carbohidratos complejos -2010
TRANSCRIPT
Carbohidratos = Sacáridos
Las moléculas biológicas más abundantes
Reserva y fuente de energía
Estructurales
Interacción
Monosacárido Unidad básica
Oligosacáridos Pocas unidades glicoproteínas y glicolípidos
Polisacáridos Constituidos por muchas unidades
Reguladores
Químicamente cómo clasifican los carbohidratos
Cetosas
D-Ribulosa
OH
OH
C O
CH
CH
CH2OH
CH2OH
D-Xilulosa
C O
CHO H
CH OH
CH2OH
CH2OH OH
C H
CH OH
CH
CH2OH
C
OH
HOC OH
CH OH
CH
CH2OH
C
OH
OH
H OH
OH
C
CHO H
CH
CH2OH
C
OH
H
D-XilosaD-ArabinosaD-Ribosa
Aldosas
Configuraciones para representar los Enantiómeros del Gliceraldehído
“barras y esferas”
Proyección de Fischer
Fórmulas Geométricas
D-Gliceraldehído
D-Gliceraldehído
L-Gliceraldehído
L-Gliceraldehído
+ ─
D-Gliceraldehído
Dihidroxiacetona
Los D- azúcares poseen la misma configuración absoluta el centro asimétrico más alejado del grupo carbonilo
En las móleculas con más de un centro quiral el número de estereoisómeros es igual 2n-2 donde n es igual al número de carbonos
D-Xilosa D-LixosaEpímeros
D-Ribulosa D-Xilulosa
Epímeros
D-Glucosa D-Galactosa (epímero en C-4)
Epímeros
D-Manosa (epímero en C-2)
HO3C H
4CH OH
5CH
6CH2OH
2C
OH
HO
1CHO
HO H
3C H
4CH OH
5CH OH
6CH2OH
2C
HO
1CHO
H OH
3C H
4CHO H
5CH OH
6CH2OH
2C
1CHO
H OH
Cuando dos azucares difieren entre si en la configuración de un solo átomo de carbono.
Aldehído Alcohol Hemiacetal Acetal
Cetona Alcohol Hemicetal Cetal
Reacciones de los aldehídos y cetonas
Pirano
Proyecciones de Haworth
D- glucosa forma lineal
Mutarrotación
-D-Glucopiranosa -D-Glucopiranosa
Hemiacetal
Formas cíclicas y carbón anómerico
Furano
Proyecciones de Haworth
Hemicetal
Formas cíclicas y carbón anómerico
D- Fructosa forma lineal
-D-Fructofuranosa -D-Fructofuranosa
anómeros
Alfa-D-Glucosa Beta-D-Glucosa
CH2OH
H
OH
HOH H
O
OHH
OH
H
H2OH2O
CH2OH
H
HO
HOH H
O
OHH
OH
H
hidrólisis condensación
Hemiacetal
acetal hemiacetal
alcohol
MaltosaAlfa-D-glucopiranosil-( 1 4 )-D-glucopiranosa
O
CH2OH
H
OH
HOH H
O
OHH
HCH2OH
H
HOH H
O
OHH
OH
H
Enlaces O-glicosidicos
Abecuosa Abe Ácido Glucorónico GlcA
Arabinosa Ara Galactosamina GalN
Fructosa Fru Glucosamina GlcN
Fucosa Fuc N-Acetilgalactosamina GalNAc
Galactosa Gal N-Acetilglucosamina GlcNAc
Glucosa Glc Ácido murámico Mur
Manosa Man Ácido N-acetilmurámico Mur2Ac
Ramnosa Rha Ácido N- Acetilneuramínico
Neu5Ac
Ribosa Rib Ácido siálico NAM
Xylosa Xyl L-Iduronato IdoA
Abreviaturas de los monosacaridos comunes y sus derivados
Glucosa Glucosa6-Fosfato
Fructosa6-Fosfato Glucosamina 6-Fosfato
N- Acetil Glucosamina 6P
N- Acetil Glucosamina 1-Fosfato
UDP-N- Acetil Glucosamina UDP-N- Acetil
Galactosamina
Hexoquinasa
Fosfoglucosa isomerasa
Acetil-CoA
Glutamina Glutamato
ATP ADP
CoASH
Glucosamina acetiltransferasa
Acetil-Glucosamina Fosfomutasa
UTP
PPi UDP-N-Acetil glucosamina pirofosforilasa
UDP-N-Acetil glucosamina 4-epimerasa
Síntesis de UDP-N-acetilgalactosamina y UDP-N-acetilglucosamina
Glucosamina P isomerasa
Los azúcares derivados de nucleótidos son intermediarios importantes en la síntesis de los carbohidratos complejos
+ NTPAzúcar-1fosfato + H2O NDP-Azúcar + PPi
PPi 2Pi
NTP Azúcar-1fosfato
H2O NDP-Azúcar 2Pi+ + +
Pirofosforilasa
Pirofosfatasa
+
PPi
Pirofosfatasa
Reacciones de transformación de los azúcares
Oxidación
+
2NAD
H2O
2NADH + 2H
Transaminación
Fructosa 6-Fosfato
Glutamato
Glutamina
Glucosamina 6-Fosfato
UDP-Glucosa UDP-Glucorónico
UDP-N- Acetil Glucosamina
UDP-N- Acetil Galactosamina
UDP-N-Acetil glucosamina 4-epimerasa
Epimerización
Reacciones de transformación de los azúcares
Donadores Activos de Monosacáridos
Polisacáridos
Almidón, glucógeno, celulosa, quitina
