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Kompaktlexikon der Biologie: Kohlenhydrate

Kohlenhydrate, eine umfangreiche Klasse von Naturstoffen, die strukturchemisch zu den Polyhydroxycarbonylverbindungen und deren Derivaten gehört. Die K. entsprechen i.Allg. der Zusammensetzung (C)n(H2O)n. sie wurden ursprünglich als hydratisierte Form des Kohlenstoffs aufgefasst und von K. Schmidt 1844 als Kohlenhydrate bezeichnet. Dieser Name ist beibehalten worden, obwohl er vom chemischen Standpunkt her unzutreffend ist und heute auch Verbindungen zu den K. gerechnet werden, die eine abweichende Summenformel aufweisen, z.B. Aldonsäuren, Uronsäuren, Desoxyzucker, oder zusätzlich Stickstoff oder Schwefel enthalten, wie z.B. Aminozucker oder Mucopolysaccharide. Monosaccharide und Oligosaccharide werden häufig auch Zucker bzw. Saccharide genannt. Die einzelnen Vertreter der K. werden mit Trivialnamen oder davon abgeleiteten systematischen Namen bezeichnet, die die Endung -ose tragen, z.B. Glucose, Fructose. Zur Nomenklatur der K. haben 1969 die IUPAC und die IUPAC-IUP-Commissions on Biochemical Nomenclature verbindliche Richtlinien herausgegeben.

K. sind in jeder pflanzlichen und tierischen Zelle enthalten und stellen mengenmäßig den größten Anteil der auf der Erde vorkommenden organischen Verbindungen dar. Sie entstehen in den Pflanzen im Verlauf der Fotosynthese und bilden zusammen mit den Fetten und Eiweißen die organischen Nährstoffe für Menschen und Tiere. Die K. werden aufgrund ihrer Molekülgröße in Monosaccharide, Oligosaccharide und Polysaccharide eingeteilt. Vor allem das Polysaccharid Stärke, ein pflanzliches Reservekohlenhydrat, aber auch einige Disaccharide sind wichtige, jedoch nicht essenzielle Nahrungsbestandteile. Das Polysaccharid Glykogen ist das wichtigste Reservekohlenhydrat im tierischen Organismus. Außerdem dienen Polysaccharide vielen Organismen als Baustoffe, so z.B. das Murein der Bakterienzellwände oder die Cellulose der pflanzlichen Zellwand. Verbindungen von oligomeren und polymeren K. mit Proteinen (Glykoproteine) oder Lipiden (Glykolipide) sind wichtige Bestandteile z.B. von Zellmembranen. (Ernährung, Gluconeogenese, Glykolyse, Pentosephosphat-Weg)

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  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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