1. GLÚCIDOS. Glycos ( dulce ) Composición: C,H,O. Proporción: C n H 2n O n Fórmula molecular: (CH 2 O)n (No son carbonos hidratados)

Transcripción

1 T.2 GLÚCIDOS

2

3 Glycos ( dulce ) No todos tienen sabor dulce Composición: C,H,O 1. GLÚCIDOS Proporción: C n H 2n O n Fórmula molecular: (CH 2 O)n (No son carbonos hidratados) Polialcoholes donde 1 grupo hidroxilo (-OH) por oxidación (deshidrogenación: pérdida de electrones) se ha convertido en un carbonilo (C=O) Si ocurre en C1: Aldehído (ALDOSAS) Si ocurre en C2: Cetona (CETOSAS) DEFINICIÓN: Polihidroxialdehídos y polihidroxicetonas FUNCIÓN: Energética, estructural y otras (portadoras información) Sorbitol

4 1.1 Clasificación de los glúcidos

5 2. MONOSACÁRIDOS: Características Glúcidos de 3 a 8 átomos de C Químicamente: Polialcoholes (-OH) con 1 grupo carbonilo: C 1 aldehído (aldosas) Polihidroxialdehídos C 2 cetona (cetosas) Polihidroxicetonas Fórmula molecular: (CH 2 O)n Oxidación (Deshidrogenación) Reducción (Hidrogenación) 2.1. NOMENCLATURA: - añadiendo terminación osa al nº de C. Ej.- Triosa - Grupo funcional + nº C + terminación osa Ej.- Aldotriosa - Nombre particular: Ej.- Gliceraldehído

6 2.2 Estructura de los monosacáridos ESTRUCTURA: Cada molécula está formada por una cadena carbonada sin ramificar C-C-C-C-C- Todos los átomos de C presentan la función alcohol excepto uno que posee el grupo carbonilo Los átomos de C se enumeran a partir del grupo carbonilo (aldosas) o el más próximo a éste (cetosas) - DISPOSICIÓN DE GRUPOS FUNCIONALES:

7 Conformación espacial: Representaciones estructurales Representación tridimensional Proyección sobre plano Fórmulas de proyección de Fischer (Lineal) (Modelo de esferas y varillas) Todos los átomos situados sobre el mismo plano Verticales Fuera del plano Horizontales Detrás del plano Representación esquemática Representación de símbolos Representación cíclica

8 No proporción C n H 2n O n Tipos: 2.3 Derivados de monosacáridos Polialcoholes: se reduce el aldehído a -OH Ej. Sorbitol (azúcar chicles), manitol. Desoxiazúcares: Grupo OH desoxidado. Ej.- Desoxirribosa (ADN) Aminoazúcares: sustituye un OH por un radical amino (NH 2 ) Ej. N-acetil-glucosamina (Quitina) Ácidos urónicos: oxidación del OH del C 6 a ácido carboxílico (COOH) Ej. Ácido glucurónico. (matriz extracelular)

9 2.4 Propiedades de los monosacáridos Físicas: Sólidos cristalinos, sabor dulce, solubles en agua y forman isómeros Químicas: Poder reductor; formar enlaces hemiacetálicos (internos) y glucosídicos PODER REDUCTOR (REACCIONES REDOX) Reacciones de transferencia de e- El grupo carbonilo puede oxidarse y formar un ácido - AGENTE REDUCTOR: Dadores de e- (se oxida) Ej.- Glucosa - AGENTE OXIDANTE: Aceptan e- (se reduce) Ej.- ión cúprico Cu 2+ Aldehído Ac carboxílico -COH -COOH (Pierde e-) (Reducido) (Oxidado) ión cúprico ión cuproso (Gana e-) Cu 2+ Cu + (Oxidado) (Reducido) REACTIVO DE FEHLING: Determinación de azúcares reductores Preparado con ión Cu 2+ (color azul). Al añadir glucosa y calentar se forma ión Cu + (color rojo) (Cu 2 O) Usos: Detección de azúcar en análisis de orina

10 2.4 Propiedades químicas II Formación de enlaces: ENLACE HEMIACETAL (Enlace Carbonilo + alcohol) Intramolecular cicla la molécula ENLACE GLUCOSÍDICO Intermolecular Forma polímeros ENLACE ÉSTER FOSFÓRICO (ácido + alcohol)

