Hidrojen, sembolü H, atom numarası 1 olan kimyasal bir element. Standart sıcaklık ve basınç altında renksiz, kokusuz, metalik olmayan, tatsız, oldukça yanıcı ve H2 olarak bulunan bir diatomik gazdır. 1,00794 g/mol'lük atomik kütlesi ile tüm elementler arasında en hafif olanıdır. Periyodik cetvelin sol üst köşesinde yer alır. Hidrojenin adı, Yunancada "su oluşturan" anlamına gelen ὑδρογόνο'dan (idrogono) kelimesinden gelir.
Karbonhidrat, karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) atomlarından oluşan, genellikle hidrojen-oksijen atomu oranı (suda) 2:1 olan bir biyomoleküldür ve dolayısıyla ampirik (deneysel) formülü Cm(H2O)n şeklindedir. m, n'den farklı da olabilir olmaya da bilir. Ancak, tüm karbonhidratlar bu kesin stokiyometrik tanıma uymaz (örneğin üronik asitler, fukoz gibi deoksi şekerler) ve bu tanıma uyan tüm kimyasallar otomatik olarak karbonhidratlar (örneğin formaldehit ve asetik asit) olarak sınıflandırılmaz.
Hidroliz işlemi suyu oluşturan hidrojen ve oksijen elementlerinin birbirinden ayrılması ile sonuçlanan bir işlemdir. Bazı kaynaklarda hidroliz, moleküllerin su ilavesiyle daha fazla sayıda parçacık oluşturması olarak da geçer. Hidroliz, su ile bir kimyasal bağın parçalanmasıdır yani bir kimyasal reaksiyondur. Hidroliz genel olarak suyun nükleofil olduğu ikame(yer değiştirme reaksiyonu), eliminasyon(organik reaksiyon türü) ve solvasyon (çözme) reaksiyonları için kullanılır.
Monosakkaritler, su ile daha küçük birimlere parçalanamadıklarından basit şekerler, tek şekerler, monozlar olarak da bilinir ler. Bu şekerler karbonhidratların en küçük yapı birimidir. Çoğu Cn(H2O)n formülüne uyar. Bazı monosakkaritler tatlıdır. Zincir veya halkalı yapıya sahip olup, genellikle 3-6 arasında karbon (C) atomu taşırlar. Moleküllerindeki karbon sayılarının Latincelerinin sonuna -oz eki getirilerek gruplandırılırlar. Üç karbonlu olanlar trioz, dört karbonlular teroz, beş karbonlular pentoz, altı karbonlular heksoz adını alırlar. Pentozlardan riboz (C5H10O5) ve deoksiriboz (C5H10O4) nükleik asitlerin yapısına girer. Hücre zarından difüzyon ile kolay geçebilirler.
Fruktoz, birçok besin maddesinde bulunan altı karbonlu bir monosakkarittir. Beyaz katı bir görünüme sahip olan fruktoz, suda çok kolay çözünür. Bal, ağaç meyveleri, kavun ve karpuzun da dahil olduğu familyadaki meyveler, dutsu meyveler (berry) ve bazı kök sebzeleri, kayda değer miktarlarda fruktoz içeren sükroz içerir. Sükroz, glukoz ve fruktozun bir araya gelmesiyle meydana gelen bir disakkarittir. Dünya çapında her yıl doğal olarak 240.000 ton fruktozun ototrof canlılar aracılığıyla üretildiği tahmin edilmektedir.
Molekül, birbirine bağlı gruplar halindeki atomların oluşturduğu kimyasal bileşiklerin en küçük temel yapısına verilen addır. Diğer bir ifadeyle bir molekül bir bileşiği oluşturan atomların eşit oranlarda bulunduğu en küçük birimdir. Moleküller yapılarında birden fazla atom içerirler. Bir molekül aynı iki atomun bağlanması sonucu ya da farklı sayılarda farklı atomların bağlanması sonucunda oluşabilirler. Bir su molekülü 3 atomdan oluşur; iki hidrojen ve bir oksijen. Bir hidrojen peroksit molekülü iki hidrojen ve 2 oksijen atomundan oluşur. Diğer taraftan bir kan proteini olan gamma globulin 1996 sayıda atomdan oluşmakla birlikte sadece 4 çeşit farklı atom içerir; hidrojen, karbon, oksijen ve nitrojen. Molekülleri oluşturan kimyasal bağlara Moleküler bağlar denir. Bunlar kovalent, iyonik ve metalik bağlardır.
Sakkaroz veya diğer adlarıyla sükroz veya çay şekeri, C12H22O11 formülüyle gösterilen ve bir glukoz ve bir fruktoz molekülünün bir araya gelmesiyle meydana gelen disakkarittir. Sakkarozun sistematik adı β-D-fruktofuranozil-(2→1)-α-D-glukopiranosit şeklindedir. İnsan beslenmesinde çok önemli bir yere sahip olan sükroz, sadece bitkiler tarafından üretilir. Sakkarozun dünyadaki toplam yıllık üretim miktarı 150 milyon tonun üzerindedir.
Kovalent bağ, atomlar arasında elektron çiftleri oluşturmak için elektronların paylaşımını içeren kimyasal bağdır. Bu elektron çiftlerine paylaşılan çiftler veya bağ çiftleri denir. Atomlar arasında elektronları paylaştıklarında çekici ve itici kuvvetlerin kararlı dengesine kovalent bağ denir. Birçok molekül için elektronların paylaşılması her atomun kararlı elektronik gruplaşmasına denk gelen tam değerlik kabuğunun eşdeğerine ulaşmasına olanak tanır.
