Tema 3-1 Carbihidratos

7/17/2019 Tema 3-1 Carbihidratos

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1

TEMA 3-1TEMA 3-1

CarbohidratosCarbohidratos



2

CarbohidratosCarbohidratos• CarbohidratoCarbohidrato: un polihidroxialdehído o

polihidroxicetona, o una sustancia que por

hidrlisis !enera este tipo de co"puestos#

•

Monosac$ridoMonosac$rido: un carbohidrato que puede serhidroli%ado a un si"ple carbohidrato

• "onosac$ridos tienen una &r"ula !eneral CCnn''2n2n((nn,

donde nn )aría desde 3 a *

• aldosaaldosa: un "onosac$rido que tiene un !rupo aldehído#• cetosacetosa: un "onosac$rido que tiene un !rupo cetona#



3

Monosac$ridosMonosac$ridos• +os "onosac$ridos se clasi&ican atendiendo a su

n"ero de $to"os de carbono:

hexosa

heptosaoctosa

triosatetrosa

pentosa

FórmulaNombre

C3 H6 O3C4 H8 O4

C5 H10 O5

C6 H12 O6

C7 H14 O7C8 H16 O8



4

Monosac$ridosMonosac$ridos• 'a sola"ente dos triosas

• A "enudo aldo- ceto- se o"iten estos co"puestosse no"bran si"ple"ente co"o triosas

• Aunque esta desi!nacin no di!a la naturale%a del !ru-

po carbonilo, indica el n"ero de carbonos

ihi!roxiacetona#una cetotriosa$

%liceral!eh&!o#una al!otriosa$

CHO

CHOH

CH2 OH

CH2 OH

C'O

CH2 OH



.

Monosac$ridosMonosac$ridos• /liceraldehído contiene un estereocentro

existen un par de enanti"eros

#($)%licer)al!eh&!o

#*$)%licer)al!eh&!o

CHO

C

CHO

CH OH

CH2 OH CH2 OH

HHO



0

roecciones de ischer roecciones de ischer • roeccin ischerroeccin ischer : "uestra la representacin,

en dos di"ensiones, de la con&i!uracin de un

estereocentro tetrahdrico

•

líneas hori%ontales: enlaces proectados hacia &uera#• líneas )erticales:enlaces proectados hacia dentro#

#*$)%liceral!eh&!o

CHO

CH OH

CH2 OH

#*$)%liceral!eh&!o

Con+ersión enuna pro,ección

!e Fischer H OH

CHO

CH2 OH



5,+ Monosac$ridos5,+ Monosac$ridos• En 1*61, E"il ischer hace una asi!nacin arbi-

traria de 5- +- a los enanti"eros del

!liceraldehído

-)%liceral!eh&!o)%liceral!eh&!o

.α/25 ' 135

.α/25 ' )135

CHO

CH2 OH

OHHCHO

CH2 OH

HHO



*

5,+ Monosac$ridos5,+ Monosac$ridos• 5e acuerdo con la propuesta de ischer

• 5-"onosac$rido5-"onosac$rido: un "onosac$rido,que se escribe en

proeccin de ischer,con el -(' del penlti"o

carbono a la derecha

• +-"onosac$rido+-"onosac$rido: un "onosac$rido,que se escribe en

proeccin de ischer,con el -(' del penlti"o

carbono a la i%quierda#



6

• E7e"plos:• de dos 5-aldotetrosas

• de dos 5-aldopentosas

5,+ Monosac$ridos5,+ Monosac$ridos

)ritrosa )reosa )*ibosa 2)esoxi))ribosa

CHO

CH2 OH

OHHOHH

CHO

CH2 OH

HHOOHH

CHO

CH2 OH

OHHOHHOHH

CHO

CH2 OH

HHOHHOHH



18

5,+ Monosac$ridos5,+ Monosac$ridos• 9 de tres 5-aldohexosas

CHO

CH2 OH

OHHHHOOHHOHH

)%lucosamina)%lucosa

)%alactosa

CHO

CH2 OH

OHHHHOHHOOHH

CHO

CH2 OH

NH2HHHOHHOOHH



11

Estructura CíclicaEstructura Cíclica• +os "onosac$ridos presentan !rupos hidroxilo

