BIOQUIMICA

DEFINICION, FUNCION, IMPORTANCIA, DISTRIBUCION EN LA NATURALEZA,

ESTRUCTURA YCLASIFICACION

Objetivos

Definir que es un carbohidrato

Explicar el Ciclo del Carbono Fotosíntesis.

Explicar por que los carbohidratos son importantes

Establecer su distribucion en la naturaleza

Reconocer y clasificar los carbohidratos

CARBOHIDRATOS

DEFINICION:

SON ALDEHÍDOS O CETONAS POLIHIDROXILADOS

SON POLIHIDROXIALDEHÌDOS (ALDOSAS) E HIDROXIACETONAS (CETOSAS) Y SUS DERIVADOS

SON LOS COMPUESTOS ORGÀNICOS MÀS ABUNDANTES DE LA BIOSFERA.

SON “HIDRATOS” DE CARBONO, EN LOS QUE LA RELACION C: H: O ES DE

1: 2: 1

FORMULA

ESTEQUIOMETRICA

LOS CARBOHIDRATOS SON ALDEHÌDOS O CETONAS QUE POSEEN LA FORMULA EMPÌRICA DE (CH2O) n

POR EJEMPLO:

LA D-glucosa es (C H2 O)6O TAMBIEN C6(H2O)6

(CH2O)n Otros no muestran esta relacion y contienen N, P, S.

Se forman durante la FOTOSINTESIS

Conectan directamente, la energía solar y la energía de enlace químico de los seres vivos.

CARBOHIDRATOS

Fotosíntesis

Clorofila

Dióxidocarbono Agua Glucosa Oxigeno Agua

F O TO S I N T E S I S

EnergíaSolar

El ciclo energético de la vida

Ecosistema

Energía Solar

Fotosíntesis(Cloroplasto)

Respiración Celular(mitocondria)

CO2 + H2OMoléculasOrgánicas

+ O2

Energía para el Trabajo Celular

Energía Calórica

Ciclo del Carbono

FUNCION DE LOS CARBOHIDRATOS

SIRVEN COMO COMBUSTIBLE Y COMO FUENTE DE CARBONO EN LAS CELULAS NO FOTOSINTETICAS DE LOS ANIMALES Y MICROORGANISMOS

EL ALMIDON Y EL GLUCOGENO ACTUAN COMO RESERVA TEMPORAL DE GLUCOSA

Importancia de los Carbohidratos

Punto de vista Biológico y Comercial:

Los CHO en los organismos Vivos:

1. Proveen energía a través de su Oxidación (4Kcal/g)

2. Proveen Carbono para la síntesis de Componentes

celulares.

3. Sirven como una forma de almacenamiento de

Energía Química.

4. Forman parte de los componentes estructurales de

algunas células y tejidos.

FUNCIONES BIOLÒGICAS

CONSTITUCIÒN DE MOLÈCULAS COMPLEJAS: GLUCOLÌPIDOS, GLICOPROTEÌNAS, ÀCIDOS NUCLEICOS, CONDROITÌN SULFATO, QUERATÀN SULFATO

REGULA EL METABOLISMO LIPIDICO

BIOSÌNTESIS DE ÀCIDOS GRASOS

APORTA FIBRA A LA DIETA

Funciones biológicas:

Función energética

Biosíntesis de ácidos grasos

Constitución de moléculas complejas como:glicolípidos, glicoproteínas, ácidos nucleicos,glicoesfingolípidos.

Aporte de fibra en la dieta (celulosa,Agar, gomas)

Forman parte de las paredes celularesde plantas y bacterias.

Intervienen en las interacciones y el reconocimiento celular (otras células, hormonas, virus)

FUNCION DE LOS CHO`S

FORMAN PARTE DE LAS PAREDES BACTERIANAS

INMUNIDAD ESPECIFICA

PROTECCION, SOPORTE, DE ELEMENTOS ESTRUCTURALES EN LAS PAREDES CELULARES DE PLANTAS

Interés industrial:

Materias primas para la industria: papelmaderafibras textiles productos farmacéuticos....

IMPORTANCIA

LA GLUCOSA ES EL COMBUSTIBLE METABOLICO MAS IMPORTANTE DE LOS MAMIFEROS. ES EL PRECURSOR EN LA SÌNTESIS DE OTROS CHO`S

ENFERMEDADES RELACIONADAS: Diabetes mellitus, galactosemia, enfermedades del almacenamiento del glucògeno e intolerancia a la lactosa

DISTRIBUCION EN LA

NATURALEZA

SON LAS BIOMOLECULAS MAS ABUNDANTES EN LA NATURALEZA (MAS DE LA MITAD DE TODO EL C (ORGÁNICO) SE ENCUENTRA EN LOS CHO.

