Carbohidratos Flashcards
Son las biomoléculas más abundantes de la tierra
Carbohidratos
Carbohidratos
Generalidades
- Gran variedad de funciones
- Principal ciclo energético de la biosfera depende de su metabolismo
Carbohidratos
Funciones
- Almacén de energía
- Estructurales
- Metabolitos intermediarios
- Almacén de información genética
- Reconocimiento celular
- Marcaje proteico intracelular
- Plegamiento proteico correcto
- Aumentan solubilidad de proteínas
- Detoxificación
¿Cuántas kcal produce la combustión de 1g de CHO?
4kcal
¿Qué le permite a los carbohidratos interaccionar con el agua más fácilmente?
En comparación con otras moléculas como los lípidos
Presencia de carbonilos y alcoholes
Función de detoxificación
Para deshacerse de compuestos tóxicos, se conjugan con ácido glucurónico, haciéndolos más solubles en agua y así eliminarlos por orina u otras vías.
Derivado de la glucosa que funciona en la detoxificación
Ácido glucurónico
Monosacárido
- Monómero de los carbohidratos [no puede hidrolizarse a más simples]
- Fórmula: Cn(H2O)n [es simplista]
- Se clasifican según la cantidad de carbonos en su cadena
Triosas
Monosacárido
- 3 carbonos
- Fórmula: C3H6O3
Aldosas: gliceraldehído
Cetosas: dihidroxiacetona
Tetrosas
Monosacárido
- 4 carbonos
- Fórmula: C4H8O4
Aldosas: Eritrosa
Cetosas: Eritulosa
Pentosas
Monosacáridos
- 5 carbonos
- Fórmula: C5H10O5
Aldosas: Ribosa/Desoxirribosa
Cetosas: Ribulosa
Hexosas
Monosacáridos
- 6 carbonos
- Fórmula: C6H12O6
Aldosas: Glucosa
Cetosas: Fructosa
Heptosas
Monosacáridos
- 7 carbonos
- Fórmula: C7H14O7
Aldosas: -
Cetosas: Sedoheptulosa
Aldosa
El grupo carbonilo (C=O) se encuentra al final de la molécula
Cetosa
El grupo carbonilo (C=O) se encuentra en medio de la molécula.
Isómero
Constitucional
Compuestos con estructuras diferentes, pero misma fórmula molecular.
Carbono quiral
Átomo de carbono que presenta 4 sustituyentes diferentes
Es el centro asimétrico que tienen los monosacáridos.
¿Qué provocan los isómeros?
Que dos compuestos tengan diferentes propiedades físicas y químicas
Clasificación de los Isómeros Espaciales
Estereoisómeros [espaciales]
1. Diasteroisómeros
2. Enantiómeros
3. Epímeros
Isomería óptica
Moléculas idénticas en todos los sentidos, excepto en su capacidad de desviar el plano de luz polarizada.
¿Cuántos isómeros puede tener una molécula?
Depende del número de carbonos quirales que tenga en su cadena
Cambio del OH en el carbono más distal del grupo funcional determina…
Configuración:
- D (dextrorrotatorio, derecha, +)
- L (levorrotatorio, izquierda, -)
Enantiómeros
Molécula donde uno es la imagen espacial del otro.
- Son especulares entre sí
- Al empalmarse como taco, la molécula coincide exactamente con la otra
- Utiliza el centro quiral más distante al grupo carbonilo
Diastereoisómeros
No son superponibles, ni especulares entre sí.
- No coinciden en nada al empalmarlos como taco.
Epímeros
Dos azúcares difieren en 1 sola configuración de un átomo de Carbono.
Proyección de Fischer
Proyección tipo “esqueleto de pez”.
Proyección de Haworth
Proyección de “anillo”, útil para representar la tridimensionalidad de los monosacáridos en su forma cíclica.
- Presencia de 5 o más C
Aldohexosas
Tienen la capacidad de generar dos anillos diferentes.
