GLÚCIDOS
      o
CARBOHIDRATOS
Carbohidratos
•   Carbohidratos.
•   Concepto, clasificación, nomenclatura y función biológica de los
    carbohidratos.
•   Estructura, propiedades y funciones de los monosacáridos (glucosa).
    Isomerías.
•    Estructura, propiedades y funciones de los disacáridos (sacarosa y
    lactosa). El enlace O-glucosídico Estructura, propiedades y funciones
    de los polisacáridos.
•   Homopolisacáridos de reserva (glucógeno y almidón) y estructurales
    (celulosa y quitina).
•   Concepto de heteropolisacárido.
CARACTERÍSTICAS
•   Constituidos por C,H,O (C,H2O)n
•   Osas: Monosacáridos :
     – Cadenas carbonadas (3-8 átomos de carbono)
     – Polialcoholes
     – Aldehido ó cetona
•   Ósidos: asociación de monosacáridos
     - Holósidos:
        • Oligosacáridos de 2-10 monos.
        • Polisacáridos más de 10 monos.
     - Heterósidos: monosacáridos + otras moléculas no glucídicas
     - Peptidoglucanos: heteropolisacáridos+oligopéptido – pared
       bacteriana
     - Proteoglucanos: glucosaminoglucano+proteina - heparina
     - Glucoproteinas
     - Glucolípidos: cerebrósidos y gangliósidos.
Clasificación


                           se unen formando

       OSAS                                                     ÓSIDOS
                                          formados únicamente            formados por osas y otras
         son                                    por osas                    moléculas orgánicas


MONOSACÁRIDOS                                 HOLÓSIDOS                    HETERÓSIDOS

                           muchos
                                               entre 2 y 10
                         monosacáridos
                                              monosacáridos              contienen
POLISACÁRIDOS                                                            proteínas        contienen
                                                                                           lípidos
  el mismo tipo de                       OLIGOSACÁRIDOS
   monosacárido
                                                                     GLUCOPROTEÍNAS

                                                    formados por 2
HOMOPOLISACÁRIDOS           distintos tipos de      monosacáridos                GLUCOLÍPIDOS
                             monosacárido


                     HETEROPOLISACÁRIDOS                      DISACÁRIDOS
FUNCIONES



• Energética: glucosa, almidón
• Estructural: celulosa, quitina
• Otras: ribosa, ribulosa,
Monosacáridos
                                CARACTERÍSTICAS
•    Sólidos
•    Cristalinos
•    Color blanco
•    Monómeros
•    Sabor dulce
•    Muy solubles en agua
•    Carácter reductor en disolución



                              CLASIFICACIÓN
    Por su grupo funcional
        1. ALDOSAS
        2. CETOSAS
    Por su nº de átomos de carbono
        1. Triosas
        2. Pentosas
        3. Hexosas
MEZCLA RACÉMICA

Es la mezcla de isómeros ópticos, con
50% de levógiro y 50% de dextrógiro.
         (ópticamente inactiva)



          +             =    Mezcla
                            Racémica
• Cuando hay más de un átomo
  de carbono asimétrico (como en
  la mayoría de los azúcares)
  aumentan las posibilidades de
  isomería. El número de isómeros
  posibles es 2n (siendo n el
  número de átomos de carbono
  asimétricos).
D-gliceraldehido   L-Gliceraldehido
NOMENCLATURA D – L
        http://www.ehu.es/biomoleculas/moleculas/dl.htm


• Se denomina :

isómero D al que presenta el grupo
 funcional a la derecha del espectador
isómero L al que lo tiene hacia la
 izquierda
D-gliceraldehído (3D)   D-gliceraldehído          L-gliceraldehído
                         (Proyección de Fischer)   (Proyección de Fischer)




L-aminoácido (3D)        D-aminoácido              L-aminoácido
                         (Proyección de Fischer)   (Proyección de Fischer)
• En los azúcares se considera el
     grupo OH del penúltimo carbono
(por ser el carbono asimétrico más alejado
  del grupo aldehído o cetona)




D-gliceraldehído          L-gliceraldehído
(Proyección de Fischer)   (Proyección de Fischer)
• en los aminoácidos se considera grupo
  funcional al grupo amino (NH2) del
  segundo carbono (carbono α)