REPRESENTAN SOBRE LA BASE DE MASA, LA CLASE MÀS ABUNDANTE DE BIOMOLÈCULAS ORGÀNICAS SOBRE LA TIERRA.

LA MAYOR PARTE DE LOS CARBOHIDRATOS SE ACUMULAN COMO RESULTADO DE LA FOTOSÌNTESIS

Los CHO generalmente tienen formulas moleculares que son múltiplos de (CH2O)n. Esta es una formula simple. Algunos contienen: grupos aminos, sulfatos y fosfatos.

Todos los compuestos que incluiremos dentro del termino CHO o bien tienen esta formula o pueden obtenerse a partir de sustancias que la tienen

Por ejemplo, glucosa tiene la formula C6H12O6. Los carbohidratos más sencillos son los Monosacáridos

(osas)

Monosacaridos que constituyen los CHO mas simples tienen un grupo carbonilo y multiples grupos hidroxilos

– Si el grupo carbonilo se encuentra al final, el azúcar

es una aldosa, si no, el azúcar es una Cetosa.

Carbohidratos:

Que es un Carbohidrato?

Aldehidos o Cetonas con multiples grupos hidroxilos (OH)

Cetonas – ambos grupos unidos al grupo carbonilo son carbonos

Aldehidos – un carbono y un hidrogeno unidos al grupo carbonilo

Acetona: Acetaldehido

CLASIFICACIÒN

(De acuerdo al No. de unidades monomètricas)

MONOSACARIDOS (1 UNIDAD)

Ej.- Molècula de glucosa

OLIGOSACARIDOS (ENTRE 2 y 10 UNIDADES)

Ej.- Disacarido: sacarosa

POLISACARIDOS (POLIMEROS QUE CONTIENEN MÀS DE 20 MONOSACARIDOS)

Los Carbohidratos:

Todos los CHO consisten de las siguientes moléculas:

Mono – sacáridos

Di - sacáridos

Poli - sacáridos

Clasificación de los monosacáridos:

-De acuerdo al Grupo Funcional:

Aldosas: grupo funcional aldehídoEj. D-gliceraldehido

Cetosas: grupo funcional cetonaEj. dihidroxiacetona

(el mas simple de los monosacáridos del grupo de las aldosas)

(el mas simple de los monosacáridos del grupo de las cetosas)

Clasificación de los monosacáridos:

función carbonilo:

AldosasGrupo funcional aldehido

CetosasGrupo funcional cetona

O

C

R H

O

C

R R’

Monosacáridos:

Son los CHO mas simples. (CH2O)n n=3-9

Las triosas son los monosacáridos mas sencillos. El sufijo “osa” se utiliza para designarlos e

indica multiples grupos OH Ej: Glucosa

El mas abundante de los monosacaridosPresente en su estado libre en frutas, plantas, miel, sangre y orina de los animales.Es una Aldohexosa ( C6H12O6)

CLASIFICACIÒN

(DE ACUERDO AL No DE ATOMOS DE

CARBONO)

TRIOSAS 3CTETROSAS 4CPENTOSAS 5CHEXOSAS 6CHEPTOSAS 7COCTOSAS 8C

Clasificación de los monosacáridos:-De acuerdo al número de carbonos:

triosas

tetrosas

pentosas

hexosas

heptosas

nonosas

3C

4C

5C

6C

7C

9C

EjemplosCategoría # Carbonos

Gliceraldehido, dihidroxiacetona

Eritrosa

Ribosa, ribulosa, xilulosa

Glucosa, galactosa, manosa, fructosa

Sedoheptulosa

Ac. Neuramínico (ac. Sialico)

Combinando ambas Clasificaciones:

Aldotriosas y Cetotriosas

Aldotetrosas y Cetotetrosas

Aldopentosas y Cetopentosas

Aldohexosas y Cetohexosas

…..y asi sucesivamente

Clasificación de los Carbohidratos

CHOSimples

CHOComplejos

MonoSacáridos

DiSacáridos

PoliSacaridosAsimilables

PoliSacaridosno asimilables

TIPO EJEMPLOS FUENTE

ArabinosaRibosaGlucosaFructosa Galactosa

SacarosaLactosaMaltosa

Almidón(Amilosa+amilopectina)

Glucógeno

CelulosaHemicelulosaPectinasGomasMucílagosAgar

Plantas,bacteriasGeneralizada (todos los org.)

