Carbohidratos

MONOSACARIDOS Los carbohidratos son uno de los componentes más abundantes de plantas, animales y microorganismos. Los carbohidratos son los primeros productos formados en la fotosíntesis, y son los productos de los que las plantas sintetizan a continuación sus propias reservas de alimentos, así como otros componentes químicos. Metabolitos secundarios se derivan también en última instancia apartir del metabolismo de los hidratos de carbono, y las relaciones del acetato, el fosfato y las vías shikimato, mevalonato, y desoxixilulosa son parte del metabolismo primario. Muchos de los metabolitos secundarios medicinalmente importantes se describen a partir de carbohidratos, ya que estos se han visto por contener claramente reconocibles porciones de hidratos de carbono en sus estructuras, porejemplo, los glucósidos. Debido a su uso generalizado en los medicamentos, algunos materiales que no tengan actividad biológica inherente, y que son claramente de la situación metabólica primaria, por ejemplo, la sacarosa y el almidón, también están incluidos. Azúcares de seis carbonos (hexosas) y los azúcares de cinco carbonos (pentosas) son las unidades más frecuentes de hidratos de carbono(monosacáridos) en la naturaleza. 1 La fotosíntesis produce inicialmente el azúcar de tres carbonos 3 fosfogliceraldehido, dos moléculas de las cuales se utilizan para sintetizar la glucosa 6-fosfato por una secuencia que efectivamente consigue lo contrario de las reacciones glucolíticas (Figura 8.1). 1

Por otra parte, por las complejas reacciones del ciclo de Calvin, el 3 fosfogliceraldehido puedeser utilizado en la construcción de las pentosas ribosa 5-fosfato, la ribulosa 5-fosfato, y xilulosa 5-fosfato. Estas secuencias incorporan algunas de las reacciones fundamentales que se utilizan en la manipulación de las estructuras bioquímicas de los monosacáridos, que a continuación se presentan: Mutación: reposicionamiento de un monosacárido por ejemplo, la isomerización de la glucosa6-fosfato y glucosa 1-fosfato (Figura 8.2).1

Epimerización: cambios de la estereoquímica en uno de los centros quirales, por ejemplo, la interconversión de ribulosa 5-fosfato y xilulosa 5 - fosfato (Figura 8.3).

Esta reacción implica epimerización junto a un grupo carbonilo y, probablemente, el producto a través de un tautómero enólico común, pero algunas otras epimerizaciones de las que se sabeproceden a través de la oxidación a un carbonilo intermedio, seguido de la reducción para dar la configuración opuesta. Interconversiones aldosa-cetosa, por ejemplo, glucosa 6-fosfato en fructosa 6-fosfato (Figura 8.4), también se procederá a través de un enol intermedio común. 1

Las reacciones de oxidación y reducción, por lo general emplean el NAD/NADP nucleótidos, sin alterar el estado deoxidación del sustrato. La oxidación en C-1 convierte a una aldosa en un ácido aldónico, por ejemplo, glucosa6-fosfato da gluconolactona 6-fosfato y luego la de cadena abierta de ácidoglucónico 6fosfato (Figura 8.7). La oxidación en C-6 los rendimientos de los ácidos urónicos correspondiente, pero esto se lleva a cabo en derivados UDP azúcar, por ejemplo UDP glucosa a UDP ácido glucuronico (Figura8.8). La reducción es ejemplificada por la conversión de la glucosa y la fructosa en el sorbitol alcohol de azúcar (glucitol), y de la manosa en manitol (Figura 8.9)1

Las reacciones de transaminación en azúcares ceto permiten la introducción de grupos amino como se ve en la glucosamina y la galactosamina a aminoazúcares (Figura 8.10).

Estos compuestos, y sus derivados N-acetil, son parte delas estructuras de varios polisacáridos naturales, azúcares y otros aminoácidos poco comunes son los componentes de los antibióticos aminoglucósidos. Estructuras de monosacáridos pueden ser representadas en forma de cadena abierta que muestran su carácter de carbonilo, o en forma cíclica hemiacetal o hemicetal. Los compuestos existen predominantemente en la forma cíclica, que se derivan del...