 L-aminoácido              D-aminoácido
 (Proyección de Fischer)   (Proyección de Fischer)
Ciclación de los monosacáridos




Los monosacáridos con 5 ó 6 átomos de
carbono en su esqueleto aparecen en
disolución formando estructuras cíclicas en las
que el grupo carbonilo forma un enlace
covalente con el hidroxilo del penúltimo at. de
C.
En todas las aldosas
(pentosas o hexosas) el
                                           H
hemiacetal se produce
entre el aldehído y el                     C       O
alcohol del último átomo
de carbono asimétrico.              H      C      O      H

                             H      O      C      H
Hemiacetal: función que
se produce al reaccionar
un alcohol con un                   H      C      O      H
aldehído.
                                    H      C      O      H
Figura: grupos entre los
que se forma el                     H      C      O      H
hemiacetal en la D
glucosa.                                   H


                           Para construir la fórmula cíclica …….
H                                                 H
            C        O                                H-O     C

    H       C        O        H                           H   C   O   H

H   O       C        H                            H       O   C   H
                                                                          O
    H       C        O        H                           H   C   O   H

    H       C        O        H                           H   C

    H       C        O        H                           H   C   O   H

            H                                                 H

    Transformación de una fórmula lineal en una cíclica
H
                                   C        O

                          H        C         O           H

                  H        O       C         H

                          H        C         O           H

                          H        C         O           H

                          H        C         O           H

                                   H

1) Transformación de una fórmula lineal en una cíclica
H
                          O        C

                          H        C         O           H

                  H        O       C         H

                          H        C         O           H

                          H        C         O           H

                          H        C         O           H

                                   H

2) Transformación de una fórmula lineal en una cíclica
H
                  H        O
                                   C

                          H        C         O           H

                  H        O       C         H

                          H        C         O           H

                          H        C        O

                          H        C         O           H

                                   H

3) Transformación de una fórmula lineal en una cíclica
H
                O        H         C        O

                          H        C         O           H

                  H        O       C         H

                          H        C         O           H

                          H        C

                          H        C         O           H

                                   H

4) Transformación de una fórmula lineal en una cíclica
H
                                                                   CH2OH
O      H          C       O

        H         C        O        H                             C                     O
                                                         H                                         OH
                                                                   H
 H        O       C        H
                                                         C                                        C
        H         C        O        H                    OH        OH                      H        H

        H         C                                               C                        C

        H                  O                                       H                      OH
                  C                 H
                  H
Para proyectar la fórmula cíclica de una aldohexosa según la proyección de Haworth, esto es perpendicular
al plano de escritura, el carbono 1 o carbono anomérico se coloca a la derecha, los carbonos 2 y 3 hacia
delante, el carbono 4 a la izquierda y el carbono 5 y el oxígeno del anillo hacia detrás.
 Los OH que en la fórmula lineal estaban a la derecha se ponen por debajo del plano y los que estaban a la
izquierda se ponen hacia arriba. En la formas D el -CH 2OH se pone por encima y en las L por debajo.
El OH del carbono 1, OH hemiacetálico, 1 se pone hacia abajo en las formas alfa y hacia arriba en las
Animaciones de monosacáridos



  http://www2.uah.es/biomodel/model3j/redir.htm?monosac.htmv




        Animación de glucosa en agua
        http://biomodel.uah.es/biomodel-misc/anim/gluc/glc.html
H
O      H          C       H
H        O
                  C        O                                                 O
                                                       CH2OH                                     CH2OH
 H        O       C        H
                                                       C                                         C
        H         C        O        H                  H OH                          H            OH

        H         C                                              C                       C

        H                  O                                H                       OH
                  C                 H
                  H
Para proyectar la fórmula cíclica de una cetohexosa según la proyección de Haworth, esto es perpendicular
al plano de escritura, el carbono 2, carbono anomérico, se coloca a la derecha, los carbonos 3 y 4 hacia
delante, el carbono 4 a la izquierda y el oxígeno del anillo hacia detrás.
 Los OH que en la fórmula lineal estaban a la derecha se ponen por debajo del plano y los que estaban a la
izquierda se ponen hacia arriba. En la formas D el -CH 2OH (carbono 6) se pone por encima y en las L por
debajo.
El OH hemicetálico se pone hacia abajo en las formas alfa y hacia arriba en las formas beta.
Ciclación
D -glucosa