Frutas, caña, remolachaLeche

FrutasCereales,leguminosasRaices, tuberculos

Granos, legumonosas verdesFrutas

Clasificación de los Carbohidratos:

Homosacáridos Resultan de la unión de

varios monosacáridos

(solamente)

HeterosacáridosResultan al combinarse

varios monosacáridos con

una fracción NO glucídica

Oligosacáridos

PolisacáridosHomopolisacáridos

Heteropolisacáridos

Peptidoglicanos

Glicoproteínas

Proteoglicanos

(De acuerdo a su composición)

1. Bioquimica. 2da. Edic. 1998

Ed. McGraw – Hill / Interamericana

Christopher Mathews

K.E. Van Holde

2. Bioquimica. 5ta. Edic. 1998 Ed. Addison Wesley Longman de Mexico

Bohinski

3. Bioquimica de Harper.14a.Edic.1997. Ed. Manual Moderno

Robert Murray

Peter Mays Doryl Granner Victor Rodwell

4. Bioquimica. 3a. Edic. 2003 . Ed. McGraw – Hill / Interamericana

Trudy McKee

James R. McKee

Objetivos

Reconocer y clasificar los carbohidratos Establecer su distribución en la naturaleza

Los monosacáridos: -Definición-Nomenclatura-Clasificación-Fórmulas de Proyección de Fischer-Estereoisomería-Fórmulas de Proyección de Howarth: piranosa y

furanosa

ESTRUCTURA

PROYECCIONES DE FISCHER (LINEAL)

PROYECCIONES DE HAWORTH (CICLICA)

FORMULAS DE CONFORMACION TRIDIMENSIONAL (SILLA O BOTE)

Fórmulas de Proyección de FischerFórmulas estructurales lineales para representar a los

Monosacáridos: el esqueleto carbonado se dibuja verticalmente con el C mas oxidado en la parte superior

Observe la convención aceptada para enumerar

los carbonos

La glucosa es una Aldohexosa

(combinando ambas clasificaciones)

CHO

HO- C -H

CH2OH

CHO

H- C -OH

CH2OH

D-gliceraldehído L-gliceraldehído

Aldotriosas:

Carbono asimétrico: carbono que esta unido a cuatro sustituyentes diferentes

Estereoisómeros: tienen grupos funcionales identicos unidos

en el mismo orden pero con diferente orientacion espacial

Isomeria D y L: Arbitrariamente asignada:D: El grupo –OH hacia la derechaL: El grupo –OH hacia la izquierda

Estereoisomeria: Enantiómeros: imágen especular no superponible al modelo.

L - Gliceraldehido D - Gliceraldehido

Los monosacáridos tienenconfiguracion “D” solo cuando elgrupo OH unido a su carbonoasimétrico mas alejado del grupofuncional (aldehido o cetona), seencuentra hacia la derecha en lasFormulas de Proyección deFischer, al igual que el

D-gliceraldehido.Se llaman “L” cuando el OH seencuentra hacia la izquierda

CHO

HO C H

CH2OH

L-gliceraldehido D-gliceraldehido

D - Azucares

Virtualmente TODOS los monosacáridos

que ocurren naturalmente son de

configuración “D”.

D- gliceraldehido

D-eritrosa

D-ribosa D-arabinosa D-xilosa D-lixosa

D-alosa D-altrosa D-glucosa D-manosa D-gulosa D-idosa D-galactosa D-talosa

D-treosa

Serie de las Aldosas:Monosacáridos derivados del

D-gliceraldehido

Cetotriosa:

CH2HO

C=O

CH2OH

Dihidroxiacetona

Dihidroxiacetona

D-eritrulosa

D-ribosa D-xilulosa

D-sicosa D-frutosa D-sorbosa D-tagosa

Serie de las CetosasMonosacáridos derivados de

la Dihidroxiacetona

ISOMEROS DE CONFIGURACION:

difieren en el arreglo espacial alrededor de los

carbonos asimétricos.

