ESTRUCTURA QUÍMICA DE GLÚCIDOS:

Prof. Dr. Marcelo O. Lucentini

¿Qué son los glúcidos?:

Los glúcidos son: sustancias orgánicas; polihidroxiladas;

con función aldehído o cetona…

ESTRUCTURA DE GLÚCIDOS:

H C O CH2.OH H C OH C O

HO C H HO C HH C OH H C OHH C OH H C OH

CH2.OH CH2.OH

GLUCOSA FRUCTOSA

Ejemplos:

¿Cuáles son sus funciones?:

Energía química:Directa (glucólisis);

Almacenamiento(almidón; glucógeno)Estructural; Informativa …

¿Con qué enfermedades se relacionan?:

Hipoglucemias;Diabetes mellitus; Intolerancia a la lactosa;Glucogenosis;Galactosemias…

ALMIDÓN –GLUCÓGENO:

Un polímero de una sola unidad es pobre en información y monótono…

&&

ADN: A-C-T-G-A-C-G-T

¿Cómo se clasifican?:

Monosacáridos;Disacáridos;

Oligosacáridos;Polisacáridos (glicanos):

Homoglicanos;Héteroglicanos…

MONOSACÁRIDOS:Clasificación:

A) número de carbonos: triosas; tetrosas; pentosas;

hexosas; heptosas;B) función química:

aldosas; cetosas.

MONOSACÁRIDOS:

N* de C: Aldosa: Cetosa:Triosa: gliceraldehído dihidroxiacetonaTetrosa: eritrosa eritrulosaPentosa: ribosa ribulosaHexosa: glucosa fructosaHeptosa:sedoheptulosa --------

PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS:

Poder reductor; Isomería;

Enlaces hemiacetálicos;Desoxiazúcares;Hexosaminas;

Acidos urónicos…

REDUCCIÓN –OXIDACIÓN:

Definiciones:

Reducir significa sacar oxígeno de unamolécula o entregarle electrones ó atomosde hidrógeno…

Oxidar implica aportar oxígeno ó quitarelectrones o átomos de hidrógeno de unamolécula…

PODER REDUCTOR:

Cu ++ Reactivo de Fehling (azul)

Glúcido con aldehído libre

Cu + Reactivo de Fehling (rojo)

e-

ISOMERÍA:

Epímeros;

Serie D y L;

Isomería óptica:(dextrógiros y levógiros)…

EPÍMEROS:

Son isómeros que difieren entre sí en la configuración alrededor de un sólo átomo de carbono.

Ejemplos:

glucosa y galactosa (C4);glucosa y manosa (C2).

EPÍMEROS:

H C O H C O H C OH H C OH

HO C H HO C HH C OH HO C HH C OH H C OH

CH2.OH CH2.OHGLUCOSA GALACTOSA

1

2

3

4

5

6

H C O H C O H C OH HO C H

HO C H HO C HH C OH H C OHH C OH H C OH

CH2.OH CH2.OHGLUCOSA MANOSA

1

2

3

4

5

6

EPÍMEROS:

CARBONO ASIMÉTRICO:

Un carbono asimétrico es aquel al cual están unidos cuatro átomos o grupo de átomos distintos…

H C OH C * OH

CH2.OH

SERIES D y L:

Un glúcido pertenece a la serie D, cuando el hidroxilo del carbono

asimétrico más alejado de la función aldehído ó cetona está

situado a la derecha; es L, cuando está situado a la izquierda…

SERIES D y L:

H C O H C OH C OH HO C H

CH2.OH CH2.OHD-gliceraldehído L-gliceraldehído

SERIES D y L:

H C O H C O H C OH HO C H

HO C H H C OHH C OH HO C HH C OH HO C H

CH2.OH CH2.OH

D-glucosa L-glucosaENANTIÓMEROS = IMAGEN EN ESPEJO

ISOMERÍA ÓPTICA:

Luz polarizada

DextrógiroLevógiro

ISOMERÍA ÓPTICA:

La dirección de la rotación esindependiente de las propiedadesestereoquímicas del azúcar, y sepueden designar D(-);D(+);L(-) ó L (+).

En solución, la glucosa esdextrorrotatoria y la solución de glucosase conoce como dextrosa o suerodextrosado que aporta agua y calorías yse administra por vía intravenosa…

ISOMERÍA ÓPTICA:

ENLACE HEMIACETÁLICO:

El enlace intramolecular que seestablece entre la función aldehídoó cetona y un hidroxilo del mismomonosacárido se llama hemiacetálico.

