Los carbohidratos son biomoléculas abundantes que incluyen azúcares, almidón y polisacáridos. Pueden servir como combustible, estructuras de soporte o señales celulares. Existen monosacáridos como la glucosa, disacáridos formados por la unión de monosacáridos, y polisacáridos de cadenas largas. Algunos carbohidratos adoptan formas cíclicas y pueden presentar isomería anomérica. Los carbohidratos también se unen a proteínas y

1. CARBOHIDRATOS.

3. CARBOHIDRATOS Constituyen las biomoléculas más abundantes en la naturaleza Químicamente, son polihidroxi-aldehídos o polihidroxi-cetonas Azúcar y almidón como combustibles para entregar energía en organismos no fotosintéticos. Polímeros insolubles como elementos estructurales y protectores de bacterias, células vegetales y animales. Complejos unidos a proteínas y lípidos como señales intracelulares para localización de estos glicoconjugados.

4. Polisacáridos largas cadenas de cientos de unidades, lineares (celulosa) o ramificadas (almidón, glicógeno). Todos los monosacáridos y disacáridos se denominan con el sufijo “osa” CLASES DE CARBOHIDRATOS Monosacáridos azúcares simples formados por una unidad: Glucosa, Fructosa, Galactosa. Oligosacáridos cadenas cortas de monosacáridos (dos mínimo) unidos a través de enlaces glicosídicos. Disacáridos: sacarosa o azúcar común, lactosa, maltosa.

6. D-gliceraldehído: carbono 2 asimétrico Se definen como pertenecientes a la serie D- aquellos monosacáridos que tienen el último carbono asimétrico con la misma configuración que el carbono 2 del D-gliceraldehido

7. 1 2 3 Dihidroxiacetona: no tiene carbonos asimétricos

8. A efectos de la representación en dos dimensiones, se acepta convencionalmente que la configuración tridimensional del D-gliceraldehido se representa como aparece en la figura adjunta, es decir, con el -OH del carbono 2 a la derecha del mismo. Ésta es la llamada Proyección de Fischer . Asimismo, el L-gliceraldehído tendrá el -OH del carbono 2 a la izquierda del mismo. D-gliceraldehído L-gliceraldehído

9. D-glucosa D-fructosa

11. D-ALDOSAS

12. TRIOSA TETROSAS

13. PENTOSAS

14. HEXOSAS

15. D-CETOSAS

16. TRIOSA TETROSA

17. PENTOSA

18. HEXOSAS

19. El grupo aldehido en 1 de las aldosas puede formar un hemiacetal interno con los grupos -OH alcohólicos. En la glucosa esta situación es la habitual. Así, el aldehido forma un hemiacetal interno con el -OH en C5, dando lugar a una forma cíclica; veamos en primer lugar la  -D-Glucopiranosa . Ésta es una de las dos formas cíclicas posibles de la D-glucosa. Puede observarse que el ciclo formado es de seis átomos, cinco carbonos y un oxígeno, similar al éter cíclico pirano : ESTRUCTURAS EN CARBOHIDRATOS

21. Formación de una estructura cíclica a partir de una lineal Este tipo de isomería desarrollado en torno al carbono 1 (carbono reductor en las aldosas) recibe el nombre de isomería anomérica ; las formas  - y  -, anómeros ; y el carbono en torno al cual se desarrolla, carbono anomérico . Disposición carbono 1 

22. Al formarse el hemiacetal interno, aparece un nuevo centro de asimetría : el carbono aldehídico (carbono 1) pasa a estar sustituído por cuatro grupos distintos. Por ello, la D-glucopiranosa presenta dos isómeros, dependiendo de la situación de los sustituyentes en el carbono 1: la  -D-glucopiranosa , en la que el carbono 1 tiene la misma configuración que el D-gliceraldehido: El otro isó mero anomérico es la  -D-Glucopiranosa , en la que la configuración en torno a C-1 es la misma que en el L-gliceraldeh ido C-1  C-1 

24. D-glucopiranosa Carbono anomérico C-1 C-1 C-2 C-3 C-4 C-5 C-6

25. Forma silla   -D -glucopiranosa  -D -glucopiranosa

26. La representación bidimensional de las formas cíclicas se hace mediante la perspectiva de Haworth : en la misma, el anillo piranósico se presenta en perspectiva. El borde inferior se dibuja realzado para significar su mayor proximidad al observador; los sustituyentes cuya configuración es la misma que en el D-gliceraldehido, se representan con el -OH hacia abajo ; si la configuración es como en el L-gliceraldehido, con el -OH hacia arriba .

