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Il principale ciclo energetico della biosfera
si basa sul metabolismo dei carboidrati
L’ossidazione
dei carboidrati
è la più
importante via
di produzione
dell’energia
nelle cellule
non
fotosintetiche
1. Sostegno (parete cellulare vegetale)
2. Protezione (parete batterica)
3. Lubrificanti delle giunture
scheletriche
4. Adesione tra cellule
5. Fornire energia chimica
6. "Riconoscimento" cellulare
Carboidrati: funzioni
Monosaccaridi
Oligosaccaridi Polisaccaridi
carboidrati
aldeide
chetone
(CH2O)n
aldosi chetosi
3 classi
Formule lineari
SONO STEREOISOMERIn centri chiralici =2n stereoisomeri
Differiscono per la configurazione intorno al centro
chiralico più lontano dal gruppo carbonilico
Formule in prospettiva
C OHH
CHO
C
CH2OH
OHH
C
CHO
C
CH2OH
OHH
HOH
D-Eritrosio D-Treosio
CO HH
CHO
C
CH2OH
O HH
C
CHO
C
CH2OH
O HH
HOH
L-Eritrosio L-Treosio
Epimeri
EnantiomeriEnantiomeri
n centri chiralici =2n stereoisomeri
differiscono tra loro soltanto per la configurazione
attorno ad un atomo di C chiralico
ATTENZIONE!!!NON SONO ENANTIOMERISe Differiscono per la configurazione attorno ad un solo carbonio chirale sono detti EPIMERI
pentosi
2-Deossi-ribosio
Componente dell’acido
deossiribonucleico: DNA
D-ribosio
Componente dell’acido
ribonucleico: RNA
C
C
C OHH
H
C
CH2OH
OHH
HO
CH2OH
OC OHH
C
C OHH
C=O
H
C
C
H
C
CH2OH
OHH
HO
HO H
C
C=O
C
C OHH
H
C
CH2OH
OHH
HO
HHOC OHH
C O
C
C OHH
H
C
CH2OH
OHH
HO
C OHH
C=O
H
O
D-GlucosioD-Galattosio D-Mannosio
D-Fruttosio
Aldoesosi
Epimeri del Glucosio
Chetoesoso
Attenzione !!! Mannosio e Galattosio NON sono EPIMERI tra loro !!!
H
Reattività del carbonile:
δ -
δ+
Reazione di
Addizione
Allo stesso atomo di C sono legati il
gruppo funzionale degli alcoli e il gruppo
funzionale degli eteri
●●
●●
●●
Nucleofilo: è una specie che prende parte ad una reazione donando un doppietto
elettronico ad un'altra specie (l'elettrofilo) e legandosi ad esso
CICLIZZAZIONE DEL GLUCOSIO:
Il glucosio
forma un anello
facendo reagire
il gruppo
carbonilico
aldeidico con
l’ossidrile sul C5
I COMUNI
MONOSACCARIDI
ASSUMONO FORME
CICLICHE:
Il gruppo carbonilico
forma un legame covalente con l’atomo di
O di un gruppo ossidrilico
lungo la catena
EMIACETALI
Anomeri
Nuovo C
Assimetrico:
Stereoisomeri
Carbonio
ANOMERICO
C OHH
C
C OHH
H
C
CH2OH
OHH
HO
1C
H O
C OHH
OH
HH
H
H
CH2OH
OH
OH
OH
23
4
5
62
3
4
5
6
O
CH2OH
OH
OH
OH
OH
O
CH2OH
OH
OH
OH
OH
D -Glucosio
(forma aperta)
Formule cicliche (di Haworth)
β-D-Glucosio
α-D-Glucosio
CICLIZZAZIONE DEL GLUCOSIO:
Il glucosio forma un anello facendo reagire il gruppo aldeidico
con l’ ossidrile sul C5 della catena
1
6
OH a destra OH in basso
1C
CICLIZZAZIONE DEL
GLUCOSIO:
Il glucosio forma un
anello facendo
reagire il gruppo
aldeidico con un
ossidrile nella catena
CICLIZZAZIONE DEL RIBOSIO:
Il Ribosio forma un anello facendo reagire il gruppo
aldeidico con un ossidrile nella catena
1
1
2
3
4
5
23
4
5
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
I monosaccaridi sono agenti riducenti :ossidazione del carbonio carbonilico
riduzione dello ione rameico Cu2+e ferrico Fe3+
Reazione di Fehling
Determinazione quantitativa degli zuccheri
Agente
ossidant
e
β-D-Glucosio D-Glucosio
(forma lineare)
D-Gluconato
ossidazione
α-glucosio + β-fruttosio
DISACCARIDI:Saccarosio
ATTENZIONE!!!
Il saccarosio È uno zucchero NON RIDUCENTE
Non ha atomi di C Anomerici liberi
OMOPOLISACCARIDI
POLISACCARIDI
ETEROPOLISACCARIDI
2 o più tipi di
unità
monomeriche
1 solo tipo di
unità
monomerica
OMOPOLISACCARIDI
1 solo tipo di unità
monomerica
STRUTTURALI
Cellulosa (piante)
Chitina (insetti)
FUNZIONI
DI RISERVA
Amido (piante)
Glicogeno (animali)
POLISACCARIDI
ETEROPOLISACCARIDI
2 o più tipi di unità
monomeriche
Omopolisaccaridi di riserva: Amido polimeri di α-glucosio
amilopectina:
catena ramificata (ramificazioni ogni 24/30 residui)
amilosio: catena lineare
Omopolisaccaridi di riserva: Glicogeno
polimeri di α-glucosio
la struttura del
glicogeno è uguale a
quella dell’amilopectina,
con ramificazioni ogni 8-
12 residui
Omopolisaccaridi con funzione strutturale:
CELLULOSA
polimeri di β-glucosio
Legami β1→4
Non presenta
ramificazioni
ETEROPOLISACCARIDIGLICOSAMMINOGLICANI
formano una matrice gelatinosa extracellulare capace
di tenere insieme i componenti proteici della pelle e del
tessuto connettivo
Polimeri lineari costituiti da ripetizioni di unità
disaccaridiche
N-acetilglucosammina o N-acetilgalattosammina
Acido urico
GLICOSAMMINOGLICANI
catene molto lunghe
liquido sinoviale articolazioni,
umor vitreo
Resistenza alle
cartilagine tendini
cornea, osso,
unghie
Glicoconiugati:.
carboidrati “informazionali” legati covalentemente ad
una proteina o ad un lipide
Proteoglicani
Glicoproteine
Glicolipidi
Alcuni proteoglicani interagiscono molto
saldamente con il collageno contribuendo allo
sviluppo e alla resistenza meccanica del tessuto
connettivo
macromolecole della
superficie cellulare e della
matrice extracellulare.
Uno o più Glicosamminoglicani
sono legati covalentemente ad
una proteina di membrana o
secreta.
Proteoglicani
• Glicosilazione: modificazione post-
traduzionale
• Coniugati glucidi-proteine
• Parte glucidica da 1 a 70% della massa
Es: mucine
Glicoproteine
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
Omopolisaccaridi
Polisaccaridi formati da un solo tipo
di monosaccaride.
Amilosio, amilopectina e cellulosa
formati esclusivamente da
D-glucosio
Eteropolisaccaridi
Polisaccaridi formati
da due o
piú tipi di
monosaccaridi
Monosaccaridi Oligosaccaridi
Polisaccaridi
Zuccheri semplici
non scindibili
ulteriormente per
idrolisi
glucosio
Zuccheri complessi
formati per
condensazione di poche
molecole
di monosaccaridi
disaccaridi
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
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
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:
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