carbohidratos - bioquímica

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FACULTAD DE MEDICINA HUMANA

.

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OBTENCIÓN DE CARBOHIDRATOS

Los carbohidratos son sintetizados por todos losvegetales verdes, a través del proceso denominado fotosíntesis, que se representa como sigue:

6CO2 + 6H2O + Luz → C6H12O6 + 6O2 (673 Kcal.)

Tanto en el hombre como en los animalesterrestres, los carbohidratos suministrados enla dieta son la principal fuente de energíametabólica (ATP). Esta reacción se representade la siguiente manera:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

El término genérico "Carbohidrato" incluye monosacáridos,oligosacáridosderivadas de

y polisacáridos, así como sustanciasdel grupomonosacáridos por reducción

carbonilo (alditoles), mediante oxidación de uno o másgrupos terminales a ácidos carboxílicos, o por la sustituciónde un grupo hidroxi o más (s) por un átomo de hidrógeno,un gruposimilares."Azúcar"

amino, un grupo tiol o grupos heteroatómicosTambién incluye derivados de estos compuestos.

El término se aplica con frecuencia a losmonosacáridos y oligosacáridos inferiores.Cabe señalar que aproximadamente el 3% de los

(escompuestos enumerados por Chemical Abstracts Servicedecir, más de 360 000) son nombrados por los métodos dela nomenclatura de carbohidratos.

Son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonasquirales oconducen

compuestos que por hidrólisisa éstos.

NOMENCLATURA R-S

CLASIFICACIÓN y NOMENCLATURA

ENANTIÓMEROS D y LConfiguración del penúltimo átomo decarbono en relación con la del último .

D-gliceraldehído L-gliceraldehído

(Isomeros: 2n)

OHH C HO C H

CHO CHO

CH2 O H CH2 O H

D (+) L (-)

Epímeros

Los

azúcares

que

sólo difieren

en la estereoquímica

de uncarbono se denominan epímeros y el átomo de carbono

cuyaconfiguraci

ónesopuest

ageneralmente

se

especifica.

Si16no e especifica

el número de carbonos, se asume que es un C2.

19 lumifeve@gmail.com

REPRESENTACIÓN FURANOSA

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REPRESENTACIÓN PIRANOSA

21 lumifeve@gmail.com

Anómeros de LOS MONOSACÁRIDOS

El carbono hemiacetal se denomina carbono anomérico, que se identifica con facilidad como el único átomo de carbono unido a dos oxígenos. http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/carbohy drates/glucose.swf

En el anómero α, el grupo hidroxilo del carbono anomérico (hemiacetal) está hacia abajo (axial) y en el anómero β hacia arriba (ecuatorial). El anómero β de la glucosa tiene todos sus sustituyentes en posiciones ecuatoriales.

REPRESENTACIÓN CONVENCIONALDE LOS MONOSACÁRIDOS

Fischer modificado Fischer Haworthde

Arabinofuranose - L - representaciones

- D - Ribopiranose

MutarrotaciónUna solución acuosa de D-glucosa

contiene una mezcla en equilibrio de α-D-glucopiranos

a,β-D-glucopiranosa,

yel

un intermedio

de cadena

abierta.

Lacristalización por debajo de 98°Cde 98°C da el anómero beta.

da anómero

alfa

y la cristalización

porencima

Son azúcares en los que se ha sido eliminado eloxígeno de un grupo hidroxilo. Entre los desoxiazúcarestenemos 2-desoxirribosa es uno de los componentesfundamentales del ADN.

2-D-desoxirribosa 6-desoxi-L-galactosa

L-fucosa6-desoxi-L-manosa

L-ramnosa2,6-Didesoxi-D-alosa

Digitoxosa

H

O C

CH2

H C

OH H

C OH

H C

OH CH3

Desoxiazúcares

C

En glicósidos naturales–antibióticos-

Importancia de los ácidos

desoxiribonucleicos DNA

- L-ramnopiranosa2-desoxi-D-ribosa

6-desoxi-- L-manopiranosa

H O

H C HH C OH H C OH

CH2OH

CH3 OH

O OH

OHHO

AMINOAZÚCARES

2-amino - 2-desoxi--D-glucopiranosa

-D-glucosamina

- 2-desoxi--D-galactopiranosa2-amino

condroitina de

-D-galactosamina

Hidrólisis de la

cartílagos y moco nasal

OHCH2OH

O H

ON

H2 OH

Hidrólisis de la quitina de esqueletos de

crustáceos e insectos

HO CH2OH

O H

ON

H2 OH

El ácido N-acetilmurámico, participa en la formación

de su rigidez.

