Transcript D-(+)-glucosa - IES Ramon Llull

GLÚCIDS
- Són polihidroxialdehids o polihidroxicetones.
-Són biomolècules constituides per C, H i O,
(de vegades N , S i P)
- De funció estructural o energètica.
-Són el producte de la fotosíntesi i són utilitzats a la
respiració.
- Formen part d’altres molècules, com els nucleòtids
i altres
- Intervenen en el reconeixement cel·lular.
1.1. Concepto
• Los glúcidos o carbohidratos son biomoléculas
constituidas por átomos de C, H y O según la
fórmula empírica CnH2nOn.
Excepcionalmente
pueden contener
otros elementos
como N, S o P.
Pueden formar hasta el 90%
de las biomoléculas orgánicas
David Alberto Pacheco
de
un
ser vivo.
Montoya
CLASIFICACIÓ.
Dos grans grups:
-OSAS: monosacàrids, són els monòmers.
-ÒSIDS: polímers, per hidròlisi donen monosacàrids.
a- HOLÒSIDS: la seva hidrolisi produeix osas.
a.1 - OLIGOSACÀRIDS: unió de 2 a 10 osas.
Per exemple els disacàrids.
a.2 - POLISACÀRIDS: unió de moltisimes osas.
Dos grups: Homo i Heteropolisacàrids.
a.2.1- Homopolisacàrid: unió d’un únic tipus de
monosacàrid.
a.2.2- Heteropolisacàrid: unió de diverses osas.
b- HETERÒSIDS: la seva hidrolisi produeix osas i molècules
no glucídiques.
Clasificación
LOS GLÚCIDOS
GLÚCIDOS
se clasifican
Monosacáridos
Oligosasacáridos
Polisacáridos
Glucoconjugados
se unen por
formando
Enlace
O-glucosídico
se clasifican
son
Aldosas
ejemplos
GALACTOSA
GLUCOSA
RIBOSA
DESOXIRRIBOSA
Cetosas
ejemplos
RIBULOSA
FRUCTOSA
Disacáridos
Homopolisacáridos
ejemplos
Heteropolisacáridos
ejemplos
Pectina
Agar Agar
Goma arábiga
Lactosa
Sacarosa
Maltosa
Celobiosa
Vegetales
Animales
Reserva
Almidón
Celulosa
Quitina
Estructural
Glucógeno
Peptidoglucanos
Glucoproteínas
Glucolípidos
MONOSACÀRIDS
Característiques:
-La seva fórmula general es (CH20)n on n està
comprès entre 3 i 8.
- Cristalitzables, blancs, dolces, solubles en aigua,
no hidrolitzables i amb poder reductor.
-Químicament són polialcohols amb un grup aldehid
o cetona.
Aldehid formen les ALDOSES.
Cetona formen les CETOSES.
-S’anomenen afegint el sufix –osa al prefix que
indica el nombre de carbonis.
- En estat cristalí són lineals.
Los monosacáridos
• Son sólidos cristalinos, de color blanco y solubles en agua.
Presentan un característico sabor dulce, por lo que también reciben
el nombre de azúcares.
COMPOSICIÓN QUÍMICA
4. Importancia biológica de los
monosacáridos
TRIOSAS
TETROSAS
GLICERALDEHÍDO y DIHIDROXIACETONA
Intermediarios del metabolismo de la glucosa.
ERITROSA
Intermediario en procesos de nutrición autótrofa.
PENTOSAS
RIBOSA
Componente estructural
de nucleótidos.
XILOSA
Componente
de la madera.
ARABINOSA
RIBULOSA
Presente en la
goma arábiga.
Intermediario en la
fijación de CO2 en
autótrofos.
Trioses
• Glúcids formats per 3 àtoms de carboni.
• Existeixen dues:
Dihidroxiacetona.
el
gliceraldehid
i
la
• La fórmula empírica de ambdues és C3H6O3.
• Són molt abundants en l’interior cel·lular ja que
són metabolits intermitjos de la degradació
de la glucosa.
El gliceraldehid té el segon carboni denominat asimètric
perquè apareix unit a quatre grups diferents.
Si col·locam el grup aldehid a dalt de tot i tenint en
compte la posició del grup (-OH), es distingeixen dos
isòmers espacials o estereoisòmers: el D-gliceraldehid
amb el grup hidròxil a la dreta i el L-gliceraldehid amb el
grup hidròxil a l’esquerra.
Són imatges que no es poden fer coincidir al girar, i
s’anomenen enantiomorfes.