CHO

C

C

OHH

HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D-Glucosa

CHO

C

C

HHO

OHH

C HHO

C OHHO

CH2OH

L-Glucosa

Enantiómeros (imagen especular)

Epímeros: isómerosestructurales quedifieren en la configuraciónde un solo carbonoAsimétrico.Son Diastereoisomeros

COH

H-C-OH

HO-C-H

H-C-OH

H-C-OH

CH2OH

COH

H-C-OH

HO-C-H

HO-C-H

H-C-OH

CH2OH

D-Glucosa D-Galactosa

EpímerosExamine la D-glucosa y la D-manosa

D-glucosa D-manosa

Solo difieren en la configuración del átomo de carbono Dos

CHO

C

C

HHO

HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D-Manosa

CHO

C

C

OHH

HHO

C HHO

C OHH

CH2OH

D-Galactosa

CHO

C

C

OHH

HHO

C OHH

C OHH

CH2OH

D-Glucosa

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

D-Glucosa D-Fructosa

Isomería: Aldosa- Cetosa

Estructura en anillo de los monosacáridos:

Piranosas

O C

H

R

OH

O C

R

R'

OHC

R

R'

O

aldehyde alcohol hemiacetal

ketone alcohol hemiketal

C

H

R

O R'R' OH

"R OH "R

+

+

Un grupo aldehido de un monosacárido puede reaccionar reversiblemente con un alcohol (grupos OH de la misma molécula) para formar un hemiacetal intramolecular originando una Estructura cíclica.

Aldehido Alcohol hemiacetal

C OHH

C HHO

C OHH

CH

CH2OH

CH OH

OC OHH

C HHO

C OHH

C OHH

CHO

CH2OH

C OHH

C HHO

C OHH

CH

CH2OH

CHO H

O

Carbonoanomérico

Nuevo centro de asimetríaen la D-Glucosa al formarse el ciclo

Forma abierta Forma a Forma b

Formas cíclicas:Formación de hemiacetal interno

Aun cuando a menudo los monosacaridos se dibujan como estructuras lineales, en soluciones acuosas los monosacáridos forman anillos. El grupo aldehido o cetona tienden a reaccionar con un OH de la misma molécula formando estructuras cíclicas

O C

H

R

OH

O C

R

R'

OHC

R

R'

O

aldehyde alcohol hemiacetal

ketone alcohol hemiketal

C

H

R

O R'R' OH

"R OH "R

+

+

Al producirse la ciclación, el carbono carbonilo se transforma en un nuevo centro quiral. Este carbono se denomina, átomo de carbono anomérico

Formas Piranósicas de la D- Glucosa

OH

OHOH

H

H

OH

H

CH2OH

OH

H

O

H

OH

OH

H

H

CH2OH

OH

H

H

OH

D-Manosa

( -D-Manopiranosa)D-Galactosa

( -D-Galactopiranosa)

Formas Piranósicas de la D- manosaosaY D-galactosa

• significa -OH del C-anomérico hacia abajo

• significa –OH del C-anomérico hacia arriba

Al producirse la ciclación, el carbono carbonilo setransforma en un nuevo centro quiral. Este carbonose denomina, átomo de carbono anomérico

Estructuras de anillo de los CarbohydratosPiranosas Varios monosacaridos (glucosa, galactosa y

manosa) forman estructuras cíclicas del tipo de las piranosas en solución acuosa.

D-GlucosaFischer

GlucopiranosaHaworth

(~0.02%)(~ 38%)

Conformación estructural de las formas cíclica

• Aunque las fórmulas de Proyección de Haworth suelen utilizarse para representar los monosacaridos, realmente, son una simplificación ya que los anillos de piranosa no son planares debido a la geometría de los átomos de carbono saturados (ángulos de enlace). Las estructuras Conformacionales son mas exactas:

• Adoptan 2 clases de conformación:

Forma de Silla Forma de Bote

Los grupos en el anillo tienen 2 posibles orientaciones:

• Axial : perpendiculares al plano del anillo • Equatorial : paralelos al plano del anillo

α-D-Glucopiranosa (Haworth)

α-D-Glucopiranosa (Conformacional)

Silla

Estructura de anillo de los estereoisomeros

O

H

HO

H

HO

H

OH

OHHH

OH

O

H

HO

H

HO

H

H

OHHOH

OH

-D-glucopyranose -D-glucopyranose

1

6

5

4

32

glucopiranosa glucopiranosa

Estructura de anillo de los monosacaridos:

Furanosas

Una cetona puede reaccionar con un alcohol para formar un hemicetal intramolecular

O C

H

R

OH

O C

R

R'

OHC

R

R'

O

aldehyde alcohol hemiacetal

ketone alcohol hemiketal

C

H

R

O R'R' OH

"R OH "R

+

+

Cetona Alcohol hemicetal

Estructura en anillo de la Fructosa: Esta forma principalmente anillos Furanósicos

El C2 reaciona con el hidroxilo del C-5 para formar un

hemicetal intramolecular.

