Biochimica

Carboidrati (glucidi saccaridi)

I depositi di carbonio

I carboidrati sono una classe di molecole organiche più abbondanti in natura. Vengono conservati nelle piante e nel nostro intestino. Essi prendono il nome generico di saccaridi (dal greco). Queste sostanze sono inoltre immagazzinate sotto forma di amidi, uno zucchero complesso nella sua struttura, presente nella patata.

Tipi di carboidrati

• Monosaccaridi
• Disaccaridi
• Oligosaccaridi

La formula generale di base è (CH₂O)_x, dove x rappresenta il numero di atomi. I carboidrati sono composti poliossidrilici che contengono un gruppo carbonilico più gruppi alcolici (-OH). Il composto più semplice è aldeico (aldeoso).

Tutti gli altri monosaccaridi si possono considerare derivati dalla gliceraldedide o dal diidrossi acetone per graduale aggiunta di CHOH. Tra il C₁ e C₂ esso è estensione. Una gliceraldede con un atomo di carbonio asimmetrico esiste in due forme stereoisomere. Derivati dal greco, alchiodo e homoios, che significano "simile".

Carboidrati (glucidi o zuccheri): i idrati di carbonio

I carboidrati sono una classe di molecole organiche più abbondanti in natura. Vengono prodotti dalle piante nel processo di fotosintesi. Essi rappresentano la fonte di energia per tutti gli organismi viventi. Questo avviene per la capacità degli esseri viventi di ottenere energia dai carboidrati. Una parte dell'energia viene poi immagazzinata tramite un'altra via metabolica (fosforilazione ossidativa) per essere utilizzata in caso di necessità. Un'altra parte si lega covalentemente ad altre molecole organiche (es.: proteine, lipidi, ecc.).

Nella pianta, i carboidrati prodotti durante la fotosintesi sono immagazzinati temporaneamente sotto forma di amido per essere riutilizzati successivamente oppure convertiti in forma di polimeri. Servono come elementi strutturali di rivestimento cellulare (es. cellulosa).

Monosaccaridi

Consideriamo C_nH₂nO_n, in base al numero di atomi n, la formula generale è bruta C_n(H₂O)_n (x > 3) → (x = 1-10 oligosaccaridi, x > 10 polisaccaridi). I carboidrati sono composti polifunzionali che contengono un gruppo carbonilico e due gruppi alcolici (OH). Se il gruppo carbonilico è un'aldeide avremo degli aldosi; possono essere considerati zuccheri. Se il gruppo carbonilico è un chetone avremo dei chetosio. I monosaccaridi si polimerizzano formando gli altri.

Il monosaccaride CH₂OH | C = 0 | CH₂OH. Il chetoso più semplice è il diidrossiacetone (trioso) e l'aldoso più semplice è la gliceraldeide (trioso). Tutti gli altri monosaccaridi si possono considerare derivati della gliceraldeide o dal diidrossiacetone per graduali aggiunte di CH-CH. Tra il C₁, C₂, C₃ avviene totale isomeria attorno (D-glucosio) OH A dx → Glucosio A ←D → Glucosio L. Gli organismi viventi producono solo uno dei due enantiomeri. I monosaccaridi reperibili in natura appartengono alla serie D.

Anomero

(Aldoso) D-Ribosio (RNA). Ce ne sono diversi modi per rappresentare il glucosio (e gli altri zuccheri). Raramente lo scheletro resta lineare.

Principali monosaccaridi

• Pentosi (C₅) - D-Ribosio, 2-Desoss-D-Ribosio
• Esosi (C₆) - D-Glucosio, D-Galattosio, D-Mannosio
• Epimeri (Differiscono per il centro di simmetria) - D-Fruttosio (chetosio)

In soluzione acquosa, dalla forma lineare diventa ciclica, le forme alfa e beta di D-glucosio in soluzione acquosa = anomeri equilibrio → ↔ anello aperto. È fenomeno particolare dei monosaccaridi - anomeria ad anello con lo stesso nome.

Proprietà fisiche e chimiche

Disaccaridi

2 monosaccaridi —> O-glicosidico -OH per eliminazione di una molecola d'acqua. Quindi, il legame glicosidico porta alla sostituzione del -OH anomerico con il -OH di un altro zucchero. Il C anomerico cede un ossigeno, determinando che è una unione di α-glicosidico.

Il maltosio (2α glucosio) è un disaccaride formato dall'unione di due unità identiche di α-D-glucosio. Enzimi come l'invertasi scindono il legame e liberano il β-D-glucosio. Il lattosio è un disaccaride formato da due molecole di monosaccaridi, ed è uno dei più importanti, con formula C₁₂H₂₂O₁₁. È composto da D-galattosio e D-glucosio.