Universidad Nacional del Nordeste Facultad de Ciencias Veterinarias Cátedra de Bioquímica 2014 (SLM)
Son macromoléculas compuestas por C, HyO
Son importantes componentes de los seres vivos (animales y vegetales).
En la biósfera hay más glúcidos que todo el resto de la materia orgánica junta, lo cual es debido a la abundancia en los vegetales de almidón y celulosa.
Función energética (1g proporciona 4 kcal.) y estructural.
Hidratos de carbono: funciones 1. Energética - Combustible de uso rápido e inmediato - Por fermentación y por respiración 2. Estructural - Paredes celulares: bacterias, hongos, plantas - Matriz de los tejidos mesodérmicos 3. Informativa - Funciones de reconocimiento en superficie a través de glicoconjugados
Químicamente son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas (1 función aldehído o cetona y varias funciones alcohólicas).
Algunos glúcidos
.....
HH O CC O OH HH CC OH HO CC HH HO OH HH CC OH OH HH CC OH CH22OH OH CH D-Glucosa D-Glucosa
Polihidroxialdehidos
CH22OH OH CH O CC O HO HO HH
CC CC
HH OH OH
OH HH CC OH CH22OH OH CH D-Fructosa D-Fructosa Polihidroxicetonas
Clasificación Se clasifican según: - grupo funcional 1. Aldosas, cuando es un aldehido -CHO 2. Cetosas, cuando es una cetona -CO-
- número de átomos de carbono del monómero:
ALDOSAS: aldotriosas, aldotetrosas,
aldopentosas,aldohexosas CETOSAS: cetotriosas.cetotetrosas, cetopentosas, cetohexosas
Aldotriosas
CHO CHO OH HH CC OH CH2OH CH 2OH D-Gliceraldehido D-Gliceraldehido
Cetotriosa
CH22OH OH CH O CC O CH22OH OH CH Glicerona Glicerona (Dihidroxiacetona) (Dihidroxiacetona)
• Las aldotetrosas son derivadas del gliceraldehído por adición de un grupo HCOH entre el aldehído y el alcohol secundario inmediato. • Al agregar este grupo, se origina un nuevo centro quiral y tendrá 2 Carbonos asimétricos.
Aldotetrosas
CHO H C OH
Cetotetrosas
CHO HO C H
CH2OH C O
H C OH
H C OH
H C OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
D-Eritrosa
D-Treosa
D-Eritrulosa
Clasificación:
1. Monosacáridos: (solubles en agua,
sabor dulce y son reductores). 2. Oligosacáridos: De 2 a 10
monosacáridos (solubles en agua y sabor dulce). 3. Polisacáridos: Más de 10
monosacáridos (insolubles e insípidos)
Isomería ISOMERÍA D - L ACTIVIDAD ÓPTICA + o -
ESTRUCTURAS CÍCLICAS PIRANOSA Y FURANOSA ANÓMEROS ALFA - BETA EPÍMEROS ISOMERISMO ALDOSAS - CETOSAS
ISOMERÍA D - L
CHO HO C H CH2OH
CHO H C OH CH2OH
L-Gliceraldehido D-Gliceraldehido
En el gliceraldehído el Carbono 2 es asimétrico o quiral (sus 4 valencias están saturadas por grupos funcionales diferentes, lo cual determina la existencia de 2 isómeros ópticos).
Ambos compuestos son enantiómeros (uno es la imagen especular del otro). Los diastereoisómeros no son la imagen especular.
CHO HO C H H C OH
CHO H C OH HO C H
HO C H
H C OH
HO C OH
H C OH
CH2OH
CH2OH
L-Glucosa
D-Glucosa Enantiómeros (imagen especular)
ISOMERÍA ÓPTICA
ISOMERISMO ALDOSAS - CETOSAS
H C O H C OH HO C H
CH2OH C O HO C H
H C OH
H C OH
H C OH
H C OH
CH2OH
CH2OH
D-Glucosa
Polihidroxialdehidos
D-Fructosa Polihidroxicetonas
EPÍMEROS CHO H C OH HO C H
CHO HO C H HO C H
CHO H C OH HO C H
H C OH
H C OH
H C OH
H C OH
H C OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
D-Glucosa
D-Manosa
HO C H
D-Galactosa
Epímeros: difieren en un solo carbono asimétrico: - D-Manosa es el 2-epímero de la D-Glucosa - D-Galactosa es el 4-epímero de la D-Glucosa
Al aumentar la cantidad de C se agregan isómeros llamados diaestereoisómeros (no son la imagen especular).
Ciclización Fórmulas de Haworth
Ciclización
Nuevo C asimétrico A L F A
TAUTÓMEROS
B E T A
Los anillos con ciclo hexagonal se consideran derivados del ciclo pirano y aquellos con anillos pentagonal del furano. Por eso hablamos de formas piranosa (más estable) o furanosa según la conformación que adopten. El C1 en las formas cíclicas es asimétrico por lo tanto existen 2 configuraciones posibles llamados “anómeros” (α con el OH hacia abajo y ß con el OH hacia arriba).
La fructosa posee función cetona en el C2 generalmente formando un anillo furano. Tiene dos configuraciones posibles de acuerdo al OH de C2.
Conformación de silla y bote.
Derivados de monosacáridos 1.
Glicósidos: el C hemiacetálico de aldosa y cetosa reaccionan con otra molécula. Si es glucosa se llama glucósido, si es galactosa galactósido. Cuando la molécula unida el C hemiacetálico no es de carácter glucídico, se da el nombre de aglicona.
La aglicona puede ser muy simple como un metilo (CH3) o más complejo.
