LOS GLÚCIDOS

CLASIFICACIÓN GLÚCIDOS Biomoléculas orgánicas compuestas por C, H y O, (CH2O)n. Algunos pueden tener N, S o P. Químicamente son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas, sus derivados o sus polímeros. CLASIFICACIÓN GLÚCIDOS Glúcidos Osas o monosacáridos Aldosas Cetosas Según el nº de C Triosas (3) Tetrosas (4C) Pentosas (5C) Hexosas (6C) Heptosas (7C) Ósidos Holósidos Oligosacáridos Disacáridos Polisacáridos Homopolisacáridos Heteropolisacáridos Heterósidos Glucoproteínas Glucolípidos Con un grupo cetona No hidrolizables Con un grupo aldehído De 2 a 10 osas 2 monosacáridos Sólo monosacáridos Un solo tipo de monosacárido Más de 10 osas Hidrolizables Más de un tipo de monosacárido Glúcido + lípido Monosacáridos + aglucona Glúcido + proteína

MONOSACÁRIDOS (I) Poliacoholes (OH) Grupo carbonilo: Aldehído o cetona 1 Fórmula estructural Polihidroxialdehído 1 2 3 4 5 Polihidroxicetona 1 3 4 5 6 2 Fórmula molecular C5H10O5

MONOSACÁRIDOS (II) PROPIEDADES: Sólidos Incoloros Cristalizables Solubles en agua Sabor dulce Reductores , debido a la presencia del carbono carbonílico que se oxida a ácido carboxílico (1*) Excepto la dihidroxiacetona, presentan isomería (2*)

(1*) REACCIÓN DE FEHLING (I) 2 1 3 4

(1*) REACCIÓN DE FEHLING (II) CuSO4   Cu2+ + SO42- Reducción del reactivo de Fehling + 1e- Cu2+ (CuSO4) Cu+ (Cu2O)

(2*) ISOMERÍA: CLASIFICACIÓN Isómeros: compuestos con igual fórmula molecular pero distinta estructural (b*) (a*)

(a*) ISOMERÍA DE FUNCIÓN Difieren en un grupo funcional

(b. ) ESTEREOISOMERÍA: CARBONOS ASIMÉTRICO, C (b*) ESTEREOISOMERÍA: CARBONOS ASIMÉTRICO, C*, (QUIRAL O ESTEREOCENTRO) C* aquellos que poseen sus 4 sustituyentes distintos Nº C* Nº Estereoisómeros 1 2 2 4 3 8 · · n 2n Excepción: La dihidroxiacetona, no C asimétricos, no estereoisomería Distinguimos: Enantiómeros Diastereómeros, epímeros.

ENANTIÓMEROS(I) Estereoisómeros que varían en la posición de todos los OH de los C*. Son imágenes especulares. Según la posición el OH del último C*: Serie D: a la derecha. Serie L: a la izquierda Estereoisómeros D y L de la glucosa

EPÍMEROS Y ENANTIÓMEROS Varían la posición de un solo OH Son diastereómeros pues no son imágenes especulares. ¿Qué parejas son enantiómeros y cuáles epímeros?

ESTRUCTURA CÍCLICA: ENLACES HEMIACETAL Y HEMICETAL En disolución los monosacáridos con 5 o más C se encuentran formando estructuras cíclicas con un C* adicional llamado C anomérico, por la formación de enlaces hemiacetales y hemicetales. 1 2

ESTRUCTURA CÍCLICA Las formas estables son: PIRANOSAS (anillos de 6 vértices), en Aldohexosas, reacción hemiacetal del aldehído del C1 con el OH del C5. FURANOSAS (anillos de 5 vértices), en: a. Cetohexosas, reacción hemicetal del grupo cetónico del C2 con el OH del C5. b. Aldopentosas, reación hemiacetal del aldehído del C1 con el OH del C4. El C anomérico origina dos nuevos estereoisómero, los anómeros: α, OH del C anomérico posición “trans” respecto al último C, es decir, normalmente hacia abajo. β, OH del C anomérico posición “cis” respecto al último C, es decir, normalmente hacia arriba. Nomenclatura: 1º α o β 2º D o L 3º Nombre monosacárido 4º sufijo furanosa o piranosa

PROYECIÓN DE HAWORTH DE LA GLUCOSA

CICLACIÓN DE LA GLUCOSA (ALDOHEXOSA)

CICLACIÓN DE LA FRUCTOSA (CETOHEXOSA)

CICLACIÓN DE LA RIBOSA (ALDOPENTOSA) Β-D-ribofuranosa Β-D-2-desoxirribofuranosa

DISTINTAS CONFORMACIONES Conformación de nave Conformación de sobre Conformación de silla

