Structure of Saccharides (Spanish)

Tutorial sobre Estructura de monoglícidos, diglícidos y poliglícidosTutorial sobre Estructura de monoglícidos, diglícidos y poliglícidos

Gabriel Pons
Departamento de Ciencias Fisiológicas
Facultat de Medicina i Ciències de la Salut. Universitat de Barcelona
gpons@ub.edu

Monoglícidos Triosas El es una aldotriosa que pertenece a la serie D. La letra A amarilla señala el carbono asimétrico de la triosa. Pertenece a la serie D porque con los sustituyentes horizontales dirigidos hacia nosotros y con el grupo más oxidado (aldehido) arriba, el OH nos queda a la derecha Por contra el tiene la configuración opuesta con el OH horizontal a la izquierda. Ambas moléculas son imagen especular una de la otra o isómeros ópticos enantiómeros La en cambio, es una cetotriosa con el grupo cetona central y por tanto carece de carbonos asimétricos y de isòmeros ópticos Tetrosas Las tetrosas tienen 4 carbonos y en este caso se trata de la . La pertenencia a la serie D o L viene determinada por la configuración del carbono asimétrico más alejado del grupo carbonilo, en este caso es el A2. Siguiendo la convención, el grupo OH de los sustituyentes horizontales queda a la derecha. Y es Eritrosa porque los dos grupos OH tienen configuración derecha Si vamos añadiendo carbonos y OH tendremos las aldopentosas, 4D y 4L. Y las aldohexosas, 8D y 8L Aldohexosas: glucosa, galactosa , etc Con el grupo aldehido en el extremo y OHs en el resto de carbonos tenemos las 16 aldohexosas, de las cuales una es la . Pertenece a la serie D por tener configuración D (OH a la derecha) en el último carbono asimétrico. Y es glucosa por el patrón de configuración de todos los carbonos asimétricos: 1. derecha, 2. izquierda, 3. derecha, 4. derecha. La L- glucosa, su imagen especular, tendría la configuración contraria: 1. izquierda, 2. derecha, 3. izquierda, 4. izquierda. Aquí vemos ambas glucosa , y podemos observar que son imagen especular una de la otra, con todas las configuraciones cambiadas. Cetosas las cetosas poseen el grupo cetona como grupo carbonilo y generalmente se encuentra en el carbono 2 de la molécula. Al tener el grupo carbonilo interior y por tanto tener dos CH2OH en los extremos poseen un carbono asimétrico menos que sus acorrespondientes aldosas. Aquí tenemos la cetohexosa . Los carbonos asimétricos estan marcados con asterisco y el grupo OH que determina la configuración D está en lila Formas mesómeras En ciertos casos existen moléculas con carbonos asimétricos en donde no cinciden el número de carbonos asimétricos con el número de estereosiómeros. Se trata de las formas mesómeras. Por ejemplo el posee 4 carbonos asimétricos, indicados con la Q de quiral. Sin embargo la molécula no posee actividad óptica. Porqué? No la posee porque presenta un centro de simetría. Comparación entre los Ciclación de los monoglícidos Dada la libre rotación de los enlaces simples de los monoglícidos y el hecho de poseer grupos carbonilo y alcohol, existe gran tendencia a que el monoglícido se cicle formando una unión hemiacetal intramolecular Aqui tenemos la . Si el grupo aldehido del carbono 1 se aproxima por rotación al grupo OH del carbono 4 se forma una unión hemiacetálica intramolecular más estable que las formas abiertas. En esta se observa como se produce la ciclación. Se han eliminado los números Alfa y Beta D glucosas Al producirse la ciclación y formarse la unión hemiacetal el carbono que conteníal el grupo aldehido en la glucosa pasa a ser asimétrico y por tanto aparecen nuevos isómeros, las formas Alfa y beta D-glucosa. Aquí vemos la La convención de formas alfa y beta es la siguiente: si el OH del carbono 1 y el CH2OH del carbono 6 están en el mismo lado del plano del anillo se trata de una forma beta. Cuando están en lados opuestos hablamos de formas alfa. Otra cosa que debemos apreciar es que el anillo de ciclación no es plano ya que los enlaces del anillo son simples y de libre rotación. La