Tema 3.- Biomoléculas orgánicas I: Glúcidos.

Transcripción

1 Tema 3.- Biomoléculas orgánicas I: Glúcidos. A.- Introducción: los principales grupos funcionales de las biomoléculas orgánicas. B.- Concepto de Glúcido y clasificación. C.- Los Monosacáridos. -Descripción de la estructura química: Cetosas y Aldosas. -Isomería óptica. -Ciclación. D.- Los Disacáridos y Oligosacáridos. -El enlace O-glicosídico. -Moléculas de importancia biológica. E.- Los Polisacáridos. -Homopolisacáridos con función de reserva energética: Almidón y Glucógeno. -Homopolisacáridos estructurales: Celulosa.

2 Hidroxilo (grupo alcohol) Carbonilo (grupo aldehido) Carbonilo (grupo cetona) El Carbono se oxida: Pierde H y gana O Carboxilo (grupo ácido)

3 El estado de máxima oxidación es el CO 2

4 Hidroxilo (grupo alcohol) Carbonilo (grupo aldehido) Carbonilo (grupo cetona) El Carbono se reduce: Pierde O y gana H Carboxilo (grupo ácido)

5 Además hay otros grupos funcionales Metilo Sulfhidrilo S

6 MONOSACÁRIDOS CETOTRIOSAS ALDOTRIOSAS Dihidroxiacetona Gliceraldehido

7 MONOSACÁRIDOS

8 MONOSACÁRIDOS Representaciones en forma de proyecciones de Fisher y en forma tridimensional del D y el L Gliceraldehido

9 MONOSACÁRIDOS EJEMPLOS DE ESTEREOISÓMEROS CON DIFERENTE ACTIVIDAD BIOLÓGICA D- Carvona Olor a Menta L- Carvona Olor a Alcaravea

10 MONOSACÁRIDOS EJEMPLOS DE ESTEREOISÓMEROS CON DIFERENTE ACTIVIDAD BIOLÓGICA Aspartamo (dulce) Amargo

11 MONOSACÁRIDOS TETROSAS ALDOTETROSAS CETOTETROSA D- Eritrosa D- Treosa D- Eritrulosa

12 MONOSACÁRIDOS PENTOSAS ALDOPENTOSAS CETOPENTOSAS D- Ribosa D- Arabinosa D- Xilosa D- Lysosa D- Ribulosa D- Xylulosa

13 MONOSACÁRIDOS HEXOSAS ALDOHEXOSAS D- Alosa D- Altrosa D- Glucosa D- Manosa D- Gulosa D- Idosa D- Galactosa D- Talosa

14 MONOSACÁRIDOS HEXOSAS CETOHEXOSAS D- Psicosa D- Fructosa D- Sorbosa D- Tagatosa

15 MONOSACÁRIDOS: CICLACIÓN La reacción entre un grupo aldehído y un alcohol da como resultado la formación de un Hemiacetal. La reacción entre una cetona y un grupo alcohol da como resultado la formación de un grupo Hemicetal.

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17 MONOSACÁRIDOS: CICLACIÓN La forma cíclica (forma pirano) se representa mediante las llamadas proyecciones de Haworth, en la cual se forma un hexágono con el O y los carbonos 1, 2, 3, 4 y 5; quedando fuera del plano del hexágono el C 6. Los OH que estaban a la derecha pasan a estar debajo del plano y viceversa

18 MONOSACÁRIDOS: CICLACIÓN La aparición del nuevo carbono anomérico tiene como consecuencia que se formen dos nuevos isómeros que denominaremos α y β. Forma Trans Forma Cis Puesto que el grupo CH 2 OH se suele representar hacia arriba del plano, el anómero α se dibuja con el OH hacia abajo y el β hacia arriba.

