2. Reacciones químicas en monosacáridos
Oxidación.
Reducción.
Esterificación.
Aminoazúcares.
3. 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.
5. 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.
7. 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.
9. 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).
10. Disacáridos
TAREA
De los siguientes disacáridos:
Maltosa
Lactosa
Sacarosa
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.
11. 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.
12. 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.
13. Polisacáridos
Los polisacáridos unen sus unidades de glucosa mediante enlaces
o-glucosídicos. Funcionan como almacén de energía y
estructurales.
Homopolisacáridos:
Celulosa
Almidón
Glucógeno
Quitina
Heteropolisacáridos:
Glucosaminoglucanos
14. Almidón
Reserva 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)
16. 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
17. 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.
18. 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.
19. Glucosaminoglucanos
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.
20. 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.
21. Proteoglucanos
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.
22. Proteoglucanos están formados por cantidades relativamente
grandes de hidratos de carbono (GAG sulfatados) unidas en
forma covalente a pequeños componentes polipeptídicos .
23. 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.
24. 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.
27. Adición y maduración de los principales tipos de
glucoconjugados
•La adición de
carbohidratos a lípidos
y proteínas se realiza
por medio de
glucosiltransferasas
específicas en el RE y
aparato de Golgi.
Essentials of Glycobiology
Second Edition
28. 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.
Notas del editor
FIGURE 1.6. Common classes of animal glycans. (Modified from Varki A. 1997. FASEB J. 11: 248 – 255; Fuster M. and Esko J.D. 2005. Nat. Rev. Can. 7: 526 – 542.)
FIGURE 3.1. Initiation and maturation of the major types of eukaryotic glycoconjugates in relation to subcellular trafficking in the ER-Golgi – plasma membrane pathway. This illustration outlines the different mechanisms and topology for initiation, trimming, and elongation of the major glycan classes in animal cells. Asterisks represent the addition of outer sugars to glycans in the Golgi apparatus. N-glycans and glycosylphosphatidylinositol (GPI) anchors are initiated by the en-bloc transfer of a large preformed precursor glycan to a newly synthesized glycoprotein. O-glycans and sulfated glycosaminoglycans are initiated by the addition of a single monosaccharide, followed by extension. The most common glycosphingolipids are initiated by the addition of glucose to ceramide on the outer face of the ER-Golgi compartments, and the glycan is then flipped into the lumen to be extended. For a better understanding of the events depicted in this figure, see details in other chapters of this book: N-glycans (Chapter 8); O-glycans (Chapter 9); glycosphingolipids (Chapter 10); GPI anchors (Chapter 11); and sulfated glycosaminoglycans (Chapter 16). Essentials of Glycobiology, 2nd edition Edited by Ajit Varki, Richard D Cummings, Jeffrey D Esko, Hudson H Freeze, Pamela Stanley, Carolyn R Bertozzi, Gerald W Hart, and Marilynn E Etzler. Essentials of Glycobiology. 2nd edition. Varki A, Cummings RD, Esko JD, et al., editors. Cold Spring Harbor (NY): Cold Spring Harbor Laboratory Press ; 2009.