Chimica e propedeutica biochimica

Composti chimici formati da atomi di C, H e O con formula empirica

Cardo-idrati: raggruppamenti di H₂O corrispondono numericamente ad atomi di C

Struttura:

1. Poliidrossaldeidi
2. Poliidrossichetoni

Classificazione:

1. Monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi
2. Polisaccaridi (> 20 unità):
   • omopolisaccaridi - unico zucchero nella catena
   • eteropolisaccaridi - ho più zuccheri diversi tra loro che si ripetono nella catena

Caratteristiche:

• solidi cristallini, incolori, molto solubili in H₂O e poco in solventi non polari
• sapore dolce
• saccaride dal greco sakcharon "zucchero"
• scheletro formato da catena C uniti da legami singoli
• composti polifunzionali gruppi OH e carbonilico C=O:
• se C=O terminale aldoso/aldosio
• se C=O intracatena chetoso/chetosio

Diidrosichetone: unico tra tutti gli zuccheri a non essere chirale

Zuccheri più...

importanti• aldopentosi -> gruppo carbonilico all’inizio con 5 atomi di C ribosio più importanteà

• alsoesosi -> gruppo carbonilico all’inizio con 6 atomi di C D-glucosio più diffuso, fonteàenergetica per eccellenza di tutte le cellule (epimeri = due diasteroisomeri identici tra loroma che differiscono per un C asimmetrico)

• chetoesosi più importante il D-fruttosio

àCiclizzazione dei monosaccaridiSe metto un monosaccarde in acqua questi avendo OH a disposizione ed il gruppo carbonilico ilgruppo OH fa attacco nucleofilo sulla porzione carbonilica e crea una struttura di emiacetale siàcrea un altro carbonio chirale che dà origine a due isomeri chiamati anomeri.Secondo Fischer C1 diventa carbonio anomerico chirale e viene chimato:

à • Alpha -> gruppo OH più lontano da C1 rispetto al nuovo C anomerico è dalla stessa parte

• Beta -> gruppo OH più lontano da C1

Rispetto al nuovo C anomerico è dalla parte opposta. Haworth parte da una struttura ciclica e si rende conto che OH poteva stare sotto il piano dell'anello (= alpha) o sopra (= beta). Furano e pirano. Quando passo dalla forma lineare di D-glucosio alla forma ciclica ottengo un emiacetale che ricorda molto il pirano (anello a 6C con ossigeno infilato). D-gluco-piranosio vuol dire che il glucosio in forma ciclica è simile al pirano. Stessa cosa per alpha-beta-ribofuranosio perché ha la struttura del furano cioè anello a 5 atomi di C.

Mutarotazione. Metto uno zucchero in acqua e si chiude in emiacetale (o alpha o beta) ma ne resta anche un po' in forma aperta; in questa miscela ho tanta alpha, tanta beta e poca forma aperta. Mutazione di alpha in beta o contrario passando dalla forma aperta. Equilibrio con 1/3 di alpha e 2/3 di beta e potere ottico di rotazione di un angolo alpha = θ + 52 gradi.

Reazione dei monosaccaridi:

Deriva da reazione di somma intramolecolare tra -C=O (C1)• Ha una reattività diversa dagli altri OH• Possibilità di reazioni selettive al C1reazioni dei monosaccraid avvengono preferenzialmente sul C1àPossibili reazioni:

1. Ossidazione
   Glucosio in soluzione da origine ad un equilibrio con la forma aperta. In presenza di un ossidante ilgruppo carbonilico viene ossidata ad un acido carbossilico e si forma un estere ciclico cioè unlattone glucolattone (ossidazione chimica) nel nostro corpo è di tipo enzimatico. Dal glucosio inàforma ciclica rimane il gruppo alcolico primario creando acido glucuronico che al nostro organismoserve perché si lega ai metaboliti cellulari apolari che non si espellerebbero con le urine; sicomunano a questo acido che li trascina con le urine
2. concetto di zucchero riducente:i monosaccaridi sono sempre zuccheri riducenti perché hanno la possibilità di ossidarsi e quindiriducono qualcun altro

La forma aperta mette a disposizione il carbonile (C1) che si ossida.

