Azúcares derivados: esteres fosfóricos, aminoazúcares, desoxiazúcares y un poco de glucósido. PDF

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Estructura y función de algunos azúcares derivados....

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Bioquímica expo (Azucares derivados, esteres fosfóricos, aminoazúcares, desoxiazúcares y un poco de glucósido). A los grupos hidroxilos de los monosacáridos se le pueden unir a otros grupos funcionales, los más importantes y que desempeñan una función biológica son: Esteres de fosfato. Un grupo fosfórico se une a un grupo hidroxilo formando un éster fosfato, ejemplo de esto es el D-Gliceraldehído-3-fosfato o la a-D-glucosa -6-fosfato. Los azúcares fosfato son intermediarios importantes del metabolismo y actúan como compuestos activados en el anabolismo ¿Pero qué es anabolismo? El anabolismo es el proceso mediante el cual el cuerpo utiliza la energía liberada por el catabolismo para sintetizar moléculas complejas. __________________________________________________________________ Aquí tenemos una muestra de los esteres fosfóricos: ¿Cómo se forman los esteres fosfóricos en la azúcar? *Los esteres fosfóricos se forman en el azúcar por medio de un enlace éster que es el que están visualizando ustedes en la imagen. ¿Cómo se forma un enlace éster? *Bueno, el enlace éster se forma a partir de la unión de un grupo carboxilo y un grupo hidroxilo. Ambos reaccionan y por consiguiente se forma el enlace éster. Si aún no has entendido, te lo voy a explicar con el dibujito: Concéntrate en las “R” que están en cada lado, Una de esas R va a representar un monosacárido y la otra R que puedes ver ahí va representar el grupo fosfato. En síntesis, ya sabemos que los monosacáridos se unen con los grupos fosfato por medio de un enlace éster. Aquí tenemos un ejemplo de esto: Aquí vemos la estructura de una glucosa, esta glucosa se va a convertir en glucosa-6-fosfato. Es decir que se va a unir un monosacárido con un grupo fosfato por medio del enlace éster ¿Pero cómo se formó este enlace éster?

Bueno vamos paso por paso, primero identifiquemos El oxígeno que se encuentra uniendo al grupo fosfato con el monosacárido (de color verde). También cabe aclarar que para que se formara este éster fosfórico tuvo que haber 2 condiciones. La primera condición es que cuando ocurre la reacción tiene que haber una enzima Y La segunda condición es que debe utilizar una molécula que tenga 3 fosfatos. En este caso se está utilizando el adenosin trifosfato. ¿Entonces qué es lo que ocurrió aquí? Primero observemos el 6to carbono de la glucosa que tiene un grupo hidroxilo. Lo que pasó aquí en esta reacción es que vino aquí la glucocinasa y está enzima tomó el ATP y lo dividió en 2. Produciendo con esto que se liberara un fosfato, el fosfato que se liberó se pegó aquí a esta glucosa y de esta forma se generó el enlace éster, formando así la glucosa-6-fosfato. Y por el otro lado quedó adenosin difosfato, ya que como lo dije anteriormente, este liberó un fosfato En el lado derecho de la pantalla tenemos otro ejemplo donde estamos viendo de un lado a la Glucosa 6 fosfato y del lado continuo la fructosa 6 fosfato. Nota: La importancia de que un monosacárido tenga este grupo fosfato es porque cuando la glucosa entra a la célula. La glucosa así como entra puede salir, pero para que la glucosa no salga de la célula, lo que hace la célula es fosfolarla, precisamente añadiéndole estos glucofosfatos por medio de un enlace éster. Lo que permitiría que esta se quedase en la célula. El siguiente azúcar derivado son los aminoazúcares: Como su nombre lo indica tienen un grupo amino. ¿Pero cómo ocurre esto? Bueno, lo que va a suceder es que en una molécula de carbohidrato se va a quitar el grupo hidroxilo y se le agrega un grupo amino, aquí podemos ver dos ejemplos, de esto: En el primer ejemplo podemos notar que ésta, antes era una glucosa y en el carbono numero dos tenía un grupo hidroxilo que fue reemplazado por un grupo amino como lo establece la regla.

