DISACÁRIDOS Y POLISACÁRIDOS

--- SEMANA 26 ---- 2020

Semana 26

Licda Isabel Fratti de Del Cid

Diapositivas con estructuras, cuadros e imágenes proporcionadas por Licda Lilian Guzmán Melgar.

Carbohidratos formados por 2 monosacáridos unidos por un

enlace glucosídico. Son varios, en el curso se verán los

siguientes:

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MALTOSAGlucosa + Glucosa

Enlace -1,4

LACTOSAGalactosa + glucosa

Enlace -1,4

SACAROSAGlucosa + Fructosa

Enlace -1,2

DISACARIDOS

Disacárido

Monosacáridos

componentes y enlace

presente

Unión entre monosacáridos con la

eliminación de una molécula de agua.Generalmente éste enlace se da entre el OHdel carbono 1( CARBONO ANOMERICO formas /

β) de una aldosa ó bien el carbono 2 (CARBONO

ANOMÉRICO formas / β) de una cetosa; y unOH del otro monosacárido ( generalmente enel carbono 4 , 2,6).

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ENLACE GLUCOSIDICO

4

De acuerdo a si el primer carbohidrato de launión está en forma de anómero ó y dela posición del enlace glucosidico reciben susnombres:

-1,4 -1,4 -1, 2 -1,6.

MALTOSALa maltosa no se presenta en forma abundante

en la naturaleza( aunque se encuentra en los granos

en germinación) más que todo se obtiene de la

hidrólisis parcial del almidón. Se halla también en el

jarabe de maíz, en la cebada.

Está formada de 2 unidades de glucosa unidas por el

enlace glucosídico -1,4. Es de origen vegetal.

La maltosa es un azúcar reductor y experimenta

mutarrotación.

5

6

MALTOSA

Glucosa + Glucosa,

enlace glucosídico

1,4.

Disacárido de orígen animal ( exclusiva de mamíferos),formada de galactosa y glucosa, unidos a través de un enlaceglucosídico -1,4. Carbono #1 de galactosa en forma y carbono# 4 de la glucosa. Conocida como “azúcar de leche”, por estarpresente en la leche. Los bebés con lactancia materna exclusivaes la única fuente de glucosa que tienen.

Es un azúcar reductor y experimenta mutarrotación.

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Leche de vaca 4 a 5 % de lactosa

Leche humana 6 a 8 % de lactosa

LACTOSA

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GlucosaGalactosa

LACTOSAGalactosa +

glucosa enlace

glucosídico -1,4.

Ββ-1,4

EN QUE CONSISTE LA INTOLERANCIA A LA LACTOSA.?

Ocurre cuando hay una deficiencia parcial o total

en la síntesis de la enzima lactasa en el intestino

delgado. No se hidroliza la lactosa a sus

componentes ( galactosa + glucosa) se acumula

y al llegar al colón se fermenta por las bacterias,

generando gases, distensión abdominal, dolor,

diarrea, nausea, ( borborigmos : « ruido de

tripas»).

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Conocida como azúcar de caña , azúcar deremolacha o simplemente azúcar. Es de origenvegetal.

Formada de -D(+)glucosa y -D(-)fructosa unidaspor un enlace glucosídico -1,2 ó , - 1,2

Es un azúcar NO reductor,es decir da negativa

la reacción de Benedict, NO presenta

mutarrotación.

«El azúcar de los ¡2 NO! : NO Reductor ; NO

mutarrotación.»10

SACAROSA

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SACAROSA , FORMAS DE REPRESENTARLOS

Enlace glucosídico 1,2 ó

Enlace glucosidico , - 1,2

Otra forma de representar a la sacarosa, sus

componentes y el enlace presente.

Se puede realizar por métodos químicos ( ej,

hidrólisis ácida) ó por enzimáticos, para lo cual se

requiere de ENZIMAS ESPECIFICAS.

