¡Descarga La composición de los glúcidos y más Apuntes en PDF de Bioquímica solo en Docsity!
Tema 1 BIOQUÍMICA ESTRUCTURAL
TEMA 1.-GLÚCIDOS
Los glúcidos están formados por carbono, oxigeno e hidrogeno , en algunos casos también podemos encontrar nitrógeno, fosforo y azufre. A los glúcidos se les puede llamar de distinta maneras, como hidratos de carbono o carbohidratos, ya que, están formados por átomos de carbono unidos a hidrogeno e hidroxilo [Cm (H 2 O)n].
En todos ellos podemos encontrar un grupo carbonilo que será una cetona o aldehído. A los monosacáridos y disacáridos se les pueden llamar azúcares, y a los glúcidos, en general, polihidroxicetonas y polihidroxialdehídos.
Son muy importantes para almacenar energía formando almidón, celulosa y sacarosa. Los polisacáridos tienen un papel estructural muy importante, como se puede observar, por ejemplo, en la formación de la pared celular. Otra función muy importante es la comunicación célula-célula, el reconocimiento celular (en el cual tiene mucho que ver el glucocalix)
- CLAFISICACIÓN
- Monosacáridos : azúcares simple, con una sola unidad de plihidroxicetona o polihidroxialdehido.
- Oligosacaridos: moléculas con unidades discretas de monosacáridos, los más importantes en este grupo son los disacáridos.
- Polisacáridos: formación de millares de monosacáridos.
MONOSACÁRIDOS
Son pequeñas moléculas que tienen de 3 a 9 átomos de carbono con la forma:[(CH 2 O)n] donde n=3,4,5,6,7,8,9.
Son sólidos, cristalinos, solubles en agua pero no en compuestos orgánicos, tienen un sabor dulce… Los monosacáridos que contienen un grupo aldehído se llaman aldosas mientras que los que tienen un grupo cetona son llamados cetosas (los demás carbonos van unidos a hidrogeno y un grupo hidroxilo).
En el caso del D-gliceraldehido el segundo átomo de carbono está unido a 4 compuestos distintos, es decir, es asimétrico. En todos los monosacáridos hay carbonos asimétricos (menos en la dihidroxiacetona) por lo que podemos encontrar dos isómeros: D y L. Estos isómeros son a su vez enantiomeros , ya que, son imágenes especulares entre ellos y no se pueden superponer.
Denominación D y L : tomar como referencia el grupo hidroxilo del carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo.
Sus propiedades químicas son iguales, sin embargo se diferencian en una propiedad física, desvían el plano de polimerización de la luz un cierto ángulo. Uno de los enantiómeros girará el plano de luz hacia la derecha ( dextrógiro ) y el otro a la izquierda ( levógiro ).
Si tuviéramos una mezcla equimolecular no se desviaría el plano de polimerización de la luz, ya que, existe la misma concentración de los dos isómeros, estas mezclas se llaman mezclas racémicas. La rotación específica es el valor del ángulo de desviación que será característico en cada molécula. No existe relación entre D y L con que una molécula sea dextrógira o levógira.
El número de isómeros puede calcularse mediante 2 n , donde n= número de carbonos asimétricos en la molécula, en la cetohexosas tenemos 3 carbonos asimétricos, por lo que, tenemos 2 3 =8 isómeros. En el caso de las aldohexosas tenemos 4 por lo tanto 2^4 isómeros.
Significado de los términos enantiómero y epímero:
- Enantiómero : compuestos que tienen todos sus grupos al contrario (como una imagen en el espejo).
- Epímero : isómeros que se diferencian únicamente en la configuración de uno de sus carbonos asimétricos.
Todas las cetosas derivan de la dihidroxicetona y las aldosas del gliceraldehido.
La mayoría de los monosacáridos que están en la naturaleza son D menos la arabinosa que se encuentra más en su forma L, la L-arabinosa es muy utilizada en pinturas. Otros monosacáridos como la ribosa o xilosa están en la madera.
