Unidad 3: Glúcidos. 1. Lecturas complemetarias: Por qué el azúcar es dulce. 2. Leheninger: Curso breve de bioquímica. Omega.

Transcripción

1 Unidad 3: Glúcidos Programa: 1. Generalidades. 2. Monosacáridos. 3. Disacáridos 4. Polisacáridos: almidón y celulosa. Actividades de apoyo: 1. Lecturas complemetarias: Por qué el azúcar es dulce. 2. uetiones del tema. 3. Estudio del carácter reductor de un monosacárido, disacárido y polisacárido. Bibliografía: 1. elena urtis: Biología. Panamericana. 2. Leheninger: urso breve de bioquímica. mega. 3. Libros de texto. 4. V. Dualde. uadernos de prácticas de biología. EIR.

2 1. Generalidades: Glúcidos, Azúcares, idratos de arbono o arbohidratos. Átomos:, y Þ n 2n n Þ ( 2 ) n Los glúcidos son Polihidroxialdehidos o Polihidroxicetonas. lasificación: Glúcidos Monosacáridos Disacáridos Polisacáridos Triosas eptosas Tetrosas hexosas Glucógeno elulosa Almidón Pentosas Estas puedes ser: - ALDSAS - ETSAS 2. Monosacáridos: Poseen de 3 a 8 átomos de carbono Son sólidos y blancos arácter reductor Son lineales si sólo tienen 3 o 4 carbonos Son cíclicos si tienen 5 o más carbonos. LAS TRISAS: ( ) Þ a) aldotriosa (gliceraldehido) b) cetotriosa (dihidroxiacetona) El carbono 2 tiene sus 4 sustituyentes o valencias saturadas con radicales diferentes; se trata de un carbono asimétrico. D-Gliceraldehido 2 L-Gliceraldehido 2 c c Simetría 2 Simetría 2

3 TRISAS D-Gliceraldehido Dihidroxiacetona 2 TETRSAS D Eritrosa L-Eritrosa D-Treosa L-Treosa PENTSAS D-Ribosa D-2-Desoxirribosa D-Xilosa D-Arabinosa D-Ribulosa EXSAS 2 En el 1 o en el 2 se situa el grupo carbonilo consiste en un carbono unido a un oxígeno mediante un doble enlace; se encuentra en aldehidos y cetonas: 2 2 R R Aldehido etona * uando los glúcidos tienen más de un átomo de carbóno asimétrico la configuración D ó L se determina tomando como referencia el carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo: el a la derecha = forma D; a la Izquierda = forma L D-Glucosa D-Galactosa D-Manosa D-Fructosa L-Glucosa

4 ISMERÍA Isómeros: Son moléculas que teniendo la misma fórmula empírica presentan diferencias en la fórmula desarrollada: Isómeros ópticos o Estereoisómeros: Son compuestos que tienen los mismos átomos unidos entre sí, además: Los isómeros ópticos deben tener al menos un carbono asimétrico. El criterio fundamental es que los dos isómeros no sean superponibles con un movimiento rotacional: D-Gliceraldehido 2 L-Gliceraldehido 2 Simetría La presencia de carbonos asimétricos dan a éstas moléculas actividad óptica. Luz polarizada en el plano: es aquella cuyos rayos están orientados en una sóla dirección. Esquema de un PLARÍMETR La polarización se consigue haciendo pasar la luz a través de un cristal de calcita. Las disoluciones que contienen un isómero óptico pueden actuar de la misma forma que el cristal de cuarzo, es decir, desvían la luz polarizada hacia la derecha o hacia la izquierda. El rayo así refractado surge con otro plano de polarización. Si el desvio ocurre hacia la derecha la sustancia será dextrógira y, se le señala con el símbolo (+) para diferenciarlas de las (-) que representan a las sustancia levógira, pues ésta desvía la luz polarizada hacia la izquierda. Todos los isómeros ópticos ó antípodas ópticos debes ser (+) o si no serán (-). Si además dos isómeros resultan ser imágenes especulares, a éstos, se le llamarán: Enantiómeros o estructuras enantiomorfas, son isómeros ópticos, siendo dos estructuras cuyas imágenes son especulares: Ello nos lleva a diferenciar entre formas D y formas L. No existe relación entre las formas D ó L y las formas (+) ó (-).

5 2 D Eritrosa 2 L-Eritrosa D-Glucosa D-Galactosa Estereoisómeros Estereoisómeros Enantiómeros no enantiómeros Epímeros: isómeros que se diferencian en un sólo carbono. Ejemplo La D-Glucosa y la D-Galactosa. 2 2 "Todos los enantiómeros son estereoisómeros pero no todos los estereoisómeros son enantiómeros". Ejercicios: 1.- Indica si son formas D ó L y escribe la forma contraria en las siguientes fórmulas: 2 Ribosa 2 2-Desoxirribosa Xilosa 2 2 Arabinosa 2 2 Ribulosa 2 2 Glucosa Galactosa 2 Manosa 2 2 Fructosa 2.- Busca epímeros entre esas fórmulas. 3.- Señala los carbonos asimétricos de la fructosa, glucosa D-desoxirribosa y arabinosa. 4.- uántas estructuras isómeras diferentes serían posibles construir con una molécula que contuviera 4 átomos de carbonos asimétricos.