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DISACARIDO ENZIMA PRODUCTOS

2 monosacáridos

MALTOSA MALTASAGLUCOSA

GLUCOSA

LACTOSA LACTASAGALACTOSA

GLUCOSA

SACAROSAINVERTASA

(SACARASA)

GLUCOSA

FRUCTOSA

HIDRÓLISIS DE DISACARIDOS

PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DISACARIDOS DE

IMPORTANCIA EN EL CURSO

Disacárido

Monosacari-

dos

componen-

tes

Enlace

glucosidico

Origen Enzima que lo

hidroliza / monosacáridos

que libera

Azúcar

reductor/

no reductorPresenta

mutarrotación

Sacarosa

Glucosa y

fructosa

α- 1,2puede ser

hidrolizada el

ser humano

Vegetal Sacarasa

( Invertasa )

Glucosa y

fructosa

No reductor

Benedict

negativo

NO

Lactosa

Galactosa y

glucosa

β- 1,4Puede hidro-

zarla el ser

humano

Animal

especifica

mente

mamíferos

Lactasa

Galactosa y

glucosa

Reductor

Benedict

positivo

SI

Maltosa

Glucosa y

Glucosa

α- 1,4Es hidrolizado

por el ser

humano

Vegetal Maltasa

Glucosa y

glucosa

Reductor

Benedict

positivo

SI

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POLISACARIDOS

De acuerdo a la identidad y estructura del monómero

componente, los polisacáridos se clasifican en :

I)Homopolisacaridos : formados de una misma unidad de

monosacáridos. Ejemplo :

Almidón, glucógeno, formados exclusivamente de -glucosa y se

identifican por el (los ) tipo (s) de enlace (s) presente (s).

,Celulosa : Formada exclusivamente de β- Glucosa

Pueden nombrarse de acuerdo al monosacárido componente. Ej:

Glucanos ( formados exclusivamente de glucosa como almidón,

glucógeno y celulosa))

Fructanos ( formados exclusivamente de fructosa)

Galactanos (Formados exclusivamente de galactosa )

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Son los carbohidratos mas abundantes en la naturaleza.

Funciones principales en los seres vivos.

a) En Vegetales:

a.1- Estructural y sostén.

a.2- Reserva Nutritiva

b) En Animales

Ingesta con fines nutricionales

( almidón) .

Reserva energética ( Glucógeno)

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HOMOPOLISACARIDOS

CELULOSA…

Las moléculas son cadenas de hasta 14,000 unidades de β-glucosa. La hidrólisis total origina únicamente D-Glucosa yde la hidrólisis parcial se obtiene el disacárido CELOBIOSA.

Los seres humanos no pueden metabolizar la celulosa,pues no poseen enzimas que hidrolicen el enlace -1,4,entre glucosa y glucosa. Pero constituye la “fibra” en ladieta, que mejora el tránsito intestinal y evita laconstipación ó estreñimiento, además se cree que esprotector contra el cáncer de colón.

Es el compuesto orgánico más abundante en la tierra. Enlos vegetales constituye más del 50 % de todos loscarbohidratos. Proporciona rigidez a tallos y paredescelulares. Es decir posee función estructural.

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CELULOSA : NOTE LA UNIÓN ENTRE UNIDADES DE GLUCOSA A TRAVÉS DE UN ENLACE GLUCOSIDICO

BETA1,4- Y LA AUSENCIA DE RAMIFICACIONES.

Enlace β-1,4

Las moléculas de celulosa son cadenas lineales de hasta

14,000 unidades de glucosa, que se agrupan en haces

torsionados a manera de lazos, sujetos por puentes de

hidrógeno

El almidón es el segundo polisacárido mas abundante .Es de reserva energética en los vegetales. Se hallaformado de dos componentes.

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Fracción de cada componente en el almidón y su porcentaje.

Solubilidad %

AMILOSA (lineal, se presenta en formahelicoidal, solo presenta enlaces -1,4, entreglucosa y glucosa, este enlace puede serhidrolizado por el ser humano)

SOLUBLE 20 %

AMILOPECTINA (ramificada, presenta enlaces-1,4 entre glucosa y glucosa y enlace -1,6,entre glucosa y glucosa solo en los puntos deramificación. Ambos enlaces pueden serhidrolizados por el ser humano )

INSOLUBLE 80 %

ALMIDON

AMILOSA: COMPONENTE DEL ALMIDÓN

La amilosa es una cadena lineal,formada de unidades de -Glucosaunida a través de enlaces -1,4.Esta cadena tiende a adoptar unaconformación helicoidal que sedesordena con el calor y sereordena al enfriarse.

