Glícidos resumo

Palabra derivada de glicosa pois se pensaba que tódolos
glícidos procedian desta.
As biomoléculas máis abundantes da natureza
GLÍCIDOS : características xerais
Biomoléculas formadas por C, H y O, en una proporción CnH2nOn
Tamén se lles chama hidratos de carbono ou carbohidratos. O nome glícido deriva da
palabra «glícosa»
Características:
Nos glícidos sempre hai un grupo carbonilo, é dicir, un carbono unido a un osíxeno
mediante un doble enlace
O grupo carbonilo pode ser:
• Un grupo aldehído (—CHO)
• Un grupo cetónico (—CO—)
O
R C H
O
R C R
Os glícidos poden definirse como polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas
GLÍCIDOS : clasificación
Se clasifican en dous grandes grupos:
1. OSAS OU MONOSACÁRIDOS: son os monómeros e están constituidos por
unha soa cadea polihidroxialdehídica ou polihidroxicetónica
aldosas
cetosas
2. ÓSIDOS: son glícidos máis complexos, derivados das osas pola unión de
varios monosacáridos
Dentro dos ÓSIDOS, podemos distinguir:
2.1 - HOLÓSIDOS: so están formados pola unión de osas ou monosacáridos
Oligosacáridos.
Unión de 2 a 10 monosacáridos.
Os máis importantes son os disacáridos (unión de dous monosacáridos). Outros
son trisacáridos, tetrasacáridos, etc
Polisacáridos.
Unión de máis de 10 monosacáridos A súa vez, poden ser:
Homopolisacáridos: teñen un único tipo de monosacárido
Heteropolisacáridos: teñen máis dun tipo de monosacárido
2.2 - HETERÓSIDOS: formados por monosacáridos e outras moléculas, como
proteínas (glicoproteínas) ou lípidos (glicolípidos)
B - Estructura química dos monosacáridos
GLÍCIDOS : funcións
1 - Función estrutural.
Formando parte de diversas estruturas.
• Moleculares: ribosa e desoxirribosa que constitúen os ácidos nucleicos
• Celulares: celulosa, hemicelulosa e pectinas das paredes celulares vexetais
• Orgánicas: quitina do exoesqueleto dos artrópodos
2 - Función enerxética.
• Fonte de enerxía: glicosa
•
Reserva de enerxía: almidón e o glicóxeno
3 - Outras funcións específicas:
 Antibiótico (estreptomicina)
 Vitamina (vitamina C)
 Anticoagulante (heparina)
 ………
OSAS ou MONOSACÁRIDOS
A – Propiedades xerais
• Glícidos máis sinxelos. Constituidos por una sola cadena polihidroxialdehídica ou
polihidroxicetónica.
•
A partir de 5 carbonos son inestables  ciclación.
•
Nomeanse engadindo a terminación -osa ao número de carbonos Por exemplo,
triosa, tetrosa, pentosa, hexosa, etc
•
A formula xeral é : Cn(H2O)n
•
O grupo carbonilo dalles propiedades reductoras (desprenden e-)
•
Función enerxética e nalgúns casos estrutural
C – Propiedades físicas
A súa solubilidade na auga debese a que tanto os radicais hidroxilo (-OH) como os
radicais hidróxeno (-H) presentan unha elevada polaridade eléctrica e establecen pontes
de hidróxeno coas moléculas de auga, que tamén son polares, dispersándose así as
moléculas do glícido
C – Propiedades químicas
1. Poder reductor: os monosacáridos cun grupo aldehído ou cetona son capaces de
oxidarse, é dicir, de perder electróns, fronte a outras substancias que, ao aceptalos,
se reducen (véase APÉNDICE: reacción de Fehling)
2. Capacidad para asociarse con grupos amino mediante enlaces N-glicosídicos,
formado entre un -OH e un composto aminado, propio de aminoazúcres
3. Isomería
OSAS : ISOMERÍA
ISÓMEROS: Compostos que comparten a mesma fórmula química
molecular (número de átomos de cada clase), pero que presentan distinta
fórmula estrutural (átomos unidos de forma diferente)
Tipos de isomería:
1. Isómeros funcionais ou estruturais: diferéncianse polo grupo funcional.
2. Isómeros espaciais ou estereoisómeros: diferéncianse na disposición espacial
dos átomos. Se deben á existencia de carbonos asimétricos.
Tipos: enantiómeros y epímeros
3. Isómeros ópticos: En función de cómo desvíen o plano da luz polarizada
O monosacáridos de 5 ou máis átomos de carbono poden presentar outros tipos de
isomería
2.2. otras formas
3. ISOMERÍA ÓPTICA
Cuando se fai incidir un plano de luz polarizada sobre unha disolución de
monosacáridos que posúen carbonos asimétricos, o plano de luz se desvía.
