Carboidrati
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<strong>Carboidrati</strong><br />
(CH 2 O)n<br />
Aldosi = presenza di un gruppo aldeidico<br />
Chetosi = presenza di un gruppo chetonico<br />
O<br />
R C H<br />
O<br />
R C R 1<br />
1
n=3 (CH2O)3 triosi<br />
Tautomeri=<br />
isomeri strutturali<br />
che differiscono<br />
per la posizione di<br />
doppi legami ed<br />
atomi di idrogeno<br />
2
Stereoisomeri<br />
Una molecola con n centri chirali ha 2 n stereoisomeri<br />
Stereoisomeri = molecole che possiedono un centro chirale.<br />
Centro chirale = atomo di carbonio a cui sono legati 4<br />
sostituenti diversi.<br />
Enantiomeri = stereoisomeri che sono l’uno l’immagine<br />
speculare dell’altro fra loro non sovrapponibili.<br />
Diastereoisomeri = stereoisomeri che non sono l’uno<br />
l’immagine speculare dell’altro.<br />
3
CHO<br />
H C OH<br />
CH 2 OH<br />
OH<br />
CHO<br />
C H<br />
CH 2 OH<br />
4
n = 4 tetrosi<br />
Aldosi 2 centri chirali 4 stereoisomeri<br />
Chetosi 1 centro<br />
chirale 2<br />
stereoisomeri<br />
5
n = 5 pentosi<br />
Aldosi 3 centri chirali 8 stereoisomeri<br />
Chetosi 2<br />
centri chirali 4<br />
stereoisomeri<br />
6
n = 6 esosi<br />
Aldosi 4 centri chirali 16 stereoisomeri<br />
Chetosi 3 centri<br />
chirali 8<br />
stereoisomeri<br />
7
Strutture cicliche<br />
Reazione fra un gruppo carbonilico (aldeidico o<br />
chetonico) ed un ossidrile porta alla formazione di<br />
un emiacetale o un emichetale<br />
12
Carbonio anomerico<br />
14
Carbonio anomerico<br />
15
Per il glucosio a forma ciclica l’OH del carbonio anomerico<br />
può essere disposto in posizione assiale od equatoriale<br />
16
HO<br />
H<br />
HO<br />
HO<br />
H<br />
H<br />
H<br />
O<br />
OH<br />
OH<br />
H<br />
nella forma α il C semiacetalico ha la stessa<br />
configurazione del C che determina se lo zucchero è<br />
D o L<br />
(assiale)<br />
il C5 dice che è D glucosio<br />
il C1 ha la stessa configurazione<br />
HO<br />
H<br />
HO<br />
HO<br />
H<br />
H<br />
H<br />
O<br />
OH<br />
H<br />
OH<br />
nella forma β il C semiacetalico ha la configurazione<br />
opposta del C che determina se lo zucchero è D o L<br />
( equatoriale)<br />
il C1 ha la configurazione opposta<br />
il C5 dice che è D glucosio<br />
17
Formula<br />
proiettiva di<br />
Fischer<br />
Formula<br />
proiettiva di<br />
Haworth<br />
18
Derivati dei monosaccaridi<br />
• Esteri fosforici: componenti essenziali di molte vie<br />
metaboliche<br />
19
• Acidi e lattoni:<br />
composti che si<br />
formano per<br />
reazione di uno<br />
zucchero con un<br />
agente riducente<br />
blando (Cu 2+ o Fe 2+ )<br />
20
OSSIDAZIONE:<br />
ZUCCHERI ACIDI<br />
Monosaccaridi acidi aldonici, uronici, aldarici<br />
(zuccheri acidi)<br />
COOH<br />
H<br />
C<br />
OH<br />
CHO<br />
Sul C1<br />
HO<br />
H<br />
C<br />
C<br />
H<br />
OH<br />
Acido D gluconico<br />
COOH<br />
H<br />
C<br />
OH<br />
H<br />
C<br />
OH<br />
H<br />
C<br />
OH<br />
HO<br />
H<br />
H<br />
C<br />
C<br />
C<br />
H<br />
OH<br />
OH<br />
CH 2 OH<br />
D glucoso<br />
Blanda ossid.<br />
Sul C6<br />
H<br />
HO<br />
H<br />
H<br />
CH 2 OH<br />
CH O<br />
C OH<br />
C H<br />
C OH<br />
C OH<br />
Energica<br />
ossid.<br />
Acido D glucuronico<br />
HO<br />
H<br />
H<br />
C<br />
C<br />
C<br />
H<br />
OH<br />
OH<br />
COOH<br />
ACIDO D<br />
GLUCARICO<br />
COOH<br />
21
ALDITOLI<br />
Riduzione :<br />
Monosaccaridi Alditoli o Polioli<br />
HO<br />
H<br />
HO<br />
HO<br />
H<br />
H<br />
H<br />
O<br />
H<br />
OH<br />
OH<br />
H<br />
HO<br />
H<br />
H<br />