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La hidrólisis completa de la amilosa originaúnicamente D-glucosa. Por eso se dice que es unhomopolisacarido ( específicamente un glucano) Losenlaces que mantiene unidos a las unidades de glucosa

son - 1,4.

La hidrólisis parcial da lugar a maltosa que es un disacárido

reductor y presenta mutarrotación.

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Enlace -1,4

DETERMINACIÓN DE LA ESTRUCTURA HELICOIDAL

DE LA AMILOSA

Si en un tubo de ensayo se coloca almidón en agua Y se agrega unas gotas de Lugol la amilosa presente que está en forma helicoidal se asocia a el I3

-

formando un complejo azul-violeta. Al calentar el tubo el color violeta ó azul desaparece.’, debido al desordenamiento de la estructura helicoidal de la amilosa, lo cual hace que se pierda la asociación con el I3

- , lo cual da dicha coloración.

Cuando el contenido del tubo seenfría este volverá a tomar lacoloración azul-violeta. Esto esdebido a que la cadena vuelve aordenarse helicoidalmente y elyodo (I3

-) nuevamente seintroducen entre las espirales delas hélices dándoles estacoloración.

Polisacárido componente del almidón muchomayor que la amilosa contiene 1,000 o masunidades de glucosa por molécula .

Al igual que la amilosa contieneexclusivamente unidades de -D- glucosa, porlo tanto es un homopolisacárido (especificamente glucano). se ramificaaproximadamente cada 25 unidades deglucosa. Y en esos puntos de ramificación, losenlaces son - 1,6.

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AMILOPECTINA

AMILOPECTINA

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Amilopectina

La unión en punto de ramificación corresponde a unenlace glucosídico -1,6 (fig. A) . Los otros enlacesentre las glucosas son enlaces son -1,4, igual que en laamilosa. La estructura se vería como la fig.B, pero conramificaciones aproximarte cada 25 unidades

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fig.A fig.B

ETAPAS DE LA HIDRÓLISIS DEL ALMIDON

El almidón toma una coloración azul con el Lugol , esta prueba es utilizada para vigilar la hidrólisis del almidón .

La coloración cambia de azul a rojo que desaparece a medida que se forman los azucares reductores.

La reacción de Benedict se hace positiva a medida que son liberados los azucares reductores.

Al inicio de la hidrolisis, Lugol da positivo y Benedict negativo

Al final de la hidrólisis, el Lugol da negativo y Benedict da positivo.

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ETAPAS

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ALMIDON(AZUL)

AMILODEXTRINA(AZUL)

ERITRODEXTRINA(ROJA)

ACRODEXTRINA(AMARILLO)

MALTOSA(AMARILLO)

GLUCOSA(AMARILLO)

Etapas de la hidrólisis del almidón, los colores entre

paréntesis corresponden a su reacción con Lugol .

HIDROLISIS ENZIMATICA DEL ALMIDÓN

Tanto los disacáridos como polisacáridos deben ser

hidrolizados a monosacáridos para penetrar la pared

intestinal, llegar al torrente sanguíneo y de allí a las

células. En términos generales podemos decir que

ocurre éste proceso:

Disacáridos y Polisacáridos Monosacáridos

Pared intestinal Torrente sanguíneo Células

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ALGUNAS ENZIMAS IMPLICADAS EN LA

HIDROLISIS DEL ALMIDÓN

-amilasa ( salivar y pancreática ), ambas son -1,4

glucosidasas hidrolizan enlaces -1.4 glucosidicos

de forma aleatoria.

«Enzima desramificante: es una glucosidasa -1,6. «

: hidroliza los enlaces -1,6 en los puntos de

ramificación.

