glucidos ii: disacáridos y polisacáridos

BIOMOLÉCULAS ORGÁNICAS

Glúcidos-II: Disacáridos, oligosacáridos, polisacáridos

Enlace O-glicosídico

Une monosacáridos Es un puente de oxígeno que se forma al

interaccionar dos grupos hidroxilo de dos monosacáridos diferentes, liberándose una molécula de agua (reacción de condensación)

R-OH + HO-R’ R-O-R’ + H2OC anomérico cualquier C

Enlace O-glicosídico

Es un enlace hidrolizable Cuando la unión se produce entre dos carbonos

anoméricos se habla de enlace (u oligosacárido) DIGLUCOSÍDICO O DICARBONÍLICO y la molécula NO tiene ya poder reductor (ha consumido los OH anoméricos)

Si se unen dos carbonos en los que uno no es anomérico, la molécula retiene el poder reductor: enlace (oligosacárido) MONOGLUCOSÍDICO O MONOCARBONÍLICO.

Enlace O-glicosídico

Se nombran:1. Indicando la configuración anomérica del primer

monosacárido que se une (alfa o beta)2. Indicando los carbonos entre que se une3. Añadiendo el sufijo –IL al primer monosacárido4. Si el enlace es monocarbonílico, el segundo

monosacárido acaba en –ÓSA.5. Si el enlace es dicarbonílico, el segundo

monosacárido acaba en –ÓSIDO.

Enlace O-glicosídico

-maltosa:

(14) entre -glucosa y -glucosa

H2O

Enlace O-glicosídico

Sacarosa:

(12) entre -glucosa y -fructosa

Se voltea para enfrentar los grupos que reaccionan

H2O

Principales disacáridos

lactosa(14)

lactosa(14)

GALACTOSA

-celobiosa(14)

celobiosa(14)

-GLUCOSA

sacarosa12)

-maltosa(14)

Trealosa11)maltosa14)

-GLUCOSA

-FRUCTOSA-GLUCOSA-GLUCOSA

Indica con “R” los que sean reductores y con

“NR” los que no lo sean

NR

NRR

R

R

R

R

R

-D- glucopiranosil (14) -D- glucopiranosa-D- galactopiranosil (14) -D- glucopiranosa

Principales disacáridos

lactosa(14)

lactosa(14)

GALACTOSA

-celobiosa(14)

celobiosa(14)

-GLUCOSA

sacarosa12)

-maltosa(14)

Trealosa11)maltosa14)

-GLUCOSA

-FRUCTOSA-GLUCOSA-GLUCOSA

Nombra correctamente:

La trealosaNombra correctamente:

La -celobiosaNombra correctamente:

La -lactosa

-D- glucopiranosil (11) -D- glucopiranósido

Ejercicio

Representar:– La lactosa (β-D-galactopiranosil (1 → 4) β-D-glucopiranosa)– La isomaltosa (-D-galactopiranosil (1 → 4) β-D-glucopiranosa)

Ejercicio

Identifica los monosacáridos que componen la rafinosa y coloca sus nombres en los recuadros correspondientes

Nombra correctamente la rafinosa

¿Tiene poder reductor la rafinosa?

Ejercicio

D-galactopiranosil (16) -D-glucopiranosil (12) D-fructofuranósido

-D-galactosa

-D-glucosa -D-fructosa

NO ES REDUCTOR

Principales disacáridos

Sacarosa: azúcar vegetal común (caña, remolacha). No es reductor.

Lactosa: en la leche y formando glucolípidos Maltosa: en el almidón y el glucógeno: aparece en las

semillas en germinación, que comienzan a emplear reserva de almidón acumulada. (semillas germinadas de cebada son fermentadas por levaduras para producir cerveza; tostadas, producen la malta, sustituto del café.)

Celobiosa: en la celulosa

La intolerancia a la lactosa

Localización inmunocitoquimica de lactasa en el epitelio intestinal normal

Localización de lactasa en una persona con intolerancia a la lactosa

Oligosacáridos

La rafinosa (o melitosa) es un trisacárido que se encuentra en muchas plantas leguminosas y crucíferas como los frijoles (judías), guisantes, col, y brócoli.

Está formada por una molécula de galactosa conectada a una de sacarosa por un enlace glicosídico (16).

Es indigerible por los seres humanos y se fermenta en el intestino grueso por bacterias produciendo gas.

Tabletas que contienen la enzima alfa-galactosidasa, como el suplemento farmacéutico Beano, se usan frecuentemente para ayudar a la digestión y para evitar el meteorismo y flatulencias.

