Tema 2 Carbohidratos (PDF)

Tema 2 Carbohidratos Sus tuye la imagen y adáptala al Bioquímica e Inmunología formato con clic derecho > recortar Dr. José A. Pellicer Balsalobre Grado en Odontología Introducción...

Tema 2 Carbohidratos Sus tuye la imagen y adáptala al Bioquímica e Inmunología formato con clic derecho > recortar Dr. José A. Pellicer Balsalobre Grado en Odontología Introducción tipos dedementen Son biomoléculas constituidas por C, H y O (a veces tienen N, S o P). Suponen aproximadamente el 75% de la materia orgánica total. Carbenicaa - , Se denominan también azúcares, sacáridos, carbohidratos e hidratos de carbono (denominaciones antiguas por su sabor dulce). oglúcidos X Fórmula empírica Cn(H2O)n o (CH2O)n (n>3) 2chC V ↓seros ~ Noe carbonos 13 a 7) j RESPIRACIÓN P energio Producir [ 2 Y ATP  Funciones biológicas Introducción 3 Glúcido más importante y de uso inmediato : imédiat GLUCOSA /mcosacarido ENERGÉTICA enlaces X lorientation) Sacarosa, almidón (vegetales) y glucógeno ↳ disacárido (2) polisácaridos polys = (animales) son formas de almacenar glucosa 3 El enlace β impide la degradación de estas liaison empeche moléculas. 2 ESTRUCTURAL Formación de estructuras que protegen a la enlaces B célula (celulosa de las células vegetales, polisacárido/gencosa) B p polisacáridos de las paredes bacterianas y Siempre/frente exoesqueleto de los artrópodos). 3 COMUNICACIÓN Sacáridos unidos a proteínas o lípidos de la /3-14 unidades Loligosacarios gluco proteinces CELULAR superficie celular · gluzolípidos - 3  Concepto y propiedades generales 020 hicato de carbono ⑨ H > - Cool Un glúcido es una cadena hidrocarbonada polialcohólica (numerosos veces no siempre a ↓ Acide Comboxilico grupos hidroxilo, ‐OH). M + C OM + ② co -Ho H Contiene en uno de sus átomos de carbono grupo carbonilo (C=O) Aldehido ③ = 0 - co cetona El grupo carbonilo  en el extremo de la cadena (aldehídos, R‐CHO) G ⑪ OH/GLOM puede situarse: Alcoholes  en el interior (cetonas, R‐CO‐R) 2 es molea aparece SiEMPA) GHOy 640 moleculas ↳ I 2 4  Tipos de estructuras GLUCOSA Tam X a en Nombrarlos Proyección Fischer ↓ C + carbohichatos Proyección Silla Tag Encon Proyección Haworth 5 -Reale solución - Structura 30 Clasificación de hidratos de carbono Fructosa Glucosa Monosacáridos: un monómero Sacarosa Disacáridos: dos monómeros Glucosa + Fructosa & Oligosacáridos: Pocos membrana monómeros ( 3 ‐10) E cellular Almidón 14 Polisacáridos: Muchos monómeros (>11)& 45 milliones 6  Concepto Características de los monosacáridos Igrupo  Son los glúcidos más simples.  No se hidrolizan, es decir, no se descomponen en otros compuestos más simples. Migado  Poseen de tres a siete átomos de carbono. baja posident ↓  Los organismos heterótrofos los obtienen de los nutrientes. autótrofos ↳ was syntetise par & caps  El principal monosacárido es la glucosa, la principal fuente de source energía de las células. No hay más sensible que Glucosa 4 ↑v = modisisen Glucosa-G-fusfato 7  Clasificación Clasificación de los hidratos de carbono nutrientes que roporcionan energía Clasificación según tres criterios Y C f 2 3 Números de C Naturaleza E Proteinas átomos de C que aldehído o cetona Estereoisomería contiene & & del monosacárido carbona asimétricos quiral (distintos I I 3 13-7)junta 8  Clasificación Monosacáridos Número de átomos de carbono + grupo funcional Oscila de 3 a 7. Se nombran con un prefijo que hace referencia al número de átomos de carbono, y el sufijo –osa. Ejemplos: triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas. Hay dos grupos: aldehídos (aldosas) y cetonas (cetosas). Por ejemplo: hexosas, hay aldohexosas y cetohexosas. aldehyde Cetone E 32 Eriosa glazosa se clasifica 4C Etrosa como aldohescose 52 Pentosa + 27 6C Mescose Aldohexosa: Cetohexosa: D‐glucosa D‐fructosa fructora 9 