QUIMICA DE LOS CARBOHIDRATOS

Benjamín Paz AProfesor de la UCSM

Profesor Emérito de la UNSA2010

CARBOHIDRATOS

• Constituyen los compuestos orgánicos más abundantes de la naturalezaFUNCIONES1. Es el componente de la dieta que aporta más

energía.2. Almacenamiento temporal de energía3. Componente de las membranas celulares4. Mediatiza algunas señales de comunicación

intercelular

CLASIFICACION

• Por el número de átomos de carbono:– Monosacáridos ( Azúcares simples), no se

descomponen en otros azúcares más simples.• Tienen de 3 a 9 átomos de carbono• Pueden ser aldosas o cetosas

– Disacáridos, contienen 2 monosacáridos unidos por enlace glicosídico

– Oligosacárido, contienen de 3 a 10 monosacáridos– Polisacáridos, contienen más de 10

monosacáridosaridos

No de C NOMBRE GENERICO EJEMPLOS3 TRIOSA Gliceroaldehido4 TETROSA Eritrosa5 PENTOSA Ribosa6 HEXOSA Glucosa7 HEPTOSA Sedoheptulosa9 NONOSA Acido neuramínico

EJEMPLOS DE MONOSACARIDOS FRECUENTEMENTE ENCONTRADOS EN EL ORGANISMO HUMANO

GLICEROALDEHIDOAldotriosa

DIHIDROXIACETONACetotriosa

TETROSAAldotetrosa

ISOMEROS• Compuestos que tienen la misma fórmula

química pero diferente estructura.• Los monosacáridos isómeros que difieren en

configuración de un específico átomo de carbono(con excepción del carbonilo) se llaman epímeros

ISOMEROS C6H12O6

EPIMEROS

ENANTIOMEROS

• Corresponden a isómeros encontrados en pares de estructuras en que uno es la imagen especular del otro. Los miembros del par son designados como D o como L.

• La mayoría de los azúcares en los humanos son D-azúcares.

• En la forma isomérica D el grupo OH- del carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo, está a la derecha

• Las racemasas interconvierten D y L isómeros

D- AZUCARES

L AZÚCAR

CICLIZACION DE LOS MONOSACARIDOS

• Menos del 1% de los monosacáridos con 5 ó mas carbonos se encuentran en cadena abierta.

• La gran mayoría está en cadena cíclica en razón a que el grupo aldehido o el cetónico reacciona con un grupo alcohólico formando un hemiacetal

FORMACION DE UN HEMIACETAL INTERNO EN LA D-GLUCOSA

CARBONO ANOMÉRICO

Mutarro- tación

Formas anoméricas. En las formas cíclicas aparece un nuevo carbono asimétrico o anómero (el que antes tenia el aldehído o cetona).

ESTRUCTURAS OBTENIDAS EN LA CICLIZACION DE LOS MONOSACARIDOS

Azucares reductores• Si el oxígeno del carbono anomérico esta

libre, es decir no unido a otra estructura, el azúcar tiene poder reductor.

• Lo anterior puede ser demostrado con reactivos cromogénicos como el Benedict, su variante el Barfoed y el Fehling.

• El reactivo se reduce y toma color y el oxígeno se oxida

UNION DE LOS MONOSACARIDOS

• Los monosacáridos se pueden unir y según el número de unidades rendir disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

• Las uniones se dan a través de enlaces glicosídicos.

• Las enzimas que forman estos enlaces glicosídicos se llaman glicosiltransferasas y usan frecuentemente como sustrato el monosacárido unido al UDP

FORMACION DEL ENLACE GLICOSIDICO

DENOMINACION DE LOS ENLACES GLICOSIDICOS

• Se denominan de acuerdo al número de los carbonos que se conectan y también con respecto a la posición del grupo hidroxilo anomérico del azúcar que se une.

• Si el hidroxilo anomérico tiene la configuración α en enlace se llamará α glicosídico.

Tipos de enlaces glicosídicos

β 1-4

α 1-2

α 1-1

Derivados de los monosacáridos

POLISACARIDOS

EXTREMO REDUCTOR Y NO REDUCTOR DE LOS POLISACARIDOS

ENLACE α 1-6 EN EL PUNTO DE RAMIFICACION

GLICOPROTEINAS

PROTEOGLICANOS

• Los proteoglicanos son una gran familia de glicoproteínas formadas por un núcleo proteico al que se encuentran unidos covalentemente un tipo especial de polisacáridos denominados glicosilaminoglicanos (GAG).

• Los proteoglicanos se encuentran unidos a la membrana celular en contacto con la matriz extracelular. Actúan como moduladores de señales en procesos de comunicación entre la célula y su entorno.

TEJIDO CONJUNTIVOSUSTANCIA FUNDAMENTAL

GLICOPROTEINAS PROTEINGLICANOS

HIDRATOS DE CARBONO

CADENAS HIDROCARBONADAS

UNIDADES REPETIDAS DEDisacaridos y Ac. Uronicos

RESIDUOS de Fucosa, Manosa y Ac. Sialico

GRUPOS SULFATO

UNIONES PROTEINA-H de Carbono

Cortas y Ramificadas Largas y Lineales

NO Si

Frecuentes Infrecuentes

NO Frecuentes

Otros Serina