FORMAS DE LA FRUCTOSA β-D-fructofuranosa

FORMULAR ALDOSAS

FORMULAR CETOSAS

MONOSACÁRIDOS DE INTERÉS BIOLÓGICO * * * * * * * * * *

MONOSACÁRIDOS DE INTERÉS BIOLÓGICO (I) Degradación glucosa y grasas. 1 2 3 4 5 6 ATP, ARN, NAD+

MONOSACÁRIDOS DE INTERÉS BIOLÓGICO (II) No libre, forma la lactosa junto a la glucosa, heteropolisacáridos y heterósidos. O Dextrosa (es muy dextrógira), principal fuente de energía por su capacidad para atravesar la membrana. Libre en frutas, sangre y forma disacáridos (sacarosa, maltosa..) y polisacáridos (almidón glucógeno… 7 8 Libre en corteza de árboles, forma polisacáridos de bacterias, levaduras y otros hongos. O Levulosa (es muy levógira), libre en frutas, miel y líquido seminal, forma la sacarosa junto a la glucosa y polisacáridos. 9 10

DERIVADOS DE MONOSACÁRIDOS 2 Azúcares ácidos (por oxidación) 1 Desoxiazúcares (por reducción) Forma polisacáridos como el ácido hialurónico 3 Aminoazúcares (por sustitución) En el ADN Paredes bacterias

ÓSIDOS: ENLACE O-GLUCOSÍDICO Entre dos OH de dos monosacáridos con desprendimiento de H2O. Dependiendo de la posición del OH del primer monosacárido, el enlace será α o β. Se indicará entre paréntesis los C que intervienen en cada osa separados por una flecha que indicará el sentido del enlace. Dos tipos, mono y dicarbonílico. 5 + 1 4 1 Monosacárido 1 Monosacárido 2 Disacárido 1 4 + α (1 4)

ENLACES MONO Y DICARBONÍLICO: PODER REDUCTOR 1 ENLACE MONOCARBONÍLICO La proximidad del O confiere al OH mayor carácter ácido. 2 ENLACE DICARBONÍLICO

OLIGOSACÁRIDOS: DISACÁRIDOS Nomenclatura: Propiedades: 1º Primer monosacárido terminado en –osil 2º Entre paréntesis C que intervienen en el enlace y sentido, ej. (1 → 4) 3º Segundo monosacárido terminado en –osa en enlaces monocarbonílicos y en –ósido en dicarbonílicos. Sólidos Hidrolizables Cristalizables Solubles en agua Sabor dulce Algunos (enlace monocarbonílico) con poder reductor Disacáridos de interés biológico: Enlace monocarbonílico: 1. Lactosa. 2. Maltosa. 3. Isomaltosa. 4. Celobiosa Enlace dicarbonílico: 1. Sacarosa.

FORMACIÓN DE LA LACTOSA: ENLACE O-GLUCOSÍDICO MONOCARBONÍLICO Libre en la leche de mamíferos. Hidrólisis mediante lactasa. Carbono anomérico libre. Poder reductor. β-D-galactopiranosil (1→4) β-D-glucopiranosa Dos formas dependiendo que la segunda glucosa sea α o β

FORMACIÓN DE LA MALTOSA: ENLACE O-GLUCOSÍDICO MONOCARBONÍLICO Libre en el azúcar de malta (cebada tostada) Carbono Anomérico libre. Poder reductor α-D-glucopiranosil (1→4) α-D-glucopiranosa Dos formas dependiendo que la segunda glucosa sea α o β

ISOMALTOSA Y CELOBIOSA No libre, se obtiene hidrolizando la celulosa. ISOMALTOSA: No libre, ramificaciones de glucógeno y almidón. β-D-glucopiranosil (1→4) β-D-glucopiranosa

FORMACIÓN DE LA SACAROSA: ENLACE O-GLUCOSÍDICO DICARBONÍLICO Libre en caña de azúcar y remolacha azucarera, es el azúcar de mesa. Ambos carbonos anoméricos intervienen en el enlace α-D-glucopiranosil (1→2) β-D-fructofuranósido

OLIGOSACÁRIDOS: POLISACÁRIDOS Glúcidos formados por la unión, mediante enlace O-glucosídico de más de 10 monosacáridos o sus derivados. Clasificación: Propiedades: Homopolisacáridos: un único tipo de monosacáridos. Heteropolisacáridos: dos o más tipos distintos de monosacáridos Sólidos Elevada masa molecular No solubles No sabor dulce No cristalizables No poder reductor al poseer solo un OH anomérico libre (frente a los cientos o miles de monosacáridos que los pueden formar. Funciones: De reserva energética. Estructural.