ALD- CEtO- Nescosa Hescosa se clasifica en Letone  Monosacáridos Aldosas aldehido H ALDOTRIOSA ALDOTETROSAS ALDOPENTOSAS C quiral O t gliceraldebido libosa Cs ALDOHEXOSAS L L asimetrique Manosa ( 10  Monosacáridos (0 Cetosas CETOTRIOSA cetona hay- de menos que el aldehida CETOTETROSA CETOPENTOSAS Ner de Casy metrique - PE ALS CT todos los monosacuidos tienen O 3C Y un carbanos asimetrizas C quiral & 422 FALSO 2 p hay SC 3 - 6 3 E CETOHEXOSAS ⑤ Admi C fructora 11  Monosacáridos Isomería estructural ↳ Tienen la misma fórmula química pero se diferencian en la localización de sus átomos y grupos funcionales. 31 , 03 * 3483 & isaneros estructurales (somisma /misma farmula Se Tie ATie aldehyde ctone 12 - groupe ↑ie structural b Asi SIEMPRE comparar  Monosacáridos Estereoisomería Y Debida a la existencia de La presencia de carbonos asimétricos (tiene 4 Carbonos asimétricos en el sustituyentes diferentes) determina que monosacárido. también presenten isomería óptica (estereoisomería). Asimétrico 2 Carbono quiral o asimétrico No Carbono quiral Cuando en un compuesto orgánico un átomo de carbono tiene unidos 4 sustituyentes distintos, se le denomina carbono quiral o asimétrico 13 Monosacáridos Formas D y L --- enanhomone ↳ex parel sauf orientation danstespace missio combohidratos Orientación alrededor del carbono quiral Casemotrico ultima más alejado del grupo carbonilo ↓ Cada carbono asimétrico tendrá dos posibles configuraciones, denominadas D o L.  Enantiómero D: el grupo hidroxilo del último carbono asimétrico está a la derecha. Humano - monosacrios D  Enantiómero L: el grupo hidroxilo del último carbono asimétrico está a la izquierda. No existe necesitar de estar creando 14 Monosacáridos Propiedades ópticas Los carbohidratos, al tener uno o más carbonos asimétricos, desvían el plano de luz polarizada cuando ésta atraviesa una disolución de los mismos. zopciones losasau ·3 f Todo - Erperienca : A la derecha son dextrógiros (+) e = destogivo igg-quirate deva Mono- A la izquierda levógiros (‐) ~ Levogio /Falso) Habo gluzssa I Si Casy - Lug doite Esta cualidad es independiente de su pertenencia a la serie D o L y, la desviación se debe a la ausencia de planos de simetría de la molécula. 15  ALD Cet Y 3C O 30 1 = 2 O 4C En 2 21:2 Me Monosacáridos en Cantidad de estereoisómeros Una molécula con n carbonos asimétricos tiene 2n estereoisómeros La glucosa (6 C) tiene 24 (16) estereoisómeros O Como podemos Obtener 16 > - OH-c famos ? - H ( O ⑧ Solo podemos moven OM de sitio MAN-GMC --Ey (q Ro mas OyEs) = dicetine for E - 16 MAN-G--2 épimère(04/ dies Gu-Gal- Monosacáridos Enantiómeros Y > - -L mismo marosacárido V Esteroisómeros que son imágenes especulares y que no se pueden superponer O-glucosa 1-glucosa 17 Monosacáridos cos glucosa-manosa-glactosa E Estereoisomería espacial ↓ 14 Siempre mismo Amonos compuest -Ollenf v Enantiómeros Diasteroisómeros Epímeros Imagen especular No son imagen especular y no se pueden superponer. manos Pueden diferir en la galactosa Son diasteroisómeros que difieren en un sólo carbono asimétrico ↓ Siast Es glur-man al configuración de más de un glu-gal carbono asimétrico. glu-mar = diastersaneros Vroi Be getype de dias 4 18 No se superpone  triosas ? & Monosacáridos &cehosa puede Forma ciclica Anomería solución acosa f : * ciclica  Todos los monosacáridos, excepto aguat : pishe 5C triosas y tetrosas, en disolución acuosa 6C presentan una estructura cíclica.  El grupo carbonilo tiene una gran tendencia a formar un enlace con el grupo alcohol del penúltimo carbono. 19  Pero Cs Monosacáridos = Furanosido - Piranósidos S aldehydo ↓ ribosa Co-CS Sa ALDD-Mescosa gencosa ultimo asimatico hauste hescamanos L se llame pirañosido enlace aldebido -Or Se forma una estructura cíclica o hemiacetal (unión de un aldehído y un alcohol), que se denomina piranósido (6 átomos en vértice). 