Quimica Orgánica II (B)-Clase nº4 21 de mayo de 2010




             Carotenos


                            G.Y.Moltrasio
                             Mayo 2010
• Los seres autótrofos (a veces llamados productores) son organismos
  capaces de sintetizar sustancias esenciales para sus metabolismos a
  partir de sustancias inorgánicas. El término autótrofo procede del
  griego y significa "que se alimenta por sí mismo".


  Los seres autótrofos son una parte esencial en la cadena
  alimenticia, ya que absorben la energía solar o fuentes inorgánicas
  como el dióxido de carbono y las convierten en moléculas
  orgánicas que son utilizadas para desarrollar funciones biológicas
  como su propio crecimiento celular y la de otros seres vivos
  llamados heterótrofos que los utilizan como alimento. Los seres
  heterótrofos como los animales, los hongos, y la mayoría de
  bacterias y protozoos, dependen de los autótrofos ya que
  aprovechan su energía y la de la materia que contienen para
  fabricar moléculas orgánicas complejas.
Carotenoides

 Los organismos autótrofos poseen unos pigmentos
llamados carotenoides que pueden ser de color
anaranjado, amarillo o rojo.

 El color verde de la clorofila generalmente enmascara
estos pigmentos. Los cuales, sin embargo, se pueden
ver en las hojas durante el otoño, cuando disminuye la
cantidad de clorofila.

Los carotenoides así como la clorofila absorben luz
pero son menos importantes que la clorofila en este
proceso.
Carotenoides
  Los Carotenoides son una familia de colorantes
 liposolubles que se encuentran principalmente en
plantas, algas y bacterias fotosintéticas donde juegan
    un papel clave en el proceso de la fotosíntesis.

     Los Carotenoides también juegan un papel
   importante en la salud humana actuando como
antioxidantes biológicos, protegiendo las células y los
 tejidos del daño provocado por los radicales libres.

    Nuestro organismo no puede producir Carotenoides, así que
  deben ser ingeridos a través de la dieta combinando las distintas
     fuentes, a partir de alimentos enriquecidos o de suplementos
Carotenoides
               Fuente de Pro-vitamina A
    Los carotenos son considerados pro-Vitaminas
 porque se pueden convertir en Vitamina A activas. La
   Vitamina A sirve para varias funciones biológicas,
 entre las que se incluye la participación en la síntesis
                de ciertas glico-proteínas.

                       Antioxidante

         Los carotenos también son efectivos
          antiradicalarios por sus propiedades
                      antioxidantes.
Esquema que resume la filiación del conjunto
                       de los terpenos

Acetil CoA x 3    AMV          IPP             DMAPP


                                                    hemiterpenos


                                      GPP            monoterpenos

                               x2
esteroides       triterpenos           FPP           sesquiterpenos


                               x3
                 carotenos           GGPP            diterpenos



                                       C-25           sesteterpenos
                                          xn

                                     politerpenos
Carotenos
 La molécula de licopeno representa la estructura
básica de los carotenoides. Esta compuesta de 40
 átomos de C arreglados en una estructura lineal
donde se alternan los simples y los dobles enlaces



                                                        cromóforo
                           licopeno
 Hay evidencias que indican que el licopeno, el pigmento
 rojo de los tomates maduros, es un fuerte antioxidante y
puede ayudar a prevenir varios tipos de cancer, como el de
              prostata, pulmón, estómago etc.
                         En el cuerpo
             humano el licopeno está presente en
            varios órganos tales como el hígado, los
           pulmones, la próstata, el colon y en la piel.
Este cromoforo no solo le da a los carotenoide su color sino
que contribuye con sus propiedades como antioxidante. Debe
notarse que la molécula de licopeno es simétrica. Este hecho
es bastante característicos de los carotenoides. Debido a esta
        simetria se los numera de la siguiente manera




  Carbon 1 es el de la iz. y carbon 1' es el de la derecha. El
   lado iz. Contiene de carbono 1 a 20 y del lado derecho,
    como una imagen especular dada vuelta, contiene de
   carbono 1' a 20'. Este total de 40 carbonos es hace que
      estos compuestos sean conocidos tambien como
                       “tetraterpenos”.
Carotenos: alfa-, beta-, delta- y gama


Beta-caroteno




                             Alfa-caroteno
Gama-caroteno




Delta-caroteno
Carotenoides Oxigenados : Las xantofilas


 Los Carotenoides que contienen oxigeno como parte del anillo
 de las moleculas son conocidos como'xantofilas‘. La luteina es un
      ejemplo y se usa para prevenir la degeneración macular,
    cataratas y cáncer de colon. Tiene dos grupos -OH sobre sus
                               anillo:
La Luteína es un carotenoide que de forma natural
está presente en vegetales tales como las espinacas, la
col rizada, las acelgas, la lechuga, el porro, el apio, etc.
 Tiene que ser incorporada por la dieta pues no puede
         ser sintetizada por nuestro organismo.