En este tipo de unión, no hay pérdida de agua…

ENLACE HEMIACETÁLICO:

H C O H C H C OH H C OH

HO C H HO C H OH C OH H C OHH C OH H C

CH2.OH CH2.OH

D-glucosa α-D-glucopiranosa

OH

ENLACE HEMIACETÁLICO:

ENLACE HEMIACETÁLICO:

FURANOSAS Y PIRANOSAS:

C C C CC O C OC CC

PIRANO

FURANO

H C

H C OH

HO C H

H C OH

H C

CH2.OH

O

OH

Alfa-D-glucopiranosa

ENLACE HEMICETÁLICO:

CH2.OH CH2.OH C O HO C

HO C H HO C H OH C OH H C OHH C OH H C

CH2.OH CH2.OHD-fructosa β-D-fructofuranosa

SERIES ALFA Y BETA:

Un glúcido pertenece a la serie alfa cuando: El hidroxilo del carbono anomérico (aquel

que tenía la función aldehído o cetona)seencuentra del mismo plano del enlacehemiacetálico;

Es beta, cuando está del plano contrario.OH

C C

O

H H OH

O

ANÓMEROS:

La formación de un enlacehemiacetálico crea un nuevo centro deasimetría en la molécula (C1 ó C2)según el azúcar.

La configuración alfa o beta alrededorde este carbono determina la apariciónde anómeros.

ANÓMEROS:

1

6

23

45

ANÓMEROS:

Las formas alfa son menos estables ymenos resistentes; por eso, son fácilesde formar y destruir. Ideales parafunciones energéticas.

Las formas beta son más estables yresistentes, más difíciles de destruir,por eso cumplen función estructural.

C H C H OH C OHH C

CH2.OHβ−D-2 desoxirribofuranosa

DESOXIAZÚCARES:

OH

Es el azúcar del ADN

H

C H H C NH2H C OHH C OHH C OH

CH2.OH

OHEXOSAMINAS:

2-Glucosamina

OH. OC—CH3

Acetato

ACIDOS URÓNICOS:

Se forman por la oxidación de los glúcidos… Por ejemplo, por oxidación de la glucosa en el carbono 6, se forma el ácido glucurónico:

6 CH2.OH CO.OH

El ácido glucurónico: forma parte de próteoglicanos;

interviene en reacciones de conjugación(detoxificación hepática)

DISACÁRIDOS:

La unión entre dos monosacáridos origina un disacárido;

El tipo de unión química entre ambos es acetálica, (éter) o glicosídica, con pérdida de una molécula de agua.

R1-OH + OH-R2 R1-O-R2 + H2O

DISACÁRIDOS:

MALTOSA:

No se encuentra en la dieta. Es producto de hidrólisis del almidón y el glucógeno.

Alfa-D-glucopiranosa + Alfa-D-glucopiranosa(Unión alfa 1 4)

DISACÁRIDOS:

Beta-D-galactopiranosa + Alfa-D-glucopiranosa (Unión beta 1 4)

LACTOSA:

DISACÁRIDOS:

Es el azúcar de mesa…

SACAROSA:

Alfa-D-glucopiranosa + Beta-D-fructofuranosa

(Unión alfa 1 2 ó beta 2 1)

DISACÁRIDOS:

CELOBIOSA:

β−D-glucopiranosil (1 4)-β-D-glucopiranósido

Es el disacárido estructural de la celulosa.

ALMIDÓN:

El almidón es la forma principal de reservas de glúcidos en los vegetales;

Es una mezcla de dos sustancias: amilosa,un polisacárido esencialmente lineal, yamilopectina, un polisacárido con unaestructura muy ramificada;

Las dos formas de almidón son polímerosde α-D-Glucosa. Los almidones naturalescontienen 10-20% de amilosa y 80-90% deamilopectina.

ALMIDÓN:

La amilosa consiste típicamente en 200a 20.000 unidades de glucosa que sedespliegan en forma de hélice comoconsecuencia de los ángulos que seforman en los enlaces entre lasmoléculas de α−D glucosa.

