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Temas 15. Hidratos de carbono. Clasificación y función

 Concepto y funciones biológicas  Monosacáridos: estructura, clasificación y propiedades físico-químicas  Disacáridos. Enlace glicosídico  Polisacáridos de reserva y estructurales  Proteoglucanos, glucoproteínas y glucolípidos

Generalidades
Glúcidos = Hidratos de carbono = carbohidratos = azúcares  Biomoléculas más abundantes dela naturaleza ( ~ 75%)  Constituidos por C, H y O, a veces incorporan N, S y P  Fórmula general (CH2O)n

 Estructura:
 Aldehídos polihidroxilados (Aldosas)  Cetonas polihidroxiladas (Cetosas)

R

R
Aldehído Cetona

R

Generalidades
 Origen de glúcidos en el organismo
 Exógeno: ingeridos en las dieta

 Endógeno: síntesis en hígado y corteza suprarrenal  Funciones:
Almacenamiento y fuente de energía  Elementos estructurales de bacterias y plantas  Componentes de moléculas complejas; ácidos nucleicos  Tres tipos: Monosacáridos: azúcares simples formados por una única unidad estructural Oligosacáridos: cadenas cortas de unidades de monosacáridos Polisacáridos: cadenas largas de centenares o miles de monosacáridos

Monosacáridos
 Cadenas lineales de carbonounidos por enlaces simples C-C  Contienen de 3 a 7 átomos de C  Más simples, triosas: Gliceraldehído y dihidroxiacetona  Las hexosas las más comunes en la naturaleza

D-gliceraldehído D-gliceraldehído (aldosa)

Dihidroxiacetona
Dihidroxiacetona (cetosa)

Monosacáridos
 A excepción de la dihidroxiacetona todos tienen un carbono asimétrico  Estereoisómeros: imágenes especularesProyección de Fisher

D-gliceraldehído

L-gliceraldehído

Monosacáridos (aldosas)
Estereoisómeros: -OH del C asimétrico más lejano del grupo carbonilo D-Glucosa y D-Manosa: epímeros en C2

D-Glucosa y D-Galactosa: epímeros en C4
D-Gliceraldehído

D-Eritrosa

D-Treosa

D-Ribosa

D-Arabinosa

D-xilosa

D-Liosa

D-Alosa

D-Altrosa

D-Glucosa

D-Manosa

D-GulosaD-Idosa

D-Galactosa

D-Talosa

Monosacáridos (cetosas)

Dihidroxiacetona

D-Eritrulosa

D-Ribulosa

D-Xilulosa

D-Psicosa

D-Fructosa

D-Sorbosa

D-Tagatosa

Estructura cíclica de monosacáridos
 En solución acuosa los monosacáridos de 5 o más C están en forma cíclica  Reacciones alcoholes con carbonilos

Aldehído

Alcohol

Hemiacetal

Cetona

Alcohol

HemiquetalFuranosa

Piranosa

Furano

Pirano

Estructura cíclica de monosacáridos
Piranosas

a-D-Glucopiranosa

D-Glucosa (forma abierta)

b-D-Glucopiranosa

Carbono anomérico: nuevo C asimétrico a -OH del C anomérico debajo anillo
Representación de Haworth (estructura cíclica)

b -OH del C anomérico encima anillo

Anómeros

Estructura cíclica de monosacáridos
Furanosasa-D-Fructofuranosa D-Fructosa (forma abierta)

b-D-Fructofuranosa D-ribosa (ARN) 2-Desoxi-D-ribosa (ADN)

Estructura cíclica de monosacáridos
Piranosas no planas

Conformación en “silla” Más estable Menor impedimento estérico

Conformación en “nave” o “bote” Más desfavorecida Mayor impedimento estérico

b-D-glucopiranosa

Estructura cíclica de monosacáridos
Furanosas no planas  4átomos coplanares y un 5º fuera del plano

 Conformación en forma de “sobre”
C5 C3 C2 C5

C3-endo
C3 fuera del plano respecto a C5

C2-endo
C2 fuera del plano respecto a C5

C2-endo, b-D-ribofuranosa en ácidos nucleicos

Derivados de hexosas
Aminoazúcares
 Sustitución de grupo –OH por NH2  Generalmente es el –OH del C2

2

2

b-D-galactosamina

b-D-glucosamina
CH3 R = HO CH

 El grupo NH2 puede condensarse con ácido acético

COOR

b-D-acetilgalactosamina (GalNac)

b-D-acetilglucosamina (GlcNac)

Ácido N-acetilmurámico

Derivados de hexosas
Azúcares ácidos
 Oxidación C terminales de aldosas para formar ácidos carboxílicos
OH O
O O-

O C

Ácidos aldónicos
Oxidación C1 (CHO)
OH

OH

Ácido b-D-glucónico
O C O-

D-glucono-d-lactona...