                        Beneficios
     Protección frente a la degeneración macular.
  Se ha descrito que las personas que consumen luteína
regularmente muestran protección contra la degeneración
            macular relacionada con la edad.
• Se recomienda tomar la luteína en
           • suplementos junto con las
       • comidas para mejorar la absorción.
 • La luteína es el principal carotenoide presente
   en la zona central de la retina del ojo llamada la
                       mácula y
 • dentro de la mácula la luteína ocupa las partes
• laterales. Su función es la de proteger esta zona
           de laretina de la acción oxidante
Xantófila de pimiento rojo (Capsicum spp)
A precursor of capsanthin is violaxanthin, a xanthophyll commonly found
in green leaves and many vegetables (including unripe - green - peppers).
It features a special oxygen structure called an 'epoxide,' where the
oxygen molecule is bonded to two different carbons simultaneously. The
special chemical properties of this epoxide are what allows the six-
membered rings at the ends of violaxanthin to contract into the five-
membered rings found in capsanthin and capsorubin.
Epóxidos derivados de carotenos
 El grupo epóxido es frecuentemente hallado en los caroteno. Estos
    compuestos son lábiles en medios ácidos y se reordenan dando
                     derivados del dihidrofurano




                R                             R             +         R
                        +
      O                 H                                       OH
                                    OH
                                    +


                    +       R                                   R
                 OH                                   O
Vitamina A
 El término vitamina A o “preformada vitamina A” es usado
                        para referirse al:

retinol, retinal y retinoico acido (un metabolito del retinal)
                       Retinol (alcohol)

                      Retinal (aldehyde)

          Retinoic Acid (no activo en la vision)
                                  􀂃

      Retinol esta presente en alimentos como un éster de ácidos
             grasos, siendo el más común Retinil palmitato.
     Los Retinil esteres son encontrados en tejidos animal: por ej.:
         yema de huevo, manteca, higado y aceite de higado de
                                 pescado
Vitaminas A y pro Vitaminas A

Cada uno de estos compuestos son derivados de un mismo
precursor, el β-caroteno




  Retinal todo trans                         11-cis-retinal




       retinol
                                             Acido retinoico
Vitamina A
 El sistema de dobles enlaces conjugados de la Vit. A
      la hace muy sensible a la acción de los ácidos,
         descomponiéndola a deshidrovitamina A
                                                                             +
                                    H+                                      OH
                           OH
                                                                            H
         Vit A (retinol)



                                +

                                                           +

                                                   H   H




                                         deshidrovitamina A (deshidroretinol)