derivado de la N-acetil-glucosamina,las paredes bacterianas y asegura así

N-acetilmurámico

N-neuramínico Ácido N-acetilneuramínico

Obtención de polioles

CH2OH

Sorbitol

ManitolRibitol

D-glucosa

D-manosaD-ribosa

Humectantes

Espesantes

Goma de mascarxilitolIntermedarios Diuréticos

H2/PtHexano EdulcorantesD-glucosa

H2/Ni

CatódicaHO CH2OH

OH HO

HO

HO CH2OH

OH HO

HO O

Obtención de ácidos aldónicos

D-glucosa

D-manosaD-

arabinosa

Ácido

ÁcidoÁcido

D-glucónico

D-manónicoD-Arabónico

Acidificantes

Espesantes

Dosificación (Ca) Estabilizantes

Br2/ H2O

HO CH2OH

OH HO

H

O

COOH

HO CH2OH

OH HO

HO O

Obtención de ácidos aldáricos

COOH

-D-manosa Ácido D-manárico

HOO

OH

Doble--lactona del ácidoD-manáricoDesintosicantesComplejantesAcidificantes

OH

HO O

O

O O

HO

O

O O

H

HNO3/ H2OHO

OH OH

HOCOOH

HO CH2OH

OH O

HOOH

Obtención de ácidos urónicos

2 2HO

-D-manosido Glicósido del ácido D-manurónico

También lactonas de ácido urónico

DesintoxicantesAcidificantes Complejantes

OxidaciónH O

HO COOH

OH O

OR

HO CH2OH

OH O

HOOR

GLICÓSIDOS

O CH3

ENLACE GLICOSÍDICO

ENLACE ACETAL

ENLACE HEMIACETAL

HO CH2OH

O HO

HO

HO CH2OH

O HO

HO OH

AgliconesEl grupo enlazado al carbono anomérico de un glicósido se denomina aglicón.

β

mportantes son los disacáridos.Los más iEn los disacáridos existe unión glicosídica, entre dos

monosacáridos. En ellos es importante saber: cómo se verifica esta unión, a dónde, en qué posición está situado el enlace. Una unión muy común es la1-4´, quiere decir, están comprometidos en el enlace,el C1, carbono anomérico de una unidad y el C4 de laotra unidad .

O OOO

Enlace 1-4´ β

O

O 4´

OH

1 OH

DISACÁRIDOS MALTOSA: Es el azúcar de malta. Grano germinado de cebada que se utiliza en la elaboración de la cerveza. Se obtiene por hidrólisis de almidón y glucógeno. Posee

2 moléculas de glucosa unidos por enlace tipo (1-4)4-O-(α-D-glucopiranosil)-D-glucopiranosa

CH2OHO

HOHO

OH CH2OH Hidroxilohemiacetálico libre

OO

HOOHOH

α-D-glucopiranosil (1→ 4) D-glucopiranosa

6-O-(α-D-glucopiranosil)-α-D-glucopiranosa

DISACÁRIDOSCELOBIOSA: No se encuentra libre en la naturaleza. Seobtiene por hidrólisis de la celulosa. y está formado por dosmoléculas de glucosa unidas por enlace (1-4).

O CH2OH Hidroxilo

HO O

OHOH

4-O-(β-D-glucopiranosil)-D-glucopiranosaβ-D-glucopiranosil (1 →6) D-glucopiranosa

CH2OHHO O hemiacetálico

OH HO libre

DISACÁRIDOSLACTOSA: Es el azúcar de la leche de los mamíferos. Se

encuentra formada por la unión (1-4) de la -D-galactopiranosa y la -D-glucopiranosa.

2 O CH OH HidroxilohemiacetálicoHO O

OHOH

4-O-(β-D-galactopiranosil)-D-glucopiranosaβ-D-galactopiranosil (1→4) D-glucopiranosa

OH CH OH2 O

OH HO libre

DISACÁRIDOSSACAROSA: Es el disacárido no reductor, ya quelos dos carbonos anoméricos de la glucosa y

-1,fructosa están implicados en el enlace G( -2).

CH2OH4

HO 5

13 OH

OCH2OH

1

α-D-glucopiranosil-β- D- fructofuranósido

6

O

HO 2

6

O5

OH 2

4 3 CH2OH

OH

' .. ..'

...,-

Son polímeros naturales, llamados poliósidoso glucanos, macromoléculas, formadas por

de de

cientos o milesDos

de unidadesmonosacáridos. ejemplos típicospolisacáridos son el almidón y la celulosa.

