09 Glúcidos y glicobiología

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Gliceraldehído,una aldotriosa

Dihidroxiacetona,una cetotriosa

(a)

Page 3: 09 Glúcidos y glicobiología

D-Glucosa,una aldohexosa

D-Fructosa,una cetohexosa

(b)

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D-Ribosa,una aldopentosa

(c)

2-Desoxi-D-Ribosa,

una aldopentosa

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Espejo

HOH

CHO

OH

CH2OHCH2OH

H

CHO

Modelo de barra y bolas

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D-Gliceraldehído L-Gliceraldehído

L-GliceraldehídoD-Gliceraldehído

Fórmulas en proyección de Fischer

Fórmulas en perspectiva

Page 7: 09 Glúcidos y glicobiología

Tres carbonos Cuatro carbonos Cinco carbonos

Seis carbonos

D-Gliceraldehído D-Eritrosa D-Treosa D-Ribosa D-Arabinosa D-Xilosa D-Lixosa

D-Alosa D-Altrosa D-Glucosa D-Manosa D-Gulosa D-Idosa D-Galactosa D-Talosa

D-Aldosas

(a)

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C

C

CH2OH

O

OH

H

H

Tres carbonos

D-Gliceraldehído

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C

C

O

OH

H

H

C

CH2OH

OHH

C

C

O

OH

H

H

C

CH2OH

OHH

Cuatro carbonos

D-Eritrosa D-Treosa

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C

C

O

OH

H

H

C

CH2OH

OHH

C OHH

C

C

O

H

H

HO

C

CH2OH

OHH

C OHH

C

C

O

OH

H

H

C

CH2OH

OHH

C HHO

C

C

O

H

H

HO

C

CH2OH

OHH

C HHO

Cinco carbonos

D-Ribosa D-Arabinosa D-Xilosa D-Lixosa

Page 11: 09 Glúcidos y glicobiología

Seis carbonos

D-Alosa D-Altrosa D-Glucosa D-Manosa D-GalactosaD-Gulosa D-Idosa D-Talosa

D-Aldosas

(a)

Page 12: 09 Glúcidos y glicobiología

Dihidroxiacetona D-Eritrulosa D-Ribulosa D-Xilulosa

D-Psicosa D-Fructosa D-Sorbosa D-Tagatosa

Tres carbonos Cuatro carbonos Cinco carbonos

Seis carbonos

D-Cetosas

(b)

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Dihidroxiacetona

Tres carbonos

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D-Eritrulosa

Cuatro carbonos

Page 15: 09 Glúcidos y glicobiología

D-Ribulosa

Cinco carbonos

D-Xilulosa

Page 16: 09 Glúcidos y glicobiología

D-Psicosa D-Fructosa D-Sorbosa D-Tagatosa

Seis carbonos

D-Cetosas

(b)

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D-Manosa(epímero en C-2)

D-Galactosa(epímero en C-4)

D-Glucosa

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L-Arabinosa

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Aldehído Alcohol Hemiacetal Acetal

Cetona Alcohol Hemicetal Cetal

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D-Glucosa

β-D-Glucopiranosaα-D-Glucopiranosa

mutarrotación

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α-D-Glucopiranosa β-D-Glucopiranosa Pirano

α-D-Fructofuranosa β-D-Fructofuranosa Furano

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EjeEje

Dos formas de silla posibles

(a)

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Eje

(b)

α-D-Glucopiranosa

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Familia de la GlucosaAmino azúcares

Desoxiazúcares

Carboxi azúcares

β-D-Glucosa β-D-Glucosamina

N-Acetil-β-D-Glucosamina

β-D-Galactosamina β-D-Manosamina

β-D-Glucosa-6-fosfato

Ácido N-AcetilmurámicoÁcido Murámico

β-L-Fucosa α-L-Ramnosa

β-D-Glucuronato D-Gluconato D-Glucono--lactonaÁcido N-Acetilneuramínico

(ácido siálico)

