D-ryboza	L-ryboza

β-D-ryboza

Deoksyryboza

Anomery to stereoizomeryczne węglowodany, które we wzorze Hawortha różnią się położeniem grupy hydroksylowej przy półacetalowym atomie węgla, np. α-D-glukoza i β-D-glukoza. W przypadku anomerów α szeregu konfiguracyjnego D grupa -OH jest skierowana pod płaszczyznę rysunku (pierścienia), w przypadku anomerów β - nad płaszczyznę rysunku. Formy α i β mają taką samą konfigurację wszystkich centrów asymetrii, poza półacetalowym (anomerycznym) atomem węgla.

Epimeryzacja – zmiana konfiguracji podstawników (interkonwersja)^[1] przy wyłącznie jednym centrum stereogenicznym związku chemicznego tworzącego diastereoizomery. Jest stanem pośrednim przekształcania się np. epimerów heksoz mających identyczne ugrupowanie przestrzenne podstawników przy pozostałych chiralnych atomach węgla, np. D-glukozy i D-mannozy. W środowisku zasadowym cukry te pozostają w równowadze za pośrednictwem pośredniej formy endiolowej.

Epimery – diastereoizomery różniące się konfiguracją przy jednym i tylko jednym z centrum chiralnym^[1]. W chemii węglowodanów pojęcie epimerów bywa zawężane do pary diastereoizomerycznych aldoz o przeciwnej konfiguracji przy atomie węgla 2^[2] (tak zdefiniowane epimery w reakcji z fenylohydrazyną dają ten sam osazon).

Epimerami wg definicji ogólnej są np. pary D-glukoza/D-galaktoza oraz D-glukoza/D-mannoza, a także L-glukoza/L-galaktoza oraz L-glukoza/L-mannoza^[3]:

• 

D i L galaktoza

• 

D i L glukoza

• 

D i L mannoza

Reakcja prowadząca do zmiany konfiguracji absolutnej przy atomach węgla prowadząca do przemiany jednego epimeru w drugi nazywana jest epimeryzacją. Węglowodany różniące się konfiguracją przy anomerycznym atomie węgla są zarówno anomerami, jak i epimerami, a proces epimeryzacji zachodzi w łagodnych warunkach:

Epimeryzacja anomerów α i β glukozy

Enancjomery to izomery optyczne, które są własnymi lustrzanymi odbiciami – mniej więcej tak jak prawa i lewa rękawiczka. Mogą istnieć tylko dwa enancjomery danego związku chemicznego.

Dwa enancjomery skręcają światło spolaryzowane w przeciwnych kierunkach, a niektóre (nie wszystkie) mogą tworzyć lewo- i prawoskrętne formy krystaliczne. Oprócz tego wszystkie własności fizyczne i olbrzymia większość chemicznych są dla obu enancjomerów niemal identyczne. Istnieją tylko różnice energii niektórych wiązań chemicznych na poziomie rzędu 10^-5 ich średniej energii, które mają pewien minimalny wpływ na trwałość termodynamiczną enancjomerów.

To czy dany związek ma swój enancjomer, czy też jego odbicie lustrzane jest tożsame z nim samym, zależy od ogólnej budowy przestrzennej danego związku. Zdolność związku do posiadania swojego enancjomeru zależy od cechy geometrycznej zwanej chiralnością. W przypadku związków organicznych nie zawierających układów cyklicznych, koniecznym, ale nie zawsze wystarczającym warunkiem chiralności, jest występowanie przy choć jednym z atomów węgla czterech różnych podstawników. Wyjątkiem są odpowiednio podstawione alleny.

Wiele związków wykazuje diametralnie różną aktywność biologiczną w zależności od tego, którym w parze jest enancjomerem. Na przykład, (+)-glukoza jest w pełni przyswajalna przez organizm, zaś (-)-glukoza nie jest w ogóle przyswajalna (mimo że w smaku jest słodka) i dlatego można ją spożywać bez obaw, że się przytyje.

Enancjomery glukozy

Również wiele leków syntetycznych wykazuje szkodliwe lub lecznicze działanie zależnie od swojej formy enancjomerycznej. Najsłynniejszym przykładem leku, którego jeden enancjomer ma działanie lecznicze, a drugi silnie mutagenne, jest talidomid.