                         Se produce un enlace
                         hemiacetal entre el grupo
                         aldehído y un grupo alcohol
Ciclación
D -fructosa


                          Se produce un enlace
                          hemicetal entre el grupo
                          cetona y un grupo alcohol
MONOSACÁRIDOS
• Triosas: gliceraldehido, dihidroxicetona
• Pentosas: ribulosa, ribosa, desoxirribosa
• Hexosas: glucosa, fructosa
Derivados de monosacáridos
FOSFATOS DE AZÚCARES        DESOXIAZÚCARES




    β -D -fructosa -6   P




                            α - D -2 desoxirribosa




    α -D -glucosa -6    P
DISACÁRIDOS
•   Ósidos (holósidos)
•   Polímeros
•   Enlace o-glucosídico
•   Azúcares
•   Solubles en agua
•   Carácter reductor o no (en disolución)
•   Sacarosa, maltosa, celobiosa, lactosa
Dependiendo si la reacción de los -OH provengan de los dos C
 Enlace O-glucosídico    anómericos el disacárido será dicarbonílico y no tendrá poder
                         reductor. Mientras que si participan los -OH de un C anomércio y
ENLACE MONOCARBONÍLICO   de otro C no anomérico, el disacárido será monocarbonílico y
                         tendrá poder reductor - ya que tendrá el -OH de un C anómerico
                         libre - .




             OH    HO


                                                 Enlace (1-4) - O -glucosídico

                   H2O

ENLACE DICARBONÍLICO




            OH    HO


                                                Enlace (1-2) - O -glucosídico
                  H2O
                                                  http://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_glucos%C3%ADdico
Disacáridos de interés biológico
 MALTOSA                 LACTOSA




 SACAROSA                CELOBIOSA
MALTOSA
LACTOSA
SACAROSA
POLISACÁRIDOS
•   Almidón
•   Glucógeno
•   Celulosa
•   Quitina




       http://www2.uah.es/biomodel/model3j/redir.htm?polisac.htm
POLISACÁRIDOS
                                                                           según su
según su composición            Polisacáridos                               función
                                         son


                 Polímeros de monosacáridos unidos por enlaces O-glucosídicos.

                                       • ALMIDÓN •
                                      • GLUCÓGENO •                    DE RESERVA
HOMOPOLISACÁRIDOS                     • DEXTRANOS •              Proporcionan energía.
   Formados por el mismo              • CELULOSA •
   tipo de monosacárido.
                                       • QUITINA •

                                       • PECTINAS •
                                                                    ESTRUCTURAL
                                     • HEMICELULOSAS •
                                                                       Proporcionan
                                     • AGAR - AGAR •                       soporte y
HETEROPOLISACÁRIDOS                     • GOMAS •                        protección.

  Formados por                        • MUCÍLAGOS •
  monosacáridos diferentes.         • PEPTIDOGLUCANOS
                                             •
                               • GLUCOSAMINOGLUCANOS •
La amilopectina es un polímero
                    ramificado, compuesto por unas 1000
                    unidades     de   a-D-glucopiranosa.
                    Además de las uniones (1-4) contiene
                    uniones (1-6). Las uniones (1-6)
Almidón - reserva   están regularmente espaciadas (cada
                    25-30 residuos de glucosa), y son los
                    puntos por donde se ramifica la
                    estructura. Cada rama contiene
                    únicamente uniones (1-4)


                    La amilosa es un polímero lineal
                    formado por 250-300 unidades de a-
                    D-glucopiranosa, unidas
                    exclusivamente por enlaces (1-4). La
                    amilosa se disuelve fácilmente en
                    agua, adquiriendo una estructura
                    secundaria característica, de forma
                    helicoidal, en la que cada vuelta de
                    la hélice comprende 6 unidades de
                    glucosa:
Granos de almidón
Celulosa
homopolisacárido estructural
Quitina
homopolisacárido estructural
GLUCÓGENO


