Glúcidos

Tema 3 - Glúcidos

1. Concepto y clasificación
2. Monosacáridos
3. Fórmulas cíclicas
4. Importancia biológica
5. Derivados de los monosacáridos
6. Oligosacáridos
7. Polisacáridos
8. Heteropolisacáridos
9. Heterósidos

Concepto y clasificación

Los glúcidos están formados por C, H y O principalmente, y de forma excepcional con N, S o P. La mayoría se encuentran en forma de macromoléculas de fórmula CnH2nOn, motivo por el que se denominan carbohidratos.

Monosacáridos

Composición química

• Los monosacáridos tienen entre 3 y 7 átomos de carbono (triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas).
• Dependiendo del grupo funcional que presenten pueden ser:
• Aldosas si tienen grupo aldehído
• Cetosas si tienen grupo cetona
• Todos los monosacáridos tienen carácter reductor, es decir, pueden reducir otros compuestos. Para detectar esta capacidad realizamos la reacción de Fehling.

Isomería y actividad óptica

Isomería: moléculas que tienen la misma fórmula molecular pero distinta disposición de sus átomos.

• Isomería de función: misma fórmula pero distintos grupos funcionales
• Estereoisomería: distinta disposición espacial (carbonos asimétricos - unidos a 4 radicales distintos)
• Enantiómeros: la posición de los -OH va cambiando. Son imágenes especulares.
• Forma D (-OH a la derecha). Son los más abundantes en la naturaleza.
• Forma L (-OH a la izquierda)
• Epímeros: se distinguen solo en la posición de un -OH de un carbono asimétrico.
• Actividad óptica: las moléculas con un carbono asimétrico pueden desviar el plano de luz a través de una disolución.
• Levógiros: rotan al contrario que las agujas del reloj
• Dextrógiros: rotan según las agujas del reloj

Ejemplos monosacáridos

Monosacáridos

Ciclación

• Carbono anomérico: el carbono del grupo cetona o aldehído se transforma en carbono asimétrico y recibe el nombre de carbono anomérico. La posición de su -OH determinará si es:

• Forma alfa: el -OH queda bajo el plano
• Forma beta: el -OH queda sobre el plano
• Configuración cis: todos los C sobre el plano (nave)
• Configuración trans: algún C bajo el plano (silla)

Clasificación monosacáridos

Forma lineal

Grupo funcional

Número de C

Forma ciclada

Configuración

Forma geométrica

En disolución

Importancia biológica

Hexosas - 6 C

Triosas - 3 C

• Glucosa: es el más abundante y constituye los polisacáridos más comunes.
• Galactosa: forma parte de la lactosa y otros complejos
• Manosa: forma parte de polisacáridos de plantas, bacterias y hongos
• Fructosa: monosacárido más dulce, lo encontramos en las frutas. Si está unido a la glucosa forman la sacarosa. Está formada por 6 carbonos aunque en su forma ciclada es un pentágono.

• Gliceraldehído: es la aldotriosa más simple. Será importante en metabolismo como Gliceraldehído-3-fosfato
• Dihidroxiacetona: único monosacárido sin actividad óptica

Tetrosas - 4 C

• Eritrosa: nutrición autótrofa

Pentosas - 5 C

• Ribosa: componente de nucleótidos
• Xilosa: presente en la madera
• Arabinosa: uno de los pocos en forma L
• Ribulosa: intermediario en la fijación de CO2 en autótrofos

Derivados de monosacáridos

• Éster fosfórico: son monosacáridos unidos a un grupo fosfato por enlace éster
• Gliceraldehído-3-fosfato (metabolismo)
• Desoxiazúcares: son monosacáridos donde se ha sustituido un -OH por un -H
• Desoxirribosa (ADN)
• Polialcoholes: son monosacáridos que han transformado su grupo funcional por alcohol
• Glicerol
• Azúcares ácidos: son derivados que transforman los grupos aldehído en ácido
• Ácido ascórbico (vitamina C)
• Aminoazúcares: son derivados en los que un grupo alcohol se sustituye por un grupo amino
• N-acetilmurámico (componente de la pared bacteriana)
• N-acetil glucosamina (unidad estructural de la quitina, que forma el exoesqueleto de artrópodos)

Oligosacáridos

Enlace O-glucosídico

• Se establece entre dos grupos hidroxilo (OH) de diferentes monosacáridos. Se produce la liberación de una molécula de agua y quedan unidos por un puente de oxígeno.
• Enlace monocarbonílico: participa 1 carbono anomérico y tiene poder reductor. (Enlaces 1-4 y 1-6)
• Enlace dicarbonílico: participan 2 carbonos anoméricos y pierden el poder reductor. (Enlaces 1-2)
• En enlace puede ser alfa o beta dependiendo de la posición del -OH del carbono anomérico del primer monosacárido.
• Enlace alfa si los -OH están en la misma posición
• Enlace beta si los -OH están en posiciones opuestas

