GLUCIDE CU IMPORTANTA BIOLOGICA

6.1. Glucide: clasificare, caracterizare

Glucidele sunt cei mai abundenti compusi naturali, cu functii biologice dintre cele mai variate. Sunt compusi polihidroximonocarbonilici ciclici si derivati ai acestora.

Alta denumire este cea de hidrati de carbon (carbohidrati), o denumire improprie, multe avand formula empirica Cn(H₂O)n, insa unele mai contin si alti atomi (azot, fosfor, sulf). Denumirea de zaharuri (zaharide) face referire la gustul dulce al multora dintre ele.

Clasificarea glucidelor. Dupa comportarea la hidroliza, glucidele sunt oze si ozide.

Ozele (sau monozaharide) sunt cei mai simpli compusi apartinand clasei, nehid 323d32d rolizabile.

Ozidele se impart in oligozide si poliozide, in functie de numarul de unitati de monozaharide rezultate la hidroliza. Oligozidele (oligozaharide) contin intre 2 - 10 oze: zaharoza, lactoza, maltoza. Poliozidele (polizaharide) contin sute/mii de oze: glicogen, amidon, celuloza.

Glicoconjugatii sunt poliozide complexe, cu molecule heterogene, in care una sau mai multe catene oligoglucidice este legata de proteine sau lipide, de exemplu glicoproteine, proteoglicani, glicolipide.

Monozaharide (oze). Sunt compusi monocarbonilici polihidroxilici clasificati dupa:

a) numarul atomilor de carbon: trioze, tetroze, pentoze, hexoze

b) natura grupei carbonil: aldoze (grupa tip aldehida), cetoze (grupa tip cetona).

Seriile ozelor incep cu gliceraldehida si dihidroxiacetona.

Gliceraldehida are un atom de carbon asimetric (atom cu patru substituenti diferiti) si se prezinta sub forma a doi stereoizomeri optic activi, care se deosebesc intre ei prin sensul in care rotesc planul luminii polarizate, denumiti enantiomeri, ce se afla unul fata de celalalt in relatia obiect-imagine in oglinda.

Glucidele sunt impartite in doua serii sterice D si L, in functie de dispunerea grupei -OH secundar in capul de serie, gliceraldehida.

Apartenenta la seria D sau L indica deci configuratia atomului de carbon asimetric cel mai indepartat de grupa carbonil si nu arata sensul de rotatie a planului luminii polarizate de catre glucidul respectiv (un compus din seria D poate fi si levogir L(-) si dextrogir D (+)).

Monozaharidele naturale apartin, in general, seriei D, dar se gasesc in natura si glucide ce apartin seriei L (de ex. L-fucoza din glicoconjugati).

Cele mai raspandite oze si care prezinta cea mai mare importanta biologica sunt: D - riboza (din nucleotide si acizi nucleici), D - glucoza, D-galactoza, D - ribuloza, D - xiluloza si D-fructoza cu functii biologice specifice) (Figura 6.1).

Figura 6.1. Structurile liniare ale ozelor importante pentru organism

Monozaharidele prezinta grupe functionale care pot interactiona: grupa carbonil si grupele -OH din pozitiile 4, 5 si 6, rezultand un compus de aditie intramoleculara ce are un hidroxil glicozidic cu proprietati speciale fata de celelalte grupe hidroxil.

Aldohexozele formeaza structuri ciclice predominant 1-5, iar cetohexozele 2 - 5.

Rezulta cicluri de 5 atomi (cicluri furanozice) sau de 6 atomi (cicluri piranozice).

Dupa ciclizare, atomul de carbon carbonilic devine asimetric, apar doi anomeri    si

In formulele ciclice, anomerii au grupa -OH glicozidica de aceeasi parte cu atomul de oxigen din ciclu, iar anomerii de parte opusa

Anomerii pot trece unul in altul prin intermediul formei aciclice care este in cantitati minime in solutie apoasa.

Structurile ozelor pot fi reprezentate si prin formule de perspectiva care redau mai bine raportul dintre distantele interatomice: ciclurile furanozice si piranozice sunt reprezentate ca poligoane regulate perpendiculare pe planul hartiei, avand atomul de oxigen in partea dreapta sau central sus. Substituentii care in formulele ciclice sunt in dreapta se vor reprezenta sub planul ciclului, iar cei care se gasesc in stanga, deasupra planului ciclului.

Ozele epimere sunt ozele ce se deosebesc prin configuratia unui singur atom de carbon, altul decat cel anomeric. Fructoza, manoza, galactoza sunt epimere cu glucoza. In organism, in prezenta unor epimeraze, acestea se transforma in glucoza si pot fi metabolizate.

Derivati naturali ai ozelor

Deoxizaharurile (deoxiglucide) rezulta prin inlocuirea unei grupe -OH din oze cu un atom de hidrogen. De exemplu: 2-deoxi-D-riboza (dezoxiriboza, din ADN) L-fucoza.

Aminozaharurile (ozamine) sunt derivati ai ozelor care rezulta prin inlocuirea grupei - OH de la atomul de carbon C2 cu o grupa -NH₂, frecvente fiind D-glucozamina si D-galactozamina. Intra in structura glicoproteinelor, proteoglicanilor (mai ales ca galactozamina N-acetilata sau N-sulfatata) si glicolipidelor.

Acidul neuraminic este un alt derivat rezultat din condensarea manozaminei cu acid piruvic. Acesta intra in structura acizilor sialici (de ex: acid N-acetil-neuraminic (Nana)).

Ozide

Ozidele rezulta prin eterificarea grupei -OH cu grupa -OH a altei oze sau cu grupe dintr-un compus neglucidic (denumit aglicon). Rezulta O-, S-, N- glicozide. De exemplu, nucleozidele sunt N-glicozide ale unei componente glucidice (riboza sau dezoxiriboza), agliconul fiind baza azotata. Enzimele ce rup legatura glicozidica sunt denumite glicozidaze

Oligozaharidele (oligoglucide, oligozide) rezulta prin condensarea a doua pana la 10 resturi de oze si unirea acestora prin legaturi glicozidice.

Dizaharidele sunt cele mai importante oligozaharide si se pot diferentia in:

a) dizaharide nereducatoare - legatura glicozidica se formeaza intre ambele grupe -OH glicozidic ale monozaharidelor, de ex. zaharoza;