Hidratos de Carbono

Reacciones químicas en monosacáridos

Oxidación.Reducción.Esterificación.Aminoazúcares.

Oxidación Cuando la oxidación la sufre el

grupo aldehído se convierte en un grupo carboxilo y se produce un ácido aldónico

Oxidación del C-1 de la glucosa=ácido glucónico.

Si la oxidación la sufre un grupo alcohol primario de las aldosas (C-6) se convierte en un ácido urónico.

Oxidación del C-6 de la glucosa= ácido glucurónico.

La capacidad de ser oxidados hace que los monosacáridos tengan poder reductor, por lo cual las pruebas de identificación de los azúcares se basan en su capacidad de reducir reactivos con Cu2+ provocando un cambio de color medible.

Oxidación de la glucosa

Reducción

Los grupos aldehído y cetona pueden sufrir reacciones de reducción a grupos alcohol.

Existen muchos azúcares alcohol aldioles: glicerol, mio-inositol (lípidos de membrana), ribitol (componente de la flavina adenindinucleótido (FAD).

• Otra forma reducida es cuando se sustituye un grupo OH por uno H formando desoxiazúcares. Un ejemplo importante es la β-D-2-desoxirribosa presente en el DNA.

Reducción

Esterificación

Los grupos hidroxilos permiten la unión mediante enlaces éster de un ácido fosfórico, formando los azúcares fosfato, que son de gran importancia biológica dado su valor energético.

La esterificación se produce por una transferencia del grupo fosforilo por enzimas cinasas.

Ejemplos de intermediarios metabólicos de la oxidación de la glucosa: glucosa-6-fosfato y fructosa 6-fosfato.

La ribosa y la desoxirribosa son esterificadas para incorporarse en la síntesis de ácidos nucléicos.

Esterificaciones importantes en la glucólisis

Aminoazúcares

Un aminoazúcar se forma cuando se sustituye el grupo OH del C-2 de un carbohidrato por una amina (-NH2).

Aminoazúcares frecuentes en polisacáridos: D-glucosamina y D-galactosamina.

Aminoazúcar ácido importante por estar presente en muchos componentes de glucoconjugados y glucolípidos de las membranas celulares de células animales →N-acetilneuramínico (éste y sus derivados se denominan ácidos siálicos).

DisacáridosTAREADe los siguientes disacáridos:MaltosaLactosaSacarosa

Investiga ¿Cuáles son los monosacáridos constituyentes? ¿Qué tipo de enlace está presente? ¿Cuál es el nombre de la enzima que los degrada? y principales funciones.

Oligosacáridos

Polímeros pequeños que contienen de 2-20 unidades de residuos de monosacáridos.

Generalmente están unidos a polipéptidos (glucoproteínas) o a lípidos (glucolípidos) que se encuentran en las membranas.

Existen dos clases de oligosacáridos: ligados por N o ligados por O.

Oligosacáridos

Los ligados por N están unidos a los polipéptidos por un enlace N-glucosídico con el grupo amida de la cadena central de la asparagina.

Los oligosacáridos ligados por O están unidos a polipéptidos por el grupo hidroxilo de la cadena lateral de los aminoácidos serina o treonina; también se unen a grupos hidroxilo de los lípidos de membrana.

PolisacáridosLos polisacáridos unen sus unidades de

glucosa mediante enlaces o-glucosídicos. Funcionan como almacén de energía y estructurales.

Homopolisacáridos:CelulosaAlmidónGlucógenoQuitinaHeteropolisacáridos:Glucosaminoglucanos

AlmidónReserva energética de las plantas fuente

muy importante de hidratos de carbono en la población humana.

En el almidón se encuentran juntos dos polisacáridos: amilosa y amilopectina.

La amilosa está formada por cadenas largas sin ramificar de residuos de D-glucosa que están unidos por enlaces glucosídicos α-(1,4).