11 2.5 Monosacáridos de 3 átomos de C: TRIOSAS Fórmula molecular: C 3 H 6 O 3 Sólo 2 triosas: Cetotriosa Aldotriosa Gliceraldehído 1 C asimétrico => ISOMERÍA - Isomería espacial o esteroisomería 2 esteroisómeros enantiómeros: (imagenes especulares) D-Gliceraldehído (-OH derecha) y L-Gliceraldehído (-OH izquierda) - Isomería óptica

12 Isomeria óptica Desviación del plano de vibración de la luz polarizada al atravesar una disolución de azúcar Desviación a la derecha Dextrógiro (+) Desviación a la izquierda Levógiro (-)

13 2.6 Monosacáridos de 4 átomos de C: Tetrosas Fórmula molecular: C 4 H 8 O 4 REGLA: Si n es el nº de carbonos asimétricos, los estereoisómeros posibles serán 2n Aldosas: Eritrosa; Treosa. 2 C asimétricos 2 2 = 4 estereoisómeros Cetosas: Eritrulosa. 1 C asimétrico 2 1 = 2 estereoisómeros ESTEREOISÓMEROS: - Enantiómeros (D y L): Imágenes ESPECULARES D -Eritrulosa - Diastereoisómeros: NO son imágenes especulares entre si. EPÍMEROS: Diasteroisómeros que se diferencian en la posición del OH de un único C asimétrico Ej. D-eritrosa y D-treosa son diasteroisómeros entre si y, además, epímeros D-eritrosa L-eritrosa L-treosa D-treosa

14

15 2.7. PENTOSAS - Fórmula molecular: C 5 H 10 O 5 - Nº carbonos asimétricos: Aldosas 3 => Estereoisómeros posibles: 2 3 = 8 Cetosas 2 => Estereoisómeros posibles: 2 2 = 4 - No se encuentran libres. - Forman parte de otras moléculas - Abundan formas D - Ej.- Ribosa ( y Desoxirribosa), ribulosa - Ciclación: aldopentosas (pentágono) 2.8. HEXOSAS - Fórmula molecular: C 6 H 12 O 6 - Nº carbonos asimétricos: Aldosas 4 =>Estereoisómeros posibles: 2 4 = 16 Cetosas 3 => Estereoisómeros posibles: 2 3 = 8 - Abundan formas D - Ej.- Glucosa, Galactosa, Fructosa. - Ciclación : Aldohexosas (hexágono) Cetohexosas (pentágono)

16 CICLACIÓN En disolución aldopentosas y hexosas no estructura lineal => Estructura cíclica Formación del ciclo mediante enlace hemiacetal (covalente entre carbonilo y alcohol) No implica pérdida ni ganancia de átomos Reorganiza átomos Ciclación de D-glucosa mediante proyección de Fischer: Enlace hemiacetal interno (C1-C5) Puente de O intramolecular - C1 Se convierte en C asimétrico => C anomérico (nuevos esteroisómeros) - Aparece un nuevo grupo OH (-OH hemiacetálico) -OH hemiacetálico conserva propiedades => poder reductor

17 Ciclación D-glucosa mediante proyección de Haworth Representa conformación geométrica del anillo del hemiacetal cíclico Heterociclo Los anillos se ven en perspectiva C anomérico 2 nuevos estereoisómeros => Anómeros α TRANS (1/3) β CIS (2/3) Nueva característica en isomería óptica: MUTARROTACIÓN: Cambio gradual de la capacidad de desviar el plano de luz polarizada cuando se cicla

18

19

20 HETEROCICLOS Conformación silla y nave Fórmulas planas No corresponden con realidad Las formas cíclicas NO son planas adoptan 2 conformaciones => Silla / Bote (o nave)

21 LOCALIZACIÓN Y FUNCIÓN DE ALGUNOS MONOSACÁRIDOS MONOSACÁRIDO LOCALIZACIÓN FUNCIÓN GLUCOSA En todas las células Energética (Respiración celular) FRUCTOSA Libre en fruta y miel Forma parte de la sacarosa Energética GALACTOSA RIBOSA Leche de mamíferos Forma parte de la lactosa En todas las células Energética Estructural Forma parte de RNA y ATP DESOXIRRIBOSA RIBULOSA En todas las células Estroma de cloroplastos Estructural Forma parte DNA (C 2 desoxigenado) Sustrato sobre el que se fija el CO 2 en fotosíntesis DIHIDROXIACETONA En todas las células Intermediario metabólico GLICERALDEHIDO En todas las células Intermediario metabólico