Bardzo długo sądzono, że niemożliwe jest otrzymanie pojedynczych, czystych enancjomerów na drodze sztucznej syntezy, wychodząc z niechiralnych substratów. Obecnie jest to już możliwe, aczkolwiek w tym przypadku konieczne jest wciąż stosowanie chiralnego katalizatora. Postępy w technikach syntezy asymetrycznej w latach 70. i 80. XX w. doprowadziły do rozwoju wydajnych sposobów otrzymywania czystych enancjomerów na drodze czysto syntetycznej i obecnie wiele leków (w tym również Thalidomid) jest dostępnych jako czyste enancjomery.

Mutarotacja (łac. mutare – zmieniać + rotatio - obrót) - polega na zmianie wartości liczbowej kąta skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego przechodzącego przez roztwory substancji ulegających epimeryzacji. W przypadku sacharydów spowodowana jest stopniowym przechodzeniem anomeru α w β. Jest wynikiem tautomerycznych równowag, ustalających się w roztworach cukrów (np. w stanie równowagi roztwór wodny D-glukozy zawiera 35,5% formy α i 64,5% formy β). (Przewaga formy β-D-glukozy wynika stąd, że odmiana ta jest korzystniejsza energetycznie, gdyż w konformacji krzesłowej wszystkie podstawniki są w pozycjach ekwatorialnych). Mutarotacja jest zjawiskiem, występującym u większości sacharydów (nie występuje np. w roztworze sacharozy, gdyż w tym disacharydzie oba anomeryczne atomy węgla są zablokowane wiązaniem O-glikozydowym). Jest charakterystyczna dla cukrów redukujących.

Mechanizm mutarotacji

Mechanizm polega na ataku pary elektronowej atomu tlenu grupy hydroksylowej przy przedostatnim atomie węgla w łańcuchu na karbonylowy atom węgla grupy aldehydowej lub ketonowej. Karbonylowy atom węgla posiada strukturę płaską, trójkątną o hybrydyzacji sp² i jest połączony z atomem tlenu wiązaniem podwójnym. Z tego powodu atak pary elektronowej atomu tlenu grupy OH może nastąpić z jednej bądź z drugiej strony płaszczyzny grupy karbonylowej tworząc odpowiednio formę cykliczną z atomem tlenu przy atomie węgla C1 (w aldozach) lub C2 (w ketozach) skierowanym do góry lub na dół.

W roztworze wodnym obie formy anomeryczne ulegają ciągłemu przekształceniu jedna w drugą^[1][2]. Reakcja katalizowana jest zarówno przez kwasy, jak i zasady, a najszybciej zachodzi, gdy w roztworze znajdują się zarówno katalizatory kwasowe i zasadowe^[3].

mutarotacja sacharozy

Amylaza (diastaza) - enzym hydrolityczny z grupy hydrolaz, rozkładający skrobię i inne wielocukry. Występuje w soku trzustkowym (jest produkowana przez zewnątrzwydzielniczą część trzustki) i w ślinie (jest produkowana przez ślinianki). Zapoczątkowuje proces trawienia skrobi.

Amylaza jest także syntezowana w owocach wielu roślin podczas dojrzewania, powodując, że stają się słodsze, także podczas kiełkowania ziaren zbóż. Amylaza z ziaren ma istotne znaczenie przy produkcji słodu.

Typy

W przyrodzie występują 3 rodzaje amylazy: α (EC 3.2.1.1), β (EC 3.2.1.2) i γ (EC 3.2.1.3), natomiast u człowieka i innych zwierząt tylko amylazy α i γ. W surowicy stwierdzono występowanie 8 izoenzymów pochodzących z:

• trzustki: P1, P2, P3

• błony śluzowej jelita cienkiego: P2

• gruczołów ślinowych: S1, S2, S3

• gruczołów mlecznych: P2, S1, S2

• komórek jajników i jąder: O2, O1

Ptialina

Dawna nazwa amylazy ślinowej, która rozkłada skrobię na maltozę i dekstrynę.

Mechanizm działania

α-Amylaza hydrolizuje wiązanie α-(1-4)glikozydowe amylozy dając cząsteczki maltozy (disacharydy α-glukozy).