اورد به صورت کلی ساکارز و پلی ساکاریدها قند های احیا کننده میباشند .

گلوکز + گلوکز = مالتوز

گلوکز + گالاکتوز = لاکتوز

گلوکز + فروکتوز = ساکارز

مالتوز=گلوکز(4_1)گلوکز _ قند جوانه گندم

لاکتوز=گالاکتوز(4_1)گلوکز _ قند شیر

ساکارز =فروکتوز(2_1)گلوکز _ شکر

تمام دی ساکاریدها فقط دارای ساختار حلقوی میباشند.

پلی ساکاریدها:

پلی ساکاریدها از سنتز چندین گلوکز بوجود می اید .

از انواع پلی ساکاریدها می توان به نشاسته سلولز و گلیکوژن اشاره کرد.نشاسته به دو صورت امیلوز و امیلو پکتین وجود دارد .

سلولز : به صورت خطی و از نوع بتا (4_1)

نشاسته:امیلوز به صورت خطی و از نوع الفا (4_1)

امیلوپکتین به صورت منشعب و از نوع الفا (6_1)

گلیکوژن : مانند امیلوپکتین می ماند .

پروتئین:

مونومرهای سازنده ی پروتئین امینو اسید نام دارند در انسان حدود 20 نوع امینو اسید یاف شده است . تفاوت امینو اسید ها در گروه جانبی R میباشد .


انواع امینو اسید ها از نظر گروه جانبی :

الیفاتیک:Ile_Leu_Val_Ala_Gly

این امینو اسیدها کاملا غیر قطبی هستند.

الکل دار :Tyr_Ser_Thr

گروه OH زنجیره ی جانبی این گروه میتواند فسفریله شود و در عملکرد پروتئین ها هم موثر واقع شود.هم چنین به دلیل ترکیب زیاد در جایگاه فعال بعضی از انزیم ها قرار دارد .

گوگرد دار:Cys_Met

گروه های SH امینو اسید های سیستئین می توانند با هم ترکیب شده سیستین را بسازند که موجب استحکام پروتئین میشود.

قلیایی:Lys_Arg_His

این نوع امینو اسیدها خاصیت قلیایی داشته و در محیط خنثی دارای بار مثبت می باشند

اسیدی:Asp_Glu

این نوع امینو اسید ها دارای خاصیت اسیدی میباشند و در محیط خنثی دارای بار منفی هستند

امیدی:Gln_Asn

اروماتیک:Phe_Tyr_Trp_His

 ایمینواسید:Pro

ساختمان پروتئین ها:

پروتئین ها دارای چهار ساختار میباشند.

ساختمان اول پروتئين ، تعداد ،‌نوع ، فراواني و ترتيب قرارگرفتن اسيد هاي آمينه را در يك پلي پپتيد نشان مي دهد . ساختمان اول پروتئين مستقيماًزير نظر ژن سنتز مي شود . نوع ، تعداد  و موقعيت اسيد هاي آمينه را نوع و موقعيت كدهاي موجود در ژن تعيين مي كنند . ساختمان اول تعداد و محل پيوند هاي دي سولفايد را نيز مشخص مي كند .

2-پلي پپتيدي كه از ماشين سنتز پروتئين سلول خارج مي شود، ساختمان اول را دارد . اين ساختمان ، بطور خود بخودي ، بدون مصرف انرژي ساختمان مارپيچ α و يا ساختمان ورقه هاي β را بخود مي گيرد كه به ساختمان دوم معروف است . شرط اينكه ساختمان دوم منظم بوجود آيد  ، اين است كه در ساختمان اول ، اسيد آمينه هايي با بنيانهاي بزرگ نباشد . و اين بنيانها در PHمورد نظر يونيزه نشوند. ترتيب قرار گرفتن آنها در ساختمان اول ،امكان تشكيل خود بخودي فنر را فراهم بكند. در اينصورت ، پس از تشكيل مارپيچα ، با ايجاد پيوند هاي هيدروژني درون مولكولي ، مارپيچα حالت پايدار پيدا مي كند . از ديگر ويژگي هاي مار پيچα ، وجود اسيد آمينه هاي گوگردي است تا رشته هاي پلي پپتيدي از طريق پيوند هاي دي سولفيد بين رشته اي به يكديگر متصل شوند. در يك دور مارپيچ α،  6/3اسيد آمينه وجوددارد .

در ساختمان ورقه اي بتا، پيوندهاي هيدروژني بين رشته ها بوجود مي آيند و فاقد اسيد آمينه  گوگرداند.

ج - ساختمان سوم پروتئين

ساختمان سوم پروتئين ، معرف ساختمان سه بعدي رشته پلي پپتيد در فضا است. ممكن است در ساختمان سوم ، ساختمانهاي دوم نيز وجود داشته باشند. و يا ساختمان اول، مستقيماً به ساختمان سوم تبديل شود. تشكيل ساختمان سوم نيز پديده خود بخودي است و از ساختمان اول پيروي مي كند . تشكيل انواع پيوند هاي قوي و ضعيف بين اسيد  آمينه ها، سبب پايداري ساختمان سوم مي شود .

د - ساختمان چهارم

ساختمان چهارم پروتئين مربوط به پروتئينهاي اليگو مراست. اگر يك رشته پلي پپتيد خاصيت پروتئيني داشته باشد ، آن را منومر مي گويند . در صورتيكه اگر چندين رشته پلي پپتيد يك پروتئين فعال را بوجود آورند، آن پروتئين را اليگومر  و رشته هاي پلي پپتيدي سازنده آن را سابيونيت يا پروتومر مي نامند . آرايش فضايي طبيعي سابيونتيها نسبت به يكديگر ، ساختمان چهارم پرو تئين را معرفي مي كند.