ALMIDÓN:

Estructura helicoidal de la amilosa

ΟΗ

ΟΗ

ΟΗ

ΟΗ CΟΗ

ΟΗ

ΟΗ

ΟΗ

ΟΗ

ALMIDÓN:

A diferencia de la amilosa,la amilopectina es muy ramificada. Poseecadenas laterales cortas conaproximadamente 30 unidades de glucosaque se unen por enlaces α1→6 cada veinte otreinta unidades de glucosa a lo largo de lascadenas principales.

AMILOPECTINA:

Uniones alfa 1-6 en puntos de ramificación

Uniones alfa 1-4 en cadena lineal

NUTRICIÓN Y ALMIDÓN

Las verduras con más almidón son la papa o la batata, cuyaconcentración de almidón es máxima cuando es hervida; aestos lo sigue: el pepino con cáscara, zanahoria, maíz, nabo ycalabaza;

En el grupo de las frutas, la banana aporta unos 12 gramos, aesta fruta le sigue el mango, la castaña y ciruelas;

Los cereales: La mayor proporción de almidón la tienen: eltrigo, la cebada y productos creados por el hombre como lapasta o el pan. En el proceso de molienda de la harina seelimina por completo el salvado y el germen de los cereales, demanera que tanto el pan como la pasta quedan con una granconcentración de almidón, esto aplica para cualquier productoque se haya hecho con harinas refinadas.

NUTRICIÓN Y ALMIDÓN:

Legumbres: Son ricas en almidón,independientemente de la forma, color otamaño; todas las legumbres tienen una altaproporción de almidón; sin embargo, entreellos se destacan: porotos, arvejas, lentejasy garbanzos, quienes aportan almidón unidoa nutrientes esenciales como la fibra, hierro,proteínas o potasio.

GLUCÓGENO:

Homoglicano de reserva animal; Cadena de alfa-D-glucopiranosas en

uniones alfa 1 4 en cadena lineal y alfa 1 6, en puntos de ramificación;

Más ramificado que el almidón(cada 8 a 12 unidades);

Insoluble; Los enlaces alfa 1 4 hacen que

adopte una estructura helicoidal arrollada estrechamente…

GLUCÓGENO:

CASO CLINICO APLICADO:

Un paciente de 32 años, sufrió untraumatismo de rodilla, tras jugar unpartido de fútbol. En el examen físico,se evidenció:

CASO CLINICO APLICADO:

Debido al intenso edema, debiópunzarse la rodilla para alivio y estudiodel líquido sinovial.

CASO CLINICO APLICADO:

El líquido sinovial del

paciente salió gota a

gota…

CASO CLINICO APLICADO:

1. ¿Cuáles son las características físicas normales del líquido sinovial?;

2. El ácido hialurónico es el principal héteroglicano presente en el mismo.

¿Cómo se clasifican los héteroglicanos?. Mencione

5 diferencias entre ellos;

HÉTEROGLICANOS:

PRÓTEOGLICANOS: GLUCOPROTEÍNAS: Mayor % de glúcidos Mayor % de proteínas GAGs repetitivos No Tienen ácidos urónicos No Lineales Lineales ó ramificados No requieren dolicol-P Sí Unión a la proteína: -Gal-Gal-Xil C-O: mucinas

C-N: prot. plasm.gal-O: colágeno

Función estructural Estructural: informativaDinámica

CASO CLINICO APLICADO:

3. Describa la estructura química del ácido hialurónico. Relacione su

estructura química con las características físicas y químicas

del líquido sinovial.

HÉTEROGLICANOS: PRÓTEOGLICANOS

Están formados por disacáridos repetitivos llamados Glicosamínglicanos

Beta-D-glucurónico

N-acetil-glucosamina

Ejemplo: ácido hialurónico

β 1,3 β1 4

CASO CLINICO APLICADO:

4. Compare las características físicas yquímicas del líquido sinovial delpaciente con las del líquido normal.Justifique;

5. Mencione otro próteoglicano deimportancia biomédica. Describa suestructura química y función.

HEPARINA:

Es un potente anticoagulante…

Contiene GAGs sulfatados

Glucoproteínas: Ig G

Porción oligosacárida

S S

4 cadenas polipeptídicas unidas por puentes disufuro y una porción glucídica unida a la fracción constante (Fc)

FabFab

Fc

Papaína

Participa en el plegamiento correcto de la molécula

MUCHAS GRACIAS