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β-D-Glucosa

D-Glucosa(forma lineal)

D-Gluconato

(a)

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D-Glucosa + O2 D-Glucono- -lactona H2O2+

(b)

Glucosa oxidasa

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hemiacetal

hemiacetalacetal

alcohol

H2OH2O

hidrólisiscondensación

α-D-Glucopiranosil-(14)-D-glucopiranosa

Maltosa

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Abreviaturas de los Monosacáridos más corrientes y de algunos de

sus derivados

Abecuosa Abe Ácido Glucurónico GlcA

Arabinosa Ara Galactosamina GalN

Fructosa Fru Glucosamina GlcN

Fucosa Fuc N-Acetilgalactosamina GalNAc

Galactosa Gal N-Acetilglucosamina GlcNAc

Glucosa Glc Ácido Murámico Mur

Manosa Man Ácido N-Acetilmurámico Mur2Ac

Ramnosa Rha Ácido N-Acetilneuramínico Neu5Ac

Ribosa Rib (ácido siálico)

Xilosa Xyl

Tabla 9-1

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β -D-Galactopiranosil-(14)- β -D-glucopiranosaLactosa ( forma β)

Gal(β14)Glc

β -D-Fructofuranosil α-D-glucopiranósidoSacarosa

Fru(β21α)Glc

α -D-Glucopiranosil α-D-glucopiranósido

Trealosa

Glc(α11α)Glc

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Homopolisacáridos Heteropolisacáridos

Sin ramificar RamificadosDos monómeros

Sin ramificarMúltiples

Monómerosramificados

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Gránulos de Almidón

(a)

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Gránulos de Glucógeno

(b)

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Extremono reducido

Extremoreducido

(a)

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Rama

Cadena principal

(b)

Ramificación(α1 6)

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(c)

Extremosno reducidos

Amilosa

Amilopectina

Extremosreducidos

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Uniones (α14) entre D-glucosas

(a)

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(b)

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Uniones (β14) entre D-glucosas

(a)

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(b)

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Staphylococcus aureus

Ácido N-Acetilmurámico

(Mur2Ac)

N-Acetilglucosamina

(GlcNAc)

L-AlaD-GluL-LysD-Ala

Enlace cruzadode pentaglicina

Extremoreducido

Punto de roturade la Lisozima

(β 14)

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Glucosaminoglicano Disacárido repetido Número de disacáridospor cadena

Hialuronato

Condroitín 4-sulfato

Queratán sulfato

GlcA

GlcA

Gal

GlcNAc

GlcNAc4SO3

GlcNAc6SO3

~50.000

20-60

~25

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Estructura y función de algunos Polisacáridos

Polímero Tipo Monómero Tamaño Función

Almidón Almacenamiento de energía, en plantas

Amilosa Homo- (α1 4)Glc, lineal 50-5000

Amilopectina Homo- (α1 4)Glc, con

(α1 6)Glc en ramas

cada 24-30 unidades

Glucógeno Homo- (α1 4)Glc, con > 50.000 Almacenar energía, en bacterias y

(α1 6)Glc en ramas células animales

cada 8-12 unidades

Celulosa Homo- (β1 4)Glc > 15.000 Estructural, en plantas, da rigidez y

resistencia a la pared celular.Quitina Homo- (β1 4)GlcNAc muy larga Estructural, en insectos, arácnidos y

crustáceos, da rigidez y resistencia alexoesqueleto.

Peptidoglicano Hetero-, 4)Mur2Ac(β1 4) muy larga Estructural, en bacterias, da rigidez y

péptidos GlcNAc(β1 resistencia a la pared celular.unidos

Hialuronato (un Hetero-, 4)GlcA(β1 4) >100.000 Estructural, en vertebrados, crea la matriz

Glucosamino-glicano) ácido GlcNAc(β1 de la piel y tejido conectivo, viscosidad ylubricante en articulaciones.

