Hidratos de Carbono o Glúcidos Introducción al estudio de los PEL - 2002

Hidratos de carbono o Glúcidos Químicamente se los puede definir como: Polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas (compuestos polihidroxicarbonílicos) - Sus derivados se obtienen por oxidación, reducción y sustituciones diversas - Se forman oligómeros y polímeros por unión de los anteriores mediante enlaces glicosídicos PEL - 2002

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 PEL - 2002

Clasificación Monosacáridos: Oligosacaridos: Polisacáridos: PEL - 2002

ALDOSAS: aldotriosas, aldotetrosas, aldopentosas,aldohexosas OSAS:Clasificación Se clasifican según: grupo funcional y número de átomos de carbono del monómero. ALDOSAS: aldotriosas, aldotetrosas, aldopentosas,aldohexosas CETOSAS: cetotriosas.cetotetrosas, cetopentosas, cetohexosas PEL - 2002

Isomería ISOMERÍA D - L ESTRUCTURAS CÍCLICAS PIRANOSA Y FURANOSA ANÓMEROS ALFA - BETA EPÍMEROS ISOMERISMO ALDOSAS - CETOSAS PEL - 2002

ISOMERÍA D - L PEL - 2002

Serie D: El último carbono asimétrico tiene la misma configuración que el D-gliceraldehido PEL - 2002

D-Aldohexosas PEL - 2002

Enantiómeros (imagen especular) PEL - 2002

Configuración absoluta: disposición 3D en el gliceraldehido PEL - 2002

D-Glucosa Monosacárido natural más abundante - Libre: suero sanguíneo y medio extracelular (5 mM/L) zumo de uva - Como monómero se presenta en una gran cantidad de oligosacáridos y polisacáridos Casi la totalidad de las células vivientes son capaces de obtener energía a partir de glucosa. Hay células que casi únicamente pueden consumir glucosa, Ej,: hematíes y neuronas. PEL - 2002

ISOMERISMO ALDOSAS - CETOSAS Polihidroxialdehidos Polihidroxicetonas PEL - 2002

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 PEL - 2002

ESTRUCTURAS CÍCLICAS PIRANOSA Y FURANOSA H 2 a r b o n m é i c N u e v t d s í l D - G f Formas cíclicas: Formación de hemiacetal interno i c l PEL - 2002

a-D-Glucopiranosa Anómeros alfa - beta b-D-Glucopiranosa PEL - 2002

ESTRUCTURAS CÍCLICAS PIRANOSA a-D-Glucopiranosa PEL - 2002

b-D-Glucopiranosa PEL - 2002

Estructura cíclica de furanosa PEL - 2002

Formas cíclicas de la glucosa 1. La D-Glucosa no da todas las reacciones de los aldehidos 2. La D-Glucosa presenta el fenómeno de mutarrotación: - Al disolver D-Glucosa sólida, la rotación del plano de polarización de la luz varía con el tiempo. 3. Se pueden obtener dos formas distintas de D-Glucosa: - Una tiene una rotación de 112º : forma a - Otra tiene una rotación de 18.7º: forma b PEL - 2002

Derivados Oxidación Reducción Sustitución PEL - 2002

Derivados por reducción PEL - 2002

Desoxiderivados PEL - 2002

Aminoderivados PEL - 2002

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Fosfo - derivados PEL - 2002

Fosfo - derivados PEL - 2002

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Enlace glicosídico y Glicósidos PEL - 2002

Enlace glicosídico Reacción del carbono anomérico de un monosacárido, 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 PEL - 2002

Ejemplo de O-glicósido PEL - 2002

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Ejemplo de N-glicósido PEL - 2002

Ejemplo de S-glicósido PEL - 2002

Formación de enlace glicosídico, 1: - Pérdida del carácter reductor del carbono anomérico - Estabilización de la forma anomérica: los glicósidos no presentan mutarrotación, y el grupo reaccionante queda estabilizado en a o en b - Nomenclatura: el nombre radical del monosacárido y el sufijo ósido: glucósido, galactósido, fructósido El grupo reaccionante recibe el nombre de aglicona - La terminación ósido aparece también en moléculas de naturaleza glicosídica: cerebrósido, nucleósido PEL - 2002

