Koolhydraten zijn moleculen met de samenstelling en hun afgeleiden. Een monosacharide (enkelvoudige suiker) is een keten van drie tot zeven koolstoffen, waarvan er één een carbonylgroep draagt en de andere hydroxylgroepen: een aldose wanneer de carbonylgroep aan het uiteinde zit (een aldehyde: glucose, galactose, ribose), een ketose wanneer zij binnenin zit (een keton: fructose). Naar lengte: triosen (: glyceraldehyde), pentosen (: ribose, deoxyribose), hexosen (: glucose, fructose, galactose). Elke koolstof met vier verschillende groepen is een chiraal centrum, zodat elke formule voor verscheidene stereo-isomeren staat: glucose heeft vier chirale koolstoffen en zestien isomeren, waarvan levende wezens er één gebruiken, D-glucose. Epimeren verschillen in maar één koolstof (glucose en galactose in C4).
Voorbeelden
Voorbeeld 10.4 (Suikers die geen zijn)
Deoxyribose mist de hydroxylgroep op C2 (Hoofdstuk 11); glucosamine en N-acetylglucosamine dragen een amine in plaats van de C2-hydroxylgroep (chitine, peptidoglycaan); glucuronzuur heeft een carboxylgroep op C6 (de matrixpolysachariden); suikerfosfaten (glucose-6-fosfaat, ribose-5-fosfaat) zijn de vormen waarin suikers de stofwisseling binnenkomen; suikeralcoholen (glycerol, sorbitol) hebben geen carbonylgroep. De kern is dezelfde: een kleine, met hydroxylgroepen bezette koolstofketen waar water dol op is.
Voorbeeld 10.15 (De suiker van een dag)
Een mens eet zo’n koolhydraat per dag, vrijwel alles als zetmeel en sucrose; de darm hydrolyseert dat tot glucose, fructose en galactose, de lever zet de laatste twee om in glucose, en er circuleert glucose in het hele bloed — de aanvoer voor twintig minuten voor de hersenen, die per dag opnemen en die voortdurend uit het glycogeen van de lever worden bijgevuld. De ooglens, de rode cellen en het niermerg leven van glucose alleen; niets anders in de voeding kan haar vervangen, en wanneer zij opraakt maakt de lever haar uit eiwit.