El nombre d'isòmers és
de 2x on x representa
el nombre de carbonis
asimètrics.
Per assignar D o L
es pren com a
referència el carboni
asimètric més allunyat
del grup aldehid o
cetona.
Isomería
La presència de carbonis asimètrics dona a aquestes
molècules
la propietat d’activitat òptica.
Si fem incidir sobre elles un raig de llum polaritzada, es
produeix una desviació en el pla de polarització.
Els glúcids que desvien el raig de llum polaritzada cap a
la dreta s’anomenen dextrògirs i s’indiquen posant un +
dins d’un parèntesi abans del nom,
Els que ho desvien cap a l’esquerra s’anomenen levògirs i
s’indiquen posant un - dins d’un parèntesi abans del nom.
Per exemple, el D – Gliceraldehid desvia el llum cap a la
dreta, per tant l’anomenarem: D – (+) – Gliceraldehid.
Tetroses
Glucids formats per cuatre àtoms de carboni.
Tenim 2 aldotetroses, la treosa i la eritrosa, i una
cetotreosa, la eritrulosa.
Pentoses
Són glúcids amb 5 àtoms de carboni.
En les aldopentoses, ja que hi ha 3 carbonis asimètrics
apareixen 8 possibles estructures moleculars.
En la naturalesa tan sols se'n troben quatre:
La D-ribosa que forma part de l’ARN.
La D-2-desoxiribosa que constitueix la base esquelètica
de l’ADN.
La D-xilosa que formant el polisacàrid xilana forma part
de la fusta.
La L-arabinosa que forma el polisacàrid arabana.
Entre les cetopentoses cal esmentar :
La D-ribulosa, que exerceix un paper important en la
fotosíntesi, ja que s'uneix a la molècula de diòxid de
carboni, que així queda incorporada al cicle de la
matèria viva.
Hexoses
Són glúcids amb sis àtoms de carboni.
Les aldohexoses tenen quatre carbonis asimètrics i, per tant,
hi ha setze possibles estructures moleculars diferents.
Tenen interès en biologia la D-(+)-glucosa, la D – (+) –
manosa i la D – (+) – galactosa.
Entre les cetohexoses cal citar la D-(–)-fructosa.
L'estructura oberta de les hexoses en dissolució lineal
generalment es tanca sobre si mateixa i forma un hexàgon,
semblant al d'una molècula anomenada piran.
O un pentàgon, semblant al d'una molècula anomenada
furan, d’aqui els seus noms: glucopiranosa i glucofuranosa.
Epímeros de la glucosa
Importancia biológica de los
monosacáridos
HEXOSAS
GLUCOSA
Principal nutriente
de la respiración
celular en animales.
GALACTOSA
Forma parte de la
lactosa de la leche.
29/09/11
FRUCTOSA
Actúa como
nutriente de los
espermatozoides.
MANOSA
Componente de
polisacáridos en
vegetales, bacterias,
levaduras y hongos.
David Alberto Pacheco Montoya
Glucosa
•És el glúcid més abundant, l’anomenat sucre de raïm.
•En la sang es troba en concentracions d’aproximadament 1
g/l .
•En la naturalesa es troba la D-( + )-glucosa, també
anomenada per això dextrosa.
Formación de la estructura cíclica y nomenclatura
-La ciclación de las osas lleva consigo la reordenación
interna de los átomos con la aparición de un C
asimétrico más, llamado carbono anomérico.
Lo cual determina a su vez el origen de dos nuevas
configuraciones posibles para dicho C*, que son
llamadas anómeros alfa y beta.
Fórmulas cíclicas-Aldosas
D -glucosa
Se produce un
enlace hemiacetal
entre el grupo
aldehído y un grupo
alcohol
Enlace Hemiacetal:
α el alcohol en
el carbono 1
tendrá una
dirección
opuesta al
grupo terminal
en el azúcar
ciclado, y para
una
configuración
ß deberán
tener una
misma
dirección
http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/carbohydrates/glucose.swf
La ciclación implica la formación de un enlace hemiacetal: entre el C
carbonilo (el C1 en las aldosas) o hemicetal entre el C2 en las cetosas
y un radical hidroxilo (-OH) de un C* de la misma molécula.
Los únicos anillos que se forman son:
a)furanosas: constituidos por cuatro átomos de C.
b)piranosas: constituidos por cinco átomos de C.
-Para expresar la disposición espacial de estas estructuras cíclicas se
utilizan las fórmulas o proyecciones de Haworth.
En ellas, se considera que los átomos de C y O que forman el anillo
están en un mismo plano y que los radicales que se dirigen hacia arriba
están por encima de este plano, y los restantes por debajo del mismo.
