GLÚCIDS

Els glúcids també s´anomenen carbohidrats perquè els seus components majoritaria són C, N i O. Poden tenir altres àtoms mioritaris. La fòrmula general és (CH₂O)_n.

Les seves funcions és que són elements essencials del metabolisme energètic, també són de reserva i molts intermediaris del metabolisme. També formen parts dels àcids nucleics, formen part de glicoproteïnes i glicolípids de funcions molt variades. Tenen ena funció estructural perquè les parets celulars estan formades per glúcids (cel·lulosa a les plantes i quitina als artròpodes).

Es classifiquen segons la seva complexitat en:

-Monosacàrids.

-Disacàrids.

-Polisacàrids.

MONOSACÀRIDS

Es classifiquen en 2 grups:

· Aldoses: tenen un grup aldehid.

· Cetoses: tenen un grup ceto.

Els més senzills són les trioses. La triosa més senzilla és:

La presència de C asimètrics els dóna activitat òptica. Existeixen isòmers òptics que desviaran diferentment la llum polaritzada. S´anomenen estereoisòmers.

L´isòmer amb el grup OH a la dreta és la forma D.

L´isòmer amb el grup OH a l´esquerra és la forma L.

Quan augmenta el nombre de Carbonis, les formes D i L es defineixen segons el grup OH del Carboni asimètric més allunyat del grup funcional.

El nombre d´isòmers de cada polisacàrid que es pot dibuixar és 2^nervi (sent nervi = el nombre de Carbonis asimètrics).

Els sucres naturals són tots sèrie D. Hi ha alguns ampliament distribuïts. Els que s´han de conéixer perquè són més abundants i freqüents són Ribosa, Glucosa, Galactosa i Fructosa.

De les cetoses només és important conéixer la fructosa (1-cetoheptosa).

Quan es dibuixen monosacàrids es fa servir una manera simplificada que és la projecció de Fisher, simplifica la manera de dibuixar un monosacàrid, però és rigurós perquè es fa bidimensional i la configuració de les molècules és tridimensional.

Els costats van cap a endavant i els verticals van cap enrera.

En solucions aquoses, els monosacàrids formen estructures cícliques. La glucosa forma enllaços hemiacetals intramoleculars.

Els enllaços hemiacetals es formen entre un grup carbonil (sigui aldehid o ceto) i un grup hidroxil.

Es produeix un atac nucleofílic de l´OH sobre el Carboni, s´obre el doble enllaç i el grup ceto queda en forma de carbonil i formant un enllaç. Es forma un enllaç entre el carbonil i l´hidroxil.

Per representar les formes cícliques es fan les projeccions de Haworth (es simplifica però manté la configuració de tots els Carbonis).

Dibuixa l´estructura de l´anell en forma d´hexàgon i manté la configuració dels carbonis. Sempre la inclina cap a la dreta.

Els substituents que es trobaven a la dreta en la projecció de Fisher, queden abaix i els de l´esquerra queden a dalt. A les formes cícliques apareix un nou carboni asimètric (C₁). Aquest és el carboni anomèric (s´origina quan un glúcid es troba en solució). Pot tenir configuracions diferents i s´originaran isòmers diferents.

Els 2 isòmers amb OH (seran b si es troba a dalt i a si es troba a baix) apareixen quan es troba en dissolució.

L´anell de 6 format per 5 Carbonis i 1 Oxígen és l´anell de piranosa. El nom complert seria a-D-glucopiranosa.

Quan es col·loca glucosa en solució aquosa es formen els 2 isòmers, que són interconversibles però sempre estan formats per uns percentatges concrets ( 1/3 part d´isòmers a i 2/3 d´isòmers b). Té activitat òptica perquè desvia el pla de la llum polaritzada amb un angle de +112º. La b-D-glucosa desvia amb +18´7º. Quan és en solució s´arriba a un promig de 52´7º. Aquesta és la mutarrotació (fenòmen físico-químic).

L´anell que es forma preferentment és l´anell de piranosa perquè té menys tensions internes. També es poden formar altres enllaços. Es poden formar anells de 5 amb l´enllaç hemiacetal entre el carbonil C₁ i l´hidroxil del C₄.