Entonces ya no es glucosa, sino que va a pasar a ser glucosamina En la imagen de al lado tenemos otro ejemplo igual, antes esta era una molécula de galactosa se quitó su grupo hidroxilo y se agregó un grupo amino y ahora se convirtió en galactosamina. ¿Cuál es la importancia? La glucosamina forma lo que es conocido cómo ácido hialurónico y La galactosamina es parte para formar la condroitina. Aquí tenemos un cuadro para explicar mejor, tenemos a los ejemplos que son el ácido y la condroitina. Bueno…. ¿Dónde lo podemos encontrar? El ácido hialurónico y la condroitina los podemos ubicare en una estructura conocida como Matriz extracelular, En las imagen podemos ver 2 células, entre estas 2 células hay un espacio fuera de la célula que se llama espacio extracelular, aquí vamos a tener ciertos componentes que van a formar una matriz extracelular. En la imagen vemos como una especie de hilitos, bueno esos componentes parecidos a unos hilitos pueden ser aminoazúcares. -------En el caso del ácido hialurónico, toma su base que es la glucosamina (que pueden observar ustedes aquí) la glucosa y la glucosamina: en su estado natural se encuentra acetílado, es decir, a parte de tener un grupo amino, tiene un grupo acetil que vemos en rojo. Pero para que esta molécula esté en la matriz extracelular, ésta acompañada de otra molécula, es decir en parejitas.

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Aquí tenemos a la glucosamina y aquí tenemos al ácido glucorónico, entonces estos dos forman una parejita y acá tenemos otra parejita con estos mismos y así sucesivamente se va formando una cadena hasta formar una pared como se ve en la imagen. Esto con el fin de que este pueda estar en la matriz extracelular. La siguiente estructura es la condroitina que está hecha de galactosamina, tiene su grupo amino que también se encuentra acetilado y aparte de encontrarse acetilado, también se encuentra sulfatado.

Para que pueda estar en la matriz extracelular también tiene que cumplir la regla de la parejita, entonces aquí está la galactosamina junto con el glucuronate, que van a enlazar y aquí viene otra pareja y otra pareja y así sucesivamente hasta formar estos hilitos que vemos aquí en la matriz extracelular y esta sería la importancia de estos aminoazúcares. Servir de componente en la matriz extracelular. Otro dato de esto, es que estas moléculas pueden retener agua y tienen otras funciones para mantener hidratada esta matriz extracelular que ya sabemos que se encuentran en las células. Seguimos con los aminoazúcares, ahora vamos a darle unas consideraciones. Como analizamos en las diapositivas anteriores estos aminoazúcares no pueden estar solos, casi siempre están en parejas, por esto se les conoce como (dímeros). Dichos dímeros se van a estar uniendo en cadenas hasta formar polímeros (una larga cadena) Y cuando este se encuentra en estado libre puede ser muy malo, porque suele ser hepatotóxico, es decir, tóxico para las células hepáticas, aquí tenemos como una imagencita del hígado dañado. Que nos representa lo anteriormente dicho. Otra relevancia es que los aminoazúcares forman parte de algunos antibióticos, como por ejemplo la Eritromicina y la Carbomicina. Esta estructura que ustedes están observando es de la Eritromicina, esta contiene 3 regiones *la región de la parte superior que pueden ver ahí es una desosamina, específicamente es un aminoazúcar. entonces aquí tenemos la porción del carbohidrato, su grupo amino y sus grupos acetilos que se pueden observar aquí ¿Qué es lo que hace este antibiótico? Pues básicamente lo que hace este antibiótico es inhibir la síntesis de proteína de ciertas bacterias. También tenemos aminoazúcares complejos y ya veremos sus estructuras. El primero es N-acetilmuramico, aquí tenemos la molécula ilustrada. Tenemos aquí al carbohidrato, en el carbono 2 tiene un grupo amino… igual está acetilado y la otra características es que su carbono 3 tiene un ácido.

