3-carboidrati_2016
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Carboidrati Principale ciclo energetico della biosfera si basa sul metabolismo dei carboidrati Carboidrati: funzioni • • • • Fornire energia chimica Sostegno (parete cellulare vegetale) Protezione (parete batterica) Lubrificanti delle giunture scheletriche • Adesione tra cellule • "Riconoscimento" cellulare carboidrati Monosaccaridi (CH2O)n Oligosaccaridi aldosi chetosi Polisaccaridi Formule lineari (di Fischer) SONO STEREOISOMERI n centri chiralici =2n stereoisomeri Differiscono per la configurazione intorno al centro chiralico più lontano dal gruppo carbonilico n centri chiralici =2n stereoisomeri Enantiomeri CHO CHO H C OH HO C H H H C OH HO C H HO CH2OH CH2OH D-Eritrosio L-Eritrosio Enantiomeri CHO CHO C OH HO C H C H H C OH CH2OH CH2OH L-Treosio D-Treosio Epimeri differiscono tra loro soltanto per la configurazione attorno ad un atomo di C chiralico ATTENZIONE!!! NON SONO ENANTIOMERI Se Differiscono per la configurazione attorno ad un solo carbonio chirale sono anche detti EPIMERI pentosi 2-Deossi-ribosio D-ribosio Componente dell’acido Componente dell’acido deossiribonucleico: DNA ribonucleico: RNA Aldoesosi H C C=O Chetoesoso H C O C=O H C OH H C OH H C=O HO C H HO C H H C OH H C OH H C OH H C OH H C OH CH2OH CH2OH HO C H HO C HO C H D-Galattosio H D-Glucosio CH2OH CH2OH C O HO C H H C OH H C OH CH2OH D-Fruttosio D-Mannosio Epimeri del Glucosio Attenzione !!! Mannosio e Galattosio NON sono EPIMERI tra loro !!! Reattività del carbonile: ●● ●● δ+ Reazione di Addizione ●● δ- Allo stesso atomo di C sono legati il gruppo funzionale degli alcoli e il gruppo funzionale degli eteri Reattività del carbonile: Reazione di Condensazione Reattività del carbonile: * * I COMUNI MONOSACCARIDI HANNO STRUTTURE CICLICHE CICLIZZAZIONE DEL GLUCOSIO: Il glucosio forma un anello facendo reagire il gruppo aldeidico con un ossidrile nella catena CICLIZZAZIONE DEL GLUCOSIO: Il glucosio forma un anello facendo reagire il gruppo aldeidico con l’ ossidrile sul C5 della catena Formule cicliche (di Haworth) H β-D-Glucosio O 1C 6CH2OH H 2C OH 6 CH2OH 5 OH HO 3C H H 4C OH H 5C OH 6CH2OH D -Glucosio (forma aperta) H 4 HO H OH 3 H O OH 1C H 2 1 OH OH OH CH2OH Carbonio ANOMERICO O OH OH OH OH OH OH a destra OH in basso α-D-Glucosio ANOMERI CICLIZZAZIONE DEL GLUCOSIO: Il glucosio forma un anello facendo reagire il gruppo aldeidico con l’ ossidrile sul C5 della catena Mutarotazione: interconversione tra la forma α e la formaβ CICLIZZAZIONE DEL RIBOSIO: Il Ribosio forma un anello facendo reagire il gruppo aldeidico con un ossidrile nella catena 1 5 2 3 4 1 3 4 5 2 CICLIZZAZIONE DEL FRUTTOSIO: Il Ribosio forma un anello facendo reagire il gruppo aldeidico con un ossidrile nella catena β Formule in prospettiva di Haworth Linea in grassetto bordi dell’anello più vicini al lettore Gruppi ossidrilici sotto il piano dell’anello Derivati degli zuccheri I monosaccaridi sono agenti riducenti : ossidazione del carbonio carbonilico riduzione dello ione rameico Cu2+ Reazione di Fehling Determinazione quantitativa degli zuccheri Agente ossidant e β-D-Glucosio D-Glucosio (forma lineare) D-Gluconato carboidrati Monosaccaridi Oligosaccaridi disaccaridi Polisaccaridi DISACCARIDI Due MONOSACCARIDI uniti da legame O-glicosidico DISACCARIDI Due MONOSACCARIDI uniti da legame O-glicosidico Estremità riducente DISACCARIDI: Lattosio β-galattosio + β-glucosio DISACCARIDI: Saccarosio DISACCARIDI:Saccarosio α-glucosio + β-fruttosio ATTENZIONE!!! Il saccarosio È uno zucchero NON RIDUCENTE Non ha atomi di C Anomerici liberi carboidrati Monosaccaridi glucosio Oligosaccaridi disaccaridi Polisaccaridi amido POLISACCARIDI OMOPOLISACCARIDI 1 solo tipo di unità monomerica ETEROPOLISACCARIDI 2 o più tipi di unità monomeriche POLISACCARIDI