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Es el carbohidrato de reserva de los animales. Todas lascélulas de los mamíferos contienen Glucógeno: pero esabundante en el hígado y en las células musculares:

Formado exclusivamente de - D-Glucosa, por lotanto es un homopolisacárido , específicamente unglucano .

En épocas de ayuno periodos de inanición, losanimales recurren a estas reservas de Glucógeno,para obtener energía .

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GLUCÓGENO

Glucógeno hepático 4 -8 %

Glucógeno muscular 0.5 – 1.0 %

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GLUCOGENOEs semejante a la amilopectina, solo que más ramificado ya que las

ramificaciones se forman cada 10-15unidades de glucos . En éstos puntos

de ramificación igual que la amilopectina las glucosas forman enlaces 1,6.

El glucógeno puede hidrolizarse en unidades de glucosa a través de

hidrólisis química ( ácida) ó enzimática.

Ambos enlaces, presentes en el glucogeno ( α- 1,4 y α- 1,6 ), pueden ser

hidrolizados por el ser humano.

En la enfermedad de Cori, de origen genético hay deficiencia

de la enzima desramificante , eso provoca acumulación de

glucógeno especialmente en hígado, músculo, lo que lleva a

Hepatomegalia, Miopatías, hipoglicemia.

La unión en punto de ramificación corresponde a unenlace glucosídico -1,6 . Los otros entre lasglucosas son enlaces son -1,4. La estructura se veríacomo la fig.B, pero con ramificacionesaproximadamentete cada 10 a 15 unidades de glucosa.

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fig.A fig.B

POLISACAR

IDO

LINEAL /

RAMIFICAD

O

ENLACES

PRESENTES

ORIGEN FUNCION COMPONE

NTE

MONOMER

ICO

SU

HIDROLISI

S FINAL

ORIGINA

AmilosaComponente

del almidon :

20 %

Lineal

Se presenta

en forma

helicoidal.

α- 1, 4 Puede

hidrolizarlo el ser

humano

Vegetal Reserva en

plantas.

-Glucosa Glucosa

Amilopectina

Componente

del almidon

(80 %)

Ramificado.

Ramificacion

es aprox. C/

25 unidades.

α – 1,4 α- 1,6 en

puntos de

ramificación. Ambos

son hidrolizados por el

ser humano

Vegetal Reserva en

plantasGlucosa Glucosa

Glucógeno RamificadoRamificacion

es aprox c /

10-15

unidades.

α- 1,4

α- 1,6 en puntos de

ramificación. Ambos

son hidrolizados por

el ser humano.

animal Reserva en

animales, almacenado

especialmente en

hígado y músculo

-Glucosa Glucosa

Celulosa Lineal β- 1,4 «No puede ser

hidrolizado por el

ser humano

Vegetal Estructural en

plantas y

componente

de pared

celular

β-Glucosa Glucosa

El ser humano no puede metabolizar el enlace β-1,4 entre glucosa y glucosa, pero

si otros β-1,4, como el β-1,4- entre galactosa y glucosa, presente en la lactosa.

PROPIEDADES FISICAS DE MONO ,DI Y

POLISACÁRIDOS

CARBOHIDRATOESTADO

FISICO

SOLUBILIDAD

EN AGUASABOR

MONOSACARIDOS

GLUCOSA

SOLIDOS

CRISTALINOSSOLUBLES DULCEMANOSA

FRUCTOSA

DISACARIDOS

MALTOSA

SOLIDOS

CRISTALINOSSOLUBLES DULCELACTOSA

SACAROSA

POLISACARIDOS ALMIDONSOLIDO

AMORFOINSOLUBLE INSIPIDO

POLISACARIDOS CONTINUACIÓN:

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Heteropolisacáridos : Formados de la repetición de dos

monosacáridos diferentes. Los cuales pueden tener

grupos sustituyentes . Se dan dos clases principales:

a) No sulfatados: Ej. Acido Hialuronico

b) Sulfatados : Ejs: condroitin sulfato, Heparina,

Heparán sulfato, Queratán sulfato, Dermatan sulfato

Entre los monosacaridos componentes puede haber

Glucosamina, Galactosamina, ambas pueden

presentarse en forma, acetilada, sulfatada.