Carotenos

  • 1.
    Quimica Orgánica II(B)-Clase nº4 21 de mayo de 2010 Carotenos G.Y.Moltrasio Mayo 2010
  • 2.
    • Los seresautótrofos (a veces llamados productores) son organismos capaces de sintetizar sustancias esenciales para sus metabolismos a partir de sustancias inorgánicas. El término autótrofo procede del griego y significa "que se alimenta por sí mismo". Los seres autótrofos son una parte esencial en la cadena alimenticia, ya que absorben la energía solar o fuentes inorgánicas como el dióxido de carbono y las convierten en moléculas orgánicas que son utilizadas para desarrollar funciones biológicas como su propio crecimiento celular y la de otros seres vivos llamados heterótrofos que los utilizan como alimento. Los seres heterótrofos como los animales, los hongos, y la mayoría de bacterias y protozoos, dependen de los autótrofos ya que aprovechan su energía y la de la materia que contienen para fabricar moléculas orgánicas complejas.
  • 3.
    Carotenoides Los organismosautótrofos poseen unos pigmentos llamados carotenoides que pueden ser de color anaranjado, amarillo o rojo. El color verde de la clorofila generalmente enmascara estos pigmentos. Los cuales, sin embargo, se pueden ver en las hojas durante el otoño, cuando disminuye la cantidad de clorofila. Los carotenoides así como la clorofila absorben luz pero son menos importantes que la clorofila en este proceso.
  • 4.
    Carotenoides LosCarotenoides son una familia de colorantes liposolubles que se encuentran principalmente en plantas, algas y bacterias fotosintéticas donde juegan un papel clave en el proceso de la fotosíntesis. Los Carotenoides también juegan un papel importante en la salud humana actuando como antioxidantes biológicos, protegiendo las células y los tejidos del daño provocado por los radicales libres. Nuestro organismo no puede producir Carotenoides, así que deben ser ingeridos a través de la dieta combinando las distintas fuentes, a partir de alimentos enriquecidos o de suplementos
  • 5.
    Carotenoides  Fuente de Pro-vitamina A  Los carotenos son considerados pro-Vitaminas  porque se pueden convertir en Vitamina A activas. La  Vitamina A sirve para varias funciones biológicas,  entre las que se incluye la participación en la síntesis  de ciertas glico-proteínas.  Antioxidante  Los carotenos también son efectivos antiradicalarios por sus propiedades antioxidantes.
  • 6.
    Esquema que resumela filiación del conjunto de los terpenos Acetil CoA x 3 AMV IPP DMAPP hemiterpenos GPP monoterpenos x2 esteroides triterpenos FPP sesquiterpenos x3 carotenos GGPP diterpenos C-25 sesteterpenos xn politerpenos
  • 7.
    Carotenos La moléculade licopeno representa la estructura básica de los carotenoides. Esta compuesta de 40 átomos de C arreglados en una estructura lineal donde se alternan los simples y los dobles enlaces cromóforo licopeno Hay evidencias que indican que el licopeno, el pigmento rojo de los tomates maduros, es un fuerte antioxidante y puede ayudar a prevenir varios tipos de cancer, como el de prostata, pulmón, estómago etc.  En el cuerpo  humano el licopeno está presente en  varios órganos tales como el hígado, los  pulmones, la próstata, el colon y en la piel.
  • 8.
    Este cromoforo nosolo le da a los carotenoide su color sino que contribuye con sus propiedades como antioxidante. Debe notarse que la molécula de licopeno es simétrica. Este hecho es bastante característicos de los carotenoides. Debido a esta simetria se los numera de la siguiente manera Carbon 1 es el de la iz. y carbon 1' es el de la derecha. El lado iz. Contiene de carbono 1 a 20 y del lado derecho, como una imagen especular dada vuelta, contiene de carbono 1' a 20'. Este total de 40 carbonos es hace que estos compuestos sean conocidos tambien como “tetraterpenos”.
  • 9.
    Carotenos: alfa-, beta-,delta- y gama Beta-caroteno Alfa-caroteno
  • 10.
  • 11.
    Carotenoides Oxigenados :Las xantofilas  Los Carotenoides que contienen oxigeno como parte del anillo de las moleculas son conocidos como'xantofilas‘. La luteina es un ejemplo y se usa para prevenir la degeneración macular, cataratas y cáncer de colon. Tiene dos grupos -OH sobre sus anillo:
  • 12.
    La Luteína esun carotenoide que de forma natural está presente en vegetales tales como las espinacas, la col rizada, las acelgas, la lechuga, el porro, el apio, etc. Tiene que ser incorporada por la dieta pues no puede ser sintetizada por nuestro organismo. Beneficios Protección frente a la degeneración macular. Se ha descrito que las personas que consumen luteína regularmente muestran protección contra la degeneración macular relacionada con la edad.
  • 13.
    • Se recomiendatomar la luteína en • suplementos junto con las • comidas para mejorar la absorción. • La luteína es el principal carotenoide presente en la zona central de la retina del ojo llamada la mácula y • dentro de la mácula la luteína ocupa las partes • laterales. Su función es la de proteger esta zona de laretina de la acción oxidante
  • 14.
    Xantófila de pimientorojo (Capsicum spp)
  • 15.
    A precursor ofcapsanthin is violaxanthin, a xanthophyll commonly found in green leaves and many vegetables (including unripe - green - peppers). It features a special oxygen structure called an 'epoxide,' where the oxygen molecule is bonded to two different carbons simultaneously. The special chemical properties of this epoxide are what allows the six- membered rings at the ends of violaxanthin to contract into the five- membered rings found in capsanthin and capsorubin.
  • 16.
    Epóxidos derivados decarotenos  El grupo epóxido es frecuentemente hallado en los caroteno. Estos compuestos son lábiles en medios ácidos y se reordenan dando derivados del dihidrofurano R R + R + O H OH OH + + R R OH O
  • 17.
    Vitamina A Eltérmino vitamina A o “preformada vitamina A” es usado para referirse al: retinol, retinal y retinoico acido (un metabolito del retinal) Retinol (alcohol) Retinal (aldehyde) Retinoic Acid (no activo en la vision) 􀂃  Retinol esta presente en alimentos como un éster de ácidos grasos, siendo el más común Retinil palmitato.  Los Retinil esteres son encontrados en tejidos animal: por ej.: yema de huevo, manteca, higado y aceite de higado de pescado
  • 18.
    Vitaminas A ypro Vitaminas A Cada uno de estos compuestos son derivados de un mismo precursor, el β-caroteno Retinal todo trans 11-cis-retinal retinol Acido retinoico
  • 19.
    Vitamina A  Elsistema de dobles enlaces conjugados de la Vit. A la hace muy sensible a la acción de los ácidos, descomponiéndola a deshidrovitamina A + H+ OH OH H Vit A (retinol) + + H H deshidrovitamina A (deshidroretinol)