[HIDRATOS DE CARBONO] [CLASIFICACIÓN]


OLIGOSACÁRIDOS

 

Los oligosacáridos son polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos. La unión de los monosacáridos tiene lugar mediante enlaces glicosídicos, un caso concreto de enlace acetálico. Los más abundantes son los disacáridos, oligosacáridos formados por dos monosacáridos, iguales o distintos. Los disacáridos pueden seguir uniéndose a otros monosacáridos por medio de enlaces glicosídicos. Así se forman los trisacáridos, tetrasacáridos, o en general, oligosacáridos. Se ha establecido arbitrariamente un límite de 20 unidades para definir a los oligosacáridos. Por encima de este valor se habla de polisacáridos. Los oligosacáridos son parte integrante de los glicolípidos y glicoproteínas que se encuentran en la superficie externa de la membrana plasmática y por lo tanto tienen una gran importancia en las funciones de reconocimiento en superficie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EL ENLACE GLICOSÍDICO


Compuestos con grupos OH, NH2 y SH pueden reaccionar con el OH hemiacetálico del carbono anomérico de un monosacárido, con pérdida de una molécula de agua para formar los compuestos llamados generalmente glicósidos. El enlace acetálico establecido se llama enlace glicosídico. Según la naturaleza del grupo reaccionante se distinguen O-glicósidos (a partir de un OH), N-glicósidos (a partir de un NH2) y S-glicósidos (a partir de un SH).


enlace O-glicosídico
Formación de un enlace O-glicosídico para originar un disacárido
enlace N-glicosídico en el nucleósido guanosina

El grupo que reacciona con el monosacárido recibe el nombre genérico de aglicona. Así, un glicósido es un monosacárido unido a una aglicona por medio de un enlace glicosídico). Cuando la aglicona es otro monosacárido, se trata de un holósido, y si es un compuesto distinto, es un heterósido.

Al formarse un enlace glicosídico:

  • el carbono anomérico pierde su carácter reductor
  • se estabiliza la forma anomérica (a o b) del monosacárido en la forma en que reaccionó y ya no se puede observar el fenómeno de mutarrotación
  • aumenta la solubilidad de la aglicona, facilitando así la eliminación por la orina de compuestos poco solubles en agua
  • El enlace glicosídico es susceptible a la hidrólisis ácida y a la acción de las enzimas llamadas glicosidasas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DISACÁRIDOS


Cuando el enlace glicosídico se forma entre dos monosacáridos, el holósido resultante recibe el nombre de disacárido. Esta unión puede tener lugar de dos formas distintas.

  • En el primer caso, el carbono anomérico de un monosacárido reacciona con un OH alcohólico de otro. Así, el segundo azúcar presenta libre su carbono anomérico, y por lo tanto seguirá teniendo propiedades reductoras, y podrá presentar el fenómeno de la mutarrotación. Los disacáridos así formados se llaman disacáridos reductores.
  • En el segundo caso, el carbono anomérico de un monosacárido reacciona con el carbono anomérico del otro monosacárido. Así se forma un disacárido no reductor, donde no queda ningún carbono anomérico libre y que tampoco podrá presentar mutarrotación. En este caso, el enlace no es, estrictamente hablando, acetálico.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DISACÁRIDOS REDUCTORES


En ellos, el carbono anomérico de un monosacárido reacciona con un OH alcohólico de otro. La Figura de la izquierda representa a la lactosa, cuyo segundo azúcar (la glucosa) presenta libre su carbono anomérico, y por lo tanto seguirá teniendo propiedades reductoras, y podrá presentar el fenómeno de la mutarrotación. A la hora de nombrarlos sistemáticamente, se considera monosacárido principal al que conserva su carbono anomérico libre, y se le antepone como sustituyente (entre paréntesis) el monosacárido que aporta su carbono anomérico al enlace glicosídico.

 

A este grupo pertenecen la maltosa, la isomaltosa, la celobiosa y la lactosa:

 

La maltosa (molécula de la derecha) está formada por dos glucosas unidas por el OH del C1 en posición a de una y el OH del C4 de otra. Su nombre sistemático es 4-O-(a-D-glucopiranosil)-D-glucopiranosa, o abreviado, G(14)G. No existe como tal en la Naturaleza, y se obtiene a partir de la hidrólisis del almidón (un polisacárido de reserva en vegetales).

La isomaltosa también está formada por dos glucosas, y difiere de la anterior en que el enlace glicosídico se forma entre el OH del C1 en posición a de una y el OH del C6 de la otra. Su nombre sistemático es 6-O-(a-D-glucopiranosil)-D-glucopiranosa, o abreviado, G(16)G.

maltosa

 

La celobiosa no existe como tal en la Naturaleza y se obtiene a partir de la hidrólisis de la celulosa, un polisacárido que forma parte de la pared celular en las plantas superiores. Está formada por dos glucosas unidas por el OH del C1 en posición b de una y el OH del C4 de otra. Su nombre sistemático es 4-O-(b-D-glucopiranosil)-D-glucopiranosa, o abreviado, G(14)G.

La lactosa está formada por glucosa y galactosa. El OH del C1 en posición b de la galactosa está unido al OH del C4 de la glucosa. Su nombre sistemático es 4-O-(b-D-galactopiranosil)-D-glucopiranosa, o abreviado, Ga(14)G. Este azúcar se encuentra como tal en la leche.

celobiosa
lactosa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DISACÁRIDOS NO REDUCTORES


En ellos, el carbono anomérico de un monosacárido reacciona con el carbono anomérico del otro monosacárido. El ejemplo representado en la figura de la izquierda corresponde a la sacarosa. En este caso, el enlace no es, estrictamente hablando, acetálico, ya que están reaccionando dos OH hemiacetálicos. Como no queda ningún carbono anomérico libre, estos disacáridos no podrán presentar mutarrotación.