Fructosa = Cetohexosa

Es fa entre el Carboni del grup ceto i l´hidroxil del C₅. Es representa en heptàgon.

Fisher s´obté girant cap a la dreta. També hi ha un carboni anomèric que és el 2. Hi ha forma a i forma b. L´anell de 4 carbonis i oxígen és l´anell de furanosa. Seria la a-D-fructofuranosa.

La conformació que adopten els anells dels monosacàrids no són plans. L´anell de piranosa pot estar en 2 conformacions:

Els substituents que estan col·locats o perpendiculars al pla de l´anell: axials. Els substituents que estan col·locats al pla central de l´anell són els equatorials.

La conformació més sovint és la cadira, però depén dels substituents. Els substituents equatorials queden més separats que els axials.

Si a una molècula hi ha un substituent gran tendirà a col·locar-se en equatorial.

A l´anell de furanosa hi ha la conformació de sobre. Hi ha 2 diferents segons si és el C₂ o el C₃ el que es troba per sobre del pla de l´anell.

Les riboses (al DNA i RNA) sempre estan en conformació sobre.

Derivats dels monosacàrids

- Desoxisucres.

- Sucres àcids: algun grup està substituït per un grup àcid carboxílic. Biològicament hi ha:

· Àcids aldòmics: el grup que es substitueix per un carboxílic és el grup aldehid.

· Àcids aldurònics: el grup substituent és el grup carbonil.

- Sucres alcohol: tots els carbonis estan units a grups OH. L´inositol és una hexosa cíclica.

-Aminosucres: són components molt abundants a les glucamines.

-Glicòsids: són molècules molt variades en que 1 sucre s´uneix per un OH a una altra molècula amb l´altra OH mitjançant un enllaç O-glicosídic.

- Sucres fosfat: un grup OH està formant un enllaç éster amb l´àcid fosfòric, formant derivats fsforilats. Són molt abundants al metabolisme de sucres. La fosforilació serveix perquè:

· Confereix reactivitat a la molècula.

· Es converteix en intermediaris del metabolisme energètic.

· D´aquesta forma les molècules queden atrapades dins la cèl·lula.

DISACÀRIDS

Són molècules formades per la unió de 2 monosacàrids mitjançant un enllaç O-glicosídic, que es forma entre l´OH del Carboni anomèric d´un dels sucres i l´OH de l´altre sucre. Poden ser també un enllaç hemiacetal. Es nombren mitjançant els components que es formen i els tipus d´enllaç als que estan units.

Maltosa = Glu a (1 ñ 4) Glu

Lactosa = Gal b (1 ñ 4) Glu

Sacarosa = Glu b (1 ñ 2) Fru

POLISACÀRIDS

Els polisacàrids són polímers de monosacàrids units mitjançant enllaços O-glicosídics. Hi ha molècules molt abundants. Ex: glicògen (polímer de glu) mitjançant enllaços a (1 ñ 4) i, de tant en tant, hi ha enllaços a (1 ñ 6). Si només hi hagués enllaços a (1 ñ 4) seria una molècula linial. Amb l´enllaç a (1 ñ 6) es crea un punt de ramificacions.

El glicògen és un polisacàrid ramificat (amb ramificacions que també poden ser ramificades). Té una ramificació més o menys cada 10 residus de Glu.

El glicògen és la reserva energètica de glucosa als animals. El midó també és un polisacàrid important. Té 2 formes: Amilosa (completament linial mitjançant enllaços a (1 ñ 4)) i amilopectina (té enllaços a (1 ñ 4) i a (1 ñ 6)). Hi ha una ramificació cada més o menys 30 glucoses.

El midó és la reserva de carbohidrats en les plantes. És també linial però tots els enllaços són a (1 ñ 6).

Els polisacàrids estructurals:

-Cel·lulosa: forma l´estructura de les plantes i dóna rigidesa a les plantes. Tenen enllaços b (1 ñ 4).

-Midó: és digerible pels animals, mentre que la cel·lulosa no, perquè no existeixen enzims per trencar els enllaços b (1 ñ 4). Els remugants tenen microorganismes al rumen que la trenquen.

-Quitina: és un polímer de N-acetilglucosamina unida per enllaços b (1 ñ 4).