D-Fructosa(forma de cadena abierta)

α- D-Fructofuranosa(Una forma cíclica de la fructosa)

Estructura en anillo de la Ribosa: esta forma principalmente anillos Furanósicos

El C1 reacciona con el hidroxilo del C-4 para formar un hemicetal intramolecular.

Formas Furanosas & Piranosas de la Ribosa

El C1 aldehidico puede reaccionar con el OH del C-4 o C5 para formar un hemicetal intramolecular, pero la mas comun: Furanosica

Formas Furanosas & Piranosas de la Fructosa

Fructofuranosa Fructofuranosa

Fructopiranosa Fructopiranosa

MasComunes

Estructuras de anillo de los monosacaridos

Anillo de 5 carbonos mas común: furanosa Furanosa: Derivado del compuesto cíclico Furano

Furano: anillo de 5 miembros con 1 oxígeno

– Ej: Fructosa y Ribosa forman anillos furanósicos

Anillo de 6 carbonos mas común : piranosa Piranosa: Derivado del compuesto cíclico Pirano

– Pirano: anillo de 6 miembros con 1 oxígeno

– Ej: glucosa, galactosa, y manosa forman anillos

piranósicos. Pirano

Furano

La Ribosa: Es un azúcar presente en el ARN

El azúcar en el ADN es la 2-Desoxiribosa

Ribosa 2-Desoxiribosa

Monosacaridos mas importantes:

Desoxiribosa en el ADN

Desoxiribosa del Ac Nucleico ADN

Contenida en los nucleótidos

desoxiribosa

Fosfato

Timidina-3’-monofosfato

D-GlucosaEl monosacárido más abundante de la naturaleza

- Libre: suero sanguíneo y medio extracelular (5 mM)zumo de uva

- Como monómero se presenta en una gran cantidad de oligosacáridos y polisacáridos

Prácticamente la totalidad de las células vivientes son capaces de obtener energía a partir de glucosa.

Hay células que únicamente pueden consumir glucosa, como fuente de energía y no otras moléculas, p.e.: neuronas (celulas cerebrales) y las que tienen pocas o ninguna mitocondria, como los eritrocitos. También las células que tiene poco aporte de oxigeno, como las del globo ocular.

Monosacáridos mas importantes:

Galactosa

Necesaria para sintetizar diferentes biomoléculas, como la Lactosa (glándula mamaria de los mamíferos), glucolípidos, glucoproteinas..

La lactosa es la fuente alimentaria principal de la galactosa. Sin embargo la galactosa puede ser sintetizada en el organismo a partir de la glucosa (epimerasa).

Monosacáridos mas importantes:

Fructosa: Es el azúcar de las frutas, se encuentra en la miel y

algunos vegetales.

Su poder edulcorante es el doble del de la sacarosa (base a peso).De allí su uso en la industria de alimentos procesados

El sistema reproductor masculino utiliza fructosa en cantidades importantes. Se sintetiza en las vesículas seminales y posteriormente se incorpora al semen. Los espermatozoides utilizan este azúcar como fuente de energía.

Derivados de Monosacáridos

Los grupos funcionales de losmonosacáridos pueden ser modificadospor procesos naturales (o en ellaboratorio) en compuestos queretienen su configuración básica (perotienen diferentes grupos funcionales).

Varios son componentes metabólicos y estructurales importantes de los seres vivos.

Derivados de los Monosacaridos:

Azúcares- alcoholes –polioles, polialcoholes

Formas hidratadas de aldosas o cetosas.

Glucitol (sorbitol) – Tiene una estructura

lineal como la glucosa Pero el grupo aldehídico (–CHO)

ha sido reemplazado por un –CH2OH

Se acumula en el cristalino del ojo en las personas con diabetes y da lugar a la formación de cataratas

D-glucitoló Sorbitol

Los azúcares alcoholes tienen aprox. la mitad de las calorías de los azúcares.

Frecuentemente usados en productos bajos en calorías o “libres de azúcar”.

