主鎖
炭水化物(carbohydrates、糖質とも)は、構造単位、酵素補因子、細胞表面認識部位として機能するなど、体内で多くの役割を果たしている。それらの最も一般的な役割は、細胞の代謝経路におけるエネルギー貯蔵と送達にある。最も単純な炭水化物は、体内のエネルギー送達分子であるグルコースのような単糖と呼ばれる単糖残基である。オリゴ糖(最大10残基)や多糖(最大約50,000残基)は、グリコシド結合と呼ばれるエーテル結合を特徴とする糖残基が骨格鎖に結合して構成されている。エネルギー貯蔵ポリマーであるグリコーゲンが体内で生成される際に、このグリコシド結合はグリコーゲン合成酵素によって形成される。この酵素の働きによる縮合反応のメカニズムは十分に研究されていないが、ウリジン二リン酸グルコース(UDP)分子が中間的リンカーとして働き、合成時に失われることが知られている。これらの骨格鎖は、分岐していないもの(1本の直鎖を含む)と分岐しているもの(複数の鎖を含む)がある。グリコシド結合は、アノマー炭素(または最も酸化された炭素)の相対的な立体化学に応じて、αまたはβと指定される。フィッシャー投影では、グリコシド結合が一般的な生物学的糖類の炭素6と同じ側または面にある場合、その糖類はβと指定され、結合が反対側にある場合はαと指定される。伝統的な「椅子構造」の投影では、連結部が炭素6と同じ平面(赤道または軸方向)にある場合はβ、反対側の平面にある場合はαと指定される。この例示として、スクロース(テーブルシュガー)には、グルコースのα、フルクトースのβという結合がある。一般的に、体内で分解される糖質はα結合であり(例 グリコーゲン)、構造的な機能を持つ糖質はβ結合である(例 セルロース)。