ESTRUCTURA DE GLÚCIDOS BIOQUÍMICA /04/2016 1

Transcripción

1 ESTRUCTURA DE GLÚCIDOS BIOQUÍMICA /04/2016 1

2 Introducción Los glúcidos o azúcares son uno de los tres macronutrientes que existe. Están presentes en los tejidos vegetales y animales, también formando parte de moléculas complejas que cumplen diversas funciones. Compuestos por C, H y O. 20/04/2016 2

3 Introducción Los organismos autótrofos sintetizan glúcidos en la fotosíntesis: 6 H 2 O + 6 CO 2 C 6 H 12 O O 2 glucosa Estos glúcidos son ingeridos por los animales en las cadenas o redes tróficas y utilizados como fuente de energía. 20/04/2016 3

4 Composición química Químicamente son polialcoholes que poseen función aldehído o cetona D-glucosa D-fructosa 20/04/2016 4

5 Importancia biológica En los seres vivos, se destacan las siguientes funciones: Energética: glucosa De reserva: almidón, glucógeno Estructural: celulosa, hemicelulosa 20/04/2016 5

6 Clasificación De acuerdo al Nº de moléculas de monosacáridos que se obtienen por hidrólisis se clasifican en: 1. Monosacáridos 2. Disacáridos 3. Oligosacáridos 4. Polisacáridos 20/04/2016 6

7 Monosacáridos De acuerdo al numero de carbonos presentes en su estructura serán: 1. Triosas 2. Tetrosas 3. Pentosas 4. Hexosas 5. Heptosas 20/04/2016 7

8 20/04/2016 8

9 Monosacáridos Según contengan el grupo aldehído o cetona en su estructura serán: 1. Aldosas: glucosa (aldohexosa) 2. Cetosas: fructosa (cetohexosa) 20/04/2016 9

10 Aldosas 20/04/

11 Cetosas 20/04/

12 Monosacáridos Los monosacáridos más sencillos son triosas aldotriosa: el Gliceraldehído cetotriosa, la Dihidroxiacetona 20/04/

13 Monosacáridos Propiedades químicas: Formación de acetales Formación de ésteres Poder reductor Fermentación 20/04/

14 Monosacáridos Propiedades químicas: Formación de acetales: enlace glicosídico Formación de ésteres Los grupos OH de los monosacáridos pueden reaccionar con ácidos para dar ésteres. 20/04/

15 Monosacáridos Propiedades químicas: El grupo carbonilo reduce fácilmente compuestos de cobre (Fehling) y de plata (Tollens), oxidándose. Espejo de plata 20/04/

16 Monosacáridos Propiedades químicas: Fermentación, por ejemplo Alcohólica C 6 H 12 O 6 glucosa 2CO C 2 H 5 OH etanol 20/04/

17 Monosacáridos Propiedades físicas: Son sólidos cristalinos Incoloros o blancos Tienen sabor dulce Son polares: altamente solubles en agua Actividad óptica Mutarrotación 20/04/2016 galactosa 17

18 Monosacáridos Actividad óptica Existen compuestos orgánicos naturales, que muestran en solución la propiedad de hacer girar el plano de la luz polarizada. A las sustancias que manifiestan esta propiedad se las llama ópticamente activas. MONOSACÁRIDOS 20/04/

19 Actividad óptica Algunas sustancias desvían el plano de polarización hacia la derecha y se denominan dextrógiras(+) y otras hacia la izquierda, llamándose levógiras(-). Son sustancias con estructura asimétrica, presentan las mismas propiedades físicas y químicas, solo difieren en su comportamiento ante la luz polarizada. 20/04/

20 Actividad óptica Cuando un átomo de carbono está unido a cuatro átomos o grupos atómicos diferentes, la molécula resulta asimétrica y ese C se llama asimétrico o quiral. 20/04/

21 Actividad óptica ENANTIOMEROS 20/04/

22 Monosacáridos Un monosacárido de la serie D que es una imagen en espejo de otro de la serie L y que posee el mismo número de átomos de carbono, se denomina enantiómero. D-gliceraldehído L-gliceraldehído 20/04/

23 Monosacáridos Las letras D y L que se anteponen al nombre de los glúcidos, indican una serie o familia. Se determina por convención, con relación a la configuración del gliceraldehído. -OH secundario más alejado del grupo carbonilo 20/04/

24 Monosacáridos El número de isómeros ópticos posibles es igual a 2 n, donde n corresponde al Nº de C asimétricos. En el caso del Gliceraldehído será: 2 1 = 2isómeros 20/04/

25 Monosacáridos Las aldotetrosas tienen 2 C asimétricos 2 2 = 4 isómeros Las aldopentosas tienen 3 C asimétricos 2 3 = 8 isómeros por ejemplo: 20/04/

26 Monosacáridos En las aldohexosas, con 4 C asimétricos pueden ser 16 isómeros. En la naturaleza se encuentran los siguientes: En las cetosas, como el Nº de C quirales es menor, se presentan menos isómeros ópticos. No tiene C asimétrico 20/04/