OMOPOLISACCARIDI ETEROPOLISACCARIDI 1 solo tipo di unità monomerica 2 o più tipi di unità monomeriche FUNZIONI STRUTTURALI DI RISERVA Cellulosa (piante) Amido (piante) Chitina (insetti) Glicogeno (animali) Omopolisaccaridi di riserva: Amido polimeri di α-glucosio amilosio: catena lineare amilopectina: catena ramificata (ramificazioni ogni 24/30 residui) Omopolisaccaridi di riserva: Glicogeno polimeri di α-glucosio la struttura del glicogeno è uguale a quella dell’amilopectina, con ramificazioni ogni 812 residui Omopolisaccaridi con funzione strutturale: CELLULOSA polimeri di β-glucosio Legami β1→4 Non presenta ramificazioni ETEROPOLISACCARIDI GLICOSAMMINOGLICANI Polimeri lineari costituiti da ripetizioni di unità disaccaridiche N-acetilglucosammina o N-acetilgalattosammina Acido urico eteropolisaccaridi acidi con funzioni strutturali formano una matrice gelatinosa extracellulare capace di tenere insieme i componenti proteici della pelle e del tessuto connettivo GLICOSAMMINOGLICANI catene molto lunghe liquido sinoviale articolazioni, umor vitreo cornea, osso, unghie Resistenza alle cartilagine tendini Glicoconiugati: . carboidrati “informazionali” legati covalentemente ad una proteina o ad un lipide Proteoglicani Glicoproteine Glicolipidi Proteoglicani macromolecole della superficie cellulare e della matrice extracellulare. Uno o più Glicosamminoglicani sono legati covalentemente ad una proteina di membrana o secreta. Alcuni proteoglicani interagiscono molto saldamente con il collageno contribuendo allo sviluppo e alla resistenza meccanica del tessuto connettivo Glicoproteine • Glicosilazione: modificazione posttraduzionale • Coniugati glucidi-proteine • Parte glucidica da 1 a 70% della massa Es: mucine Esempi e funzione delle catene oligosaccaridiche delle glicoproteine • Proteine plasmatiche, Ormoni, Anticorpi, Collageno, fibrinogeno, numerosi enzimi, etc. • Aumentano la solubilità delle proteine • Influenzano il ripiegamento delle proteine • Proteggono dalla denaturazione e dall'attacco di enzimi proteolitici • Implicati nel riconoscimento tissutale (glicoforme differenti) Gruppi sanguigni I gruppi sanguigni vengono classificati secondo la presenza o l'assenza di antigeni sulla superficie dei globuli rossi. Questi antigeni possono essere proteine, carboidrati, glicoproteine o glicolipidi Antigene: molecola in grado di essere riconosciuta dal sistema immunitario, generalmente proteine o polisaccaridi carboidrati carboidrati Monosaccaridi Zuccheri semplici non scindibili ulteriormente per idrolisi glucosio Oligosaccaridi Zuccheri complessi formati per condensazione di poche molecole di monosaccaridi disaccaridi Eteropolisaccaridi Polisaccaridi formati da due o piú tipi di monosaccaridi. Galattomannano formato da D-galattosio e Dmannosio Polisaccaridi Zuccheri complessi formati per condensazione di centinaia o migliaia di monosaccaridi. Se sottoposti a idrolisi completa acida o enzimatica, vengono scissi nei monosaccaridi da cui sono costituiti Omopolisaccaridi Polisaccaridi formati da un solo tipo di monosaccaride. Amilosio, amilopectina e cellulosa formati esclusivamente da D-glucosio ESERCIZIO: Specificate il nome dello zucchero B Ciclizzare lo zucchero B in forma furanosica (anomero beta) Che tipo di stereoisomero è la molecola A rispetto alla molecola B? e la molecola A rispetto a C? A e B sono EPIMERI A e C ENANTIOMERI ESERCIZIO: Disegnate la formula di struttura ciclica di un disaccaride date le seguenti informazioni: E’ un dimero del glucosio Il legame glicosidico è (16) Il carbonio anomerico non impegnato nel legame glicosidico è nella configurazione ESERCIZIO: Disegnare una proiezione di Haworth di: a) un dimero del glucosio con un legame β (14) (entrambe le molecole di glucosio nella configurazione β) b) un dimero del glucosio con legame α (16)