CHO<br />
C OH<br />
C H<br />
C OH<br />
C OH<br />
CH 2 OH<br />
riduzione<br />
H<br />
HO<br />
H<br />
H<br />
CH 2 OH<br />
C OH<br />
C H<br />
C OH<br />
C OH<br />
CH 2 OH<br />
glucosio<br />
Glucitolo<br />
o<br />
Sorbitolo<br />
22
• Aminozuccheri derivati di zuccheri semplici<br />
spesso presenti come monomeri di zuccheri più<br />
complessi (es. Glicoproteine)<br />
23
Legame glicosidico<br />
25
Disaccaridi<br />
Legame O-glicosidico<br />
L’estremità di uno<br />
zucchero che ha un<br />
carbonio anomerico<br />
libero è detta<br />
estremità riducente.<br />
26
Caratteristiche dei disaccaridi<br />
• monosaccaridi coinvolti nel legame;<br />
• atomi di carbonio coinvolti: 11, 12, 14,<br />
16;<br />
• l’ordine delle due unità monomeriche;<br />
• la configurazione del carbonio anomerico di<br />
ogni residuo α o β.<br />
27
Disaccaridi<br />
Glucosio α + fruttosio β<br />
Il saccorosio non è uno<br />
zucchero riducente<br />
Galattosio β +<br />
glucosio α o β<br />
Il lattosio è uno<br />
zucchero riducente<br />
28
Disaccaridi<br />
Glucosio α + glucosio α<br />
Il maltosio è uno zucchero<br />
riducente ottenuto dalla<br />
idrolisi dell’amido<br />
Glucosio β + glucosio β<br />
Il cellobioso è uno zucchero<br />
riducente ottenuto dalla<br />
idrolisi della cellulosa<br />
29
Polisaccaridi<br />
30
Polisaccaridi di riserva<br />
Piante:<br />
Amilosio<br />
Amilopectina<br />
Amido<br />
Animali:<br />
Glicogeno<br />
Polimeri omopolisaccaridi di α-D-glucopiranosio<br />
Amilosio polimero lineare monomeri di glucosio con<br />
legami α (14)<br />
Amilopectina e gliconeno polimeri ramificati con<br />
legami α (14) e α (16)<br />
31
Polisaccaridi strutturali<br />
Cellulosa: omopolisaccaride costituito da monomeri<br />
di glucosio con legami β (14)<br />
36
Chitina: omopolisaccaride costituito da monomeri<br />
di N-acetil-β-glucosammina<br />
Polimero presente come componente della parete<br />
cellulare in alcuni funghi ed alghe. Costituisce il<br />
citoscheletro di molti molluschi.<br />
38
Peptidoglicani<br />
Componente essenziale della parete cellulare batterica in cui<br />
un eteropolimero di N-acetilglucosammina ed N-<br />
acetilmuramico rigorosamente alternati<br />
39
sono legati tra loro da corti<br />
peptidi di 4 residui<br />
aminoacidici:<br />
(L-Ala)-(D-Glu)-(L-Lys)-(D-Ala)<br />
40
Più strutture di<br />
questo tipo sono<br />
tenute insieme<br />
da ponti<br />
trasversali<br />
costituiti da<br />
cinque residui di<br />
glicina legati al<br />
gruppo amminico<br />
della lisina<br />
41
Glicosamminoglicani<br />
43
Glicosamminoglicani<br />
Componente<br />
dell’umor<br />
vitreo degli<br />
occhi<br />
anticoagulante<br />
naturale<br />
Componente<br />
del tessuto<br />
connettico<br />
44
Componente<br />
del tessuto<br />
connettico<br />
45
Proteoglicani<br />
Componente essenziale della matrice extracellulare<br />
Proteoglicani: complesso proteina -carboidrato<br />
Aggregan: Stuttura<br />
proteoglicanica costituita da acido<br />
iarulonico a cui sono legati<br />
subunità di proteine alle quali sono<br />
legati altri glicosamminoglicani.<br />
L’intera struttura può essere<br />
intercalata da altre proteine della<br />
matrice extracellulare quali<br />
l’elastina ed il collagene.<br />
46
Glicoproteine<br />
Legame N-<br />
Lo zucchero si lega alla<br />
catena laterale di un<br />
residui di asparagina.<br />
Sequenza:<br />
X-Asn-X-Ser/The-<br />
Legame O-<br />
Lo zucchero si lega<br />
alla catena laterale<br />
di un residuo di<br />
treonina<br />
47
Gruppi sanguigni<br />
Legame<br />
O-glicosidico<br />
48