22

23 3. Oligosacáridos: Disacáridos Oligosacáridos: Unión de 2 a 10 monosacáridos por enlaces O-glucosídicos Enlace O glucosídico Se realiza entre -OH anomérico con OH de otro monosacárido En esta reacción se desprende 1 molécula de agua C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 C 12 H 22 O 11 + H 2 O Tipos de enlaces O-glucosídicos : α Glucosídico Si el primer monosacárido es α β Glucosídico Si el primer monosacárido es β Este enlace puede ser reversible por hidrólisis Se forman así los oligosacáridos de mayor significado biológico DISACÁRIDOS

24 Disacáridos: propiedades Por su pequeño tamaño son dulces, solubles en agua y cristalizables Carácter reductor (todos excepto los que se unen mediante los C anoméricos) Enlaces: Anomérico + No anomérico Enlace MONOCARBONÍLICO Conseva poder reductor Anomérico + anomérico Enlace DICARBONÍLICO Pierde el poder reductor

25 Disacáridos: tipos Lactosa (azúcar de la leche) Galactosa + glucosa Enlace monocarbonílico β (1 4) Dificultades para hidrolizar (intolerancia a la lactosa) Azúcar reductor Sacarosa (azúcar) Glucosa + fructosa Enlace dicarbonílico α (1 2) Azúcar No reductor (no reducen el reactivo de Fehling)

26 Disacáridos: tipos Celobiosa (por hidrólisis de celulosa) Enlace monocarbonílico β (1 4) => No hidrolizable Azúcar reductor Maltosa (Hidrólisis del almidón) Enlace monocarbonílico α (1 4) => Hidrolizable Azúcar reductor Isomaltosa (Hidrólisis del almidón y glucógeno) Unión α (1 6) => Puntos de ramificaciones Enlace monocarbonílico Azúcar reductor

27 MALTOSA: Enlaces α (1 4) - Las 2 glucosas forman un ángulo - Forma cadenas helicoidales - Soluble en agua e hidrolizable Maltosa / Celobiosa CELOBIOSA: Enlaces β (1 4) - Cada glucosa está girada 180º - No forma cadenas helicoidales Solo lineales - Insoluble en agua y NO hidrolizable - Sólo hidrolizable por hongos, protozoos y bacterias

28 4. Polisacáridos - Macromoléculas Elevado peso molecular - Polimerización de monosacáridos unidos por enlaces O-glucosídicos Insolubles en agua Forman dispersiones coloidales Retienen agua (por la gran cantidad de grupos OH) En general, no son dulces. No tienen poder reductor. (no reducen el reactivo de Fehling) Clasificación: Según composición HOMOPOLISACÁRIDOS 1 solo tipo de monosacáridos HETEROPOLISACÁRIDOS Formados por más de 1 tipo de monosacáridos

29 4.1. HOMOPOLISACÁRIDOS Polímero formado por 1 tipo de monómero (glucosa) Clasificación: Según función: Estructurales y energéticos de reserva ESTRUCTURALES: Estructura lineal con uniones β(1 4). INATACABLES - Tipos: Celulosa (Pared células vegetales) Quitina (Pared células hongos y exoesqueleto invertebrados) ENERGÉTICOS DE RESERVA: Estructura lineal con uniones α(1 4) y ramificada con α(1 6) - Tipos: Almidón 2 polímeros: Amilosa (lineal) y Amilopectina (ramificada cada 20) (vegetales: tubérculos, semillas y legumbres) Glucógeno 1 polímero (ramificado cada 8 10 glucosas) (animales: hígado y células musculares)

30 Celulosa Polímero no ramificado de β-d-glucosa unidas por enlaces β(1 4) La unidad repetida: Celobiosa (5 000 celobiosas) 1) Moléculas de β-d-glucosa 2) Cadenas lineales de celulosa 3) Haces (o micelas) 4) Microfibrillas 5) Fibra 6) Pared de celulosa Empaquetamiento mediante 2 tipos de puentes de H: Intracatenarios (entre OH de moléculas colindantes) Intercatenarios (entre diferentes cadenas) Estructura que da protección a los enlaces O-glucosídicos: Muy insoluble, dificil hidrolizable, inerte, muy resistente Función estructural