Derivados de los Monosacaridos:Azucares-Alcoholes:

Eritritol

O

H

OH

H

OHOH

H

H

OH

H

COOH

O

H

OH

H

OHOH

H

H

OH

H

COOH

Ácido D-Glucurónico Ácido L-Idurónico

Derivados de los Monosacáridos

Ácidos Urónicos: Abundantes en el tejido conjuntivo.

Hepatocito: el Ac.glucurónico se combina con esteroides,fármacos y la bilirrubina (P.degrad. Hb) para mejorar suhidrosolubilidad eliminar productos de desecho del cuerpo

O

H

OH

H

OHOH

H

H

OH

H

CH2 O P

O

O-

O-

O

H

OH

H

OOH

H

H

OH

H

CH2OH

P

O

O-

O-

Glucosa-6-fosfato Glucosa-1-fosfato

Derivados de los MonosacáridosEsteres Fosfato: participan de manera importante

en muchas rutas metabólicas

Derivados de los Monosacáridos

N-Acetilglucosamina(2-desoxi 2-acetamido D-glucosa)

N-acetilgalactosamina(2-desoxi 2-acetamido D-galactosa)

O

H

H

OHOH

H

H

OH

H

HN C

O

CH3

CH2OH

O

H

H

OHOH

H

H

HN C

O

CH3

CH2OH

OH

H

Aminoazúcares

Estos compuestos son componentes importantes demuchos polisacáridos naturales. En general se encuentran como residuos monoméricos en oligo y poli-sacáridos complejos.

Desoxiazucares:el grupo –OH ha sido sustituido por un -H

4 diferentes bases comunmente encontradas en el AND:Pirimidinas : timina y

citosina (uracilo)Purinas : adenina y guanina

Desoxiribosa: azúcar unido a éstas bases.Azúcar del ADN

Derivados de los Monosacáridos

Desoxiribosa en el ADN

Desoxiribosa del Ac Nucleico ADN

Contenida en los nucleótidos

desoxiribosa

Fosfato

Timidina-3’-monofosfato

OH

H

OH

H

OH

H

CH2OH

O CH3OH

H

a-Metilglucósido

Derivados de los MonosacáridosFormacion de glucósidos:La eliminación de una molécula de agua entre el –OH anomérico de unmonosacárido cíclico y el grupo –OH de otro compuesto da lugar a un O-Glucósido. Son abundantes en tejidos animales y vegetales (algunos muy tóxicos).

Clasificación de los Carbohidratos:

Homosacáridos Resultan de la unión de

varios monosacáridos

(solamente)

HeterosacáridosResultan al combinarse

varios monosacáridos con

una fracción NO glucídica

Oligosacáridos

PolisacáridosHomopolisacáridos

Heteropolisacáridos

Peptidoglicanos

Glicoproteínas

Proteoglicanos

(De acuerdo a su composición)

Clasificación de los Polisacáridos:

Homopolisacáridos(un tipo de monosacárido)

Heteropolisacáridos(2 o mas tipos deMonosacáridos)

Reserva

Estructurales

Almidón

Glucógeno

Dextrano

inulina

Celulosa

lignina

quitina

No nitrogenados

Nitrogenados

Agar

Hemicelulosas

Pectinas

Goma arábiga

Glicosamino-

glucanos

Cont…..

Heteropolisacáridos no nitrogenados:

xilanospolímeros de D-xilopiranosa

enlaces (1-4)

glucomananos polímeros de D-glucopiranosa D-manopiranosa y D-galactopiranosa

enlaces (1-4)

Agar: Polisacáridos de D y L-galactosa

Presentes en algas marinas

OH

H

OH

H

OH

H

CH2OH

O CH3OH

H

a-Metilglucósido

Derivados de los MonosacáridosFormacion de glucósidos:La eliminación de una molécula de agua entre el –OH anomérico de unmonosacárido cíclico y el grupo –OH de otro compuesto da lugar a un O-Glucósido. Son abundantes en tejidos animales y vegetales (algunos muy tóxicos).

O

H

OH

OH

H

H

CH2OH

H

O

HO

H

OH

CH2OH

H O

OH

HOH

H

HO

H

OH

OH

H

H

CH2OH

H

OH

OH

H

OH

OH

H

H

OH

H

CH2OH

n

O

CH2

HH

OHH

OH

OH

H

O

H

OH

H

OH

H

CH2

H

OH

H

O

H

HO HO

Maltosa

Celulosa

Oligómerosy Polímeros

De la misma manera que los monosacáridos pueden formar enlacesGlicosídicos con otros compuestos que contienen –OH, pueden hacerlo también entre si

Dos monosacaridos pueden unirse mediante un enlace glicosidico para formar DISACARIDOS via deshidratacion.