Tabla 9-2

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(β 1 3) (β 1 4) (β 1 3) (β 1 3) (β 1 4)

(GlcA GalNAc)n GlcA Gal Gal Xyl Ser

Condroitín sulfato

Núcleo de la proteína

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Heparán sulfato

Condroitín sulfato

+NH3

OOC

Exterior

Interior

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Proteínas de unión

Núcleo protéico de Agrecano

Hialuronato(disacárido repetido

más de 50.000 veces)

Queratánsulfato

Condroitínsulfato

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Integrina

Proteoglicano

Fibronectina

Fibras de Colágeno entrecruzadas

Filamentos de Actina

Membrana plasmática

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Glc

GlcNAc

Man

Gal

Neu5Ac

Fuc

GalNAc

(b) Enlace N(a) Enlace O

GalNAc Ser GalNAc Asn

Ejemplos: Ejemplos:

Asn

Asn

Asn

Ser

/Th

r

Ser

/Th

r

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GlcNAc

Man

Glc

Gal

AbeOAc

Rha

Kdo

Hep

n10

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(b)

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Ligandos Oligosacáridos unidos a Lectinas

Lectinas y Familia Abreviatura Ligandos

Plantas

Concanavalina A Con A Manα1–OCH3

Griffonia simplicifolia GS4 Lewis b (Leb) tetrasacárido

lectina 4Aglutinina del gérmen de trigo WGA Neu5Ac(α 2 3) Gal (β1 4)Glc

GlcNAc (β1 4)GlcNAc

Ricino Gal (β1 4)Glc

Animal

Galectina-1 Gal (β1 4)Glc

Manosa unida a proteína A MBP-A múltiples octasacáridos de manosa

VirusHemaglutinina del virus de la gripe HA Neu5Ac(α2 6) Gal (β1 4)Glc

Proteína 1 del virus del Polioma VP1 Neu5Ac(α2 3) Gal (β1 4)Glc

Bacterias

Enterotoxina LT Gal

Toxina del cólera CT GM1 pentasacárido

Tabla 9-3

Fuente: Weiss, W.I. & Drickamer, K. (1996) Structural basis of lectin-carbohydrate recognition. Annu. Rev. Biochem. 65, 441-473.

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Glicoproteína ligando de integrina

Integrina

P-selectina

Célulaendotelialdel capilar

Lugar de inflamación

Glicoproteína ligando de P-selectina

Linfocito Tlibre

Rodadura

Corrientesanguínea

Adhesión

Extravasación

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Cadena de oligosacáridos

Proteína de la MembranaPlasmática

Glicolípidos

Toxina

P-Selectina

Virus Bacteria Linfocito

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Page 55: 09 Glúcidos y glicobiología

Glicoproteína

o Glicolípido

Mezcla de

oligosacáridos

oligosacáridos

separados

Polisacáridos

purificados

Pequeños

oligosacáridos

Carbohidratos

completamente

metiladosMonosacáridos

Liberación de oligosacáridos con endoglicosidasa

1) Cromatografía de intercambio iónico2) Filtración en gel3) Cromatografía de afinidad a Lectina

Composición de la

mezcla

Tipos y número de

monosacáridos

Posición(es) de

enlaces glucosídicos

Secuencia de

monosacáridos;

posición y

configuración de

enlaces glucosídicos

Secuencia de

monosacáridos;

posición y

configuración de

enlaces glucosídicos

Hidrólisis conácido fuerte

Metilación completa con CH3I, base fuerte

Hidrólisis enzimáticacon glucosidasasespecíficas

RMN yespectrometríade masas

Cromatografía en líquido de alta resolución o derivación a cromatografía gas-líquido

Hidrólisis ácida con producción de monosacáridos metilados en cada –OH excepto los implicados en los enlaces glucosídicos

Resolución de framentosen la mezcla

Cada oligosacárido se somete a metilación o análisis enzimático