Oligosacáridos

Oligosacáridos: el glicocálix

Los glucolípidos y las glucoproteínas forman parte de la cara externa. Los oligosacáridos constituyen el denominado glucocálix. Actúan como transportadores de información funcionando como marcadores biológicos (antígenos de superficie celular) y lugares de reconocimiento celular y anclaje de diversas moléculas.

Oligosacáridos: el glicocálix

Oligosacáridos

• Receptores hormonales, toxinas,…• Fijación de virus y reconocimiento de

bacterias• Reconocimiento intercelular• Ramificaciones anormales: tumores• Identidad celular: antígenos de

superficie

Oligosacáridos:grupos sanguíneos

Polisacáridos

Son macromoléculas formadas por la unión de muchos monosacáridos mediante enlaces O-glucósídicos.

Pueden ser lineales o ramificadas Son insolubles, no son dulces ni

tienen aspecto cristalino. No tienen carácter reductor (los

extremos con carbonos anoméricos libres no son suficientes para otorgar ese carácter a la molécula)

¿Estructural o de reserva?

Si en el polisacárido abundan los anómeros , los enlaces son fácilmente hidrolizables y la molécula suele ser de reserva, liberando monosacáridos cuando sea necesario.

Si predominan los anómeros , las enzimas que hidrolizan esos enlaces no son frecuentes y las moléculas suelen ser resistentes a la hidrólisis: función estructural.

-Homopolisacáridos: los monómeros son iguales- De glucosa:

• almidón, glucógeno (reserva energía)

• celulosa (fibras pared celular)- De N-acetilglicosamina:

• quitina (exoesqueleto de artrópodos)-Heteropolisacáridos: incluyen dos o más tipos diferentes

de monosacáridosej., proteoglicanos de la matriz extracelular

Clasificación de los polisacáridos

Homopolisacáridos: Almidón

Se encuentra en los amiloplastos de las células vegetales, sobre todo en las semillas, las raíces y los tallos. También aparece en algunos protoctistas.

El almidón constituye la principal fuente glucidica de la alimentación humana, ya que es uno de los alimentos básicos de la dieta. Abunda en productos de consumo diario, como las patatas, los cereales, las legumbres o el pan, y su hidrólisis, que se realiza ante el proceso digestivo, permite obtener gran cantidad de moléculas de glucosa.

Su acumulación no genera problemas osmóticos al contrario de lo que ocurriría si acumularámos mono o disacáridos. (La ósmosis depende del número de moléculas, no del tamaño)

Gránulos de almidón en un embrión de judía

Amiloplastos

Almidón

Almidón

El almidón se compone en realidad de dos fracciones, de proporción variable según el organismo:• AMILOSA: Está formada por α-D-glucopiranosas

unidas mediante enlaces (1 → 4) en una cadena sin ramificar. Esta cadena adopta una disposición helicoidal y tiene 6 monómeros por cada vuelta de la hélice.

• AMILOPECTINA: Está constituida por α-D-glucopiranosas, unidas por enlaces (1 → 4), y ramificaciones con enlaces (1 → 6) cada 12 monómeros.

AMILOPECTINA

maltosa

Almidón y glucógeno

Ramificación: amilopectina, 4%; glucógeno, 10%

Homopolisacáridos:Glucógeno

Constituye el polisacárido de reserva propio de los hongos y de los animales, en los que forma gránulos visibles y abundantes en el hígado y en los músculos estriados. Aparece también en algunas bacterias.

Es un polímero de α-D-glucopiranosas similar a la amilopectina, aunque con ramificaciones más frecuentes (cada 8-10 moléculas de glucosa).

Gránulos de glucógeno en el citoplasma de un hepatocito

Homopolisacáridos:Celulosa

• Es el componente fundamental de las paredes celulares de los tejidos vegetales. Se encuentra, por tanto, en productos como el papel, la madera o el algodón.

• La celulosa es un polímero lineal de β-D-glucopiranosas, con enlaces (1→4), formado por largas cadenas (en ocasiones de hasta 15.000 monómeros) sin ramificar.

• Las cadenas lineales se asocian lateralmente formando fibrillas que se mantienen unidas por puentes de H.

Celulosa: niveles de organización

Celulosa: niveles de organización

Celulosa: niveles de organización

Celulosa: niveles de organización

Celulosa: niveles de organización

Celulosa: niveles de organización

Homopolisacáridos: Quitina

• Este polisacárido estructural es el componente principal de las cutículas y del esqueleto externo de los artrópodos (insectos, crustáceos, etc) y forma parte de los recubrimientos celulares de los hongos.