Peptidoglicanos, glicosaminoglicanos
CelulosaEstructura de la celulosa
Quitina
Polímeros estructurales
Amilosa
Extremo no reductor
Extremo reductor
Conformación de la amilosa
Polímeros de reserva
Membrana externa
Clasificación de la bacterias
Gram-positivas Gram-negativas
Citoplasma
Citoplasma
Peptidoglucano pared celular Peptidoglicano
pared celular
Composición de la paredes celulares bacterianas
N-acetilglucosamina GLcNAc
N-acetilmurámico Mur2Ac
L-Ala
L-Lys
D-Ala
Isoglutámico
Puente de pentaglicina
Cadena peptídica
N-acetilmurámico Mur2Ac
N-acetilglucosamina GLcNAc
Péptidoglucano
Lisozima
Hialuronatos Compuesto de ácido D-Glucoroníco N-acetil glucosamina. Fluído sinovial, humor vitreo, capsula bacteriana 250 a 50,000 disacáridosEnlace es (1, 3)
Sulfato de dermatan:Compuesto de L-Iduronato (muchos son sulfatados) + GalNAc-4-sulfato. Piel, vasos sanguíneos, venas del corazónEnlace es (1, 3) 50-1000 unidades
4 y 6 Sulfatos de condrotina:Compuestos de D-glucuronato + GalNAc-4- o 6-sulfato. Cartilago, hueso y válvulas del corazón. Enlace es (1, 3) 50-1000 unidades
GlcA GlcNAc
L-Iduronato GalNAc-4-sulfato
O3SO
GalNAc-4GlcA
Glicosaminoglicanos: unidades repetidas de disacáridos
Heparina y sulfatos de heparán:Compuesto de 2-sulfo- D-glucuronato-(o 2-sulfo- iduronato) +6-sulfoto de N-D-sulfo glucosamina. Gránulos intracelulares de las células mástil. Inhibe la coagulación de sangre.Enlace (1, 4)(sulfatos de heparán tienen menos sulfatos que heparina)
Sulfato de queratan:Compuesto de D-Galactosa + 6-sulfato de GlcNAc. Cornea, huesos, cartílagos se mezcla con sulfatos de condrotina Enlace (1, 4)
2-sulfo- D-glucuronato
6-sulfoto de N-D-sulfo glucosamina
D-Galactosa 6-sulfato de GlcNAc-
Gliconjugados
Proteoglucanos Son macromoléculas de la superficie celular o de la matriz extracelular en los cuales una o más cadenas glicosaminoglicanos están unidos covalentemente a una proteína de membrana.
Glicoproteínas Son proteínas que tienen unidos covalente-mente uno o varios oligosacaridos de complejidad variable que actúan como sitios específicos de reconocimiento.
Glicolípidos Son lípidos de la membrana en los cuales las cabezas hidrofílicas son oligosacaridos que actúan como sitios específicos de reconocimiento de proteínas que unen carbohidratos.
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.)
Glc
5-hidroxilisina
Uniones entre oligosacáridos y proteína núcleo
O-Uniones N-Uniones
Oligosacáridos se unen por covalencia a restos de Asparagina
Oligosacáridos se unen por covalencia a restos de serina o treonina
Estructura de un proteoglucanos
Estructura del proteoglucano en una proteína de membrana
Agregado de proteoglicanos en la matriz extracelular
Glicosaminoglicanos polimeros de disacaridos que contiene 2 azúcares modificados:
N-acetilglucosamina GlcNAc
N-acetilgalactosamina GalNAc
Glucoronato GlcA
Iduronato IdoA
Proteoglucanos de la matríx extacelular
Acido Hialurónico Sulfato de queratan Sulfato de Condriotina Núcleo de proteína de 200 a 300 kD
Proteoglucano
Interacción entre células y la matriz extracelular
Glicoproteínas
N-UnionesO-Uniones
Unión de carbohidratos a las proteínas
GlcNAc
En las uniones N-glicosídicas (N-uniones) la GlcNAc se une por medio de un enlace al nitrógeno amida de un resto asparagina. X puede ser cualquier resto de aminoácido
GlcNAc
GlcNAc--GlcNAc
Los oligosácridos N-unidos están constuídos de núcleos de 3 manosa y 2 GlcNAc
( 1
GlcNAc
Ejemplos de oligiosacáridos con N-uniones
Biosíntesis de Oligosacáridos
1ar. Adición de GlcNAc
2ad. Adición de GlcNAc
Adición de Manosil
Dolicol Fosfato
Gangliosidos
Glicolípidos y glicosacáridos
Glicolípidos Lipopolisacárido
serotiposHep = N-glicero-D-manoheptosa