- Se a desviación é cara a dereita o isómero é destróxiro e se representa con (
+)
- Se a desviación é cara a esquerda o isómero é levóxiro e se representa con ( )
OSAS : Estructura
En disolución, os monosacáridos de cinco ou máis átomos de carbono
dan lugar a estruturas cíclicas pechadas, xerando un carbono
asimétrico adicional na molécula, denominado carbono anomérico
• O carbono anomérico permite a
existencia
de
dous
novos
estereoisómeros,
denominados
anómeros (α y β)
carbono
anomérico C1
α-D-glucopiranosa
PROYECCIÓN DE HAWORTH (libro páx. 31)
GLICOSA: conformacións no espazo.
En realidade, as estruturas cíclicas da glicosa no son planas, como indican os
modelos estudados, senón que poden adoptar dos conformacións no espazo
debido a que os enlaces oriéntanse no espazo e non nun plano.
D
β
Forma “trans” o Z
Forma “cis” o E
OSAS : Interese biolóxico
• Los monosacáridos deben su importancia biológica al hecho
de encontrarse:
- como monómeros de todos los glúcidos
- libres actuando como nutrientes para que la célula pueda
obtener energía
- como intermediarios en el metabolismo energético celular
TRIOSAS
• Gliceraldehído (aldotriosa) y dihidroxiacetona (cetotriosa)
• La fórmula empírica de ambas es C3H6O3
• Son abundantes en el interior de la célula, ya que participan en el
metabolismo de la glucosa y las grasas
• No forman estructuras cíclicas
PENTOSAS
No se encuentran libres en la naturaleza, sino formando parte
de otros compuestos
• Ribosa y desoxirribosa (aldopentosas) forman parte del ARN
y ADN respectivamente. En disolución forman estructuras
cíclicas
• Ribulosa (cetopentosa) desempeña un importante papel en
la fotosíntesis, debido a que se une a la molécula de dióxido de
carbono (CO2), que queda así incorporada al ciclo de la materia
viva
HEXOSAS
Son los monosacáridos más abundantes en la naturaleza
• Glucosa (aldohexosa): se encuentra libre o formando parte de polisacáridos
de reserva (glucógeno, almidón) o estructurales (celulosa)
• Galactosa: no suele encontrarse en estado libre; forma parte de la lactosa,
de polisacáridos complejos o de heterósidos
• Manosa: se encuentra en la corteza de algunos árboles. Forma parte de
polisacáridos presentes en bacterias, fermentos, hongos y algunos árboles.
También forma parte de la estreptomicina (antibiótico)
Glicosa.
Na naturaleza atópase como D-(+)- glucopiranosa, polo que tamén se lle
chama dextrosa (glúcido dextrógiro).
Moi común en vexetais (uvas) e animais.
É o monosacárido máis importante xa que ten numerosas funcións biolóxicas:
- en forma libre (no sangue 1 por mil, froitas)
- formando parte de polisacáridos de reserva (almidón, glicóxeno)
- formando parte de polisacáridos estructurais (celulosa)
- almacena a enerxía solar durante a fotosíntese
- é o principal combustible metabólico das células
En disolución existe un equilibrio entre a forma cíclica (95%)e a forma aberta (menos
do 5 % do total).
D
5
1
β
Β-D-glucopiranosa
Fructosa (cetohexosa): denominada también como levulosa por ser muy levógira. Se
encuentra en estado libre en las frutas, miel y en el líquido seminal, donde nutre a los
espermatozoides. En el hígado se transforma en glucosa. También forma parte del
disacárido de sacarosa y de algunos polisacáridos
5
2
α
α-D-fructofuranosa
OSAS : Compostos derivados
• Originados por reducción: forman desoxiazúcares, pierden
un oxígeno en alguno de los carbonos
• Originados por oxidación: forman azúcares ácidos, el grupo
carbonilo (–CHO) se transforma en carboxilo (–COOH) ganan
un oxígeno
• Originados por substitución: forman aminoazúcares, como la
N-acetil-glucosamina al sustituir OH por NH2
Desoxirribosa
Ác. glucurónico
Glucosamina
HOLÓSIDOS : OLIGOSACÁRIDOS
Son glícidos formados pola unión de cadeas curtas de osas mediante
enlaces o-glicosídicos.
Son hidrolizables, cristalizables, solubles e de sabor doce.
1 - ENLACE O-GLUCOSÍDICO:
•
Formado entre os -OH de dous monosacáridos con desprendemento dunha molécula de auga.
