Chimica Organica: Monosaccaridi e Stereochimica

Study Notes

Differenziazione tra aldosi e chetosi in base alla posizione del carbonile: aldosi sul primo carbonio, chetosi sul secondo.
I monosaccaridi, eccetto il diidrossiacetone, presentano carboni asimmetrici (C*) e sono molecole chirali.
Il carbonio asimmetrico genera enantiomeri, molecole speculari non sovrapponibili a causa della diversa disposizione spaziale dei sostituenti.

Utilizzo della proiezione di Fischer per rappresentare molecole chirali, con il carbonio più ossidato in alto.
Le linee orizzontali indicano legami sopra il piano, mentre quelle verticali rappresentano legami sotto il piano.
Il riferimento per la configurazione è l'aldotrioso gliceraldeide: gruppo -OH a destra indica configurazione D, a sinistra configurazione L.
L'aumento dei carboni chirali porta a un incremento esponenziale degli stereoisomeri (2^n).

Il D-glucopiranoso è il monosaccaride più importante e abbondante, composto da 6 atomi di carbonio (C6H12O6).
In presenza di acqua, il glucosio forma una struttura ciclica attraverso la reazione tra il gruppo aldeidico o chetonico e l'ossidrile sul carbonio chirale finale, generando nuovi stereocentri e formando anomeri α e β.
La struttura ciclica è rappresentata nella forma di proiezione di Haworth, ma in soluzione acquosa assume una stabilità maggiore in configurazione a "sedia".

Il lattosio è un substrato per la fermentazione batterica, scisso in glucosio e galattosio utilizzati per produrre energia.
I prodotti finali della fermentazione includono acidi grassi a catena corta, come l'acido butirrico, importanti per la salute della mucosa intestinale, e gas come idrogeno, anidride carbonica e metano.

La maggior parte dei carboidrati si presenta come polisaccaridi, polimeri con peso molecolare medio a elevato (Mr >20,000).
Differenti tipi di polisaccaridi si distinguono per identità delle unità monosaccaridiche, lunghezza delle catene, tipologia di legami e grado di ramificazione.
Gli omopolisaccaridi contengono una sola specie monomerica, mentre gli eteropolisaccaridi ne contengono due o più.
A differenza delle proteine, i polisaccaridi non hanno un peso molecolare definito, poiché la loro sintesi non segue un template specifico.

Le glicoproteine sono comuni e circa il 50% delle proteine umane sono glicosilate. Il processo di glicosilazione inizia durante la sintesi proteica.
Esempi di glicoproteine includono le leposine responsabili delle interazioni cellula-cellula e le mucine, costituenti del muco.
I proteoglicani sono macromolecole che combinano carboidrati e proteine, spesso legati a glicidi eteropolisaccaridici.