Riduzione: In laboratorio fatta con NaBH4 ottengo un polialcol. L'alcol è il sorbitolo che è lo zucchero spesso usato per i diabetici.

Formazione di glucosidi: Porta alla formazione dei disaccaridi. Parto da glucosio che è un emiacetale e ha un carbonio delta+ dove è possibile l'attacco di un altro gruppo alcolico che gli serve da un'altra molecola di zucchero. Quindi l'ossigeno si mette a ponte tra i 2 zuccheri vicini, formando un legame glicosidico perché tipico dei glucidi (formato tra C anomerico dello zucchero che subisce attacco da un OH di un altro zucchero).

Più noti:

• b1 4 glicosidico:
  • È riducente
  • Presente nel latte
  • Idrolizzato a Gal e Glu in presenza di lattasi
  • Intolleranza al latte: declino funzionale della lattasi, gonfiore, crampi addominali
• Legame α1 β2 glicosidico

alpha1->6; struttura simile alla amilopectina mamaggiormente ramificataCosì ramificata perché così gli enzimi riescono ad attaccarsi alle estremità degli zuccheri peràcontrollare la glicemia

Amido

• Omopolimero di glucoiso
• Esiste sotto due forme:
  1. Amilosio -> tante catene di glucosio che si attaccano tra loro (20%amido)
  2. Amilopectina -> struttura molto ramificata ogni 25-30 unità di glucosio; simile al glicogeno(80% amido). Legato da legami alpha 1-> 4 r alpha 1->6 nella ramificazione

Cellulosa

• Omopolimeri del glucosio
• Legati da legami beta 1-> 4 glicosidico non abbiamo l’enzima per rompere questoàlegame

Chitina

• Usata per produzione di fili per suture chirurgiche e bende + corazza gamberetti,scarafaggi, …
• È poli – beta – 1,4-N-acetilglucosammina

Eteropolimeri

• Polimeri fatti da zuccheri diversi legati ad altro
• Peptidoglicani -> zuccheri

Legati a piccole proteine collocate tra la membrana interna e quella esterna del batterio, rende le pareti dei batteri resistenti agli antibiotici.

Il lisosima lo abbiamo a livello della saliva e delle lacrime: sa rompere il legame dei peptidoglicani ed è quindi una prima difesa contro le infezioni. La penicillina agisce sui peptidi perché ha legami simili, li ingloba e così si autodistrutturano (inibizione competitiva). (Se tutto questo pezzo non è chiaro, vedere chimica degli alimenti)

LIPIDI

Definizione

Classe eterogenea di biomolecole lipofile:

• Contenenti idrocarburi apolari
• Poco solubili in acqua perché idrofobe
• Solubili in solventi organici apolari come etere, acetone, cloroformio

Funzioni biologiche

• Costituenti principali delle membrane biologiche, del surfattante alveolare
• Riserva energetica più efficace anche dei carboidrati perché più ridotti
• Precursori di ormoni e vitamine (ormoni)

glicerolo e gruppi alcolici

• Deposito nell'organismo di acidi grassi

Acidi grassi:

• Sono acidi carbossilici con formula R-COOH (catena carboniosa lunga + acido)
• Definiti grassi perché la catena carboniosa molto lunga li rende insolubili in acqua
• R può essere un idrocarburo saturo (alcano) o insaturo (monoinsaturo o polinsaturo)
• Gli acidi grassi polinsaturi hanno i doppi legami che sono sempre non coniugati (cioè separati tra loro da 2 legami semplici) solitamente primo doppio legame in C9 e da lì ogni 2
• Nei polinsaturi possiamo avere isomeria configurazionale rispetto al legame -cis (quelli che fanno bene; riescono a rigenerare le lesioni dei vasi) e -trans (tossico e non naturale, si ricavano come sottoprodotti da processi alimentari di raffinazione di oli o grassi; proinfiammatori)

Nei tessuti dei mammiferi acidi monocarbossilici:

• È a catena lineare
• È a numero pari di C (≥ 4 C), se insaturi
• I doppi legami sono sempre -cis