CARBOHIDRATOS: Estructura – Monosacáridos y Oligosacáridos UNIVERSIDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO ESCUELA DE POST GRADO MAESTRIA EN CIENCIA Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS COMPOSICION Y ANÁLISIS DE ALIMENTOS EPA 01ACT CARBOHIDRATOS: Estructura – Monosacáridos y Oligosacáridos Dra. Celina Luízar Obregón

Conceptos generales Definición: Carbohidrato es un polihidroxialdehido, o una polihidroxicetona, o una sustancia que da estos compuestos por hidrólisis. Monosacarido: Es un carbohidrato que no puede ser hidrolizado a un carbohidrato más simple. Tiene la fórmula general CnH2nOn, donde n varia de 3 a 8 Aldosa: Es un monosacarido que contiene grupo aldehido. Cetosa: Es un monosacarido que contiene grupo cetona

Clasificación general de los carbohidratos Monosacaridos Oligosacaridos 3-10 átomos Polisacaridos Más de 10 átomos Aldosas Cetosas Azúcares 2 – Di- 3 – Tri- 4 – Tetra- 5 – Penta- 6 – Hexa- 7 – Hepta-

Clasificación – según el número de átomos de carbono Monosacaridos Clasificación – según el número de átomos de carbono Nombre Fórmula Triosa C3H6O3 Tetrosa C4H8O4 Pentosa C5H10O5 Hexosa C6H12O6 Heptosa C7H14O7 Octosa C8H16O8

Clasificación general de los carbohidratos Ejemplos

Clasificación general de los carbohidratos

Estructura de carbohidratos

Monosacaridos Solo hay dos triosas: Gliceraldehido Dihidroxiacetona (aldotriosa) (cetotriosa) Normalmente aldo- y ceto- son omitidos y estos compuestos son mencionados como triosas simples, aunque esto no informa sobre la naturaleza del grupo carbonilo, solo indica el número de carbonos.

(R)-Gliceraldehido (S)-Gliceraldehido El gliceraldehido contiene un esterocentro y existe como un par de enantiómeros: Carbono asimétrico (R)-Gliceraldehido Carbono asimétrico (S)-Gliceraldehido

Conversión a Proyección de Fischer Es una representación bidimencional usada para mostrar la configuración de estereocentros tetraédricos Lineas horizontales representan enlaces que se proyectan acercándose Lineas verticales representan enlaces que se proyectan alejándose Conversión a Proyección de Fischer Carbono asimétrico (R) - Gliceraldehido (R) - Gliceraldehido

Monosacaridos - Configuración D, L En 1981, Emil Fischer realizó una atribución arbitraria de D- y L- a los enantiomeros del gliceraldehído (D)-Gliceraldehido (L)-Gliceraldehido

Configuración de los monosacaridos: D,L Según Fischer: D-monosacarido: aquel cuya Proyección Fischer tiene el –OH del penúltimo carbono en la derecha. L-monosacarido: aquel cuya Proyección Fischer tiene el –OH del penúltimo carbono en la izquierda.

Configuración De Monosacáridos: D,L D-Aldotetrosas y D-aldopentosas comunes

Configuración De Monosacáridos: D,L D-aldohexosas comunes (Amino azúcar) En los siguientes ejemplos identifique el grupo OH con el que se identifica la configuración D y L

Diastereoisómeros : eritro y treo Tetrosa Es el diastereoisómero con los grupos OH situado en posiciones opuestas de la Proyección de Fischer treo Eritrosa Es la aldotetrosa con los grupos OH de sus dos carbonos asimétricos situados en el mismo lado de la proyección de Fischer

Diastereoisómeros : eritro y treo

Estructuras Cíclicas – Formas de Haworth Los monosacáridos tienen grupos hidroxilo y carbonilo en la misma molécula y existen mayormente como hemiacetales cíclicos de 5 y 6 miembros. Carbono anomérico: el nuevo estereocentro resulta de la formación del hemiacetal cíclico Anómero: carbohidratos que difieren en la configuración en su carbono anomérico.

Estructuras Cíclicas – Formas de Haworth Aldehido Alcohol Hemiacetal + Cetona Alcohol Hemicetal +

Proyecciones de Haworth Hemiacetales de 5 (furanosa) y 6 miembros (piranosa) se representan como pentágonos o hexágonos planos vistos de frente. Se representan con el carbono anomérico a la derecha y el oxígeno hemiacetal, hacia atrás, a la derecha. hemiacetal Designación b- Significa que el –OH en el carbono anomérico es cis al –CH2OH terminal; El OH anomérico se orienta hacia arriba del plano del anillo. Designación a- Significa que la relación es trans. El OH anomérico se orienta hacia abajo del plano del anillo. hemiacetal

Estructuras Cíclicas hemiacetal

Confórmeros Piranosas: anillos de seis miembros representados como sillas del ciclohexano

Confórmeros Piranosas: anillos de seis miembros representados como sillas del ciclohexano

Confórmeros Furanosas: anillos de cinco miembros

Mutarotación de la glucosa

Mutarotación de la glucosa

Mutarotación de la fructosa: formación de furanosas

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Estructura de Disacáridos 56 56

Disacáridos Son polímeros formados a base de monosacáridos unidos por enlaces O-glicosídicos, con un número de unidades monoméricas entre 2. Capacidad para almacenar información, cumpliendo así la función de reconocimiento celular. Ubicación: en la superficie exterior de la membrana celular, enlazados a moléculas de proteínas o de lípidos, constituyendo las glicoproteínas y glicolípidos. 56 56

Enlace O-glicosídico entre dos monosacáridos

Disacárido reductor

Disacárido no reductor

a-D-glucopiranosil(1->2)-b-D-fructofuranósido. Sacarosa (sucrosa) a-D-glucopiranosil(1->2)-b-D-fructofuranósido.

Sacarosa Obtenida del jugo de la caña de azúcar y de la beterraga. 60

β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucose Lactosa β-D-galactopyranosyl-(1→4)-D-glucose

Lactosa Es el principal azúcar en la leche, aproximadamente: Entre 5% - 8% en leche humana, 4% - 5% en leche vacuna 58 58

Maltosa

Maltosa Obtenido a partir de la malta, el jugo de la cebada germinada y otros granos de cereales 56 56

Isomaltosa

Celobiosa

Formación del enlace glicosídico

Oligósacáridos

Oligosacáridos

Oligosacáridos Familia de la Celobiosa 66 66

Oligósacáridos Familia de la Maltosa 66 66

Oligósacáridos Estaquiosa a-D-Galp-1,6-a-D-Galp -1,6-a-D-Gp-1,2-b-D-Fruf Melibiosa Sacarosa 66 66

Oligósacáridos Oligosacárido rico en Man (RE) 66 66

Oligosacáridos cíclicos