•
Pde ser α-glicosídico si o primeiro monosacárido é α e β-glucosídico si o primeiro monosacárido
é β. Por exemplo, entre o C1 dunha α-D-glucopiranosa e o C4 de outra D-glucopiranosa (α o β) se
establece un enlace tipo α (1  4)
α-glucosídico
(14)
2 - TIPOS DE ENLACE O-GLICOSÍDICO:
1. Enlace monocarbonílico: entre o carbono anomérico do primeiro monosacárido e
un carbono non anomérico do segundo. Conserva a capacidade reductora.
carbono
anomérico C1
2. Enlace dicarbonílico: entre os dous carbonos anoméricos dos dous
monosacáridos. Perde a capacidad reductora
carbono
anomérico C2
PRÁCTICA: PROBA DE FEHLING
Permite comprobar se un glícido é reductor ou non. Os mono e disacáridos excepto la
sacarosa son redutores, o resto non.
• Calentar unha disolución composta polo glícido que se investiga e sulfato de cobre (II)
• Se o glícido é redutor, se oxidará, reducindo ao sulfato de cobre (II), de cor azul, a óxido de
cobre (I), de color vermello-laranxa
• Se o glícido non é redutor, a reacción non se producirá e a cor non cambiará
HOLÓSIDOS : DISACÁRIDOS CON
INTERESE BIOLÓXICO
Maltosa.
Disacárido formado por duas moléculas de glicosa (D-glucopiranosa) unidas mediante enlace
α (l4). A maltosa atópase libre naos gráns xerminado de cebada. La cebada germinada
artificialmente se utiliza para fabricar cerveza, y tostada se emplea como sustitutivo del café, es
la llamada malta. En la industria se obtiene a partir de la hidrólisis del almidón y del glucógeno.
La maltosa se hidroliza fácilmente y tiene carácter reductor
α-D-glucopiranosaaa
α-D-glucopiranosa
α -D-glucopiranosil (1  4) α-D-glucopiranosa
Lactosa: disacárido formado por una molécula de β-D-galactopiranosa y otra
de β-D-glucopiranosa unidas por medio de un enlace β (l4). Se encuentra
libre en la leche de los mamíferos
Β -D-galactopiranosil (1  4) Β -D-glucopiranosa
Sacarosa: disacárido formado por una
molécula de α-D-glucopiranosa y otra de βD-fructofuranosa unidas mediante un
enlace α (12). Se encuentra en la caña de
azúcar y en la remolacha azucarera.
Reserva glucídica de las plantas). Carece de
poder reductor.
α-D-glucopiranosa
Β –D-fructofuranosa
α -D-glucopiranosil (1  2) Β –D-fructofuranósido
Enlace
dicarbonílico
Isomaltosa: disacárido formado por dos moléculas de α-D-glucopiranosa
mediante enlace α (16). No se encuentra libre en la naturaleza. Se obtiene
por hidrólisis de la amilopectina (un componente del almidón) y del
glucógeno. Proviene de los puntos de ramificación α (16) de estos
polisacáridos.
Celobiosa: disacárido formado por dos moléculas de β-D-glucopiranosa
unidas mediante enlace β (l4). No se encuentra libre en la naturaleza, se
obtiene por hidrólisis de la celulosa con un enzima denominado celulasa.
Conserva el poder reductor
PRINCIPALES DISACÁRIDOS CON INTERÉS BIOLÓGICO
Disacárido
Monosacáridos unidos
MALTOSA
α-D-glucopiranosas
α (l4)
ISOMALTOSA
α-D-glucopiranosas
α (16)
LACTOSA
β-D-galactopiranosa
Enlace
β-D-glucopiranosa
β (l4)
CELOBIOSA
SACAROSA
β-D-glucopiranosas
α-D-glucopiranosa
β-D-fructofuranosa α (12)
HOLÓSIDOS : POLISACÁRIDOS
Formados por la unión de más de 10 monosacáridos
mediante enlaces O-glucosídicos, con la generación de
una molécula de agua por cada enlace
• Pesos moleculares muy elevados
• No tienen sabor dulce
• Pueden ser insolubles (celulosa), o formar dispersiones coloidales (almidón)
• Funciones estructurales (con enlaces β-glucosídicos) o de reserva energética (enlaces
α-glucosídicos)
- Los enlaces α son más débiles que los enlaces β, por lo que se crean y
destruyen con facilidad
• Clasificación:
- Homopolisacáridos: polímeros de un solo tipo de monosacárido
- Heteropolisacáridos: polímeros de más de un tipo de monosacárido
HOMOPOLISACÁRIDOS
Función de reserva
energética
(enlaces α)
Almidón
Función estructural
(enlace β)
Celulosa
HETEROPOLISACÁRIDOS
enlace α
Pectina
Agar agar
Glucógeno
Quitina
Goma arábiga
- Los polisacáridos de reserva suelen ser ramificados para movilizar más rápidamente
los restos de monosacáridos, glucosa en ambos casos; mientras que los polisacáridos