El ácido carboxílico con sus carbonos correspondientes, esta molécula de azúcar que se llama N-acetilmuramico está presente en la pared celular de bacterias gran positivas. El siguiente aminoazúcar se llama N-acetilneuramínico, otro nombre puede ser ácido siálico, aquí tenemos a 2 aminoazúcares. Lo que podemos observar aquí es que en su primer carbono tiene a su ácido carboxílico y en su 4to carbono se puede observar que está su grupo amino, entonces por tanto podemos decir que es un aminoazúcar. Y aquí tenemos otra molécula donde igual tenemos en su primer carbono un ácido carboxílico y en su 4to carbono tiene su grupo amino, por lo tanto también es un aminoazúcar. El N-acetilneuramínico se encontró en el sistema nervioso, específicamente en los ganglios cerebrales en una parte de esas células, que se llaman glucoesfingolípidos. Y el ácido siálico, fue encontrado cuando estaban estudiando la saliva. El siguiente azúcar derivado son los desoxiazúcares. Pues básicamente tomamos un monosacárido, en este caso es la ribosa. Y en su segundo carbono, lo que se ocurre es que de su grupo hidroxilo se quita el oxígeno y solamente se queda el hidrogeno, como en la segunda imagen lo muestra, es decir, la desoxigenamos. Se queda llamando 2-desoxi-D-ribosa. Un ejemplo: está en la presencia del ADN, en esta molécula de ADN vamos a encontrar la desoxiribosa de la siguiente manera: La molécula de ADN tiene una doble hélice, (este exoesqueleto que se ve de color azul) dicho esqueleto tiene dos componentes, el primer componente es la desoxiribosa y luego sigue un grupo fosfato y lo que se ve en medio son las bases nitrogenadas. Y acá tenemos otros ejemplos, como la fucosa que perdió un oxígeno y quedó como 6-desoxi-L-fucosa 1er carbono, 2do… Al igual que el otro ejemplo que tenemos aquí, (que es la ramnosa) en su 6to carbono se desoxigeno y por ende quedó 6-desoxi-L-ramnosa. Y esto se pude encontrar en las paredes celulares de ciertas bacterias.

Y debajo tenemos a 2-desoxi-glucosa y de aquí podemos obtener el diagnóstico de cáncer y quizás la cura. ______________________________________________________________ Según algunos científicos la 2-DexosiGlucosa dificulta el crecimiento de la célula, por esto se ha sugerido su uso con fines terapéuticos en el tratamiento del cáncer. Por ello se han comenzado estudios clínicos con este compuesto. Sin embargo, no está completamente claro cómo la 2-DexosiGlucosa inhibe el crecimiento de la célula. El hecho de que esta inhiba la glucólisis no es motivo suficiente para explicar por qué las células tratadas con 2-DexosiGlucosa frenan su crecimiento. Asimismo científicos han hecho estudio y ven en la 2-desoxiglucosa un nuevo fármaco anti-epiléptico. (Pasa diapositiva) Y bueno tenemos aquí a otros azúcares derivados que son conocidos como glucósidos Estos glucósidos tienen una estructura básica como pueden observar en la imagen y están compuestos por dos partes una conocida como glicona y la otra Aglucona La parte glicona está compuesta por una región que es de puros glúcidos que pueden ser monosacáridos u oligosacáridos. y La parte Aglucona es una región que no es glúcido que pueden ser esteroides, triterpeno o lactona. Esta unión se da gracias a un enlace ó-glucosidico. Aquí presenciamos como un oligosacárido se une con una molécula de esteroide por medio de su enlace óglucosidico Esto forma un glucósido cardiotónico, su nombre especifico es digoxina. Es extraído de la planta… Agente antiarítmico Es utilizado en los pacientes con insuficiencia cardíaca y tiene 2 efectos, en sus efectos lo que hace principalmente causar la inhibición a nivel de tejido cardiaco y aumenta la fuerza de contracción del corazón. Y en su efecto indirecto actúa sobre tejido neuronal y estimula el sistema nervioso para que pueda disminuir la frecuencia cardiaca. El ejemplo que les traigo es de la estreptomisina ¿qué es? Pues es un antibiótico, su estructura básica ya la sabemos, tenemos una región glicona y una aglicona

En la parte inferior tenemos la región glicona que es la región del carbohidrato que es precisamente un oligosacárido y su región aglicona es la estreptidina, ambas regiones se unen por medio de un enlace ó-glucosidico ¿Para qué sirve este antibiótico? Pues para inhibir la síntesis te proteína, es decir, lo que hace este antibiótico es que se pega al ribosoma 30S de las bacterias y así hace que ese ribosoma deje de producir proteínas Es glucosido y a la misma vez un aminoglucosido, como pueden ver ahí está un monosacárido y ahí mismo tenemos a un grupo amino. https://www.youtube.com/watch?v=LDEYs-ZCCn4...