5. Introducción al estudio de los Hidratos de Carbono o Glúcidos. Monosacáridos y Derivados

Hidratos de carbono o Glúcidos - Polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas (compuestos polihidroxicarbonílicos) - Sus derivados por oxidación, reducción y sustituciones diversas - Sus oligómeros y polímeros por unión de los anteriores mediante enlaces glicosídicos

Polihidroxialdehidos Polihidroxicetonas

Derivados Oxidación Reducción Sustitución

a-Metilglucósido Oligómeros y Polímeros Maltosa Celulosa

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

Clasificación, 1 I. Osas Compuestos polihidroxicarbonílicos y sus derivados, sin enlaces glicosídicos II. Ósidos Presencia de enlaces glicosídicos 1. Heterósidos: enlace glicosídico entre una osa y un grupo químico no glucídico 2. Holósidos: enlace glicosídico entre osas a. Oligósidos: unos pocos residuos (< 20) b. Poliósidos: muchos residuos

Clasificación, 2 I. Monosacáridos Compuestos polihidroxicarbonílicos y sus derivados (se corresponden con Osas) II. Glicósidos Un monosacárido unido a un grupo no glucídico (se corresponden con Heterósidos) III. Oligosacáridos Unos pocos monosacáridos unidos por enlaces glicosídicos (se corresponden con Oligósidos) IV. Polisacáridos Muchos monosacáridos unidos por enlaces glicosídicos (se corresponden con Poliósidos)

D-Glucosa El 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 La práctica totalidad de las células vivientes son capaces de obtener energía a partir de glucosa. Hay células que únicamente pueden consumir glucosa, y no moléculas, p.e.: hematíes y neuronas.

D-Glucosa Composición química: C6H12O6 Peso molecular: 180 Constitución química: - Un grupo aldehido, -CHO - Cuatro alcoholes secundarios, -CHOH- - Un alcohol primario, -CH2OH: Tiene, por tanto, cuatro carbonos asimétricos o quirales; lo cual da la posibilidad de 24 = 16 isómeros ópticos

Configuración absoluta: disposición 3D en el gliceraldehido

Configuración y proyección de Fischer Los carbonos 2, 4 y 5 de la glucosa tienen la misma configuración que el D-Gliceraldehido El carbono 3 tiene la configuración del L-gliceraldehido 1 2 3 4 5 6

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

Enantiómeros (imagen especular)

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

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

Formas cíclicas: Formación de hemiacetal interno Forma b Forma a Forma abierta

Proyección de Haworth Proyección de Fischer a-D-Glucopiranosa

Proyección de Haworth Proyección de Fischer b-D-Glucopiranosa

Sustituyentes: - Axiales - Ecuatoriales

Otros monosacáridos - Según sea la naturaleza de la función carbonilo, tendremos: 1. Aldosas, cuando es un aldehido -CHO 2. Cetosas, cuando es una cetona -CO- - A lo cual se añade el número de átomos de carbono: Aldotriosas, Aldotetrosas, Cetopentosas, Aldohexosas, etc.

Aldotriosas Cetotriosa

Aldotetrosas Cetotetrosas

Aldopentosas

Formas cíclicas de la D-Ribosa

Aldohexosas

Cetohexosas: D-Fructosa

Derivados por reducción

Desoxiderivados

Aminoderivados