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탄수화물은 (CH2O)n 형태의 일반식으로 표시할 수 있으며 탄소, 수소, 산소가 1:2:1의 비율로 구성되어 있다. 이 일반식은 수화탄소로 또는 물로 둘러싸인 탄소로 해석할 수 있는 Cn(H2O)n으로 표시할 수도 있으며 이로인해 탄수화물이라고 명명되었다. 그러나 탄소원자가 물분자가아닌 -OH기 및 수소와 공유결합을 하고 있기 때문에 탄수화물이라는 이름은 오해를 불러일으킬 수 있다. 탄수화물 분자에 있는 여러 개의 수산기로 인해 탄수화물 분자는 극성을 띠며 쉽게 물에 녹는다. 분자의 크기에 따라서 탄수화물은 (1)단당류 (2)이당류 (3)다당류 세가지로 분류할 수 있다. 단당류는 하나의 구성단위로 이루어진 가장 간단한 당이다. 가장 흔한 단당류는 6탄당인 포도당인데 세포의 중요한 에너지원이다. 포도당의 일반식은 C6H12O6이다. 두 가지 흔한 6탄당인 과당과 갈락토오스도 포다당과 같은 화학식을 가지고 있다. 그러나 각각의 단당류분자는 원소들의 배열이 다르기 때문에 서로 다른 기하학적 성질을 가지고 있다. 리보오스와 디옥시리보오스도 일반적인 단당류로 5탄당이다. 이 두가지 단당류는 뒷부분에서 설명할 다른 종류의 생체분자인 뉴클레오티드의 중요한 구성성분이다. 

이당류는 두 개의 단당류가 공유결합으로 연결된 탄수화물이다. 흔한 이당류로는 포도당과 과당이 결합하여 만들어진 설탕과 포도당과 갈락토오스가 결합하여 만들어진 젖당이 있다. 설탕은 흔히 감미료로 쓰는 설탕이며 반면에 젖당은 젖 속에 있는 탄수화물이다.  단당류나 이당류의 이름에는 - ose를 사용한다. 

다당류는 여러 개의 단당류가 공유결합으로 연결되어 있다. 글리코겐은 포도당의 중합체로, 동물세포에있다. 우리 몸의 여러 종류의 세포는 포도당을 글리코겐 형태로 저장할 수 있으며 에너지원으로 포도당이 필요할 때 분해하여 사용한다. 녹말은 식물에서 발견되는 다당류다. 인간은 다양한 식물의 녹말을 섭취하며, 소화를 통하여 녹말을 포도당으로 분해하여 에너지원으로 사용한다. 셀룰로오스는 식물에서 발견되는 다른 종류의 다당류인데 사람이 섭취하기는 하지만 분해를 하지 못하며 에너지원으로 사용할 수 없다. 그래서 식이섬유로 알려진 셀룰로오스는 우리 소화기관을 빠져나간다. 다당류는 에너지 저장기능 외에 다음 단원에서 다룰 세포막의 중요한 구성성분이다. 

지방

지방은 주로 탄소와 수소가 비극성 공유결합으로 연결된 다양성을 가지고 있는 생체분자다. 그래서 지방은 일반적으로 비극성분자이며 물에 녹지 않는다. 대부분의 지방분자는 구조에 따라 약간의 산소원자를 가지고 있거나 몇가지 지방분자는 인산기를 가지고 있어 분자 내에 극성부위가 있다. 분자 내에 극성 부위와 비극성 부위를 가지고 있는 분자를 양쪽성 분자라고 한다. 구조적 또는 기능적 차이에 따라 지방을 다음과 같이 네종류로 분류한다. 1.트리글리세리드, 2. 인지질, 3. 에이코사노이드 , 4. 스테로이드 이렇게 4가지 이다. 

트리글리세리드

기름이라고 부르는 트리글리세리드는 한 분자의 글리세롤과 세 분자의 지방산으로 되어있다. 글리세롤은 세 개의 탄소로 구성된 알콜인데 트리글리세리드의 중추적 역할을 한다. 지방산은 한 쪽 끝에 카르복실기를 가지고 있는 긴 탄화수소사슬이다. 트리글리세리드는 세 분자의 지방산이 글리세롤 중추의 각기 다른 탄소에 연결되어 있다. 대부분의 지방산은 짝수의 탄소원자를 가지고 있으며 16또는 18개의 탄소를 가진 지방산이 가장 흔하다. 지방산 사슬에서 가장 중요한 점은 탄소 사이의 이중결합의 수다. 지방산 사슬에 이중결합이 없으면, 각 탄소 원자가 최대수의 수소원자와 결합해서 수소원자로 포화되어 있다. 그래서 포화지방산의 탄소는 단일결합만으로 연결되어 있다. 반면에 불포화지방산은 하나 이상의 탄소쌍이 이중결합을 하고 있으며 그 결과 탄소당 결합하는 수소의 수가 적다. 단가불포화지방산은 하나의 이중결합으로 연결된 탄소쌍을 가지고 있지만 다가불포화지방산은 여러개의 이중결합을 하고있는 탄소쌍을 가지고 있다. 지방산의 포화정도는 지방의 중요한 성질을 결정하며 중요한 임상진단 지표로 이용된다. 예를 들면 포화지방산은 혈관내 플라크 형성을 유도하여 혈관을 막아 뇌출혈이나 심장마비에 이를 수 있다. 트리글리세리드와 지방산은 비극성인 탄소-탄소, 탄소-수소 결합 때문에 비극성 분자다. 이러한 비극성 분자는 물에 녹지 않지만 비극성 용매인 기름에는 쉽게 녹는다. 

인지질과 에이코사노이드, 스테로이드에 대해서 다음포스팅에 올리도록 하겠습니다.