estructurales suelen presentar estructura lineal
HOMOPOLISACÁRIDOS CON FUNCIÓN DE RESERVA
• Glucógeno:
- Principal elemento de reserva de los animales que se encuentra en el hígado y
músculos
- Formado por cadenas muy largas y ramificadas de glucosa
Cada 8-10
HOMOPOLISACÁRIDOS CON FUNCIÓN DE ESTRUCTURAL
• Celulosa:
- Elemento principal de la pared celular vegetal
- Polímero de β-D-glucosa unidas mediante enlaces β(14) (celobiosas)
- Formado por cadenas lineales no ramificadas de β-D-glucosa que se unen entre sí por
puentes de hidrógeno, constituyendo microfibras Estas se unen para formar fibras que
se unen para dar lugar a fibras de celulosa
- La pared celular vegetal persiste tras la muerte de las células, constituyendo las fibras
vegetales (algodón, lino, cáñamo, esparto, etc.) y el interior del tronco de los árboles (el
leño o madera)
β
HOMOPOLISACÁRIDOS CON FUNCIÓN DE ESTRUCTURAL
• Quitina:
- Polímero de N-acetil-D-glucosamina (un derivado de la glucosa)
- Constituye el exoesqueleto de los artrópodos (en los crustáceos se encuentra
impregnada de carbonato cálcico, lo que aumenta su dureza) y las paredes
celulares de los hongos
- Forma cadenas paralelas que se organizan en capas alternas, lo que les
confiere gran resistencia
HETEROPOLISACÁRIDOS
Polisacáridos compostos por varios tipos de monosacáridos
Hemicelulosas: conxunto moi heteroxéneo de polisacáridos, entre outros, glicosa,
galactosa e fucosa. Unha cadea liñal dun msc da que xurden ramificacións doutros. Na
parede de células vexetais.
Pectinas: polímero do ácido galacturónico (derivado por oxidación) en cadeas liñais
intercalado con outros monosacáridos como a ramnosa, da que xurden ramificacións.
Na parede de células vexetais.
Agar-agar: polímero de D/L-galactosa que se atopaen en algas vermellas. Utilízase na
industria alimentaria e para preparar medios de cultivo.
Glicosaminoglicanos (mucopolisacáridos): formado por ácido glicurónico (derivado
por oxidación) e N-acetil-glicosamina ou N-acetil-galactosamina (derivados por
substitución). Atópanse na substancia intercelular dos tecidos conectivos.
Entre eles destacan:
• Ácido hialurónico (p.e. humor vítreo)
• Condroitina (tecidos cartilaxinoso e óseo)
• Heparina (anticoagulante)
HETERÓSIDOS
Grupo moi variado. Teñen unha parte glicídica e unha non glicídica
(aglicón).
1 - GLICOLÍPIDOS
• O aglicón é o lípido ceramida unido a un oligosacárido complexo.
• Destacan: Cerebrósidos e gangliósidos, compoñentes da membrana externa das
bacterias Gram negativas e das membranas das células nerviosas.
• Parece que interveñen no recoñecemento celular proporcionando as células a súas
“señas de identidade” e como receptores de moléculas extracelulares.
2 - GLICOPROTEÍNAS
•
O aglicón é unha proteína.
•
Destacan: Mucoproteínas; glicoproteínas sanguíneas; peptidoglicanos …
•
Funcións moi variadas
Mucoproteínas ou mucinas, en vías respiratorias, dixestivas e uroxenitais, lubricando e
impediendo infeccións bacterianas.
Glicoproteínas sanguíneas ou séricas, presentes no sangue, como a protrombina e as
inmunoglobulinas
Glicoproteínas estructurais da membrana plasmática, que presentan gran
heteroxeneidade, debido as variacións na secuencia de monosacáridos; xunto aos
glicolípidos actúan en procesos de recoñecemento celular.
Peptidoglicanos, componente ríxido da parede celulars bacteriana.
Hormonas como a luteinizante (LH) ou a foliculoestimulante (FSH)
Outras moléculas que actúan como principios activos de plantas medicinales como por
exemplo a digitalina con propiedades cardiotónicas.
APÉNDICE: PRUEBA DE LUGOL
Permite comprobar la presencia de almidon.
Reactivo de Lugol (solución de yodo e yoduro potásico)
El almidón es un polisacárido vegetal formado por dos componentes: la amilosa y
la amilopectina.
En presencia del reactivo de Lugol la amilosa se colorea de azul-violota debido no
a una reacción química sino a la adsorción o fijación de yodo en la superficie de la
molécula de amilosa, lo cual sólo ocurre en frío.