27 Monosacáridos Los isómeros que difieren entre sí únicamente en la configuración alrededor de un átomo de carbono, se denominan epímeros. D-glucosa D-manosa Epímeros en C 2 20/04/

28 Monosacáridos Repasamos: Función aldehído: ALDOSA 6 carbonos: HEXOSA -OH secundario hacia la derecha: serie D (+): dextrógira GLUCOSA o DEXTROSA 20/04/

29 Monosacáridos Las pentosas y hexosas se ciclan para formar anillos. Los aldehídos y cetonas forman con los alcoholes hemiacetales. Los monosacáridos forman hemiacetales intramoleculares. 20/04/

30 Monosacáridos: Glucosa La función aldehído del C1 se une al -OH del C5, dando un anillo heterocíclico piranósico. Esta estructura justifica la existencia de las formas α y β y el fenómeno de mutarrotación. 20/04/

31 Monosacáridos: fructosa En el caso de la fructosa, el grupo cetona (C2) puede reaccionar con el -OH (C5) para formar un hemiacetal intramolecular. 20/04/2016 Anillo heterocíclico furanósico 32

32 Monosacáridos Podemos observar que aparece un nuevo carbono asimétrico: carbono anomérico. El OH de C anomérico puede rotar libremente. Si se halla del mismo lado del OH determinante de la serie a la cual pertenece el monosacárido, este se designa como α, de lo contrario será β. carbono anomérico 20/04/

33 Monosacáridos NOMENCLATURA DE LAS FORMAS CÍCLICAS En primer lugar se indica si es α o β Luego si es D o L Por último, el nombre del monosacárido y el tipo de anillo 34

34 Monosacáridos: Glucosa 20/04/

35 Monosacáridos Azúcares de importancia fisiológica: Pentosas: D-Ribosa: elemento estructural de los ácidos nucleicos y de las coenzimas como ATP, NAD y NADP 20/04/

36 Monosacáridos Hexosas: D-Glucosa: Principal hexosa Es el monosacárido más abundante en la naturaleza No provoca acidosis aún en altas concentraciones en la sangre Es el principal combustible utilizado por los tejidos, especialmente por el cerebro 20/04/

37 Monosacáridos Es el componente inicial o el resultado de las principales rutas del metabolismo de los glúcidos. Se encuentra libre en la miel, frutos maduros, sangre y humores orgánicos. Forma polisacárido como el almidón, glucógeno, celulosa, etc. La glucosa que llega a las células es degradada a través de un proceso denominado glucólisis. 38

38 Monosacáridos Fructosa: Cetohexosa, también llamada levulosa Con la glucosa forma sacarosa o azúcar de caña Este glúcido se encuentra en frutas maduras, verduras y la miel 20/04/

39 Disacáridos Los disacáridos se forman por la unión de dos monosacáridos con pérdida de una molécula de agua. La unión de los monosacáridos se denomina unión glicosídica y consiste en la reacción del OH del carbono anomérico con el OH presente en la estructura de otro monosacárido dando como resultado un acetal. 20/04/

40 Disacáridos: unión glicosídica 20/04/

41 Disacáridos Maltosa: 20/04/

42 Disacáridos Sacarosa: 20/04/

43 Disacáridos Lactosa: 20/04/

44 Disacáridos: poder reductor 20/04/

45 Polisacáridos o glicanos Son polímeros de condensación de los monosacáridos Son: amorfos, blancos, insípidos insolubles en agua o forman dispersiones coloidales no reductores Son fácilmente hidrolizables En general cumplen función de sostén y reserva energética Son macromoléculas de elevado peso molecular Se los clasifica en: homopolisacáridos heteropolisacáridos 20/04/

46 Homopolisacáridos Almidón: Polímero que sólo produce glucosa por hidrólisis Está formado por una cadena - glucosídica Posee dos constituyentes principales: amilosa (15-20%) amilopectina (80-85%) 20/04/

47 Homopolisacáridos: Amilosa Estructura helicoidal NO ramificada. Todas las unidades de D-glucosa se hallan unidas mediante uniones 1-4. Las cadenas varían en su peso molecular desde 160 a 800 kda (1000 a 5000 unidades). No es verdaderamente soluble en agua pero forma micelas hidratas. 20/04/

48 Homopolisacáridos: Amilosa 20/04/

49 Homopolisacáridos: Amilopectina Consiste en cadenas muy ramificadas. La cadena básica es similar a la amilosa, es decir, glucosas unidas por enlaces (1 4). Las ramificaciones son cadenas lineales que se unen a la cadena básica con enlaces (1 6) (puntos de ramificación) cada restos. Produce disoluciones coloidales o micelares. Su peso molecular puede llegar hasta 100 millones de Da (+ de glucosas). 50

