investigación sobre carbohidratos

Bioquímica I

2 DE JUNIO DE 2015

Objetivo.Conocer la estructura de la trehalosa, que es un disacárido, así como sus propiedades y algunas de sus aplicaciones dirigidas hacia la biotecnología.

Así como investigar dos polisacáridos, en este caso se seleccionaron el almidón y la celulosa, conociendo sus estructuras y aplicaciones.

Desarrollo.

Trehalosa.Es un disacárido no reductor formado por dos moléculas de glucosa, se encuentra presente en una amplia gama de organismos llevando a cabo funciones como azúcar de reserva y como protector ante el estrés abiótico.

Descrita primero por Wiggers desde 1832 como un azúcar desconocido presente en el cornezuelo del centeno (hongo patógeno).

Después encontrado en los capullos del escarabajo Larinus Maculata, nombre común “trehala” Berthelot designa al disacárido como trehalosa.

a-D-glucopiranosil-(1,1)-a-D-glucopiranósido.

Molecula de trehalosa.

Propiedades.

La trehalosa es un azúcar no reductor formado por dos unidades de glucosa unidas por un enlace alfa 1-1, dándole el nombre de aD-glucopiranosil - aD-glucopiranósido. La unión la hace muy resistente a la hidrólisis ácida, y por lo tanto, es estable en solución a altas temperaturas, incluso bajo condiciones ácidas. La unión también mantiene los azúcares no reductores en forma de anillo cerrado, de tal manera que los grupos aldehído o cetona finales no se unen a los residuos de lisina o arginina de las proteínas.

La trehalosa es degradado por la enzima trehalasa, se describe primero por Emil Fischer, en glucosa. Tiene alrededor de 45% del dulzor de la sacarosa. Es

menos soluble que la sacarosa, excepto a altas temperaturas. Forma un cristal romboidal como el dihidrato, y tiene el 90% del contenido calórico de la sacarosa en esa forma. 

Aplicaciones en biotecnología.

Protector de la actividad enzimática.

Estabilizador y protector de moléculas complejas

Aditivos de diversos alimentos

Sustituto de azúcar

Preservador de células tejidos y órganos

Osmoprotector de plantas ornamentales

Uso en la industria de cosméticos

Usos médicos y nutriceuticos

Almidón.

La Mayoría de los glúcidos naturales son polisacáridos o polímeros de alto peso molecular. Estas moléculas pueden ser hidrolizadas totalmente por ácido o enzimas y rendir monosacáridos. El extremo de la cadena polisacarídica que contiene el C anomérico libre (que no forma parte de un enlace glucisídico) se conoce como extremo reductor. De todas formas, los polisacáridos no son reductores si bien presentan ese extremo libre con capacidad reductora. La razón es que un grupo reductor cada cientos de moléculas no es suficiente para ser visualizado a través de las técnicas como Fehling o Tollens usadas para determinar poder reductor. Constituye la forma más generalizada, aunque no la única, de reserva energética en vegetales.

Se almacena en forma de gránulos, y puede llegar a constituir hasta el 70% del peso de granos (maíz y trigo) o de tubérculos (papa).

El análisis minucioso de la estructura del almidón demuestra que es una mezcla de otros dos polisacáridos: la amilosa y la amilopectina. La proporción de ambos polisacáridos varía según la procedencia del almidón, pero por lo general, la amilopectina es la más abundante. Los almidones constituyen la principal fuente de nutrición glicídica para la humanidad.

El almidón puede ser degradado por muchas enzimas. En los mamíferos, estas enzimas se llaman amilasas, y se producen sobre todo en las glándulas salivares y en el páncreas.

Tipos de almidón.

La amilosa es un polímero lineal formado por 250-300 unidades de -Dglucopiranosa, unidas exclusivamente por enlaces (14). La amilosa se

disuelve fácilmente en agua, adquiriendo una estructura secundaria característica, de forma helicoidal, en la que cada vuelta de la hélice comprende 6 unidades de glucosa.

La amilopectina es un polímero ramificado, compuesto por unas 1000 unidades de a-Dglucopiranosa. Además de las uniones (14) contiene uniones (16). Las uniones (16) están regularmente espaciadas (cada 25-30 residuos de glucosa), y son los puntos por donde se ramifica la estructura. Cada rama contiene únicamente uniones (14)

Celulosa.

La Celulosa es la principal componente de las paredes celulares de los árboles

y otras plantas. Es una fibra vegetal que al ser observada en el microscopio es

similar a un cabello humano, cuya longitud y espesor varía según el tipo de

árbol o planta. Las fibras de algodón, por ejemplo, tienen una longitud de 20-

25 mm., las de Pino 2-3 mm. y las de Eucalipto 0,6-0,8 mm.. De igual manera,

el contenido de celulosa varía según el tipo de árbol o planta que se considere.

 Desde el punto de vista bioquímico, la celulosa (C6H10O5)n con un valor

mínimo de n = 200, es un polímero natural, constituido por una larga cadena

de carbohidratos polisacáridos. La estructura de la celulosa se forma por la

unión de moléculas de ß-glucosa a través de enlaces ß-1,4-glucosídico, lo que

hace que sea insoluble en agua. La celulosa tiene una estructura lineal o

fibrosa, en la que se establecen múltiples puentes de hidrógeno entre los

grupos hidroxilo de distintas cadenas yuxtapuestas de glucosa, haciéndolas

muy resistentes e insolubles al agua. De esta manera, se originan fibras

compactas que constituyen la pared celular de las células vegetales, dándoles

así la necesaria rigidez.

En la actualidad, las Plantas de celulosa extraen esta fibra de la madera del

pino y del eucalipto, separándola de las otras componentes de la madera

como la lignina y la hemicelulosa. Durante siglos, esta fibra se ha constituido

en la materia prima para la fabricación de diversos objetos de uso cotidiano,

entre los cuales sobresale, por su importancia, la elaboración del papel.

Conclusión.Las moléculas tratadas dentro de esta investigación son moléculas que pertenecen a los carbohidratos, pues, según sus características, cuentan con un grupo cetona o aldehído, así como que sirven como almacén de energía, combustible y metabolitos intermediarios.

Algunas de estas moléculas pueden servir, en la vida diaria, como remplazo de otras, y así obtener mayores beneficios, como el caso de la trehalosa, que puede sustituir a la azúcar.

BibliografíaNervenis, P. M. (2011). Polisacaridos . Obtenido de

http://www.dfpd.edu.uy/ifd/melo/departamentos/biologia/Polisacaridos.pdf

UVA. (20010). Celulosa. Obtenido de http://www.eis.uva.es/~macromol/curso08-09/pls/celulosa.htm

J. O. Mascorro-Gallardo/ N Avonce/ G Iturriaga. Biotecnología de la trehalosa en las plantas. Revista Chapingo. Serie horticultura. Año/vol. 11 numero 002 Universidad Autónoma Chapingo.