Skip to content
14/07/2010 / naturaxiz

Monosacáridos

Os monosacáridos ou osas son compostos orgánicos con entre tres e sete átomos de carbono, cun grupo funcional carbonilo e con grupos hidroxilo no resto dos carbonos .

Nomenclatura

Segundo a posición do grupo carbonilo

O grupo carbonilo pode ser aldehido, se está nun extremo da molécula, ou cetona, se está noutra posición. Segundo a posición do grupo carbonilo os monosacáridos clasifícanse en aldosas, con grupo aldehido, e cetosas, con grupo cetona.

Aldosa e cetosa de 3 C

Segundo o número de carbonos

Segundo o número de carbonos denomínanse: triosas (3C), tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C) e heptosas (7C).

A combinación destas dúas nomenclaturas emprega os prefixos aldo e ceto seguidos do nome segundo o número de carbonos: Aldotriosas, Cetotriosas, Aldopentosas, Cetohexosas, etc.

Numeración dos carbonos

Os átomos de carbono numéranse comezando polo do grupo aldehido nas aldosas e polo máis próximo ao grupo carbonilo nas cetosas.

Diasteroisómeros

Os monosacáridos de máis de tres átomos de carbono poden ter varios carbonos asimétricos. Isto dá lugar é existencia de diversos diasteroisómeros, que son substancias diferentes, con propiedades químicas e físicas distintas. Os diasteroisómeros non son imaxe especular un do outro.

Diasteroisómeros

Enantiómeros D e L

Na única aldotriosa posible, o gliceraldehido, hai só un carbono asimétrico. Denomínase D ao enantiómero que na proxección de Fischer queda co grupo hidroxilo do carbono 2 cara a dereita, e L se o hidroxilo queda á esquerda.

Os monosacáridos de máis de tres carbonos que son enantiómeros entre si teñen as mesmas propiedades, e son considerados a mesma substancia . Para a denominación D ou L emprégase o criterio da posición á dereita ou á esquerda na proxección de Fischer do hidroxilo do carbono asimétrico máis lonxe do grupo carbonilo (o C5 no exemplo da glicosa).

Practicamente todos os monosacáridos naturais son D. A a este feito chámaselle “homoxeneidade quiral”, e existe tamén nos aminoácidos.


AS FORMAS CÍCLICAS

En disolución acuosa os monosacáridos de máis de tres carbonos adquiren unha conformación cíclica. A configuración dos enlaces C-C fai que se aproximen o grupo carbonilo e un grupo hidroxilo do outro extremo da molécula. Estes reaccionan entre si orixinando unha molécula cíclica pechada por un átomo de osíxeno.

Hemiacetal e hemicetal

Se se trata  dunha aldosa o enlace chámase hemiacetal. No exemplo seguinte, a glicosa, o carbonilo (carbono 1) reacciona co hidroxilo do carbono 5. Os carbonos 1 e 5 quedan unidos polo átomo de osíxeno do hidroxilo e o hidróxeno pasa ao átomo de osíxeno do carbonilo, converténdoo en hidroxilo.
Nota: No exemplo non se representan os carbonos nin os substituíntes hidróxeno.

A glicosa na súa forma aberta

A glicosa na súa forma cíclica

Se se trata dunha cetosa o enlace chámase hemicetal. Por exemplo na frutosa o grupo carbonilo do carbono 2 forma un hemicetal co hidroxilo do carbono 5.

D-Frutosa

Forma cíclica da D-Frutosa

Piranosas e furanosas

Os monosacáridos en conformación cíclica con forma hexagonal chámanse piranosas, e os que teñen forma pentagonal furanosas. Estas denominacións derivan da sua analoxía cos compostos pirano e furano. Así, nos exemplos de formas cíclicas de arriba a glicosa é glicopiranosa e a frutosa é frutofuranosa.

Conformación das formas cíclicas

Ao dicir “hexágono” e “pentágono” referímonos ás proxeccións de Haworth. En realidade estas formas cíclicas non poden ser planas debido á configuración dos enlaces dos átomos de carbono. A capacidade de rotación dos enlaces C-C permite que estas moléculas podan adquirir diversas configuracións.

Posibles conformacións da D-Glicopiranosa en disolución


Anómeros

Nas formas cíclicas hai un tipo de estereoisomería que depende da posición relativa dos substituíntes dos carbonos que interveñen no enlace hemiacetal ou hemicetal. Estes isómeros denomínanse anómeros, e teñen actividade óptica (desviación do plano da luz polarizada).
O carbono que ten o grupo carbonilo na forma aberta da molécula, ao formarse o enlace intramolecular convértese nun carbono asimétrico, neste estado se lle denomina carbono anomérico, e ten dúas configuracións posibles que dan orixe aos dous anómeros da forma cíclica.

  • Se o grupo hidroxilo do carbono anomérico está no lado do anel oposto ao substituínte do outro carbono do enlace trátase do anómero  α (alfa).
  • Se o grupo hidroxilo do carbono anomérico está do mesmo lado do anel que o substituínte do outro carbono trátase do anómero  β (beta).