50 Homopolisacáridos: Amilopectina 20/04/

51 Homopolisacáridos: Glucógeno Principal polisacárido de reserva en células animales (hígado y músculo). Polímero de α- D-Glucosa con enlaces (1 4) y ramificaciones (1 6). Ramificaciones cada 8-12 restos. 20/04/

52 Homopolisacáridos: Glucógeno 20/04/

53 Homopolisacáridos: Celulosa Principal constituyente de la pared celular de las plantas. Son β-d-glucopiranosas unidas por enlaces β (1 4) para formar largas cadenas lineales estabilizadas por uniones puente de hidrógeno. No puede ser digerida por el hombre. 20/04/

54 Homopolisacáridos: Celulosa 20/04/

55 Heteropolisacáridos: Glicoproteínas Son proteínas conjugadas con hidratos de carbono mediante uniones O- o N-glucosídicas. No contiene ácidos urónicos. Tienen menor cantidad de glúcidos que los proteoglicanos. La cadena de glúcidos puede ser ramificada. D-galactosa, D-manosa, D-xilosa, ác. siálico, N-acetilglucosamina, L-fucosa, etc. Una de sus funciones es el reconocimiento celular. 20/04/

56 Heteropolisacáridos: Glicoproteínas Son glicoproteínas: Casi todas las proteínas de la cara externa de la membrana plasmática de células animales La mayor parte de las proteínas plasmáticas Hormonas Muchas enzimas Proteínas de mucosa digestiva, respiratoria, genital 20/04/

57 Heteropolisacáridos: Proteoglicanos Formados por cadenas de glicosaminoglicanos unidos a proteínas por enlaces O- o N-glucosídico. Muchos proteoglicanos se unen al ácido hialurónico, mediate una proteína de enlace. 20/04/

58 Heteropolisacáridos: Proteoglicanos Los glicosaminoglicanos son polímeros lineales formados por la sucesión de unidades estructurales disacáridas. Suelen contener grupos sulfato. Se comportan como polianiones debido a la presencia de grupos ionizables COO - y SO

59 Heteropolisacáridos: Proteoglicanos Glicosaminoglicanos Unidades disacáridas Ácido hialurónico: ác. D-glucurónico y N-acetil-D-glucosamina Condroitinsulfato: N-acetil-D-galactosamina y N-acetil-D-glucosamina Dermatansulfato: ác. L-idurónico y N-acetil-D-glucosamina Queratansulfato: galactosa y glucosamina acetilada (carece de urónico) Heparina: ác. urónico (glucurónico, idurónico) y glucosamina Heparansulfato: parecida a la heparina, pero más sulfatada Se encuentran en piel, tejido conjuntivo, córnea, cartílago. Heparina tiene acción anticoagulante (aplicación en medicina) 60

60 Heteropolisacáridos: Proteoglicanos Reserva de agua e iones. Lubricantes de articulaciones (líquido sinovial). Gran viscosidad y elasticidad Filtro o tamiz para grandes moléculas y bacterias ( líquido sinovial e íntima arterial) Resistencia a la compresión (sinovial y cartílago de articulaciones) Organogénesis Cicatrización de heridas Organización del colágeno 20/04/

61 Proteoglicanos Glicoproteínas Contienen ácido urónico (excepto el queratánsulfato) Predomina la cadena lineal glucídica sobre el volumen de la proteína No Contienen ácidos urónicos Predomina la porción proteica Las cadenas glucídicas son lineales y se disponen en forma radiada desde los pequeños núcleos de proteína Las cadenas son cortas (oligosacáridos) y pueden ser ramificadas La unión a la proteína se hace por enlace O-glicosídico al -OH de Serina o N-glicosídico al -NH 2 de Asparragina Uniones O-glicosídicas a Serina o Treonina y N-glicosídicas a Asparragina No requieren dolicol-p para su síntesis Requieren dolicol-p para su síntesis Función estructural Los oligosacáridos actúan como marcadores o señalizadores 62

62 Fibra dietaria Componentes vegetales que no son hidrolizados por las enzimas presentes en nuestro tracto digestivo. Homopolisacárido: Celulosa Heteropolisacáridos: Hemicelulosa Pectinas Gomas Mucílagos Lignina (no es polisacárido) 20/04/

63 Fibra dietaria Absorben agua (hasta 5 veces su peso) Aumentan el volumen de las heces Aceleran el tránsito intestinal Mejora la flora intestinal (inulina-prebiótico) Regulan la glucemia Permiten eliminar el colesterol y ciertas sales biliares Ayudan a eliminar sustancias tóxicas y/o cancerígenas Producen sensación de saciedad Contienen ácido fítico que presentan el inconveniente de combinarse con iones positivos (Fe 3+, Zn 2+, Ca 2+, etc.) 20/04/

64 Fibra dietaria Fibra soluble Fibra insoluble 20/04/

65 Muchas Gracias!!! Lic. Edith Otero Lic. Lorena Fernández 20/04/