    Es el polisacárido de reserva propio de los
    tejidos animales. Se encuentra en casi todas
    las células, pero en los hepatocitos y en las
    células musculares su concentración es muy
    elevada. Su estructura es similar a la de la
    amilopeptina, pero con ramificaciones más
    frecuentes (cada 8-12 monómeros de glucosa),
    y su peso molecular es mucho más elevado
    (de hasta varios millones de dalton):




http://www.ehu.es/biomoleculas/HC/SUGAR34.htm#g
Granos de glucógeno
Polisacáridos


  AMILOSA               AMILOPECTINA

              ALMIDÓN




                        CELULOSA
GLUCÓGENO
 Heterósidos: monosacáridos + otras moléculas no glucídicas
 Peptidoglucano: heteropolisacáridos+oligopéptido – pared
  bacteriana
 Proteoglucano: glucosaminoglucano+proteina – heparina
 Glucoproteinas:
 Glucolípidos: cerebrósidos y gangliósidos.




  peptidoglucano
Heterósidos
• http://www.bionova.org.es/index.html

Glúcidos

  • 1.
    GLÚCIDOS o CARBOHIDRATOS
  • 3.
    Carbohidratos • Carbohidratos. • Concepto, clasificación, nomenclatura y función biológica de los carbohidratos. • Estructura, propiedades y funciones de los monosacáridos (glucosa). Isomerías. • Estructura, propiedades y funciones de los disacáridos (sacarosa y lactosa). El enlace O-glucosídico Estructura, propiedades y funciones de los polisacáridos. • Homopolisacáridos de reserva (glucógeno y almidón) y estructurales (celulosa y quitina). • Concepto de heteropolisacárido.
  • 4.
    CARACTERÍSTICAS • Constituidos por C,H,O (C,H2O)n • Osas: Monosacáridos : – Cadenas carbonadas (3-8 átomos de carbono) – Polialcoholes – Aldehido ó cetona • Ósidos: asociación de monosacáridos - Holósidos: • Oligosacáridos de 2-10 monos. • Polisacáridos más de 10 monos. - Heterósidos: monosacáridos + otras moléculas no glucídicas - Peptidoglucanos: heteropolisacáridos+oligopéptido – pared bacteriana - Proteoglucanos: glucosaminoglucano+proteina - heparina - Glucoproteinas - Glucolípidos: cerebrósidos y gangliósidos.
  • 5.
    Clasificación se unen formando OSAS ÓSIDOS formados únicamente formados por osas y otras son por osas moléculas orgánicas MONOSACÁRIDOS HOLÓSIDOS HETERÓSIDOS muchos entre 2 y 10 monosacáridos monosacáridos contienen POLISACÁRIDOS proteínas contienen lípidos el mismo tipo de OLIGOSACÁRIDOS monosacárido GLUCOPROTEÍNAS formados por 2 HOMOPOLISACÁRIDOS distintos tipos de monosacáridos GLUCOLÍPIDOS monosacárido HETEROPOLISACÁRIDOS DISACÁRIDOS
  • 6.
    FUNCIONES • Energética: glucosa,almidón • Estructural: celulosa, quitina • Otras: ribosa, ribulosa,
  • 7.
    Monosacáridos CARACTERÍSTICAS • Sólidos • Cristalinos • Color blanco • Monómeros • Sabor dulce • Muy solubles en agua • Carácter reductor en disolución CLASIFICACIÓN Por su grupo funcional 1. ALDOSAS 2. CETOSAS Por su nº de átomos de carbono 1. Triosas 2. Pentosas 3. Hexosas
  • 11.
    MEZCLA RACÉMICA Es lamezcla de isómeros ópticos, con 50% de levógiro y 50% de dextrógiro. (ópticamente inactiva) + = Mezcla Racémica
  • 14.
    • Cuando haymás de un átomo de carbono asimétrico (como en la mayoría de los azúcares) aumentan las posibilidades de isomería. El número de isómeros posibles es 2n (siendo n el número de átomos de carbono asimétricos).
  • 16.
    D-gliceraldehido L-Gliceraldehido
  • 17.
    NOMENCLATURA D –L http://www.ehu.es/biomoleculas/moleculas/dl.htm • Se denomina : isómero D al que presenta el grupo funcional a la derecha del espectador isómero L al que lo tiene hacia la izquierda