Reacción del carbono anomérico con pérdida de agua, con uno de los siguientes grupos: - Un grupo -OH: O-glicósidos
- Un grupo -NH2: N-glicósidos - Un grupo -SH: S-glicósidos
CH2OH O
H H OH
CH2OH H
H
OH
O
H H OH
O CH3
O CH3 H H
OH H
OH
-metilglucósido
H
OH
-metilglucósido
CH2OH O
H H OH
H
H
OH
OH
H
H O
H3C O
Vainillósido (-O-glucósido)
C O
O HN O HOCH2 H H
O
N H H
OH
OH
Uridina (-N-ribósido)
CH2OH O
H H OH
N CH2 CH CH2 H
OH H
H
OH
S C O
S
O -
O
Sinigrósido (-S-glucósido)
Derivados Oxidación COOH H C OH HO C H H C OH H C OH CH2OH
Reducción
Sustitución
CH2OH H C OH HO C H
O CH2O P OC O
O-
H C OH
H C OH
H C OH
H C OH O
CH2OH
CH2O P OO-
Ácido Glucónico
Sorbitol
D-Ribulosa (1,5) bisfosfato
2.
Productos de reducción de hexosas: Por reducción del grupo aldehido o cetona (con H a presión y en presencia de un catalizador) se forma el polialcohol correspondiente. CH2OH
CH2OH
H
C
OH
HO
C
H
HO
C
H
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH Sorbitol
CH2OH Manitol
CH2OH HO
C
H
CH2OH Glicerol
3.
Desoxiazúcares: Pérdida de oxígeno de uno de los grupos alcoholicos (ej desoxirribosa).
4.
Productos de oxidación de aldosas: Se originan los ácidos aldónicos, aldáricos y urónicos dependiendo si es en C1, C1 y 6 o C6. Si es glucosa se forma ácido glucónico, glucárico y glucurónico.
5.
Ésteres fosfóricos O CH2 O P O-
CH2OH
OO H
O H
H
H
H
H
O OH
OH
H
OH
OH
OH
H
O P OO-
H
OH
Glucosa-6-fosfato
6.
Aminoazúcares
H
OH
Glucosa-1-fosfato
Disacáridos 1.
Maltosa
2.
Lactosa
3.
Sacarosa
Polisacáridos Insípidos, no reductores, insolubles en agua Pueden ser: 1.
Homopolisacáridos
1.
Heteropolisacáridos
NH2
Biomoléculas glicosídicas: - Glicolípidos - Glicoproteínas - Nucleósidos
N
HOCH2 H
H OH
H
C
N
H
H
O
N
O
N
C
OH
OH OH
HN CH CH2 O
OH
OH HOCH2 O
HOMOPOLISACÁRIDOS RESERVAS ALMIDÓN
ESTRUCTURALES CELULOSA
GLUCÓGENO
LIGNINA
DEXTRANO
QUITINA
INULINA HETEROPOLISACÁRIDOS NITROGENADOS GLICOSAMINOGLICANOS
NO NITROGENADOS AGAR
GOMA ARÁBIGA HEMICELULOSA PECTINAS
Almidón: Sus dos constituyentes principales son: amilosa ( 15 – 20 %) que tiene restos de glucosa formando una estructura helicoidal no ramificada, y la amilopectina (80 – 85%), que consiste en cadenas muy ramificadas, de 24 a 30 residuos de glucosa unidos por enlace 1-4 en la cadena, y por enlaces 1 - 6 en las ramificaciones.
Amilosa CH2OH
CH2OH O
H HO
H OH
H
H
OH
O
H
H O
H OH
H
H
OH
CH2OH
CH2OH H
O
H O
H OH
H
H
OH
O
H
H O
n
H OH
H
H
OH
H OH
Amilopectina CH2OH
CH2OH O
H ....... O
H OH
H
H
OH
O
O
..... O
H OH
H
H
OH
H OH
H
H
OH
H O
CH2OH
CH2OH H
O
H
H
O
H
H O
H OH
H
H
OH
CH2OH
CH2 H
O
H O
H OH
H
H
OH
O
H
H O
H OH
H
H
OH
H ...... O
Glucógeno Reserva energética en animales. Estructura similar a la amilopectina pero más ramificada.
Celulosa Función estructural en vegetales (paredes celulares).
Quitina
Heteropolisacáridos 1.
Glicosaminoglicanos Formados por la sucesión de disacáridos (ácido urónico y una hexosamina). a) Ácido hialurónico b) Condroitín sulfato c) Dermatán sulfato d) Queratán sulfato
Proteoglicanos. 80% de polisacáridos y una pequeña fracción proteica. Heteropolisacáridos animales: ácido hialurónico (tejido conjuntivo), heparina (anticoagulante), y condroitina (cartílagos, huesos, tejido conjuntivo y córnea) Glicoproteínas. Una fracción glucídica (5 al 40%) y 1 fracción proteica, unidas por enlaces covalentes. Principales: Mucinas de secreción (ej. salivales), Glicoproteínas de la sangre, y Glicoproteínas de las membranas celulares. Glicolípidos. Monosacáridos u oligosacáridos unidos a lípidos. Se les puede encontrar en la membrana celular. Los más conocidos son los cerebrósidos y gangliósidos.
Proteoglicanos Son glicosaminoglicanos asociadas a proteínas.
Peptidoglicanos
Forman la pared de bacterias.
Glicoproteínas Son proteínas asociadas a carbohidratos de cadena corta (oligosacáridos). Forman el glicocálix en la cara externa de la membrana plasmática.
Muchas gracias …
