Carbohidratos

Alberto Vivoni9 de noviembre de 2015

Información general

Fórmula molecular: CnH2nOn ; Cn (H2O) n

En las plantas: nCO2+ nH2O + hν → CnH2nOn+ nO2

En los animales:Gluconeogénesis

Fuente de energía (glucosa):C6H12O6 + nO2 → nCO2 + nH2O H=-2,880kJ/mol

Tipos de carbohidratos o azúcares

• Monosacáridos• Disacáridos• Oligosacáridos• Polisacáridos• Otros: Glucoproteínas

Clasificación de monosacáridos

Aldosas, cetosas, pentosas, hexosasEjemplos:

Pentose Hexose

Configuración

Arbol familiar

Proyección Fischer y Haworth

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

OH

D-glucosa D-glucopiranosa

Formación de hemiacetales

Anómeros de glucosa

D-glucosa

-D-glucopiranosa

-D-glucopiranosa

Carbono anomérico*

OH

OH

H

OHH

OH

CH2OH

HOH

*

Proyección Haworthy conformación silla

O

H

HO

H

HO

H

OH

OHHH

OH

Mutarotación de D-glucosa

α-D-glucopiranosa β-D-glucopiranosa

Anillos de cinco carbonos

D-ribosa -D-ribofuranosa

Furanosas de sies carbonos

D-glucosa

OH

H

H

H OH

HO H

O

H

HOHO

-D-glucofuranosa

Fructosa

D-fructosa -D-fructofuranosa

Formación de proyección Haworth

OHH

HHO

OHH

OHH

CH2OH

OH

D-glucosa D-glucopiranosa

Identificación de proyección Haworth

Operaciones a proyección Haworth

Enlace glicosídico

Salicina: Enlace o-glicosídico

Agente anti-inflamatorio

Enlace n-glicosídico

Nucleósido adenosina

Azúcares reductoras

Positivo para sacáridos sin enlaces glicosídicos.

DisacáridosDos monosacáridos unidos por un enlace glicosídico.Los más comunes son: •Celobiosa: glucosa-glucosa β(1-4)

•Maltosa: glucosa-glucosa α(1-4)

•Lactosa: galactosa-glucosa β(1-4)

•Sacarosa: glucosa-fructosa α1-β2

Lactosa: galactosa-glucosa β(1-4)

Lactosa en conformación silla

Maltosa: glucosa-glucosa α(1-4)

Maltosa en conformación silla

¿Porqué maltosa es un azúcar reductor?

Celobiosa: ¿es o no azúcar reductora?

Sacarosa: glucosa-fructosa α1-β2 ¿es o no azúcar reductora?

Rafinosa

Se encuentra en legumbres y vegetales como habichuelas, col, coles de bruselas, etc.

Conteste las preguntas relacionadas a Rafinosa:

•¿Cómo clasifica este sacárido?

•Identifique los monosacáridos involucrados.

•Identifique los enlaces glicosídicos que unen las unidades. Utilice símbolos como 1-4)

•¿Es un azúcar reductoro no-reductor?

•Los humanos no tienen enzimas para hidrolizar enlaces (1→6). Sacáridos con este tipo de enlace son fermentados por bacterias que producen gas en el intestino. ¿Qué efecto tiene este hecho sobre nuestro sistema digestivo?

Lactulosa

Azucar sintética para tratar constipación

Preguntas relacionadas a lactulosa:

•Clasifique el sacárido

•Determine los monosacáridos que lo componen

•Determine si reduce Benedict o no

•Identifique el enlace glicosídico

•Redibuje la parte de piranosa en conformación silla

Oligosacáridos

Contienen de 3 a 10 unidades de monosacáridos

Estaquiosa

Polisacáridos comunes

• Almidón: amilosa y amilopectina

• Celulosa

• Glucógeno

Almidón

• Es la forma principal de almacenar carbohidratos en plantas (gránulos)

• Compuesta sólo de D-glucosa– Amilosa–cerca del 80%– Amilopectina-cerca del 20%

Amilosa

•Polímero lineal de α-D-glucosas•Conección entre una unidad y otra via enlace

glicosídico α(1-4)

Amilopectina

•Forma ramificada de amilosa•Conección de las ramas es via α(1-6)

Otra visión de amilopectina

Celulosa•Polisacárido más abundante•Polímero lineal de β-D-glucosas unidas por enlace

glicosídico β(1-4).•Es componente estructural de plantas

Celulosa

Glucógeno•Forma principal de almacenamiento de glucosa en animales•Estructura similar a amilopectina pero con más ramificación y

pedazos mas cortos.

Glucógeno: hasta 30,000 unidades

Glucoproteínas

Oligosacárido unido por enlace glicosidico-N a asparagina

Glucoproteínas (cont.)

• Se encuentran en la sangre y la membrana celular

• Participan en reconocimiento de:Sustancias: Ej. AntígenosCélulas: Ej. Diferentes tipos de celulas de la

sangre, celulas vecinas.

Termodinámica de carbohidratos

• El cambio en entalpía de un sistema, H, es igual al cambio en la energía interna del sistema, U, más el trabajo que realiza el sistema, PV, el cual es igual a nRT. Si para la oxidación de glucosa, U = -2,808 kJ/mol, calcule H para la reacción.

• ¿Cuál es el cambio en la energía libre de la reacción si S = 182.4 J/Kmol a 310 K?

• ¿Si se requiere un G de -30.5 kJ/mol para formar un ATP de ADP y Pi, cuántos ATP se formarían de la oxidación de glucosa?

Termodinámica de carbohidratos

• Un monosacárido tiene una energía libre de formación, fG, de – 2808 kJ/mol. Calcule G de la oxidación de este monosacárido con los siguientes datos:

Compuesto -fG (kJ/mol)

O2 0

CO2 -394

H2O -156

Equilibrio• Para la reacción

glucosa-1-fosfato + H2O ↔ glucosa + Pi

G = -20.9 kJ/mol. Calcule la constante de equilibrio de esa reacción usando la ecuación

G = -RTlnK• En el equilibrio de la reacción

glucosa-6-fostafo ↔ fructosa-6-fosfato hay el doble de glucosa-6-fosfato que de fructosa-6-fosfato. Calcule G para esta reacción.