Formación de enlace glicosídico, 2: - Incremento de la solubilidad de la aglicona - Enlace susceptible de hidrólisis ácida, y atacado por enzimas llamadas genéricamente glicosidasas - Cuando la aglicona es otro monosacárido, se forma un disacárido; el glicósido es un holósido - Cuando la aglicona es una molécula no glucídica, el glicósido recibe el nombre de heterósido PEL - 2002

ÓSIDOS: clasificación HOLÓSIDO (HOLOSACÁRIDO) OLIGÓSIDO (OLIGOSACÁRIDO) POLIÓSIDO (POLISACÁRIDO) HOMOPOLISACÁRIDO HETEROPOLISACÁRIDO HETERÓSIDO (HETEROSACÁRIDO + AGLUCONA) PEPTIDOGLICANOS GLICOPROTEINAS PROTEOGLICANOS PEL - 2002

Productos naturales glicosídicos: - Antocianinas - Taninos - Sapogeninas - Digitálicos, etc. PEL - 2002

Biomoléculas glicosídicas: - Glicolípidos - Glicoproteínas - Nucleósidos PEL - 2002

Glicósidos y detoxificación PEL - 2002

Oligosacáridos PEL - 2002

b-D-Galactopiranosil-1,4-D-glucopiranosa Lactosa: b-D-Galactopiranosil-1,4-D-glucopiranosa PEL - 2002

a-D-Glucopiranosil-(1,4)-D-glucopiranosa Maltosa: a-D-Glucopiranosil-(1,4)-D-glucopiranosa PEL - 2002

a-D-Glucopiranosil-b-D-fructofuranósido Sacarosa: a-D-Glucopiranosil-b-D-fructofuranósido PEL - 2002

Polisacáridos PEL - 2002

POLISACÁRIDOS ESTRUCTURALES RESERVAS GLUCÓGENO LIGNINA DEXTRANO HOMOPOLISACÁRIDOS RESERVAS ESTRUCTURALES     ALMIDÓN    GLUCÓGENO    DEXTRANO    INULINA    CELULOSA   LIGNINA   QUITINA POLISACÁRIDOS HETEROPOLISACÁRIDOS   NITROGENADOS NO NITROGENADOS AGAR GOMA ARÁBIGA HEMICELULOSA PECTINAS GLICOSAMINOGLICANOS PEL - 2002

Estructura del 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. PEL - 2002

a-Glucanos: Amilosa Enlace alfa 1 - 4 PEL - 2002

a-Glucanos: Amilopectina, Glucógeno Enlace alfa 1 - 6 PEL - 2002

a-Glucanos: Dextrano Enlace alfa 1 - 6 PEL - 2002

Enlace beta 1 - 4 b-Glucanos: Celulosa PEL - 2002

b-Glucanos: Quitina N-acetil-glucosamina Enlace beta 1 - 4 PEL - 2002

Cadenas de fructosa unidas por enlace beta 2 - 1 Inulina PEL - 2002

Beta 1 4 Beta 1 3 Glicosaminoglicanos: N acetil glucosamina Ácido Hialurónico N acetil glucosamina Acido beta glucurónico Beta 1 4 Beta 1 3 PEL - 2002

Beta 1 4 Beta 1 3 Glicosaminoglicanos: Condroitin-4-sulfato (acido D-glucurónico, beta 1 – 3 N acetil D – galactosamina-4-sulfato) Beta 1 4 Beta 1 3 PEL - 2002

Glicosaminoglicanos: Condroitin-6-sulfato Beta 1 4 Beta 1 3 PEL - 2002

Beta 1 4 Beta 1 3 Glicosaminoglicanos: - Dermatansulfato Ácido L- idurónico alfa 1,3 N-acetil-D-galactosamina-4-sulfato Beta 1 4 Beta 1 3 PEL - 2002

Glicosaminoglicanos: Queratansulfato Beta 1 4 Beta 1 3 PEL - 2002

Beta 1 4 Beta 1 3 Glicosaminoglicanos: Heparan sulfato - Heparina PEL - 2002

Peptidoglicano Y X PEL - 2002

c) 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) d) 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. e) Glicolípidos. Monosacáridos u oligosacáridos unidos a lípidos. Se les puede encontrar en la membrana celular. Los más conocidos son los cerebrósidos y gangliósidos.