HETEROPOLISACARIDOSLos heteropolisacaridos contienen en su estructura dos o mas

diferentes tipos de monosacáridos.

Generalmente la unidad repetitiva es un disacárido formado por:

ACIDO URONICO: D-Glucurónico ó

L- Idurónico

AMINOAZUCAR: N-Acetilglucosamina ó

N-Acetilgalactosamina

En ocasiones puede incluir azúcar no sustituido como:

AZUCAR : D-Glucosa

D-Galactosa

ACIDOS URONICOS

D-GLUCURÓNICO L-IDURONICO

D-GLUCURONICO SULFATADO L-IDURONICO

SULFATADO

AMINOAZUCAR

GLUCOSAMINA GALACTOSAMINA

GLUCOSAMINA

ACETILADA

GLUCOSAMINA

SULFATADA

GALACTOSAMINA

ACETILADAGALACTOSAMINA

SULFATADA

ACIDO HIALURONICO : HETEROPOLISACARIDO

El ácido hialurónico posee un disacárido repetitivo, formado por ácidoglucurónico unido por enlace glicosídico 1-3 a una N-acetil-glucosamina. El enlace a la otra unidad de disacárido generalmente seda a través de un enlace β 1,4

Esta cadena está constituida por aproximadamente 25,000 unidades disacáridas. No se halla sulfatado ni unido a proteínas.

Se encuentra en abundancia en el humor vítreo del ojo ( líquido ocular). Líquido

sinovial de las articulaciones, piel, cartílago y en la matriz extracelular(MEC) .

Debido a su capacidad de absorber agua, se usa en tratamientos para la piel

( suavizante de arrugas, rellenos cosméticos ).

Tratamiento de la artritis ( inyecciones de acido hialurónico en articulaciones)..

Matriz extracelular

FUNCIONES PRINCIPALES

Actúa como lubricante en el líquido sinovial de las articulaciones.

Confiere su consistencia gelatinosa al cuerpo vítreo en el ojo de los

vertebrados.

Es componente central de la matriz extracelular de cartílagos y tendones,

en los que contribuye a su resistencia, tensión y elasticidad. (tejido

conectivo)

Facilita reparación de las heridas.

Constituye una eficaz barrera contra la difusión de macromoléculas.

Organismos invasores como la bacteria Clostridium histolyticum

causante de la gangrena gaseosa, produce la enzima hialuronidasa que

degrada el ácido hialurónico y asi facilita la penetración a tejidos y la

extensión de la infección.

HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA DEL ÁCIDO HIALURÓNICO

Hialuronidasa

El ácido hialurónico se despolimeriza por acción de la enzima hialuronidasa,

o factor de difusión presente en los espermatozoides, estreptococos,

gérmenes anaerobios como el clostridium y en venenos de abeja, avispa,

cobra, serpiente y algunos arácnidos.

La hialuronidasa, al despolimerizar por hidrolis el ácido hialurónico del tejido

conjuntivo, facilita la penetración en el organismo de medicamentos y

bacterias patógenas, así como la penetración del espermatozoide dentro del

óvulo.

HIDRÓLISIS ENZIMÁTICA DEL ACIDO HIALURÓNICO

Producto de la hidrolisis :

Disacárido ( monomero

componente del ácido

hialuronico)(o)

Hialuronidasa

Segmento de ácido

hialuronico

Lugar del rompimiento hidrolitica

por la enzima, enlace β-1,4

Aplicación de

conceptos.

Los grupos

sanguíneos se

determinan por la

presencia de los

monosacáridos

enlistados en la tabla.

Si se hace una

transfusión con

sangre no indicada:

los eritrocitos del

donante se aglutinan,

produciendo fallo

renal, colapso

circulatorio y muerte.

SACAROSASUCRALOSA(Splenda)

SACARINA

( Sweet’N Low)

ASPARTAME ( Equal y

NutraSweet))

NEOTAME

ESTRUCTURAS DE LOS EDULCORANTES