conformación que vemos es de silla Formas ciclada D y L glucosa Cuando se cicla un monoglícido L, por ejemplo la el OH del carbono 5 queda a la izquierda y por tanto al ciclar el CH2OH del carbono 6 va a quedar hacia abajo. Aqui tenemos la Substituyentes ecuatoriales y axiales en las formas cicladas Un aspecto interesante es observar como se distribuyen los OH respecto al plano del anillo. En el caso de la beta D-glucosa todos los OH son ecuatoriales y se encuentran al máximo de alejados posibles unos de otros. Aqui vemos la beta D-glucosa en representación de Por contra, si observamos la , todos los substituyentes son axiales y por tanto más próximos entre sí. Aquí la vemos en , y es interesante compararla con la D-beta glucosa Disacáridos Los disacáridos o diglícidos están formados por la unión de dos monoglícidos mediante un enlace O-glicosídico entre dos OHs, con pérdida de una molécula de agua. Por ejemplo, la está formado por la unión entre el OH del carbono 1 de una D-Glucosa ciclada con el OH del carbono 4 de otra D-glucosa ciclada. El enlace es con configuración alfa del carbono anomérico (el sustituyente CH2OH y el OH del carbono 1 están en lados opuestos del plano del anillo) Se observa que la configuración alfa del enlace O-glicosídico provoca que los dos anillos se colocan en planos distintos. Este hecho es importante al formarse el polímero amilosa o el glucógeno, que tienden a adoptar conformaciones helicoidales como veremos. El diglícido está formado por la unión entre la glucosa y la fructosa. La fructosa está ciclada en furano. La unión en este caso se produce entre los dos carbonos anoméricos, el 1 de la glucosa y el 2 de la fructosa . El OH de la glucosa del enlace es alfa mientras que el de la fructosa es beta. En la , que podríamos considerar la unidad repetitiva de la celulosa, el enlace del carbono 1 con la otra glucosa es de configuración beta. Ello provoca que los dos anillos de las dos glucosas se encuentran casi en el mismo plano. Esto es importante cuando se forma el polímero de glucosa en configuración beta, la Celulosa, que origina cadenas planas y muy compactas como veremos. Poliglícidos Entendemos por poliglícidos los polímeros grandes formados por unidades de monoglícidos o derivados de monoglícido unidos entre sí por enlaces glicosídicos. Suele utilizarse la denominación poliglícidos simples si únicamente contienen monoglícidos o complejos si contienen derivados de monoglícidos. También distinguimos entre homopolisacáridos, formados por la polimerización de una única unidad monoglícido o derivado y heteropolisacaridos, formados por dos unidades (monoglícido o derivado de monoglícido) Homopolisacáridos de glucosa: amilosa y Celulosa La es un polímero lineal de moléculas de Alfa-D-glucosa unidas entre el carbono 1 de una glucosa y el carbono 4 de otra glucosa. Es por tanto configuración alfa lo que tiende a inducir conformación helicoidal en la cadena. En esta representación se han ocultado los hidrógenos para simplificar. El carbono 1 de cada monoglícido está indicado. Vemos la misma . aquí se han añadido los hidrógenos para ver de forma más real su estructura La es un polímero de moléculas de D glucosa ciclícas unidas mediante enlace 1,4 en configuración beta (recordar beta es cuando el OH del carbono anomérico de la ciclación queda al mismo lado del anillo que el carbono 6). Si observamos las posiciones de los carbono 6 de cada glucosa (marcadas con número) podemos ver que las unidades de glucosa están alternadas, hecho que provoca una cadena lineal y compacta. Aqui observamos la misma . Esta estructura lineal de la celulosa permite formar hojas de pràcticamente impermeables al agua Structural highlights This is a sample scene created with SAT to by Group, and another to make of the protein. You can make your own scenes on SAT starting from scratch or loading and editing one of these sample scenes.

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