1 (2*) 2 3 4 (1*) 5 (1*) HOMOPOLI-SACÁRIDOS FUNCIÓN LOCALIZACIÓN COMPOSICIÓN ENLACES ESTRUCTURA ENZIMAS QUE HIDROLIZAN   ALMIDÓN Reserva energética Vegetales, amiloplastos de cereales, legumbres y tubérculos (30%) - amilosa  -D-glucosa (~250-300) Esqueleto lineal:  (14) Lineal helicoidal - Glucosidasa: enlaces α (1→6) - Amilasa: produce maltosas - Maltasa: produce glucosas (70%) Amilopectina  -D-glucosa (~1000) -Esqueleto lineal: -Ramificaciones:  (16) cada 24-30 glucosas Lineal helicoidal y ramificada GLUCÓGENO Animales, interior celular de hígado y músculos. -D-glucosa (~30000-120000)  (16) cada 8-12 glucosas Ramificada - Glucógeno-fosforilasa: - α (1→6)glucosidasa: desramifica produciendo glucosas DEXTRANOS Bacterias y levaduras  (16) (12)(13) (14) CELULOSA Estructural Paredes vegetales -D-glucosa (~10000-15000)  (1 4) Formando cadenas que se unen mediante enlaces de H, formando las microfibrillas que se agrupan en fibrillas y estas en fibras de celulosa, insolubles en agua. Laminar - Celulasa de las bacterias en rumiantes o de protozoos en termitas. No en humanos (bajo valor alimenticio, si fibra) QUITINA Exoesqueleto artrópodos, paredes hongos N-acetil--D- glucosamina (por lo que también se le llama acetoaminocelulosa  (14) Puentes de H formando capas alternas 1 (1*) (2*) 2 3 4 (1*) 5

HOMOPOLISACÁRIDOS (1*) El tipo de enlace relacionado con la función del homopolisacárido: Enlaces α → Débiles → Se rompen y forman fácilmente, los rompen nuestras enzimas → FUNCIÓN RESERVA ENERGÉTICA. ENLACES β → Fuertes → Se rompen con dificultad, no los rompen nuestras enzimas → FUNCIÓN ESTRUCTURAL. (2*) A mayor número de ramificaciones, mayor número de puntos de ataque para: Su hidrólisis y liberación de glucosas. Su alargamiento y almacén de glucosas. Ambas situaciones fundamentales en la función de reserva energética.

ESTRUCTURA DEL ALMIDÓN 2 Dos polímeros de glucosa AMILOPECTINA: 70% α-D-glucosas (1000…) Lineal helicoidal y ramificada. 1 AMILOSA: 30% α-D-glucosas (250 -300) Lineal- helicoidal.

ESTRUCTURA DEL GLUCÓGENO

ESTRUCTURA DE LA CELULOSA: PUENTES DE HIDRÓGENO ENTRE CADENAS CONTIGUAS 2 1 fibrilla 3 microfibrillas

ESTRUCTURA DE LA QUITINA

Son los heteropolisacáridos FUNCIÓN COMPOSICIÓN   PECTINA Paredes vegetales, muy abundantes en lámina media(espesante mermeladas) Ácido metil-D-galacturónico + Arabinosa +galactosa + otros HEMICELULOSA Estructural, paredes vegetales. Xilosa+arabinosa+glucosa+fucosa+otros AGAR-AGAR Estructural, Algas rojas(espesante y medio de cultivo en laboratorio) D y L-galactosa GOMAS VEGETALES (ARÁBIGA) Lubricante, exudado en heridas de vegetales Galactosa+arabinosa+ácido glucurónico MUCOPOLISACÁRIDOS: (Unidos a proteínas extracelulares forman proteoglucanos, formando parte de la sustancia intercelular de tejidos conectivos) Ácidoglucurónico+Hexosaminas (N-acetil-galactosamina o N-acetil-glucosamina) -ÁCIDO HIALURÓNICO -Estructural, cartílago, conjuntivo, óseo. -Líquido sinovial, -,humor vítreo. -CONDROITINA -Estructural, cartílago, conjuntivo, óseo, córnea. -HEPARINA -Anticoagulante, n pulmón, hígado y piel. Son los heteropolisacáridos Son los heterósidos

HETERÓSIDOS GLUCOLÍPIDOS o mureína de pared bacteriana En tejidos conectivos Junto a los glucolípidos actúan en el reconocimiento celular