ALMIDÓN El almidón está formado por una cadena

14, con enlaces 1 6 en los puntos deramificación. Los

almidóndos

sonconstituyentes

principales del la amilosa y laamilopectina.

62 lumifeve@gmail.com

AMILOSA constituye de un 15 a un 20% del almidóny tiene estructura helicoidal no ramificada, soluble en agua, da color azul con el yodo.

Amilosa helicoidal.La amilosa helicoidal forma un complejo de transferencia de carga de color azul con el yodo molecular.

% del almidón y

lumifeve@gmail.com

ALMIDÓNAMILOPECTINA constituye un 80-85consiste enresiduos de

cadenas muy ramificadas, de 24 o 30lasglucosa unidos por enlaces 14 en

cadenas y por enlaces 16 en los puntos deramificación, insoluble en agua, da color rojo a púrpura con el yodo.

Polisacárido más abundante en la naturaleza, es el tejido desostén de las plantas, está asociada con las hemicelulas y la

lignina. La celulosa está formada por unidades de D(+)-glucosa, los enlaces en el polisacáridos son β 1,4´: de enlace los carnívoros no pueden romperlo y por pueden utilizar la glucosa como nutriente.La celulosa forma microfibrillas de 14 000 unidades o

este tipo tanto no

más, quese torcionan y se unen a otras por puente de hidrógeno. Lamasa molecular varía entre 250 000 y 1 x 106 o más.

OHO CH2OHHO OHOHO O

CH2OH OOH CH OH

CH2OHO

O O HO OH

O HO O

2

l polisacárido que se almacena en

lumifeve@gmail.com

or

67 lumifeve@gmail.com

Polisacárido de granSe

importancia estructural en loslosinvertebrados. puede encontrar en

exoesqueletos de crustáceos e insectos. Las unidadesbásicas son N-acetil- -D-glucosaminas unidas penlaces [14] glucosídicos.

inoglucano, del griego

cosaminoglucano, regula la hidratación e

69 lumifeve@gmail.com

lumifeve@gmail.com

Es un glucosaminoglucanos, que son importantesextracelularconstituyentes estructurales de la matriz

formandel cartílago, como los que los tejidosvasosconectivos del cuerpo, cartílago, piel,

sanguíneos, así como los ligamentos y los tendones.-D-glucuronato(13)-4-sulfato-2-N-acetil-glucosamina

-D-

ÁCIDOS NUCLEICOS

Polímero ARNLos ácidos nucleicos están formadospor unidade

sde ribofuranósi

doenlazadas mediante uniones fosfato.

Enlaces fosfato

Dos nucleótidos

estánenlazados mediante una

uniónfosfato entre el grupo fosfato 5' de uno y el grupo hidroxilo 3' de otro.Una

molécula

de ARNsiempre tiene dos

extremos(a no ser

que

esté

en laforma de un gran anillo). Unextremo tiene un grupo 3' libre y el otro extremo tiene libre un grupo 5'.

Ribonucleótidos comunes.

Son ribonucleósidos esterificados por el ácido fosfórico ensu posición 5'; el grupo

-CH2OH seencuentra

enelextremode

lacadena

deribosa.

Los ribonucleósidos se unen

a través de enlaces de fosfato

Desoxirribonucleósidoscomunes.

Los

cuatro

desoxirribonucleósidos

que

constituyen

elADN

La estructura del polímero de ADN es similar a la del

ARN,excepto en que no tiene grupos hidroxilo en los

átomos decarbono 2' de los anillos de ribosa.

NUCLEÓTIDOSLos nucleótidos, además de su papel en la formación de los ácidosnucleícos, tienen una función independiente y vital para la vidacelular. Cuando un nucleótido se modifica por la unión de dos gruposfosfato, se convierte en un transportador de energía, necesario paraque se produzcan numerosas reacciones químicas celulares. Laenergía en los nucleótidos modificados, esta disponible en cantidadesconvenientes y aceptado en forma generalizada.El principal portador de energía, en casi todos los procesos biológicos,es una molécula llamada adenosín trifosfato o ATP .

BIBLIOGRAFÍA

http://www.uam.es/departamentos/ciencias/qorg/docencia_red/qo/l19/reac1.htmlhttp://www.fao.org/docrep/field/003/AB492S/AB492S02.htmhttp://quimica-csfisicas.blogspot.com/2010/08/acidos- nucleicos.html

El éxito en la vidasiempre adelante.

consiste en seguir

Samuel Johnson