carbonilo en la "is"a "olcula, encontr$ndose

en la naturale%a nor"al"ente co"o he"iacetales

cíclicos de cinco seis "ie"bros

• carbono ano"ricocarbono ano"rico : el nue)o estereocentro que

resulta de la &or"acin del he"iacetal cíclico

• an"erosan"eros: carbohidratos que se di&erencian en la

con&i!uracin del carbono ano"rico



12

roecciones de 'aorthroecciones de 'aorth• roecciones 'aorth

• 'e"iacetales de cinco- seis-"ie"bros son

representados co"o pent$!onos hex$!onos planos,

se!n el caso, )istos por el borde

• +a representacin "$s co"n es con el carbono

ano"rico a la derecha del oxí!eno he"iacet$lico que

se encuentra detr$s

• +a desi!nacin β- cuando el -(' del carbono

ano"rico es cis respecto al -C'2(' ter"inal;α

-cuando es trans



13

)%lucosa

β))%lucopiranosa # β))%lucosa$

C

H OH

HHO

HOH

H

CH2 OH

OH

OH# α$

H OH

H

HO

H H

OH

H

CH2 OH

O

O

H

H

H OH

H

HO

H OH# β$

OH

H

CH2 OH

O

α))%lucopiranosa # α))%lucosa$

Carbono anomrico

5

5 5

5

CHO

CH2 OH

OHH

HHOOHHOHH



14

roecciones de 'aorthroecciones de 'aorth• Anillos de he"iacetal de seis-"ie"bros son

no"brados por el su&i7o -piranosapiranosa-

• Anillos de he"iacetal de cinco-"ie"bros son

no"brados por el su&i7o -&uranosa&uranosa-

OO

iranoFurano



1.

# Con&or"acionales# Con&or"acionales• +os anillos de cinco "ie"bros est$n cerca de ser

planos por lo que las proecciones de 'aorth ade-

cuadas est$n representadas por &uranosas

OH# α$

O H

HHO OH

H H

α))*ibouranosa

#α))*ibosa$

O

H

OH# β$

HHO OH

H H

β))*ibouranosa

# β))*ibosa$

HOCH2 HOCH2



10

# Con&or"acionales# Con&or"acionales• ara los anillos de seis "ie"bros, piranosas, la

con&or"acin silla es la "$s adecuada

β))%lucopiranosa#conormación silla$

O

CH2 OH

HOHO

OH OH (β)



1

# Con&or"acionales# Con&or"acionales• Al co"parar las orientaciones de los !rupos de los

carbonos 1-. en la proecciones de 'aorth en la

representacin de β-5-!lucopiranosa se constata que

los !rupos -(' est$n alternados a cada lado del plano#

β))%lucopiranosa#conormación silla$

OCH2 OH

HOHO

OH OH # β$

β))%lucopiranosa#pro,ección Haorth$

H

H OH

HHO

H OH #β$

OH

HCH2 OH

O



1*

MutarrotacinMutarrotacin• MutarrotacinMutarrotacin: el ca"bio en la <

α]

rotacin especi&ica que ocurre con las &or"as α o β de loscarbohidratos se debe a la existencia de unequilibrio entre a"bas &or"as#

802

802

528

1507

β))9alactosa

α))9alactosa

.α/ !espusmutarrotación#9ra!os$

.α/:onosac;ri!o

< presente enel e=uilibrio

28

72

64

36))9lucosa

β))9lucosa1120

187

527

527

#9ra!os $



16

44

4

#α

) )%alactosa$#β

) )%alactosa$ α

) )%alactopiranosaβ

))%alactopiranosa

)%alactosa

CH

OHHO

HO

CH2 OH

OOH

OH #α$OH

HO

HO

OCH2 OH

OCH2 OH

HO

HO

OH OH # β$

.α/25 ' 528

.α/25 ' 1507



28

ropiedades ísicasropiedades ísicas•

+os "onosac$ridos son slidos cristalinos coloreados,"u solubles en a!ua,pero poco solubles en etanol#

• +a si!uiente tabla indica dul%ores relati)os =el a%car

de "esa > 188 es el dul%or de re&erencia?

:onosac;ri!os, !isac;ri!os

Otros Carbohi!ratos>9entes !ulcorantes

)ructosa 174

)9lucosa 74

)9alactosa 022

sacarosa #a?@car mesa$ 100

lactosa #a?@car!e leche$ 016

:iel A7

:ela?a 74Barabe !e 9rano 74



21

or"acin de !licsidosor"acin de !licsidos• /licsido/licsido: es un carbohidrato en el que el -(' del

carbono ano"rico es ree"pla%ado por -(@

Metil β-5-!lucopiransido ="etil β-5-!lucsido?