  • 18.
    D-gliceraldehído (3D) D-gliceraldehído L-gliceraldehído (Proyección de Fischer) (Proyección de Fischer) L-aminoácido (3D) D-aminoácido L-aminoácido (Proyección de Fischer) (Proyección de Fischer)
  • 19.
    • En losazúcares se considera el grupo OH del penúltimo carbono (por ser el carbono asimétrico más alejado del grupo aldehído o cetona) D-gliceraldehído L-gliceraldehído (Proyección de Fischer) (Proyección de Fischer)
  • 20.
    • en losaminoácidos se considera grupo funcional al grupo amino (NH2) del segundo carbono (carbono α) L-aminoácido D-aminoácido (Proyección de Fischer) (Proyección de Fischer)
  • 25.
    Ciclación de losmonosacáridos Los monosacáridos con 5 ó 6 átomos de carbono en su esqueleto aparecen en disolución formando estructuras cíclicas en las que el grupo carbonilo forma un enlace covalente con el hidroxilo del penúltimo at. de C.
  • 26.
    En todas lasaldosas (pentosas o hexosas) el H hemiacetal se produce entre el aldehído y el C O alcohol del último átomo de carbono asimétrico. H C O H H O C H Hemiacetal: función que se produce al reaccionar un alcohol con un H C O H aldehído. H C O H Figura: grupos entre los que se forma el H C O H hemiacetal en la D glucosa. H Para construir la fórmula cíclica …….
  • 27.
    H H C O H-O C H C O H H C O H H O C H H O C H O H C O H H C O H H C O H H C H C O H H C O H H H Transformación de una fórmula lineal en una cíclica
  • 28.
    H C O H C O H H O C H H C O H H C O H H C O H H 1) Transformación de una fórmula lineal en una cíclica
  • 29.
    H O C H C O H H O C H H C O H H C O H H C O H H 2) Transformación de una fórmula lineal en una cíclica
  • 30.
    H H O C H C O H H O C H H C O H H C O H C O H H 3) Transformación de una fórmula lineal en una cíclica
  • 31.
    H O H C O H C O H H O C H H C O H H C H C O H H 4) Transformación de una fórmula lineal en una cíclica
  • 32.
    H CH2OH O H C O H C O H C O H OH H H O C H C C H C O H OH OH H H H C C C H O H OH C H H Para proyectar la fórmula cíclica de una aldohexosa según la proyección de Haworth, esto es perpendicular al plano de escritura, el carbono 1 o carbono anomérico se coloca a la derecha, los carbonos 2 y 3 hacia delante, el carbono 4 a la izquierda y el carbono 5 y el oxígeno del anillo hacia detrás. Los OH que en la fórmula lineal estaban a la derecha se ponen por debajo del plano y los que estaban a la izquierda se ponen hacia arriba. En la formas D el -CH 2OH se pone por encima y en las L por debajo. El OH del carbono 1, OH hemiacetálico, 1 se pone hacia abajo en las formas alfa y hacia arriba en las
  • 33.
    Animaciones de monosacáridos http://www2.uah.es/biomodel/model3j/redir.htm?monosac.htmv Animación de glucosa en agua http://biomodel.uah.es/biomodel-misc/anim/gluc/glc.html
  • 34.
    H O H C H H O C O O CH2OH CH2OH H O C H C C H C O H H OH H OH H C C C H O H OH C H H Para proyectar la fórmula cíclica de una cetohexosa según la proyección de Haworth, esto es perpendicular al plano de escritura, el carbono 2, carbono anomérico, se coloca a la derecha, los carbonos 3 y 4 hacia delante, el carbono 4 a la izquierda y el oxígeno del anillo hacia detrás. Los OH que en la fórmula lineal estaban a la derecha se ponen por debajo del plano y los que estaban a la izquierda se ponen hacia arriba. En la formas D el -CH 2OH (carbono 6) se pone por encima y en las L por debajo. El OH hemicetálico se pone hacia abajo en las formas alfa y hacia arriba en las formas beta.
  • 36.