La amilopectina es un polímero ramificado que tiene ambos enlaces glucosídicos α (1-4) y α (1-6)

amilosa

amilopectina

Almidón

Celulosa

Polímero formado por residuos de D-glucopiranosa unidos por enlaces glucosídicos β (1,4). Es el polisacárido estructural más importante en plantas.

Varios pares de moléculas de celulosa se mantienen juntas por puentes de hidrógeno para formar microfibrillas

Glucógeno.• El glucógeno es el polisacárido

que almacena la glucosa en células animales .

• Cadena ramificada de homopolisacáridos, constituida por α-D-glucosa.

• Con enlaces glucosídicos α(1→4) en la cadena lineal y enlaces α(1→6) cada 8 a 14 residuos de glucosa.

Glucosaminoglucanos

Son polisacáridos estructurales no ramificados de las células animales, están constituidos por unidades repetidas de disacáridos y pueden formar cadenas muy largas.

Dan resistencia a los tejidos cartilaginosos y la dureza al tejido óseo.

Poseen grupos carboxilo (COO-) y grupos sulfatos (SO3-),

cuyas cargas negativas permiten una fuerte y abundante asociación con moléculas de agua, aportando una gran hidratación a la matriz extracelular.

En las repeticiones de parejas de monosacáridos uno de los azúcares tiene un grupo amino (N-acetilgalactosamina o N-acetilglucosamina) y el otro es normalmente la galactosa o el ácido glucurónico.

Glucosaminoglucanos

Glucoconjugados

Son macromoléculas formadas por lípidos o proteínas unidos a una porción glucosídica. Incluyen a los proteoglucanos, glucoproteínas y glucolípidos.

Debido a las numerosas formas en que los carbohidratos pueden conectarse les da la posibilidad de llevar más información biológica que los ácidos nucléicos o las proteínas, por esto los glucoconjugados desempeñan papeles muy importantes en la transferencia de información entre los seres vivos.

Unión covalente y no covalente de proteínas y glucosaminoglucanos en la matriz extracelular.

Tienen forma de cepillo con las “cerdas” unidas de modo no covalente a un “esqueleto” de ácido hialurónico. Las cerdas presentan una proteína nuclear a la que se unen de modo no covalente los glucosaminoglucanos, los más frecuentes son queratan sulfato y condroitinsulfato.

Proteoglucanos

Proteoglucanos están formados por cantidades relativamente grandes de hidratos de carbono (GAG sulfatados) unidas en forma covalente a pequeños componentes polipeptídicos .

Glucoproteínas

Las glucoproteínas están unidas covalentemente a hidratos de carbono mediante enlaces N u O glucosídicos.

Se encuentran en la célula en forma soluble y unidos a la membrana, lo mismo que en los líquidos extracelulares .

Ejemplos: factores de coagulación de la sangre, varias hormonas (como la FSH), inmunoglobulinas, lectinas, glucoproteínas de la membrana celular (glucocáliz), etc.

Glucoproteínas

Muchas proteínas tienen un contenido variable de carbohidratos que va desde 1% hasta 90% de su peso.

Sus funciones abarcan desde actividades enzimáticas, de transporte, receptores, hormonales y estructurales.

Las cadenas de carbohidrato de las glucoproteínas se generan enzimáticamente por lo que presentan una composición de carbohidratos muy variable.

Glucoconjugados de membrana

Essentials of Glycobiology

Second Edition

Thy-1 glicoproteina

Glucocáliz

Adición y maduración de los principales tipos de glucoconjugados

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•La adición de carbohidratos a lípidos y proteínas se realiza por medio de glucosiltransferasas específicas en el RE y aparato de Golgi.

Oligosacáridos de los grupos sanguíneos ABO.

Los antígenos de los grupos sanguíneos ABO son cadenas de oligosacáridos unidos en forma covalente a glucolípidos o glucoproteínas en la membrana plasmática.

Los azúcares terminales en los oligosacáridos distinguen a los 3 antígenos. El tipo de sangre está determinado por la presencia o ausencia de glucosiltransferasas que añaden galactosa o N-acetilgalactosamina al antígeno O.