T.2

GLÚCIDOS

1. GLÚCIDOSGlycos (“dulce”)No todos tienen sabor dulce

• Composición: C,H,O

• Proporción: CnH2nOn

• Fórmula molecular: (CH2O)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

1.1 Clasificación de los glúcidos

2. MONOSACÁRIDOS: Características

Glúcidos de 3 a 8 átomos de CQuímicamente: Polialcoholes (-OH) con 1 grupo carbonilo:

C1 aldehído (aldosas) PolihidroxialdehídosC2 cetona (cetosas) Polihidroxicetonas

Fórmula molecular: (CH2O)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

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:

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

2.3 Derivados de monosacáridos• No proporción CnH2nOn

Tipos:

• 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 (NH2)

Ej. N-acetil-glucosamina (Quitina)

• Ácidos urónicos: oxidación del OH del C6 a ácido carboxílico (COOH)

Ej. Ácido glucurónico. (matriz extracelular)

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 Cu2+

Aldehído Ac carboxílico -COH → -COOH (Pierde e-)

(Reducido) (Oxidado)

ión cúprico ión cuproso (Gana e-)Cu2+ → Cu+

(Oxidado) (Reducido)

REACTIVO DE FEHLING: Determinación de azúcares reductoresPreparado con ión Cu2+ (color azul). Al añadir glucosa y calentar se forma ión Cu+ (color rojo) (Cu2O)Usos: Detección de azúcar en análisis de orina

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)

2.5 Monosacáridos de 3 átomos de C: TRIOSAS

• Fórmula molecular: C3H6O3

• 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

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 (-)

2.6 Monosacáridos de 4 átomos de C: Tetrosas• Fórmula molecular: C4H8O4

REGLA: Si n es el nº de carbonos asimétricos, los estereoisómeros posibles serán 2n

• Aldosas: Eritrosa; Treosa. 2 C asimétricos → 22 = 4 estereoisómeros

• Cetosas: Eritrulosa. 1 C asimétrico → 21 = 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

• 2.7. PENTOSAS

- Fórmula molecular: C5H10O5

- Nº carbonos asimétricos:

Aldosas → 3 => Estereoisómeros posibles: 23= 8

Cetosas → 2 => Estereoisómeros posibles: 22= 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: C6H12O6

- Nº carbonos asimétricos:

Aldosas → 4 =>Estereoisómeros posibles: 24= 16

Cetosas → 3 => Estereoisómeros posibles: 23= 8

- Abundan formas D

- Ej.- Glucosa, Galactosa, Fructosa.

- Ciclación : Aldohexosas (hexágono)

Cetohexosas (pentágono)

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

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

HETEROCICLOS Conformación “silla” y “nave”

• Fórmulas planas

• No corresponden con realidad

• Las formas cíclicas NO son planas → adoptan 2 conformaciones => Silla / Bote (o nave)

LOCALIZACIÓN Y FUNCIÓN DE ALGUNOS MONOSACÁRIDOS

MONOSACÁRIDO LOCALIZACIÓN FUNCIÓN

GLUCOSA En todas las célulasEnergética

(Respiración celular)

FRUCTOSALibre en fruta y miel

Forma parte de la sacarosaEnergética

GALACTOSALeche de mamíferos

Forma parte de la lactosaEnergética

RIBOSA En todas las célulasEstructural

Forma parte de RNA y ATP

DESOXIRRIBOSA En todas las célulasEstructural

Forma parte DNA (C2 desoxigenado)

RIBULOSA Estroma de cloroplastosSustrato sobre el que se fija el CO2 en

fotosíntesis

DIHIDROXIACETONA En todas las células Intermediario metabólico

GLICERALDEHIDO En todas las células Intermediario metabólico

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

C6H12O6 + C6H12O6 C12H22O11 + H2O

• 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

Disacáridos: propiedadesPor 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

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)

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

Maltosa / Celobiosa• MALTOSA: Enlaces α (1 → 4)

- Las 2 glucosas forman un ángulo

- Forma cadenas helicoidales

- Soluble en agua e hidrolizable

• 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

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

4.1. HOMOPOLISACÁRIDOSPolímero 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)

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

QuitinaPolímero 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

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 3 000 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)

LUGOL

Glucógeno• Polímero de α-D-glucosa muy ramificado (similar a amilopectina)

• Puntos de ramificación → cada 8 o 10 glucosas (15 000 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)

4.2 HETEROPOLISACÁRIDOSPolímero 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

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)

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)

Mensajes escritos en el idioma glucídicoOligosacáridos 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, …

FUNCIONES