No caso da glicopiranosa, que é o que máis interesa en bioloxía:

  • No anómero α o grupo hidroxilo do C1 queda do lado contrario ao substituínte do C5 (o C6, fóra do anel). É a posición trans, “cara abaixo” nas representacións habituais.
  • No anómero β o grupo hidroxilo do C1 queda do mesmo lado que o substituínte do C5 (o C6, fóra do anel). É a posición cis, “cara arriba”, nas representacións habituais.

Anómeros e mutarrotación na glicosa

A transformación dun anómero no outro chámase mutarrotación, e só pode darse a pasando pola forma aberta. Os dous anómeros e máis a forma aberta constitúen un equilibrio químico.


EXEMPLOS DE MONOSACÁRIDOS

Gliceraldehido

É o primeiro produto da fotosíntese (en forma de fosfogliceraldehido), resultado da fixación do CO2 polas plantas, e un intermediario no metabolismo dos glícidos.

Glicosa

A glicosa é un dos principais produtos da fotosíntese, é fonte principal de enerxía das células, pois a respiración celular comeza con este azucre. É un importante produto intermediario no metabolismo e precursor de outras substancias. Forma parte de todos os disacáridos. Os polisacáridos amidón, glicóxeno é celulosa son polímeros da glicosa.
O nome foi ideado a partir do grego antigo γλυκύς (glykys, mosto ou viño doce) para referirse ao azucre das uvas e resultado da hidrólise do amidón.
As propiedades físicas e químicas son as comúns a todos os azucres. En estado cristalino recibe o nome comercial de dextrosa, debido a que o isómero natural, a D-Glicosa, é dextroxiro.

Frutosa

O nome deriva de que foi identificada por primeira vez nas froitas. Está presente nestas, noutros produtos vexetais doces e no mel, en forma pura ou como parte do disacárido sacarosa. O isómero natural, D-Frutosa, é levoxiro, e de aí ven o seu outro nome comercial, levulosa.
Ten interese en dietética porque é moito máis edulcorante que o azucre común, a sacarosa, polo que é necesaria menos cantidade para o mesmo efecto no sabor. Ademais é transformada en glicóxeno no fígado antes de pasar ao sangue, sen intervención da insulina, polo que non fai aumentar o nivel de glicemia no sangue inmediatamente como os outros azucres.

Galactosa

É unha aldohexosa, epímero da glicosa. O seu nome deriva de grego antigo γάλακτος (galaktos, leite). Forma parte do disacárido lactosa, o azucre do leite. En estado puro é pouco frecuente, pero forma parte tamén de moitos oligosacáridos e de polisacáridos complexos.

Ribosa

É unha aldopentosa. En forma de D-ribofuranosa é xunto co ión fosfato (ribosa-5-fosfato) o compoñente esencial dos nucleótidos.
Os nucleótidos do ADN conteñen un derivado da ribosa, a 2-desoxirribosa, que se diferencia pola ausencia de hidroxilo no carbono 2, co que ten un átomo de osíxeno menos.

Ribulosa

É unha cetopentosa. É un intermediario en moitas rutas metabólicas. Na fotosíntese actúa en forma de ribulosa-1,5-difosfato como molécula fixadora de CO2. Esta molécula de cinco átomos de carbono ao captar o carbono do CO2 dá lugar a dúas moléculas de fosfogliceraldehido, de tres átomos de carbono cada unha.

D-Ribulosa

D-Ribulosa-1,5-difosfato


PODER REDUTOR DOS AZUCRES

O grupo aldehido das aldosas actúa como axente redutor ao oxidarse facilmente a carboxilo. Tamén se oxida o grupo cetona das cetosas, pero dun xeito máis complexo. Isto só pode suceder cando a molécula está na súa forma aberta, pois na forma cíclica estes grupos desaparecen ao se formar o enlace hemiacetal ou hemicetal.
Esta propiedade é base de varias probas para detectar a presenza de azucres nas análises, por exemplo as probas de Fehling e a de Benedict. Os reactivos usados nestas probas conteñen Cu2+ en forma de sulfato de cobre, CuSO4, de cor azul. A reducción do cobre ao se oxidaren os carbonilos do azucre produce a redución do cobre a Cu+ en forma de Cu2O, que dá un precipitado de cor ferruxe.
Os monosacáridos en xeral son redutores, pois nas disolucións sempre existe unha proporción de moléculas en forma aberta. Os disacáridos e mesmo polímeros máis grandes son redutores se algunha parte da molécula pode ter un grupo aldehido ou cetona libre.

>
>
CRÉDITOS

As imaxes sen ligazón ao orixinal en Wikimedia Commons son modificacións de orixinais da mesma fonte, agás:
Ribosa e 2-desoxirribosa, que é modificada de orixinais de The Internet Encyclopedia of Science.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s