20 Monosacáridos Furanósidos 2 cotohecosen enlace hes S Pentageno 2 S & & 3 ¿ Ribosa ? /a con que pasa como se cicla ribosa E-C enlace Se forma una estructura cíclica o hemicetal (unión de cetona y un alcohol), que se denomina furanósido (5 átomos en vértice). 21  2 nuevo cuando se cicla & Monosacáridos En la forma cíclica aparece una nueva forma de isomería, la Tipos de anómeros anomería. Sólo varía la configuración de ese carbono (carbono # anomérico), quedando los demás con la misma disposición G = pirañosidos/anomerio E = furanósidos/anomérico causonica · Anómero  ~ Abajo O formación enlaces 1a osidics he O Anómero β j 22  Monosacáridos modificados & Oxidación  Si el extremo aldehído (C1) de la molécula se oxida, el producto se nombra con el sufijo (ácido ‐ónico). En el caso de la glucosa, el producto se llama ácido glucónico.  Si el alcohol del extremo opuesto (C6) al aldehído se oxida, el producto se denomina con el sufijo (‐ácido urónico). En el caso de la glucosa, el producto se llama ácido glucurónico. < M acido glucosa COOM C ↑ - I"-on or - c - M Doble oxidación ↑ - c - or * - c Org % coor acid-glucavico C Gol al 3 Y 2 23 acidoglicónico 3 acidoglunico  Monosacáridos modificados 2 Aminación rañadir NE) - amino  A partir de la D‐glucosa se puede obtener α‐D‐glucosamina y a partir de la D‐galactosa, α‐D‐galactosamina. Generalmente, el grupo amino se agrega al segundo átomo de carbono de las hexosas. P P Nitrogéno - > Ni 2 en G C aparece en ~ los > - polisazenidos 22 2 ↳ siempre Sobre 2 glucosamina 24 Enlace Glucosídico = condensación /2 grp-OM ↳ SIEMPRE fuerte /rempesto Enzyma ↓ :  Unión covalente de dos azúcares catalizada por diferentes enzimas en función de los azúcares y del tipo de anómero.  Reacción entre un hidroxilo cualquiera de un monosacárido con el grupo OH del carbono anomérico (C1 en aldosas y C2 en cetosas) de un azúcar diferente producirá la unión mediante enlace O‐glucosídico de los dos monosacáridos. Poden Siempre - reductor Piranosido Discarido libre C · Pierde M disparaissent - condensacion todo se perde una molecula de agua 25 Disacáridos  - Son oligosacáridos formados por dos monosacáridos unidos por enlace O‐glucosídico.  Pueden hidrolizarse. + 10 2 + enzimas sin carban libre  3 Pueden ser reductores o no. Sin 26  Disacáridos Enlace monocarbonílico /glucosídico No-anomerico & - anomerico -Siempre Co la enlace - carbono implique en G ↳ libre C anamerico monocarbonerico (1 - 4) 27 Disacáridos Enlace dicarbonílico lausencia = de cambana enlace libre dicorbantlico ↑ [G-4] G S 28 Disacáridos engias Y Simpe 9 L ancmérique & Azúcar de mesa # (1→2) No reductor & - Dicarbonilico 12 anomérico 14 G - & 2 Azúcar de la leche (β1→4) Reductor almidon * Azúcar de malta (1→4) Reductor 29 Trisacáridos Rafinosa = vegetales Colifla , · C Y Galactosa C Y fructora /listre) · sanasa 2 Co 2 Lactosa (2 c) - & T lactasa no puede romper 2 Glucosa 3 Fructosa Sacarosa 4-2 ⑳ Saconasa 1 fuctosalibeabsorbe - producir energio Lactosa libre a · /sin absober ↳ no es posible Disacconidos 30 quede INTESTING - fermentacion * microbiano * CO · gaser  galactanos glactosa glucosa : Polisacáridos &  Están formados por más de 11 monosacáridos.  También se denominan glicanos. glucanos o  Hay de 2 tipos según su composición: homopolisacáridos y heteropolisacáridos. 2 & f menos = manoS 31  Clasificación Homopolisacáridos  Formados por la misma unidad de monosacárido.  Se nombran con el nombre del monosacárido constituyente acabado en –ano (Ej.: glucano, manano, etc). Energía  Los principales son los glucanos, e incluyen el almidón y el reserva X glucógeno, los dos polisacáridos de reserva en vegetales y animales. estructural  La celulosa (pared células vegetales) y la quitina (exoesqueleto de B de polisaccanidos estructurales artrópodos) tienen función estructural. 