Fórmulas cíclicas-Cetosas
D -fructosa
Se produce un
enlace hemicetal
entre el grupo
cetona y un grupo
alcohol
Formas abierta y cerrada de la fructosa
En realidad, los anillos no son planos debido a los ángulos de enlace
entre los carbono, pudiendo adoptar diferentes conformaciones que
pueden cambiar mediante una simple deformación de la molécula.
Formas de silla y bote
Debido a la presencia de enlaces covalentes
sencillos las moléculas no pueden ser planas.
6
4
5
3
4
2
1
H
Conformación en silla de la  D - glucosa
1 OH
5
3
OH
H
6
2
Conformación en bote de la  -D
- glucosa
Los carbonos C2, C3, C5 y el oxígeno
están en el mismo plano
-Nomenclatura de estas proyecciones:
a)si forman un anillo hexagonal, al nombre de la osa se le añade la
terminación piranosa.
b)si forman un anillo pentagonal, al nombre de la osa se le añade la
terminación furanosa.
Galactosa
Es pot trobar en l'orina dels animals, en forma de b-D-galactosa.
Juntament amb la D-glucosa forma el disacàrid lactosa,
glúcid propi de la llet. Es troba com a element constitutiu de molts
polisacàrids (gomes, pectines i mucílag).
Manosa
També és una aldohexosa. Generalment es troba en forma de
D-mannosa en alguns teixits vegetals i polimeritzada formant els
mannans, en bacteris, llevats i plantes superiors.
Fructosa
És una cetohexosa. És molt levògira, per la qual cosa també s'anomena
levulosa. Es troba lliure a la fruita i, associada amb la glucosa, forma
la sacarosa. Al fetge es transforma en glucosa.
Els enllaços N-glicosídic i O-glicosídic
Hi ha dos tipus d'enllaç entre un monosacàrid i altres
molècules: l'enllaç N-glicosídic que es forma entre un -OH i
un compost aminat.
L'enllaç O-glicosídic, que es duu a terme entre dos -OH de
dos monosacàrids. Mitjançant l'enllaç N-glicosídic es formen
aminosucres.
Substàncies derivades dels monosacàrids
Les que tenen interès biològic són:
·
Els Aminoglúcids, que provenen de la substitució d'un grup
alcohòlic per un grup amino.
Els més importants són: D-glucosamina, la N-acetilglucosamina,
que per polimerització forma la quitina d l’exosquelet dels
artròpodes i intervé en la constitució de la paret bacteriana.
L’àcid N-acetilmuràmic, també present en la paret bacteriana i els
àcids siàlics, presents en les glucoproteïnes i els glucolípids de la
membrana plasmàtica.
·
Altres substàncies derivades dels monosacàrids com els
polialcohols, el sorbitol, i els glicoàcids, com la vitamina C.
5. Derivados de monosacáridos
FOSFATOS DE AZÚCARES
DESOXIAZÚCARES
AZÚCARES ÁCIDOS
Ácido
D -glucónico
 -D -fructosa -6
P
 - L - fucosa
Ácido
D -glucurónico
 -D -glucosa -6
29/09/11
 - D -2 desoxirribosa
P
David Alberto Pacheco Montoya
Derivados de monosacáridos
POLIALCOHOLES
AMINOAZÚCARES
D - glicerol
mio-inositol
Ácido -N-acetilneuramínico
D - glucitol
Ácido -N-acetilmurámico
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
Disacàrids
Formats per la unió de dos monosacàrids, que es fa
de dues maneres:
·
Mitjançant l'enllaç monocarbonílic
La terminació del nom del primer monosacàrid és osil i la del segon monosacàrid és -osa.
·
Mitjançant l'enllaç dicarbonílic, si s'estableix
entre els dos carbonis anomèrics dels dos
monosacàrids. La terminació del nom del primer
monosacàrid és -osil i la del segon monosacàrid és òsid.
6. Los oligosacáridos
ENLACE MONOCARBONÍLICO
OH
HO
Enlace (1-4) - O -glucosídico
H2O
ENLACE DICARBONÍLICO
OH
HO
Enlace (1-2) - O -glucosídico
H2O
Disacàrids més importants amb interès biològic:
Sacarosa. Format per una molècula de α - D-glucopiranosa i una altra
de β -D-fructofuranosa unides per mitjà d'un enllaç α (1 → 2). Es troba a
la canya de sucre i a la remolatxa sucrera.