31 Quitina Polímero lineal de N-acetil-β-D-glucosamina (aminoazúcar) con los enlaces β(1 4) Hidrólisis Quitobiosa Disposición antiparalela, muy resistentes e insolubles en agua Función: Pared celular de hongos Exoesqueleto de artrópodos

32 Almidón Polímero de α-d-glucosa Se almacena en forma de granos en los amiloplastos No se disuelven en el citosol No influyen en presión osmótica interna Evita entrada excesiva de agua Función: Reserva energética en vegetales (tubérculos, semillas cereales- y legumbres) Está formado por 2 clases de polímeros distintos: Amilosa (30%) y Amilopectina (70%) Amilosa No ramificado con enlaces α(1 4) Disposición helicoidal 6 glucosas /vuelta (300 gluc) En cada vuelta en espiral encaja 1 molécula de yodo LUGOL Amilopectina Muy ramificado (en total gluc) Enlaces α(1 4) disposición helicoidal Enlaces α(1 6) Puntos de ramificación (cada 15 o 30 gluc) Degradación 2 enzimas α-amilasa rompe enlaces α(1 4) Origina maltosas α- glucosidasa (R-desramificante) rompe α(1 6)

33 LUGOL

34 Glucógeno Polímero de α-d-glucosa muy ramificado (similar a amilopectina) Puntos de ramificación cada 8 o 10 glucosas ( maltosas) Función: reserva energética en animales Localización: células del hígado (25%) y musculares (70%) Degradación por extremos no reductores A más ramificaciones > rapidez en obtener glucosas (Los animales necesitamos movilizar las reservas energéticas más rápidamente)

35 4.2 HETEROPOLISACÁRIDOS Polímero formado por 2 o más clases de monosacáridos (enlace α) Función: Estructural (da forma y rigidez a la célula) y Otras (Defensa, Anticoagulante) Clasificación: (según su origen) Vegetal y algas: - Hemicelulosa y Pectinas (pared celular) Gran capacidad gelificante (preparación de mermeladas) - Agar-agar (pared algas rojas) Muy hidrófilo (preparación de medios de cultivo y elaboración industrial de alimentos, gelatina vegetal) - Goma arábiga (resina cicatrizante de acacias) (se aprovecha como pegamento) Animal: - Heparina (anticoagulante bloquea el paso de protrombina a trombina) Saliva de animales hematófagos sanguijuelas, mosquitos, En medicina evita trombosis

36 5. GLUCOCONJUGADOS o HETERÓSIDOS Glúcido (glucano) + Aglucón (proteína o lípido) Funciones: Tejidos de sostén y protección. (En membranas señalización, reciclaje, grupos sanguíneos, ) Tipos: GLUCOLÍPIDOS: Cerebrósido (Ceramida + monosacárido) Gangliósido (Ceramida + oligosacárido) Función: componentes de membrana ( receptores específicos; glucocálix)

37 5.1 GLUCOPROTEÍNAS GLUCOPROTEÍNA Proteínas con una pequeña fracción oligosacárida Funciones: Hormonas, anticuerpos, enzimas digestivas Tipos: según % entre fracción glucídica y proteica: Proteoglucanos o mucinas: ( glúcido; 80% y fracción protéica; 20%) Ej.- Mucopolisacárido (glúcido) unido a proteína. matriz extracel tej conjuntivo Ácido hialurónico Une grandes cantidades de agua y se asocia al colágeno ( volumen, elasticidad y resistencia en la matriz extracelular) Sulfatos de condroitina Abunda en cartílago Función: estructural, lubricante y defensa (mucus), anticongelantes Peptidoglucano: ( glúcido + proteína; péptido). Ej.- cadenas de NAG y NAM de pared bacteriana. G+ y G- Glucoproteína de membrana: ( glúcido + proteína) Ej.- Glucocálix (secuencias oligosacáridas que actúan de receptor unidas a proteínas)

38

39

40 Mensajes escritos en el idioma glucídico Oligosacáridos de Glucoproteínas y glucolípidos Secuencia de monosacáridos específica que contienen información biológica Marcadores biológicos y reconocimiento celular MENSAJES: - Antígenos superficie celular: Estimulan síntesis de anticuerpos Grupos sanguíneos (A,B,0) - Duración vida células sanguíneas: Pérdida del monosacárido terminal señal de envejecimiento y eliminación del torrente sanguíneo. - Señalizar el lugar de anclaje: a otras células, hormonas, virus, bacterias,

41 FUNCIONES

42