32  Clasificación Homopolisacáridos Almidón reserva-vegetal Formado por dos polímeros: misma nombre  Amilosa, cadenas lineales de D‐glucosa (200‐2500 - - Epuntos de ramificación unidades) unidas por enlaces (1‐4). S solo  Amilopectina, cadenas ramificadas con enlaces (1‐4) 6 en la lineal y (1‐6) en los puntos de ramificación. g-glucosa mun tiene un enlace (1‐6) Cada 30 residuos 330 glucosas) 1-4 Iglucosas) 1-6 33  sensible merado + ~ + Yodo Y negro Clasificación Homopolisacáridos almidon ⑳ ↳ transparente · maron Almidón Cada 30 residuos tiene un enlace (1‐6) 27 mas -030 (1‐4) Y Amilosa X(1 - 4) Relicoidal /forma relice - (1‐6) 2 Amilopectina ↓ /1 6) - 34  reduce glucosa sangre quitar glu sangre estimula la liberación = de glucosa Aumentar ↑ insulina Ademalinaf glucosa sangim hormonal músculo : produci energía homona muscular : Principal M regua glucagon A hígado - regulador /nivel glucosa que trime en el sangre Homopolisacáridos - ↳ X fama libre INSOLUBLES ↳ almacena : granulos /musculares chipaticos) 2 Glucógeno reserva animal  Semejante a la amilopectina pero con más ramificaciones y más unidades 120.000 moléculas de glucosa.  Se almacena en hígado, y el músculo cuando existe excedente de aporte de glucosa, y sirve de reserva en aquellas circunstancias en que la ingestión de alimentos sea deficitaria.  Extremos reductores y no‐reductores. un tiene un enlace (1‐6) Cada 10 residuos y más ramificación to glucosa 1 4 - 2 Amilopectina Inglucosa16 35  Homopolisacáridos Celulosa parece almidan frosisacario B  Biomolécula más abundante de la naturaleza.  Formada por cadenas lineales de D‐glucosa unidas por enlace β(1‐4). Los enlaces no se hidrolizan por las enzimas digestivas humanas, lo que explica que no sea digerible. puente de Microgene notiene Polisacarios de fama almidan · 1Rg celulosa O enegior ↳ Se repito = regida I fibras ↓ rígidos · enlace glucasidico 36  Clasificación Homopolisacáridos Quitina /modificado  Semejante a la celulosa pero se repite la unidad N‐acetil‐2‐ glucosamina. Se encuentra fundamentalmente en el exoesqueleto de los artrópodos (insectos y crustáceos). -glucosa - gupo amino NH > - Gupo Acetilo ↳ eneace B polisaconios estructural - NO SE DESCOMPONE · E · E · S · S CH 37 C = 0 I NH !  Heteropolisacáridos repeticiones de = disacaridos Y Peptidoglucano Structura Posición El componente rígido de las paredes celulares bacterianas es un heteropolímero de residuos alternos de N‐acetilglucosamina y 1 - actilglucosamina ácido N‐acetilmurámico unidos 2- Acetil-murámico & P por enlaces β(14). peptide Bacterias Gram+. Jam se occure en Bacterias SiNO · Clasificar Gran zucariotas A A son. > - peptido se comunica con pentaglycine /5) sentaglyanminotado de = puente - comunican A A. ?E Si 38  2 Heteropolisacáridos 1 4 2 Glucosaminoglucanos Acido hialiónico -se asocian a proteinas- protéoglicon El espacio extracelular en los tejidos de los animales multicelulares está lleno de un material similar a un gel, la matriz extracelular. - articulación Los glucosaminoglucanos son una familia de polímeros lineales compuestos por unidades repetidas de disacáridos. Los glucosaminoglucanos se unen a proteínas extracelulares para formar proteoglicanos. Neparina · coagulante - 39 natural  Heteropolisacáridos Glucoconjugados glemin protines ↑ ME.  Los proteoglucanos son macromoléculas de la superficie celular o de la matriz extracelular en las que una o más capa esterna sanciona glucoprot en donde may - cadenas de glucosaminoglucanos están unidas · Pr Oligo 30 covalentemente a una proteína de membrana o a una = glucoprot celula glucoproteina proteína secretada (fracción CH alta, fracción PR baja). richatocarbono ine A I comunicación entere  Las glucoproteínas tienen uno o varios oligosacáridos de 2 proteccione diversa complejidad unidos covalentemente a una proteína. ③ Tipos Se encuentran en la cara exterior de la membrana Igupos sang) plasmática, en la matriz extracelular y en la sangre. Dentro de las células se encuentran en orgánulos específicos como complejos de Golgi, gránulos secretores y lisosomas (fracción PR alta, fracción CH baja).  