Polisakkaritler, birden fazla ve ayrı monosakkaritin glikozit bağıyla birleşmesiyle oluşan kimyasal maddelerdir. Glikoz birimlerinin farklı şekilde bağlanması polisakkaritler arasında farklı özelliklerin doğmasına neden olur. Bu da kohezyonu destekler. Çok sayıda monosakkaritin “n-1” adet su molekülü kaybetmesiyle meydana gelen büyük moleküllü bileşiklerdir. “Kompleks şekerler” de denir.
Monomer, diğer monomer molekülleri ile birlikte reaksiyona girerek daha büyük bir polimer zinciri veya üç boyutlu bir ağ oluşturabilen bir moleküldür, bu sürece polimerizasyon adı verilir.
Ketoz, molekül başına bir keton grubu içeren bir monosakkarittir. En basit ketoz, sadece üç karbon atomuna sahip olan ve optik aktivitesi olmayan tek dihidroksiasetondur. Tüm monosakkarit ketozlar indirgeyici şekerlerdir, çünkü bir enol ara ürünü aracılığıyla aldozlara tautomerleşebilirler ve elde edilen aldehit grubu, Tollens testi veya Benedict testinde oksitlenebilir. Glikozitlere bağlanan ketozlar, örneğin sakkarozun fruktoz kısmı durumunda, indirgeyici olmayan şekerlerdir.
Glikozilasyon enzimler aracılığıyla sakkaritlerin birbirine bağlanarak proteinlere, lipitlere veya organik moleküllere bağlı glikanlar oluşturma sürecidir. Glikozilasyon çevrimle eş zamanlı ve çevrim sonrası bir değişim sürecidir. Glikanlar membran proteinlerinde ve salgılanan proteinlerde çeşitli yapısal ve işlevsel rollere sahiptir. Endoplazmik retikulumda sentezlenen proteinlerin çoğunluğu glikozilasyona uğrar. Bu süreç enzim güdümlü ve konuma özgündür, bu bakımdan enzimsiz yürüyen bir kimyasal tepkime olan glikasyondan farklıdır. Glikozilasyon ayrıca O-GlcNAc değişimi olarak sitoplazma ve çekirdekte de gerçekleşebilir. Altı sınıf glikan üretilir: 1) asparajin kalıntılarının amid azotuna bağlanan N-bağlı glikanlar, 2) serin ve treonin kalıntılarının hidroksil oksijenine bağlanan O-bağlı glikanlar, 3) serin kalıntılarının hidroksil oksijenine bağlanan glikosilaminoglikanlar, 4) glikanların seramid'e bağlı olduğu glikolipitler, 5) ne protein ve ne lipide bağlı olan hiyaluronan ve 6) glikan bağları aracılığıyla proteinleri lipitlere bağlayan GPI çapaları.
Tvistan (IUPAC adı: trisiklo [4.4.0.0 3,8] dekan), bir bir organik bileşiktir ve C10H16 formülü ile gösterilir. Bir sikloalkandır ve en basit diamondoid olan adamantanın izomeridir ve aynı adamantan gibi çok uçucu değildir. Tvistan, halkalarının "büküm teknesi" olarak bilinen sikloheksan konformasyonuna kalıcı olarak zorlanması sebebiyle (twist: bükmek) adlandırıldı. Bileşik ilk olarak 1962'de Whitlock tarafından rapor edilmiştir.
En dar tanımıyla glikobiyoloji, doğada geniş çapta dağılmış olan sakkaritlerin yapısı, biyosentezi ve biyolojisinin incelenmesidir. Şekerler veya sakkaritler tüm canlıların temel bileşenleridir ve biyolojide oynadıkları çeşitli rollerin yönleri çeşitli tıbbi, biyokimyasal ve biyoteknolojik alanlarda araştırılır.
Biyosentez, substratların canlı organizmalarda daha karmaşık ürünlere dönüştürüldüğü çok aşamalı, enzim katalizli bir süreçtir. Biyosentezde basit bileşikler modifiye edilir, diğer bileşiklere dönüştürülür veya makromoleküller oluşturmak üzere birleştirilir. Bu süreç genellikle metabolik yollardan oluşur. Bu biyosentetik yollardan bazıları tek bir hücresel organel içinde yer alırken diğerleri birden fazla hücresel organel içinde yer alan enzimleri içerir. Bu biyosentetik yolların örnekleri arasında çift katlı lipit katmanının bileşenlerinin ve nükleotidlerin üretimi yer alır. Biyosentez genellikle anabolizma ile eş anlamlıdır ve bazı durumlarda birbirinin yerine kullanılır.
Oligosakkarit, az sayıda monosakkarit içeren bir karbonhidrat polimeridir. Oligosakkaritler, hücre tanıma ve hücre bağlanması dahil olmak üzere birçok fonksiyona sahiptir. Örneğin, glikolipidler bağışıklık tepkisinde önemli bir role sahiptir.
Taloz, bir aldoheksoz şekeridir. Suda çözünen ve metanolde az çözünen ve doğada bulunmayan bir monosakkarittir.
Heptoz, yedi karbon atomlu bir monosakkarittir.
Fukuloz veya 6-deoksi-tagatoz, bir ketoheksoz deoksi şekerdir. Fukuloz, şeker metabolizması sürecinde yer alır. l -fukuloz, l-fukoz izomeraz ile l -fukozdan üretilebilir ve l - fuküloz kinaz ile L -fuküloz-1-fosfata dönüştürülebilir.
Staçioz, gal(α1→6)gal(α1→6)glc(α1↔2β) olarak sırayla bağlanan iki α-D-galaktoz birimi, bir α-D-glikoz birimi ve bir β-D-fruktoz biriminden oluşan bir tetrasakkarittir. Sayısız sebzede ve diğer bitkilerde doğal olarak oluşur.