– Maltosa, el azucar de la malta, esta formada por la

union de 2 mol. de Glucosa.Producto intermediario en

la hidrólisis del almidón.

Maltosa

Disacáridos:

Tiene poder Reductor

Disacárido: Sacarosa

La Sacarosa, el azúcar de mesa, está formado por la unión de glucosa y fructosa y es la forma principal de transporte de azúcares en las plantas.

α-D-Glucopiranosa ß-D-Fructofuranosa Sacarosa Agua

Ambos CarbonosAnomericosincluidos

en el enlace

Sacarosa: un disacáridoSe produce en las hojas y raices de las plantas

Disacárido Lactosa:

azúcar de la leche (concentracion: 0-7%)

ß-DGalactopiranosa α-D-Glucopiranosa

Disacárido: Trehalosa:

α-D-glucopiranosil (1 1) α-D-glucopiranosa

Trisacáridos:

Rafinosa (azúcar de la remolacha)

Estaquiosa (algunos vegetales)

Polisacáridos:

Resultan de la condensación de más de 10 moléculas de monosacáridos

Polisacaridos: son polímeros de cientos a miles de monosacáridos unidos por enlaces glicosidicos.

Una función de los polisacáridos es actuar como macromoléculas almacenadoras de energía que son hidrolizados cuando es requerido.

Otros polisacaridos sirven como materiales estructurales para las células u organismos enteros.

Pueden tener una estructura lineal o ramificada

Polisacaridos, los polímeros de azúcares, presentan funciones de almacenamiento y

estructurales

El Almidon es un polisacarido de almacenamiento compuesto enteramente de monómeros de Glucosa.

– La mayor parte de sus monomeros (las moleculas de glucosa) estan unidas por enlaces 1-4. Tambien contiene enlaces 1-6 en el punto de ramificacion.

– Una forma no ramificada del almidón, la amilosa, tieneforma de hélice. Varios miles residuos de glucosa

– La forma ramificada, la amilopectina, es mas compleja

Almidon

Amilosa Amilopectina

Cloroplasto Almidón

Las Plantas almacenan el almidón en los cloroplastos.

Las Plantas pueden almacenar el exceso de glucosa en forma de almidón y emplearlo cuando sea requerido como fuente de energía o de carbonos.

Los Animales que se alimentan de plantas, y el hombre, especialmente partes ricas en almidón, (papa, maíz, arroz, trigo) pueden también acceder a este almidón para satisfacer sus propias necesidades metabólicas.

La amilosa del Almidón es un Polisacárido de monómeros de alfa- D-glucopiranosa, unidos por enlaces 1-4. Son cadenas largas, sin ramificar.

AmilosaPosee un extremo reductor

La amilosa: un polímero del Almidón

Amilopectina: un polímero del Almidón:

Estructura primaria detallada en un punto de la ramificación (cada 20-25 residuos de glucosa).

Los Animales también almacenan glucosa pero en forma de un polisacárido llamado Glucógeno.

Glucógeno es como la amilopectina del almidón, pero altamente ramificado (cada 8-12 residuos de glucosa)

, Humanos y otros Vertebrados almacenan el glucógeno en el hígado y músculos pero solo alcanza para suplir sus necesidades energeticas por aproximadamente un día.

Glucógeno

Mitocondria Gránulos de Glucógeno

Glucógeno

EL GLUCOGENO: una molécula compacta, ocupa poco espacio

Aún cuando los polisacáridos pueden ser fabricados a partir de una variedad de monosacáridos, la glucosa es el monómero primario en su estructura.

Una diferencia clave entre los polisacáridos viene dada de las 2 posibles formas de estructura de anillo de la glucosa:

Estas 2 formas difieren en si el grupo OH unido al atomo de C1 se encuentra hacia arriba (beta-glucosa) o hacia abajo (alfa glucosa) del plano del anillo.

Mientras los polímeros fabricados con alfa glucosa forman estructuras helicoidales, los polímeros fabricados con beta glucosa forman estructuras rectas.

Esto permite que los átomos de H de una banda formen Enlaces de hidrógeno con los grupos OH de otras bandas, formando estructuras laminares de microfibrillas (material estructural básico de las plantas) altamente resistente.

Que influencia ejerce esta diferencia debida a estos dos tipos de Anómeros?