19 MONOSACÁRIDOS: CICLACIÓN Formas cíclicas de una aldopentosa: la ribosa y su derivado la 2 dexosirribosa. β D Ribosa β D 2 dexosiribosa

20 MONOSACÁRIDOS: CICLACIÓN Las cetohexosas, como la fructosa representada aquí, y las aldopentosas, forman una estructura cíclica pentagonal llamada ciclo de furano. α D Fructosa

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22 MONOSACÁRIDOS Aunque nosotros nunca vamos a utilizar estas representaciones, las moléculas cíclicas no son estructuras planas, sino que se doblan adoptando diversas configuraciones como estas

23 SUSTANCIAS DERIVADAS DE LOS MONOSACÁRIDOS Galactosamina Ac Glucurónico Ac. Ascórbico Vitamina C

24 DISACÁRIDOS Y OLIGOSACÁRIDOS MALTOSA Enlace monocarbonílico Reacción de hidrólisis α- D Glucosa β- D Glucosa Enlace O-glucosídico α D glucopiranosil (1 4) D glucopiranosa

25 DISACÁRIDOS Y OLIGOSACÁRIDOS LACTOSA β 1 4 Galactosa-Glucosa Monocarbonílico SACAROSA α 1 β 2 Glucosa-Fructosa OH OH H Dicarbonílico H OH TREHALOSA α 1 α 1 Glucosa-Glucosa H OH H Dicarbonílico

26 FUNCIONES DE DISACÁRIDOS Y OLIGOSACÁRIDOS Los oligosacáridos se unen a proteínas y lípidos de la membrana con funciones relacionadas con el reconocimiento celular

27 FUNCIONES DE DISACÁRIDOS Y OLIGOSACÁRIDOS Antígeno 0 Antígeno A Antígeno B ANTÍGENOS A,B,O PARA LOS GRUPOS SANGUÍNEOS

28 POLISACÁRIDOS Son Macromoléculas Formadas por la unión de un número muy grande de subunidades de monosacáridos mediante enlaces O-Glucosídicos Insolubles en agua No reductores

29 POLISACÁRIDOS Homopolisacáridos No ramificados Ramificados Heteropolisacáridos No ramificados Ramificados

30 POLISACÁRIDOS ALMIDÓN Está formado por dos polisacáridos: Enlace glicosídico α 1 6 *AMILOSA: Homopolisacárido lineal formado por uniones α 1 4 Glucosa-Glucosa. Puede tener entre 50 y 5000 unidades. Representa, aproximadamente, el 20% del peso del almidón. *AMILOPECTINA: Homopolisacárido ramificado. Presenta uniones α 1 4 Glucosa-Glucosa y α 1 6 Glucosa-Glucosa. El número de ramificaciones varía: cada unidades. Formado por más de 10 6 moléculas de glucosa Representa el 80% del peso del almidón. Enlace glicosídico α 1 4

31 POLISACÁRIDOS El almidón tiene como función la reserva de energía en los vegetales. Se acumula en órganos de reserva como semillas, tubérculos

32 POLISACÁRIDOS ESTRUCTURA DEL GLUCÓGENO

33 POLISACÁRIDOS Amilopectina Glucógeno Comparación entre las estructuras de la Amilopectina y el Glucógeno

34 POLISACÁRIDOS El glucógeno es el polisacárido de reserva animal, que se almacena en el hígado y el músculo

35 POLISACÁRIDOS CELULOSA Homopolisacárido lineal formado por uniones β 1 4 Glucosa-Glucosa. Forma una estructura helicoidal muy compacta de más de unidades de glucosa, muy resistente a la hidrólisis e insoluble en agua. Es la biomolécula más abundante en la naturaleza

36 POLISACÁRIDOS La celulosa es el principal polisacárido estructural. Es la base de las paredes celulares vegetales.

37 POLISACÁRIDOS Otros Polisacáridos estructurales son: QUITINA: Enlaces β 1 4 N acetil glucosamina -N acetil glucosamina. Forma los esqueletos de los artrópodos y la pared celular de los hongos

38 POLISACÁRIDOS Otros Polisacáridos estructurales son: PEPTIDOGLICANO: Un heteropolisacárido complejo que forma las paredes de las células bacterianas.