O

CH2 OH

HOH

OCH3 #β$H

HOH

OHH

H

OCH

2

OHHO

HO

OH OCH3 #β$

ro,ección HaorthConormación silla



22

/licsidos/licsidos

• Enlace !licosídicoEnlace !licosídico: el enlace del carbono ano"-

rico del !licsido a un !rupo -(@

• /licsidos se no"bran e"pe%ando por el !rupo

alquil o aril unido al oxí!eno se!uido por el

no"bre del carbohidrato ree"pla%ando la

ter"inacin -aa por -idoido

•"etil

β

-5-!lucopiransido• "etil α-5-ribo&uransido



23

-/licsidos-/licsidos• El carbono ano"rico de un he"iacetal cíclico

reacciona con un !rupo -' de una a"ina para

dar un -!licsido

• -!licsidos unidos con bases co"o la purina o la

piri"idina son las unidades estructurales de los $cidosnuclicos

HN

N

O

O

H

N

N

NH2

O

H

HN

N

O

O

H

CH3

racilo imi!ina Citosina



24

-/licsidos-/licsidos

N

N N

N

NH2

H>!enina

Carbonoanomrico

H

H

HOHOCH2

HO OH

NH2

O

N

N

H

HN

N N

NO

H

H2 N

%uanina nlace β N)9licos&!ico



2.

@educcin a alditoles@educcin a alditoles• El !rupo carbonilo de un "onosac$rido puede

ser reducido a !rupo hidroxilo por una )ariedad

de a!entes reductores, incluso aB'4 '2 M

Ni

)%lucitol#)(orbitol$

)%lucosa

H2

CHO

CH2 OH

OHHHHOOHHOHH

CH2

OH

CH2 OH

OHHHHOOHHOHH



20

(xidacin a $cidos(xidacin a $cidos• El !rupo -C'( de una aldosa puede oxidarse a

!rupo -C(2' usando las soluciones de Tollens,

de Benedict o de ehlin!

recipita!o !espeDo !e plata

O

O

*CH

> 9 # N H3 $ 2 *CO

)NH4

> 9

(olución !e ollens

NH3 E H2 O

tampón citrato otartrato

recipita!os!e sóli!os roDos

O

Cu 2 *CO)Cu 2 O

O*CH



2

(xidacin a $c# aldnicos(xidacin a $c# aldnicos• +as 2-cetosas ta"bin son oxidadas por estos

reacti)os porque, en estas condiciones, las 2-

cetosas est$n en equilibrio con sus aldosas

is"eras

al!osaen)!iol2)cetosa

CH2 OH

C'O

CH2 OH

C)OH

CH2 OH

CHOH

CHOH

CH2 OH

CHO

#CHOH$ n #CHOH$ n #CHOH$ n



2*

Ensao de !lucosaEnsao de !lucosa

• El procedi"iento analítico "$s reali%ado a

"enudo en los laboratorios de an$lisis quí"ico

clínico es la deter"inacin de !lucosa en la

san!re, la orina, u otro &luido biol!ico#• Esta necesidad sur!e debido a la incidencia alta

de diabetes en la poblacin#



26

Ensao de !lucosaEnsao de !lucosa•

El "todo de la !lucosa oxidasa esco"pleta"ente especí&ico para la 5-!lucosa

9lucosaoxi!asa

>ci!o )%lucónico

β) )%lucopiranosa

OHOH

HOHO

CH2 OHO

H2 O2

O2 H2 O

CO2 H

CH2 OH

OHHHHO

OHH OHHeróxi!o !ehi!ró9eno



38

Ensao de /lucosaEnsao de /lucosa• (2 es reducido a perxido de hidr!eno '2(2

• +a concentracin de '2(2 es proporcional a la

concentracin de !lucosa en el e7e"plo

• El perxido de hidr!eno '2(2 producido se e"plea

co"o a!ente oxidante de la o-toluidina, trans&or"$n-dola a un producto coloreado, cua concentracin es

deter"inada espectro&oto"trica"ente

peroxi!asapro!ucto colorea!oo)tolui!ina H2 O2 H2 O



31

Ac# ascrbico =Dita"ina C?Ac# ascrbico =Dita"ina C?• El $cido +-Ascrbico =)ita"ina C? es sinteti%ado

bioquí"ica e industrial"ente a partir de 5-!lucosa

CHO

CH2 OH

OHH HHOOHHOHH

)%lucosa

CH2 OH

OHH

HHO

O

OH

(&ntesis bio=u&mica

e in!ustrial

ci!o -)ascórbico#Gitamina C$

O



32

Ac# ascrbico =Dita"ina C?Ac# ascrbico =Dita"ina C?• e puede oxidar &$cil"ente a $cido +-

dehidroascrbico#

• A"bos co"puestos son &isiol!ica"ente acti)os,

encontr$ndose en la "aoría de los &luidos corporales#

CH2 OH

OHH

HHO

OO

OH

CH2 OH

OHH

HO

OO

Oci!o -)>scórbico #Gitamina C$

ci!o -)ehi!roascórbico

oxi!ación

re!ucción



33

MaltosaMaltosa• e obtiene a partir de la "alta, la cebada otros

cereales#

O

OHHO

HO

CH2 OH

O O

OHHO

CH2 OH

OH

enlace α−1E4)9licos&!ico

β)maltosa puesto =ueeste 9rupo OH est; en β



34

β

-Maltosa-Maltosa



3.