27. Propiedades de D-glucosa Tanto la glucosa como todos los aldosas que tengan su carbono anomérico libre presentan propiedades químicas que las identifican. Estas propiedades tienen relación con la capacidad del grupo aldehído de oxidarse a ácido carboxílico, frente a agentes oxidantes o enzimáticos.

28. El hemiacetal interno de los monosacáridos puede reaccionar con grupos -OH, -NH 2 y -SH con pérdida de agua para formar un enlace glicosídico . Disacáridos y enlace glicosídico La unión a través de enlace glicosídico de dos monosacáridos puede tener lugar de dos maneras: El carbono anomérico de uno con un grupo alcohólico del otro . En ese caso, el segundo monosacárido queda con su carbono anomérico libre y mostrará por tanto las propiedades reductoras propias del mismo. En este caso, hablamos de disacáridos reductores . 2) La unión puede tener lugar asimismo mediante la unión de ambos carbonos anoméricos . En este caso, ambos carbonos pierden sus propiedades reductoras al estar implicados en el enlace glicosídico, y los denominamos por tanto disacáridos no reductores .

29. Maltosa: disacárido obtenido por hidrólisis del almidón. Este disacárido resulta de la unión de dos glucosas de manera que el carbono anomérico de una se une al grupo -OH en el carbono 4 de otra, quedando la primera de ellas en configuración  -. Por eso el nombre sistemático de la maltosa es  -D-glucopiranosil-(1,4)-D-glucopiranosa . Al quedar el carbono anomérico libre en la segunda, la maltosa tendrá propiedades reductoras y formas anoméricas  - y  -.

30. La lactosa es un disacárido reductor cuyo nombre sistemático es  -D-galactopiranosil (1,4)-  -D-glucopiranosa . Está formado por un residuo de galactosa en  - unida a una glucosa a través del grupo -OH en el carbono 4 de ésta. Lactosa: disacárido presente en la leche.

31. Sacarosa: disacárido presente en la remolacha o caña La sacarosa es un disacárido no reductor formado por la unión de un residuo de glucosa en a- a uno de fructosa en  -. Su nombre sistemático, por tanto, será  -D-glucopiranosil-  -D-fructofuranósido.

32. Derivados de monosacáridos Aminoderivados. La sustitución del -OH alcohólico en monosacáridos por un grupo -NH 2 da lugar a los aminoderivados . Con gran frecuencia el grupo -NH 2 aparece sustituído por un grupo acetil (N-acetilderivados). Tal es el caso de la N-acetilglucosamina: N-acetil-  -D-glucosamina CH 2 OH OH NH C CH 3 HO H O H H H O H OH

33. - O – C – H CH 3 COO - R = CH 2 OH OH NH C CH 3 HO H O H H H O H OH CH 2 OH R NH C CH 3 HO H O H H H O H OH

34. Es un monosacárido complejo de nueve átomos de carbono; se trata de una nonulosa, esto es, una cetosa de nueve átomos de carbono; y al mismo tiempo, un ácido aldónico (un derivado de monosacárido en el cual el carbono 1 aparece oxidado como grupo carboxilo). El ácido siálico forma parte de oligosacáridos unidos a proteínas de secreción y de los glicolípidos denominados gangliósidos, importantes elementos de membrana con funciones de reconocimiento en superficie. Ácido siálico o ácido N-acetilneuramínico R = H H H CH 3 H R O HN OH H H C O C O - O H – C – OH H – C – OH CH 2 OH

35. Deoxiderivados. Es el monosacárido que forma parte de los desoxinucleótidos, que a su vez son los elementos monoméricos del ácido desoxirribonucleico (DNA). El grupo –OH de su carbono 2 es reemplazado por un átomo de hidrógeno. 2-D-desoxiribosa O HOCH 2 H OH HO H H H H

37. Los oligosacáridos unidos a proteínas y lípidos tienen una gran importancia como señales de reconocimiento en superficie. De esta manera: las proteínas sintetizadas en la célula adquieren señales que marcan su destino celular (secreción, compartimentos, etc.). las proteínas y lípidos presentes en la hojilla externa de la membrana plasmática adquieren "etiquetas" mediante las cuales la célula reconoce una gran cantidad de estímulos: factores de crecimiento, lectinas, anticuerpos, virus, etc. Glicoconjugados Los oligosacáridos unidos a lípidos ( glicolípidos ) y a proteínas ( glicoproteínas ) presentan en su estructura determinados derivados de monosacáridos, como N-acetilglucosamina , N-acetilgalactosamina , ácido siálico , ramnosa y fucosa .

39. Glicoproteínas

40. Glicolípidos