Las pentosas y hexosas se ciclan para formar anillos de piranosa y furanosa. Las formas predominantes de estos compuestos en disolución son las ciclaciones, en las que se forma un enlace covalente hidroxilo de la misma cadena, puede ser:
Aldehido+alcohol=hemiacetal
-MUTARROTACIÓN
Es una propiedad del monosacárido que aparece cuando disolvemos en agua un monosacárido cristalino. Se ha visto que su poder rotatorio va cambiando desde el componente inicial hasta el contrario, pasando por la estructura lineal, así se alcanza una mezcla en equilibrio.
La α-D-glucosa tiene un poder rotatorio de +112,2º y la β-D-glucosa uno de +18,7º. Si ambos compuestos los metemos en agua el poder rotatorio será de +52,5º al cabo de una hora aproximadamente. Para que pueda producirse esto es necesario que el C anomérico esté libre.
Examen: ¿por qué cambia el poder rotatorio en una disolución acuosa de α-D-glucosa?
Pueden tener dos conformaciones, en silla y en bate. Los sustituyentes pueden estar en forma axial o ecuatorial.
Axial : sustituyentes con orientación perpendicular al plano central de la molécula.
Ecuatorial : sustituyentes paralelos al plano central de la molécula.
La conformación más estable es en la que los sustituyentes tienen una orientación ecuatorial, y de estas conformaciones la más estable de una molécula es la de silla. Si los sustituyentes están en posiciones axiales pueden estorbarse e interferir entre sí, mientras que si la posición es ecuatorial no hay ninguna interferencia.
Cuando se trata de átomos de hidrógeno la estabilidad no cambia al estar éstos en posiciones axiales, ya que, son demasiado pequeños para interaccionar entre ellos o “molestarse”.
-ANILLOS FURANÓSICOS
Son un poco más planos que los piranósicos, tienen cuatro átomos aproximadamente coplanares y el quinto (C5) se
encuentra más levantado, a una distancia de 5 Å del plano, a esta conformación se le llama en sobre.
En la mayoría de las moléculas es el carbono 2 o el 3 el levantado, si es el 2 y por el mismo lado que el 5 la estructura se llama C 2 -endo y si es endo carbono 3 y por el mismo lado que el 5 se llama C 3 -endo.
-DERIVADOS DE MONOSACÁRIDOS
Un grupo hidroxilo (-OH) se sustituye por otro compuesto.
- Aminoazúcares : Se produce una sustitución de uno o más grupos hidroxilos por un grupo amino , generalmente se sustituye en el carbono dos y no en el carbono anomérico. Estos grupos amino suelen estar acetilados, forman parte de oligosacáridos compuestos.
- Ácidos aldónicos : Se oxida un carbono (C1) a un grupo carboxilo , formando ácidos; por ejemplo de aldosa a ácido carboxílico. Ejemplo: la glucosa se transforma en ácido glucónico (E574)
- Ácidos urónicos : Se oxida un carbono a un grupo carboxilo (el carbono 6) , al nombrarlo se pone el principio del que procede.
- Alditoles : Se da una reducción de la aldosa o cetosa con un tratamiento de NaBH 4. Lo que obtenemos son polihidroxialdehídos en el que todos los grupos son –OH. Algunos de los más conocidos son el Xylitol , que se usa como edulcorante (es un anticaries), las bacterias de la placa no lo pueden utilizar como energía.
- Desoxiazúcares : el grupo hidroxilo se sustituye por un hidrógeno , por ejemplo la desoxirribosa.
-ENLACE O-GLICOSÍDICO
El grupo del carbono anomérico de un monosacárido puede condensarse con el oxigeno del alcohol de otra molécula. En el caso de la reacción de la glucosa con metanol para dar Metil-α-D-glucosídico no se produce mutarrotación, ya que, el carbono anomérico participa en el enlace o-glicosídico por lo tanto no puede convertirse en β.