Anómeros
Carbono que hace referencia al Carbono carbonílico que se transforma en un nuevo centro quiral tras una ciclación hemicetal o hemiacetal
Hemicetal
Cetona + Alcohol
Hemiacetal
Aldehído + Alcohol
Son derivados de hexosas de importancia biológica
- Esteres de fosfato
- Ácidos y lactonas
- Alditoles
- Aminoazúcares
- Glucósidos
- Desoxiderivados
Esteres de fosfatos
Derivados de hexosas de importancia biológica
- Un grupo fosfórico + grupo hidroxilo
- Son intermediarios importantes del metabolismo y actúan como compuestos activados en el anabolismo
Ejemplo: D-Gliceraldehído-3-P
Ácidos y lactonas
- Se producen por la presencia de un agente oxidante = formando ácidos aldónicos
Ejemplos: Ácido-D-glucónico y D-Gluconolactona
Alditoles
- Se producen al reducirse el grupo carbonilo del azúcar
- En la naturaleza se encuentran: Eritrol, D-Manitol y D-glucitol [sorbitol]
Aminoazúcares
- Grupo amino se une al azúcar
- Glucosamina y Galactosamina (son los más frecuentes)
Disacáridos
Dos monosacáridos unidos covalentemente por enlace glucosídico
Enlace glucosídico
Resultado de la condensación de dos grupos hidroxilos de diferentes monosacáridos, con la liberación de una molécula de H2O.
¿De qué tipo pueden ser los enlaces glucosídicos?
- O-glicósidos
- N-glicósidos
- S-glicósidos
Enlace monocarbonílico
Enlace entre grupo hidroxilo del carbono anomérico del 1° monosacárido y otro grupo alcohol del 2° monosacárido (que no sea el de su carbono anomérico).
Nomenclatura
Enlace MONOCARBONÍLICO
- Primer monosacárido (derecha): -OSIL
- Segundo monosacárido (izquierda): -OSA
El enlace monocarbonílico es…
REDUCTOR porque no se une en el carbono anomérico.
Enlace dicarbonílico
Enlace entre los dos grupos hidroxilos de los carbonos anoméricos de los dos monosacáridos.
Nomenclatura
Enlace DICARBONÍLICO
- Primer monosacárido (derecha): -OSIL
- Segundo monosacárido (izquierda): -OSIDO
El enlace dicarbonílico es…
NO reductor porque en el enlace si se une el carbono anomérico.
Glucosidasas
Glucósido Hidrolasas
Enzimas que catalizan la hidrólisis del enlace glicosído para generar 2 sacáridos más pequeños.
Enzimas que forman parte de la principal maquinaria para el catabolismo de di/oligo/polisacáridos
Glicosidasas [glucosidasas] [glucósido hidrolasas]
Son los disacáridos de mayor importancia biológica
- Maltosa
- Sacarosa
- Lactosa
Maltosa
Disacárido
- Formado por 2 moléculas de a-D-glucosa
- Enlace monocarbonílico a(1-4)
- Reductor
- Producto de la hidrólisis del almidón o glucógeno
Sacarosa
Disacárido
- Formado por 1 molécula de a-D-glucosa + B-D-fructosa
- Enlace dicarbonílico
- No es reductora
- Es el azúcar de uso común [caña de azúcar]
Lactosa
Disacárido
- Formado por 1 molécula B-D-galactosa + B-D-glucosa
- Enlace monocarbonílico B(1-4)
- Es reductor
- En leche de mamíferos
Nomenclatura de disacáridos
El orden de los monómeros determina sus características:
1. Se nombran de izq. a der.
2. Se nombra su forma anomérica
3. Se indica si es Piranosa [P] o Furanosa [F]
4. Se mencionan carbonos de enlace
Tipos de carbonos anoméricos presentes en disacáridos
- α
- β
Enlaces más frecuentes entre los carbonos…
1-1, 1-2, 1-4 y 1-6
Polisacáridos
- Macromoléculas complejas de alto PM
- Son la unión de monosacáridos por enlaces glucosídicos
- Función: energía, estructurales
Homopolisacáridos
Son los más simples, compuestos por una misma unidad.
Pueden ser lineales o ramificados.
Heteropolisacáridos
Formados por diferentes unidades [monómeros], pueden ser lineales o ramificados.