Los Polisacaridos Estructurales forman materiales de gran resistencia.

La Celulosa es el principal componente de las paredes celulares de las plantas.– La Celulosa es tambien un polimero de unidades de D-

glucopiranosa pero estos monómeros se encuentran en su forma de Beta anómeros, con uniones ß-(1-4).

La celulosa: sustancia orgánica mas abundante

en la tierra (1/3 de la biomasa de las plantas)

Proporciona un marco estructural que sostiene y protege a las células vegetales

Célula vegetal

Moleculas de Celulosa

Microfibrillas de celulosaParedes cel. plantas

Paredes celulares

Las enzimas que digieren el almidón no puedenhidrolizar las uniones beta en la celulosa.– La Celulosa del alimento (en animales No rumiantes)

pasa a traves del T.Digestivo y es eliminada en lasheces como “fibra insoluble” (no tienen la Enz. Celulasa)

– A medida que la celulosa viaja a través del T. Digestivo,esta abrade las paredes intestinales estimulando lasecreción de mucus.

Algunos m/o tienen la capacidad de digerir la celulosaa sus monómeros de glucosa mediante enzimascelulasas

Algunos eucariotes herbívoros, como las vacas e insectoscomo las termitas, tienen relaciones simbióticas con m/ocelulolíticos, permitiéndoles tener acceso a esta ricafuente de energía, vital para su nutricion.

Contenida en productos como madera, papel y textiles(algodón, lino)

Otro importante polisacarido estructural es la quitina, presente en el exoesqueleto de los artropodos (incluyendo insectos, arañas, y crustaceos).

– La Quitina es similar a la celulosa, excepto que esta presenta un grupo que contiene nitrogeno en cada glucosa: N-acetil glucosamina

La quitina tambien forma el soporte estructural de las paredes celulares de varios hongos.

La Celulosa y la Quitina:

Homopolisacáridos Estructurales:

celulosa polímeros de D-glucopiranosa

enlaces (1-4)

quitinaElemento estructural del exoesqueletode insectos y crustáceospolímero de N-acetil-glucosamina

enlaces (1-4)

ligninaConfiere resistencia a la pared celularpolímero de alcoholes aromáticos (no es un

CHO)

Clasificación de los polisacáridos de acuerdo a su composición:

Homopolisacáridos

Heteropolisacáridos

Reserva

Estructurales

Almidón

Glucógeno

Dextrano

inulina

Celulosa

quitina

No Nitrogenados

Nitrogenados

Agar

Hemicelulosas

Pectinas

Goma arábiga

Glicosamino-

glucanos

Ejemplo importante: Glicosaminoglucanos-Anteriormente llamados mucopolisacáridos

Polisacáridos no ramificados formados por

unidades repetidas de disacáridos

Constituídos generalmente por:

Una molécula de hexosamina, portadora o no de grupos sulfatos y una molécula de ácido hexurónico (excepto el queratan sulfato que contiene galactosa)

Heteropolisacáridos nitrogenados:Polimeros de CHO de PM elevado. Mas de una clase de monosac.

El tipo C: Es abundante en el cartílago, cordón umbilical y tendones

Aminoazúcar:N-acetilgalactosamina-sulfato

Ác D-glucurónico

Condroitin Sulfato

Cadena no ramificada de unidades de disacárido repetidas que contienen:

N-acetil-glucosamina

Ác D-glucurónico

No es sulfatado

Humor vítreo del ojo y liquido sinovial (articulaciones)

Acido Hialurónico

Presente en cartílago, córnea, hueso y núcleopulposo de los discos intervertebrales

N-acetilglucosaminasulfato

D-galactosa

Queratán sulfato

Funciones de los glicosaminoglucanosEstructurales:

Absorción de presión en el cartílago

Cemento intermolecular

Desarrollo de estructuras fibrosas extracelulares

Fijación de agua y cationes (Ca+2)

Lubricantes

Glicoproteínas:Son proteínas unidas a cadenas de oligosacáridos o polisacáridos, que pueden tener funciones diversas:

IgGHumana Anticuerpos

Ovoalbúmina de las gallinas Proteína de almacenamiento en la clara del huevo

Ribonucleasa B Enzima

Mucina submaxilar Lubricaciónde la oveja

Proteína anticongelante Reduce el punto de congelaciónde los peces de los líquidos corporales

Proteínas de las Sistemas de transporte,membranas celulares receptores de señales

Proteína Función