• El monómero constituyente es un derivado de la glucosa (N,acetil-β-D-glucosamina). La unión entre ellos se realiza por enlace (1 → 4), que da lugar a una cadena lineal, similar a la celulosa.

Heteropolisacáridos

Están constituidos por dos o más monosacáridos distintos (o derivados de éstos, como ácidos o ésteres).

Heteropolisacáridos

Hemicelulosa: Es uno de los componentes de la matriz de la pared celular de los vegetales. Contiene las aldopentosas xilosa, fucosa y arabinosa, además de glucosa, galactosa o ácido glucurónico. Es una estructura ramificada cuya composición varía con la especie

Heteropolisacáridos

Pectina: Es otro componente de la pared de las células vegetales. Constituye la matriz en la que se sitúan las microfibrillas de celulosa. Está formada por cadenas de ácido metilgalacturónico en las que se intercala ramnosa y ramificaciones de galactosa y arabinosa.

Gomas: Forman parte de algunas secreciones vegetales y se considera que desempeñan un papel defensivo (por ejemplo, taponar heridas en las plantas). Presentan una composición diversa, en la que predomina la arabinosa, la ramnosa, la galactosa y el ácido glucurónico. Destaca en este grupo la goma arábiga, que se obtiene de distintas especies de acacias.

Heteropolisacáridos

Mucílagos: Son un grupo muy variado que tienen la propiedad de absorber gran cantidad de agua.

Se encuentran en los vegetales, las bacterias y las algas.

Entre estas últimas se puede citar el agar-agar (producido por algas rodofíceas), que contiene D y L-galactosa, así como ésteres sulfúricos de ambas, y se utiliza en la industria alimentaria como espesante en la elaboración de sopas, flanes, helados, etc. También se emplea en investigaciones microbiológicas como base para preparar medios de cultivo sólidos.

Mucopolisacáridos

• Son heteropolisacáridos de origen animal, también denominados glucosaminoglucanos, que desempeñan funciones diversas y se caracterizan por su variada composición. Suelen asociarse a proteínas para formar productos viscosos que actúan como sustancias intercelulares y, en ocasiones, lubricantes.

• Se forman por la unión de:

• Pueden tener función:a) Estructural: ácido hialurónico, condroitinab) De secreción: heparina, mucoitínsulfatos

HEXOSAMINA + ÁC. HEXURÓNICO + OTROS

Mucopolisacáridos: ácido hialurónico

• Compuesto por ácido glucurónico y N-acetilglucosamina.

• Se encuentra principalmente en los tejidos conectivos, en el líquido sinovial de las articulaciones y en la cubierta de los ovocitos.

Ácido hialurónico

Ácido hialurónico

Mucopolisacáridos

Condroitina: Posee una composición y una función semejantes al ácido hialurónico. Se localiza en los huesos y los cartílagos.

Heparina: Inhibe la coagulación de la sangre y se halla en la sustancia intercelular del hígado y los pulmones, y en la pared de las arterias. La heparina se encuentra también en las glándulas bucales de los animales hematófagos, como los mosquitos y las sanguijuelas. Gracias a su acción anticoagulante, pueden ingerir fácilmente la sangre que obtienen de otros animales.

Heparina

Desmodus rotundus, una de las tres especies de vampiros

Heterósidos

• Son sustancias formadas por la unión de una parte glucídica y otra no glucídica denominada aglucón o genina. Si esta es una proteína se denominan glucoproteína y si es un lípido, glucolípidos.

• Muchos heterósidos forman principios activos de numerosa plantas medicinales como el cardiotónico, digitalina de Digitalis purpurea, amigdalósidos del los huesos de melocotón y albaricoque que liberan ácido cianhídrico, los tanósidos, algunos antibióticos como la estreptomicina o los nucleótidos

Heterósidos: glucoproteínas

Según el % de la parte proteica: peptidoglicano<proteglicanos<glucoproteínas

Glucoproteínas

• Pueden desempeñar funciones diversa como las hormonas gonadotrópicas, los anticuerpos o determinados enzimas digestivos

• En la membrana plasmática

Elastasa

Peptidoglicanos

• Forman la pared bacteriana. Son polímeros de N-acetilglucosamina y N-acetilmurámico asociados a cadenas peptídicas.

Peptidoglicanos

Proteoglicanoso mucinas

• Tienen una amplia (80%). fracción glucídica de naturaleza polisacárida (ácido hialurónico , condroitina, etc).

• Algunos tiene función estructural en la matriz esxtracelular otros son segregados por las glándulas mucosas y tienen función de lubrificante y defensiva y algunos tiene función anticongelante en algunos peces de regiones polares.