Almacén de energía
Polisacáridos
- Almidón y glucógeno (principales)
- Se almacenan en gránulos
- Su catabolismo permite la obtención de di/monosacáridos para obtener energía
Almidón
Polisacárido
- Almacén de energía en plantas
- Formado por: amilosa + amilopectina
- En casi todos los vegetales
- 70% del peso en granos o tubérculos
- Degradado por enzimas (amilasas)
La amilosa y amilopectina se consideran…
Homopolisacáridos
Amilosa
- Polímero lineal (250-300u)
- α-D-glucopiranosa
- Enlace α(1-4)
- Estructura helicoidal
Amilopectina
- Polímero ramificado (1000u)
- α-D-glucopiranosa
- Enlace : α(1-4) [lineal] y α(1-6) [ramificado]
Las uniones α(1-6) en la Amilopectina están espaciadas cada…
25-30 residuos de glucosa (donde se ramifica)
Glucógeno
Polisacárido
- Almacén de energía en células eucariotas animales
- Función: metabolismo energético
- Depositado en hígado y músculo
- Glucano = homopolisacarido (α-D-glucopiranosa)
- Polímero ramificado con enlaces α(1-4) y α(1-6)
- Ramificaciones cada 8-12 monómeros
Polisacáridos estructurales
¿Cuáles son?
- Celulosa y quitina [no fibrosos]
- Queratina y colágeno [fibrosos]
Polisacáridos derivados
Son repeticiones de disacáridos con monosácaridos derivados.
- Elevada masa molecular
- Formados por: condensación acetálica
- Son un grupo heterogéneo de polímeros
Clasificación de los polisacáridos derivados
- Homopolisacáridos
- Heteropolisacáridos
- Heteropolisacáridos ramificados de estructura complejo
Heteropolisacáridos
Glucosaminoglicanos / Mucopolisacáridos
- Polímeros de disacáridos (repetidos) en los que 1 azúucar es la N-acetilgalactosamina o N-acetilglucosamina
- De tipo ácido (presencia de grupos fosfato o carboxilatos)
- Función: estructural y no estructural
- Forman complejos proteoglucanos
Ácido hialurónico
- M(a): Ácido D-glucurónico
-
M(b): N-acetil-D-galactosamina
Localización: tejido conectivo, piel, humor vítreo, cartílago y sinovia
Condroitin 4-sulfato
- M(a): Ácido D-glucurónico
-
M(b): N-acetil-D-galactosamina
Localización: Arterias, piel, hueso, cartílago y córnea
Condroitin 6-Sulfato
- M(a): Ácido D-glucurónico
-
M(b): N-acetil-D-galactosamina
Localización: Hueso, piel, arterias y córneas
Dermatán-sulfato
- M(a): Ácido D-glucurónico o Ácido L-idurónico
-
M(b): N-acetil-D-galactosamina
Localización: Válvulas cardiacas, corazón, vasos, sangre y piel
Heparán-sulfato
- M(a): Ácido D-glucurónico o Ácido L-idurónico
-
M(b): N-acetil-D-galactosamina
Localización: Pulmones, hígado, piel y células cebadas
Queratán-sulfato
- M(a): C-galactosa
-
M(b): N-acetil-D-galactosamina
Localización: Cartílago, córnea, discos intervertebrales
Complejos proteoglucanos
Formación de una matriz para mantener juntos los componentes protéicos de: piel o tejido conjuntivo
- Son proteínas que poseen Glucosaminoglicanos [covalente]
- Al rededor de 30 identificados: Sindecano, betaglucano, fibromodulina
Agrecano
- Ác. hialurónico = se asocia no covalente con 100 moléculas de la proteína central
- Cada agrecano tiene covalentemente = queratán sulfato y condroitín sulfato
Sindecano
- Proteoglucano presente en membrana plasmática
- 3 cadenas de condroitín sulfato y 2 de heparán sulfato (covalentemente)
Glucoproteínas
Cadenas de oligosacáridos unidas a proteínas.
- Pueden ser con enlace N-glicosídico u O-glicósido
Glucolípidos
Oligosacáridos unidos a lípidos por un enlace O-glicosídico.
- Función estructural
- Para plegamiento correcto de la molécula= oligosacárido
- Estabilidad a proteínas de membrana
Eubacteria: Gram (+)
- Compuesta por peptidoglicano + ác. teicóicos
- Se tiñe violeta
Eubacteria: Gram (-)
- Composición: peptidoglicano + lipopolisacáridos
- Se tiñe rojo