Los glucolípidos son lípidos de membrana en los que los X grupos principales hidrófilos son oligosacáridos (Tema 3). 40 Dr. José A. Pellicer Balsalobre [email protected] UCAM Universidad Católica de Murcia © © UCAM UCAM fiche de cours = hidratos de carbono cetosas = 0 Sácaridos unidos - N A (que contiene. -7 3 hay + 2 menos que aldehido Glucosa 6 Y Adehído 31r-cre) o cetona Er-corp 6 Manos quirales-1-Glyceraldehyde más importante + Uso inmediato - glucolípidos - oligosacarios 2 Estereoisomería hidrocarbonada /Mr (23) glúcido cadena 3-14 unidades carbona asimétricos glucoprotemas D-erythwlose - monosacaridos ↳ 2 poliecohólica /or quirales T lazucares simples 3 ejemplo : atanos carbavilo/2 0 DGliceradchido grupo = a comse aldehídos detonas Monosacáridos modificados : Enlace Glucosídico Tipos de anómeros R CHO R - - CO- R : - y Oridación ~P iminación : forma ciclicar varama Y v ~ 2 s-glucosa-X-D-glucosamina - condensación /grp-of) Ander G gluzose C glucose- Estereoisameria : D-galactosa--x-S-galactosamina · y Siempre I ~ C nuevo cuando aldéhido orida covalente cayncn y se unión Anómero-x y cicla alcohol Nien E/rescosas - se Se -acido-órico extremo opuesto - agua al alderido se oxida b alsajo ácido gluconico - Casimetricos /4 sustigentes # Of catalizada Fenzimas (función acido mónico reación o manos ↓ - ~ ismería optica Anchéroß o Canamerico /Galdosas/Cutoup - compuesto organico ↑CF = C quiral ariba cor acide acidó glucinanico M /Co asimétrico coor 1 R B Wor coor & -o-glucosídico enlace que resulte de 2 manos 3 " G-C, glucosa : peranosidos discasido to Cantidad estereoméras - nantiameros : Doble oxidación todo se piede -libe -C Siempre poder - y : en una molecula Komás anf D reductor Man-GAL : Eyl coor B ↓ de agua 28 imagenes especulares y ↳ diatimore que no se puede superponer & un C6 & ↳ de los o/i Man-Glu E : (or) E acido-glucarico ejemplo manos ↳ eximéres GLV-GAL : C épimnos ? E formas DyL : - EnantiómeroD último = asimetrico hichocilo del C - Derecha Mumanos e monosacaridos D Enantimers( = Izquierda de Proprisdad Opticas - - : no existe necesitar cquiral estar creando & 'derecha izq & t - LV2  enlaces Monosacaridos 1 : Disacáridos Polysacáridos Fagicanes # sazucares) oligonacóndospsoe monaméros (3-14/ Hayucar, - Sacarosa almidón legetales /principal monos fructosa - -Glucosa glucogéno animales) cetona dos monómeros Aldose ~ fuente de energía de las clulas - monómero - - más simples dos monósacavidos unidos con enlace - glucidos - o-glucosídico NO SE MIDROLIZAN - No se descomponen en más simples - Microlizarse inzymas - Muchos monómeros (15) - reductores sin milliones - 3 - 7C Organismos heterotrofos los obtiene de nutrientes Anamería TODOS monosacasidos I = Sí, las cetosas pueden - S ↓ autótrofos glucosa - No hay más sensible que el glucosa mi-fustato ·disoluciondoa crelica formar estructuras cíclicas. En solución acuosa, las ? Examé glucosa se clasifica todos los monosacocidos ENEPTO trosas como aldhescose tienen un carbon asimetricas ? cetosas tienden a adoptar fructosa se clasifica en cetone - Falso hay Sikycosyacetone , (cetosas & famar enlace gruehosael del penúltimo carbono una forma cíclica mediante la formación de un enlace cquiral 3 -avant-dernier entre el grupo cetona y un agua forma el de Fisher grupo hidroxilo en otro - glucosa en carbono de la misma ~ Adetidos recre no & cétosas asimétrico BENAM cetrosa puede forman ciclica ? molécula. Este proceso (R-co- R)