• Maltosa: αglucosa + αglucosa (Poder reductor)
• Sacarosa: glucosa + fructosa (No poder reductor)
• Lactosa: galactosa + glucosa (Poder reductor)
• Celobiosa: βglucosa + βglucosa (Poder reductor)

Polisacáridos

Características

• Los polisacáridos carecen de sabor dulce y no tienen poder reductor.
• Los enlaces glucosídicos tipo alfa son más débiles - como los enlaces se rompen con facilidad son polisacáridos con función de reserva.
• Los enlaces glucosídicos tipo beta son más fuertes - como se rompen con mucha dificultad son polisacáridos con función estructural.

Homopolisacáridos de reserva

Homopolisacáridos estructurales

• Polisacárido vegetal: ALMIDÓN
• Amilosa 1-4 (no ramificada) + amilopectina 1-6 (ramificada)
• Se encuentra en los plastos y órganos de reserva
• Se hidroliza con amilasas específicas
• Polisacárido animal: GLUCÓGENO
• Amilosa con enlaces 1-4, también presenta ramificaciones con enlaces 1-6
• Se almacena en el hígado y células musculares

• Polisacárido vegetal: CELULOSA
• Polímero lineal beta-D-glucosa con enlaces 1-4
• Enlaces intracatenarios (puentes de H)
• Enlaces intercatenarios (puentes de H)
• Cadena - micela - microfibrilla - fibra - pared celular
• Polisacárido animal: QUITINA
• Polímero lineal N-acetil-beta-D-glucosamina con enlaces 1-4
• Exoesqueleto de artrópodos (protección y soporte)
• Estructura similar a la celulosa

Heteropolisacáridos

• Pectina: se encuentra formando la matriz de la pared celular.
• Hemicelulosas: se encuentran en la pared de las células vegetales.
• Agar-agar: espesante de líquidos producido por algas rojas. Sirve como medio de cultivo para microorganismos.
• Gomas: función defensiva en las plantas, se segrega en zonas abiertas por golpes o traumatismos.
• Mucílagos: similar a las gomas, se utilizan en dietas saciantes

• Mureína: es la unidad estructural del peptidoglicano de la pared bacteriana, protege a las bacterias de deformación y ósmosis desfavorable.
• Glicosaminoglicanos: tejidos conectivos.
• Ácido hialurónico: aporta resistencia a presión mecánica
• Condroitín sulfato: presente en cartílago
• Heparina: sustancia anticoagulante

Heterósidos

Glicolípidos

Principios activos de plantas medicinales

• Son moléculas de membrana presentes en la superficie de las células del sistema nervioso
• Intervienen en el reconocimiento celular
• Algunas bacterias y virus se unen a ellos para infectar células
• Cerebrósidos
• Gangliósidos

• La parte no glucídica es una molécula orgánica de naturaleza variada
• Se emplean en la industria farmacéutica

Glicoproteínas

• El porcentaje de proteína es mayor que el de glúcidos, a diferencia de los peptidoglicanos
• Inmunoglobulinas (anticuerpos)
• Hormona luteinizante (LH) y foliculoestimulante (FSH)
• Receptores de membrana

Número de C

• Triosa: tiene 3 C
• Tetrosa: tiene 4 C
• Pentosa: tiene 5 C
• Hexosa: tiene 6 C
• Heptosa: tiene 7 C

Forma ciclada

• Si el OH del carbono anomérico se encuentra por debajo del plano es alfa.
• SI el OH del carbono anomérico se encuentra por encima del plano es beta.

Grupo funcional

• Si el grupo funcional es un aldehído es una aldosa
• Si el grupo funcional es una cetona es una cetosa

Forma geométrica

• Si tiene forma hexagonal se llama piranosa
• Si tiene forma pentagonal se llama furanosa

En disolución

Si los monosacáridos están en disolución pueden desviar la luz.

• Si desvían la luz hacia la derecha son dextrógiros.
• Si desvían la luz hacia la izquierda son levógiros

Forma lineal

• Si el OH del carbono asimétrico más alejado del C del grupo funcional está a la derecha tiene forma D.
• Si el OH del carbono asimétrico más alejado del C del grupo funcional está a la izquierda tiene forma L.

Configuración

• Si tiene todos los C en el mismo plano tiene forma de nave (cis)
• Si tiene algún C en un plano diferente tiene forma de silla (trans)