    Ciclación D -glucosa Se produce un enlace hemiacetal entre el grupo aldehído y un grupo alcohol
  • 37.
    Ciclación D -fructosa Se produce un enlace hemicetal entre el grupo cetona y un grupo alcohol
  • 40.
    MONOSACÁRIDOS • Triosas: gliceraldehido,dihidroxicetona • Pentosas: ribulosa, ribosa, desoxirribosa • Hexosas: glucosa, fructosa
  • 42.
    Derivados de monosacáridos FOSFATOSDE AZÚCARES DESOXIAZÚCARES β -D -fructosa -6 P α - D -2 desoxirribosa α -D -glucosa -6 P
  • 43.
    DISACÁRIDOS • Ósidos (holósidos) • Polímeros • Enlace o-glucosídico • Azúcares • Solubles en agua • Carácter reductor o no (en disolución) • Sacarosa, maltosa, celobiosa, lactosa
  • 44.
    Dependiendo si lareacción de los -OH provengan de los dos C Enlace O-glucosídico anómericos el disacárido será dicarbonílico y no tendrá poder reductor. Mientras que si participan los -OH de un C anomércio y ENLACE MONOCARBONÍLICO de otro C no anomérico, el disacárido será monocarbonílico y tendrá poder reductor - ya que tendrá el -OH de un C anómerico libre - . OH HO Enlace (1-4) - O -glucosídico H2O ENLACE DICARBONÍLICO OH HO Enlace (1-2) - O -glucosídico H2O http://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_glucos%C3%ADdico
  • 45.
    Disacáridos de interésbiológico MALTOSA LACTOSA SACAROSA CELOBIOSA
  • 46.
  • 47.
  • 48.
  • 49.
    POLISACÁRIDOS • Almidón • Glucógeno • Celulosa • Quitina http://www2.uah.es/biomodel/model3j/redir.htm?polisac.htm
  • 50.
    POLISACÁRIDOS según su según su composición Polisacáridos función son Polímeros de monosacáridos unidos por enlaces O-glucosídicos. • ALMIDÓN • • GLUCÓGENO • DE RESERVA HOMOPOLISACÁRIDOS • DEXTRANOS • Proporcionan energía. Formados por el mismo • CELULOSA • tipo de monosacárido. • QUITINA • • PECTINAS • ESTRUCTURAL • HEMICELULOSAS • Proporcionan • AGAR - AGAR • soporte y HETEROPOLISACÁRIDOS • GOMAS • protección. Formados por • MUCÍLAGOS • monosacáridos diferentes. • PEPTIDOGLUCANOS • • GLUCOSAMINOGLUCANOS •
  • 52.
    La amilopectina esun polímero ramificado, compuesto por unas 1000 unidades de a-D-glucopiranosa. Además de las uniones (1-4) contiene uniones (1-6). Las uniones (1-6) Almidón - reserva están regularmente espaciadas (cada 25-30 residuos de glucosa), y son los puntos por donde se ramifica la estructura. Cada rama contiene únicamente uniones (1-4) La amilosa es un polímero lineal formado por 250-300 unidades de a- D-glucopiranosa, unidas exclusivamente por enlaces (1-4). La amilosa se disuelve fácilmente en agua, adquiriendo una estructura secundaria característica, de forma helicoidal, en la que cada vuelta de la hélice comprende 6 unidades de glucosa:
  • 53.
  • 54.
  • 55.
  • 56.
    GLUCÓGENO Es el polisacárido de reserva propio de los tejidos animales. Se encuentra en casi todas las células, pero en los hepatocitos y en las células musculares su concentración es muy elevada. Su estructura es similar a la de la amilopeptina, pero con ramificaciones más frecuentes (cada 8-12 monómeros de glucosa), y su peso molecular es mucho más elevado (de hasta varios millones de dalton): http://www.ehu.es/biomoleculas/HC/SUGAR34.htm#g
  • 57.
  • 58.
    Polisacáridos AMILOSA AMILOPECTINA ALMIDÓN CELULOSA GLUCÓGENO
  • 59.
     Heterósidos: monosacáridos+ otras moléculas no glucídicas  Peptidoglucano: heteropolisacáridos+oligopéptido – pared bacteriana  Proteoglucano: glucosaminoglucano+proteina – heparina  Glucoproteinas:  Glucolípidos: cerebrósidos y gangliósidos. peptidoglucano
  • 60.
  • 64.