+actosa+actosa• El principal a%car presente en la leche

• .F - *F en la leche hu"ana, 4F - .F en la de )aca

O

OHHO

OHCH2 OH

O O

OH

HO

CH2 OH

OH

enlace β)1E4)9licos&!ico

β)lactosa por=ueeste )OH es beta

ni!a! !e )9alactosani!a! !e )9lucosa



30

β

-+actosa-+actosa



3

A%car A%car • A%car de "esa, del 7u!o de la caGa de a%car

la re"olacha

O

OHHO

HOCH2 OH

O

enlace α)1E2)9licos&!ico

ni!a! !e β−)9lucopiranosa

O

CH2 OH

HCH2 OH

OH H

H HO

1

1

2

ni!a! !e β))ructouranosa

enlace β)2E1)9licos&!ico



3*

ustancias del /rupoustancias del /rupo

san!uíneosan!uíneo• +as "e"branas de clulas del plas"a de

ani"ales tienen un !ran n"ero de pequeGos

carbohidratos• estos carbohidratos unidos a la super&icie de la

"e"brana plas"$tica son los responsables del

"ecanis"o de reconoci"iento celular, actuando co"o

antí!enos deter"inantes#antí!enos deter"inantes#• el pri"ero descubierto de estos deter"inantes

anti!nico son las sustancias del !rupo san!uíneo#sustancias del !rupo san!uíneo#



36

iste"a AB( de Clasi&icaciniste"a AB( de Clasi&icacin

• En el siste"a AB(, los indi)iduos son clasi&ica-

dos se!n cuatro !rupos san!uíneos: A, B, AB,

(• +a base bioquí"ica de esta clasi&icacin, a ni)el

celular, es un !rupo de carbohidratos relati)a"ente

sencillos, unidos a la "e"brana plas"$tica#



48

Clasi&icacin AB( an!reClasi&icacin AB( an!re

N>%al %al N>%lu :embrana Celular

!e eritrocito α)1E4)$

β)1E3)$ β)1)$

Fuc

α)1E2)$

N>%al ' N)acetil))9alactosamina%al ' )9alactosa

N>%lu ' N)acetil))9lucosaminaFuc ' -)ucose

(i altasan9re tipo O

)9alactose enla san9re !e tipo I



41

+-ucosa+-ucosa• +-&ucosa es sinteti%ada bioquí"ica"ente a partir

de 5-!lucosa ?

CHO

OH

CH3

HHOOHH

HHHO

n -)monosac;ri!o

por=ue el )OH est; a laJ?=uier!a en la pro,eciónFischer

n +e? !e )CH2OH

C6 es )CH 3

-)Fucosa



42

Al"idnAl"idn• +as plantas lo usan co"o ener!ía de

al"acena"iento

• e pueden separar dos &racciones:a"ilosa a"ilopc-

tina# En la hidrlisis co"pleta da sola"ente 5-!lucosa

• A"ilosaA"ilosa est$ &or"ada por anillos enla%ados de "$s de

4888 unidades de 5-!lucosa unidos por enlaces α-1,4-

!licosídicos#

• A"ilopectina:A"ilopectina: olí"ero "u bi&urcado de 5-!lucosa#

+as cadenas consisten en 24-38 unidades de 5-!lucosaunidas se!n enlaces α-1,4-!licosídicos ra"as

bi&urcadas creadas por enlaces α-1,0-!licosídicos



43

/lic!eno/lic!eno• Es la reser)a de carbohidratos en los ani"ales

• Hn polí"ero no lineal de unidades de 5-!lucosa unidas

por enlaces α-1,4- α-1,0-!licosídicos#

• +a cantidad total de !lic!eno en el cuerpo de un

adulto bien ali"entado es aproxi"ada"ente 3.8 !

repartidos casi i!ual"ente entre el hí!ado los

"sculos#



44

CelulosaCelulosa

• +a celulosa es un polí"ero lineal de unidades de

5-!lucosa unidas por enlaces β-1,4-!licosídicos#

• Esto tiene un peso "edio "olecular de 488#888 ,

correspondiendo aproxi"ada"ente a 2*88 unidades de5- !lucosa por "olcula#

• El ran el ran de acetato son obtenidos

quí"ica"ente a partir de celulosa "odi&icada

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