Lactosa. Format per una molècula de D-galactopiranosa i una altra
de D-glucopiranosa per mitjà de l'enllaç β (1 → 4). Es troba lliure a la
llet dels mamífers.
Maltosa. Format per dues molècules de D glucopiranosa unides per enllaç α(1 → 4). La maltosa
es troba lliure en el gra germinat de l'ordi.
·
Cel·lobiosa. Format per dues molècules de Dglucopiranosa unides per enllaç β (1 → 4). S'obté per
hidròlisi de la cel·lulosa.
·
Isomaltosa. Format per dues molècules de Dglucopiranosa per mitjà de l'enllaç α(1 → 6). S'obté per
hidròlisi de l'amilopectina (un component del mido ) i
del glicògen.
Disacáridos de mayor interés biológico
MALTOSA
LACTOSA
SACAROSA
CELOBIOSA
Polisacàrids
Estan formats per la unió de molts monosacàrids per mitjà de
l'enllaç O-glicosídic, amb la pèrdua d'una molècula d'aigua per
cadascun dels enllaços.
Tenen pesos moleculars molt elevats, poden ser insolubles o
formar dispersions col·loïdals.
Poden exercir funcions estructurals o de reserva energètica.
Es classifiquen en:
•Els homopolisacàrids, o polímers d'un sol tipus de
monosacàrid.
•Els heteropolisacàrids, quan en el polímer intervé més d'un
tipus de monosacàrid.
7. Los polisacáridos
según su composición
Polisacáridos
según su función
son
Polímeros de monosacáridos unidos por enlaces O-glucosídicos.
 ALMIDÓN 
 GLUCÓGENO 
HOMOPOLISACÁRIDOS
Formados por el mismo
tipo de monosacárido.
 DEXTRANOS 
DE RESERVA
Proporcionan
energía.
 CELULOSA 
 QUITINA 
 PECTINAS 
 HEMICELULOSAS 
 AGAR - AGAR 
HETEROPOLISACÁRIDOS
Formados por
monosacáridos
diferentes.
 GOMAS 
 MUCÍLAGOS 
 PEPTIDOGLUCANOS 
 GLUCOSAMINOGLUCANOS 
ESTRUCTURAL
Proporcionan
soporte y
protección.
Homopolisacàrids
Midó
Polisacàrid de reserva propi dels vegetals.
S'acumula en forma de grànuls dins de la cèl·lula
vegetal, al l'interior dels plasts.
Al midó es troben unides milers de molècules de
glucosa.
Els dipòsits de midó es troben a les llavors i als
tubercles,
El midó està integrat per dos polímers:
Amilosa. Està constituïda per un polímer de maltoses unides per
mitjà d'enllaços α(1 → 4).
Té una estructura helicoïdal amb
sis molècules de glucosa
(tres maltoses per volta).
Es soluble en aigua, i dóna
dispersions col·loïdals
Amilopectina. Està constituïda per un polímer de maltoses unides
per enllaços α(1 → 4), amb ramificacions en posició α (1 → 6) . És
una estructura ramificada.
Glicogen
Propi dels animals. Es troba abundantment al fetge i als músculs.
El glicogen està constituït per un polímer de maltoses unides per mitjà
d'enllaços α (1 → 4), amb ramificacions en posició α (1 → 6), però amb
més abundància de branques que el midó.
Cel·lulosa
És l'element més important de la paret vegetal.
Les fibres vegetals i l'interior del tronc dels arbres estan formats
bàsicament per parets cel·lulòsiques de cèl·lules mortes.
El cotó és gairebé cel·lulosa pura.
És un polímer de β -D-glucopiranoses unides per mitjà d'enllaços
β ( 1 → 4 ), dues de les quals formen una cel·lobiosa.
Formen cadenes moleculars no ramificades, que es poden disposar
paral·lelament unint-se per mitjà d'enllaços de pont d'hidrogen, en
agregats cristal·lins molt ordenats, que generalment estan
envoltats d'altres cadenes no tan ordenades. El conjunt s'anomena
micel·la. Les micel·les s'uneixen i formen microfibril·les.
Aquestes s'uneixen i formen fibres de cotó.
Celulosa
Quitina
És un polímer de N-acetil-D-glucosamina unit per mitjà d'enllaços
β ( 1 → 4 ). És el component essencial de l'exosquelet dels artròpodes.
Heteropolisacàrids
Són polisacàrids que per hidròlisi donen lloc a diferents monosacàrids o
derivats. Els més importants són:
Al regne vegetal:
Pectina. Es troba a la paret cel·lular dels teixits vegetals. Abunda a la
poma, la pera, la pruna i el codony. Posseeix una gran capacitat gelificant que
s'aprofita per preparar melmelades.