A la hora de nombrarlos sistemáticamente hay dos opciones, ya que podemos considerar cualquiera de los dos monosacáridos como principal.

A este grupo pertenecen los disacáridos sacarosa y trehalosa:

La sacarosa (a la derecha) es el azúcar común o azúcar de caña. Es la forma usual de reserva hidrocarbonada de muchas plantas y se encuentra en el néctar de las flores, de forma que es un componente básico para la elaboración de la miel. Está formada por glucosa y fructosa unidas ambas por sus carbonos anoméricos. En forma abreviada se expresa como G(1aÛ2b)F. Para nombrarlo sistemáticamente hay dos opciones:

  • a-D-glucopiranosil-b-D-fructofuranósido (considerando la fructosa como monosacárido principal)
  • b-D-fructofuranosil)-a-D-glucopiranósido (si consideramos la glucosa como monosacárido principal).
La trehalosa es un disacárido no reductor de a-D-glucopiranosa: G(1aÛ1a)G.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OLIGOSACÁRIDOS


Los disacáridos pueden seguir uniéndose a otros monosacáridos por medio de enlaces glicosídicos. Si el disacárido es reductor, se unirá a otros monosacáridos por medio del OH de su carbono anomérico o de cualquier OH alcohólico. Si no es reductor, se unirá únicamente por medio de grupos OH alcohólicos. Así se forman los trisacáridos, tetrasacáridos, o en general, oligosacáridos. Se ha establecido arbitrariamente un límite de 20 unidades para definir a los oligosacáridos. Por encima de este valor se habla de polisacáridos.

 

La cadena de oligosacáridos no tiene que ser necesariamente lineal, y de hecho, con mucha frecuencia se encuentran en la Naturaleza oligosacáridos y polisacáridos ramificados. Los oligosacáridos tienen gran importancia en las funciones de reconocimiento en superficie, ya que son parte integrante de los glicolípidos y glicoproteínas que se encuentran en la membrana plasmática. Los oligosacáridos que se unen a las proteínas también sirven como señales de reconocimiento para que las proteínas que los contienen sean secretadas al medio extracelular o sean dirigidas a un orgánulo intracelular determinado.

 

Los oligosacáridos pueden unirse a las proteínas de dos formas:

  1. mediante un enlace N-glicosídico a un grupo amida de la cadena lateral del aminoácido asparagina
  2. mediante un enlace O-glicosídico a un grupo OH de la cadena lateral de los aminoácidos serina o treonina.
Unión N-glicosídica a una proteína
Unión O-glicosídica a una proteína

 

Los oligosacáridos se unen a los lípidos mediante un enlace O-glicosídico a un grupo OH del lípido. La Figura de la derecha muestra un oligosacárido unido a un fosfolípido. La unión y la estructura del oligosacárido son de tal manera que éste no presenta ningún grupo reductor libre. En la composición del oligosacárido suelen formar parte monosacáridos como: D-glucosa, D-galactosa, D-manosa, N-acetil-D-glucosamina, N-acetil-D-galactosamina, ácido siálico y fucosa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FUNCIONES DE LOS OLIGOSÁCARIDOS DE SUPERFICIE


Entre las funciones que llevan a cabo los oligosacáridos unidos a lípidos o a proteínas de la superficie celular caben destacar:

  1. Función estructural : La presencia del oligosacárido puede participar en el proceso de plegamiento correcto de la molécula. Además, confiere mayor estabilidad a las proteínas de membrana, ya que al ser muy polares, facilitan su interacción con el medio.

  2. El oligosacárido que se une a la estructura de la proteína determina el destino de la proteína sintetizada: glicoproteína de la membrana, proteína de secreción o proteína específica de un orgánulo determinado.

  3. Los residuos de ácido siálico, además de aportar numerosas cargas negativas a las proteínas, también las protegen de la acción de proteasas (proteínas que destruyen otras proteínas).

  4. Los oligosacáridos unidos a lípidos o a proteínas de la superficie celular determinan muchas veces la individualidad antigénica tanto del tipo de tejido como del propio individuo. Así, las sustancias que determinan la especificidad del grupo sanguíneo de la superficie del hematíe son oligosacáridos complejos. Muchos antígenos tumorales son oligosacáridos de la superficie celular.

  5. El complemento glicídico de las glicoproteínas varía también en función del desarrollo ontogénico de los tejidos.

  6. La interacción de ciertos agentes patógenos (bacterias y virus) con las células huésped tiene lugar a través de las glicoproteínas.

  7. En los peces que habitan en latitudes polares, existe una proteína anticongelante, presente en elevada concentración en los líquidos corporales de estos animales, y que se une a una gran cantidad de residuos de carbohidrato.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OLIGOSACÁRIDOS QUE DETERMINAN LOS GRUPOS SANGUÍNEOS


Los 4 grupos sanguíneos están determinados por los oligosacáridos que se encuentran unidos a los lípidos o a las proteínas de la cara externa de las membranas de los eritrocitos. La composición de estos oligosacáridos está descrita en la siguiente tabla:

Grupo 0
Grupo A
Grupo B
Código de los monosacáridos
Glucosa
Galactosa
Fucosa
N-Acetilglucosamina
N-Acetilgalactosamina