6 EXSAS: Tienen 4 carbonos asimétricos 2 n =2 4 =16 estructuras diferentes posibles. La glucosa: Se encuentra en la uva. Es el glúcido más abundante en la sangre (1g/l). Polimerizada da almidón en vegetales y glucógeno en animales. En la naturaleza se encuentra como D-(+)-glucosa y puede presentar dos formas isómeras: a) -D-(+)-glucosa +112,2º (valor de rotación del plano de polarización) b) -D-(+)-glucosa +18,7º (valor de rotación del plano de polarización) Ambas formas en disolución se comportan como si poseyesen un átomo de carbono asimétrico más. Estas formas y en disolución son interconvertibles hasta que se llega a un equilibrio: una parte a y dos partes b y el conjunto ya presenta una rotación estabilizada a +52,7º. A esta característica se le llama Mutarrotación. La existencia de este nuevo átomo de carbono asimétrico se explica atribuyendole a la glucosa una estructura cíclica (glucopiranosa). Se trata de un ciclo hexagonal como el pirano. En la naturaleza hay un equilibrio entre forma lineal (5%) y forma cíclica (95%). ILAIÓN DE LA GLUSA: La D-(+)-glucopiranosa contiene un acetal intramolecular. Los hemiacetales se forman según la reacción: R + R' R R' Aldehido Alcohol emiacetal 1937 a Walter Norman awort se le concede el premio Nóbel de química por explicar el proceso de ciclación de la glucosa. Lo podemos resumir en: 1. Todos los carbonos se situan en un mismo plano horizontal. 2. La función aldehídica se repliega hacia los carbonos extremos. 3. De esta forma se quedan enfrentados el 1 con el 5 reaccionando un alcohol y un aldehido formándose un hemiacetal intramolecular. 2 2 D-Glucosa Esquema de la ciclación de la glucosa

7 Aparece el nuevo carbono asimétrico 1 : arbono anomérico que explica las estructuras a y b de la glucosa llamadas anómeros: a- D-Glucopiranosa b- D-Glucopiranosa Notas: En las formas cíclicas - uando el 2 está hacia arriba Þ forma D - uando el 2 está hacia abajo Þ forma L - Forma b Þ Isomería IS - Forma a Þ Isomería TRANS Ejercicios: 1. iclar: a-d-glucosa 2. a-l-glucosa b-d-glucosa b-l-glucosa 3. Idem que 1. y 2. pero con la galactosa. La fructosa: es una cetohexosa. En la naturaleza se encuentra en forma b. En la fruta se encuentra libre o combinada con la glucosa para formar sacarosa. En el hígado se transforma en glucosa por lo que ambas tienen el mismo valor energético. R R' + R'' R R'' R' etona Alcohol emiacetal Un esquema simple de la ciclación de la fructosa podría ser: 2 2 c o o 2 c c o 2 D-Fructosa 2 a- D-Fructofuranosa

8 a y b de la FRUTSA 2 o a- D-Fructofuranosa o b- D-Fructofuranosa La Galactosa y la Manosa son monosacárisos con interés biológico (ver hoja de figuras). PRPIEDADES DE LS MNSAÁRIDS: 1. Función energética: Son los principales compuestos donde se retiene la energía solar (conseguida por fotosíntesis) en forma de energía química aprovechable para seres heterótrofos, que extraen energía de sus enlaces mediante la respiración celular. 2. Función estructural: forman parte de estructuras moleculares complejas: polisacáridos, ácidos nucleicos, etc. 3. Disacáridos: La unión de dos monosacáridos mediante enlace -Glucosídico da origen a estos compuestos: 2 a- D-Glucosa a- D-Glucosa a(1-4) (Monocarbonílico a) Se establece un enlace covalente entre el del 1 y el del 4 con pérdida de una molécula de agua b- D-Glucosa b- D-Glucosa (Monocarbonílico b) b(1-4)

9 Los disacáridos que se forman por unión mediante enlace monocarbonílico: se une el carbono anomérico de un monosacárido con un carbono cualquiera no anomérico del segundo. La unión de dos monosacáridos mediante enlace dicarbonílico: el enlace - Glucosídico se establece entre los dos carbónos anoméricos de los dos monosacáridos. Los disacáridos con enlaces monocarbonílicos tienen carácter reductor por tener libre el grupo aldehido. Este poder se manifiesta cuando reducen el licor de Feheling: u ++ u + Este carácter es útil para la identificación de glúcidos o para reconocer su presencia. Los disacáridos tienen sabor dulce. La Sacarosa: azúcar de uso doméstico, no reductor, se encuentra en la caña de azucar (20% en peso) y en la remolacha (15% en peso). a- D-Glucopiranosa 2 b- D-Fructofuranosasa a- D-Glucopiranosil- b- D-Fructofuranósido la fructosa presenta una estructura ciclada que deriva del furano (anillo con 5 vértices) por lo que se la considera una furanosa. La terminación ósido se debe a que interviene el carbono anomérico del segundo monosacárido. La Maltosa: Se encuentra en el grano germinado de la cebada que, germinada artificialmente se emplea para fabricar cerveza y tostada forma la malta, un sucedáneo del café. Se obtiene por hidrólisis del glucógeno o del almidón. 2 a- D-Glucopiranosa a- D-Glucopiranosa (Monocarbonílico a) a(1-4) La Lactosa: Abunda en la leche de mamíferos. a a b- D-Galactopiranosa a- D-Glucopiranosa b (Monocarbonílico b) a b(1-4)

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