Las pectinas son una mezcla de polímeros ácidos y neutros muy ramificados.
Constituyen el 30 % del peso seco de la pared celular primaria de células
vegetales
Hemicelulosa: monosacáridos unidos por enlaces β (14)(fundamentalmente xilosa, arabinosa, galactosa, manosa,
glucosa y ácido glucurónico) , que forman una cadena lineal
ramificada.
Entre estos monosacáridos destacan más: la glucosa, la
galactosa o la fructosa.
AAgar. S'extreu de les algues vermelles. És molt hidròfil i
s'utilitza en microbiologia per preparar medis de cultiu.
o Goma aràbiga. És una substància secretada per les plantes
per tancarles ferides que es puguin fer.
8. Heteropolisacáridos
• Pectinas
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
Hemicelulosa
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
Agar-agar
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
Gomas
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
Mucílagos
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
Peptidoglucanos
Figure 1 - The Gram
positive cell wall
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
Figure 2 - Gram
negative cell wall
Glucosaminoglucanos
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
Ácido
hialurónico
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
Condroitín
sulfato
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
Heparina
Acción anticoagulante de la heparina
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
La presencia de ácido hialurónico en la matriz extracelular constituye una
eficaz barrera contra la difusión de macromoléculas. La particular virulencia
de agentes patógenos como Clostridium histolyticum (causante de la
gangrena gaseosa) se debe a que produce el enzima hialuronidasa (en color
azul en la figura inferior), que degrada el ácido hialurónico y facilita la
extensión de la infección.
9. Heterósidos
Glucolípidos
Gangliósido
Cerebrósido
29/09/11
David Alberto Pacheco Montoya
Glucoproteínas
Al regne animal:
Glicosaminoglicans estructurals. Els més importants són
l'àcid hialurònic i els sulfats de condroïtina. Formen la
matriu extracel·lular.
Glicosaminoglicans de secreció. El més conegut és l'heparina.
es troba en la substància intercel·lular, principalment en el fetge
i al pulmó. En medicina s'utilitza per evitar la trombosi.
Glúcids associats a un altre tipus de molècules
Els heteròsids: Resulten de la unió d'un monosacàrid, o d'un petit
oligosacàrid, amb una molècula o grup de molècules no glucídiques,
també de baix pes molecular, anomenades aglicona. Per exemple alguns
antibiòtics, com l'estreptomicina; els nucleòtids, etc.
aEls
peptidoglicans
o
mureïna: Resulten de la unió de
cadenes d'heteropolisacàrids
(N-Acetil glucosamina – NAcetil muràmic, enllaç β 1-4) per
mitjà de petits oligopèptids de
cinc
aminoàcids.
Constitueixen la paret bacteriana.
b- Les glicoproteïnes són molècules formades per una petita
fracció glucídica i una gran fracció proteica, que s'uneixen per mitjà
d'enllaços forts ( covalents ).
Les més importants són les mucines de secreció; glicoproteïnes de les
membranes cel·lulars.
c- Els glicolípids estan
constituïts per monosacàrids
o oligosacàrids units a
lípids.
Generalment es troben a la
membrana cel·lular. Els més
coneguts són els
cerebròsids i els
gangliòsids.
IMPORTÀNCIA DELS GLÚCIDS DE LES
GLUCOPROTEÏNES I DELS GLUCOLÍPIDS.
-Són oligosacàrids, polimers de 3 a 6
monosacàrids.
- Units a proteïnes o lípids marquen el destí
d’ells, per exemple la secreció, la
compartimentació etc.
-A l’exterior de la membrana constitueixen
els marcadors per el reconeixement cel·lular.
Funcions generals dels glúcids:
Són un dels quatre principis immediats
orgànics propis dels éssers vius.
La proporció en les plantes és molt més gran
que en els animals.
Es forma directament en la fotosíntesi.
En els éssers vius fan dues funcions
principals:
Pel que fa a la funció energètica, el glúcid més
important és la glucosa.
·
Pel que fa a la funció estructural, cal destacar la
importància de l'enllaç β, que impedeix la degradació
d'aquestes molècules. Entre els glúcids amb funció
estructural podem esmentar la cel·lulosa en els vegetals; la
quitina en els artròpodes, etc.
·
Unes altres funcions específiques de determinats
glúcids són, per exemple, la d'antibiòtic, la de vitamina,
l'anticoagulant, l'hormonal, l'enzimàtica i la
immunològica.