Capitolo 15 O C H CH 2 OH. Risposte a Domande ed esercizi di fine capitolo. Tipi di carboidrati

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1 apitolo 15 Risposte a Domande ed esercizi di fine capitolo Tipi di carboidrati 15.1 Un monosaccaride è lo zucchero più semplice e consiste di una singola unità saccaridica. Un disaccaride è formato da due monosaccaridi legati in modo covalente da un legame glicosidico Un polisaccaride è un carboidrato complesso costituito da lunghe catene (polimeri) di monosaccaridi legati gli uni agli altri da un altro legame glicosidico La formula molecolare di uno zucchero semplice è ( 2 ) n dove n è un numero compreso fra 3 e Quattro chilocalorie D-Galattosio (un aldoesoso) D-Fruttosio (un chetoesoso) 15.6 L-Gliceraldeide 2 L-Glyceraldehyde

2 Monosaccaridi 15.7 Un aldoso è uno zucchero che contiene un gruppo aldeidico (carbonile) Un chetoso è uno zucchero che contiene un gruppo chetonico (carbonile) Un esoso è uno zucchero a 6 atomi di carbonio Un chetopentoso è uno zucchero a 5 atomi di carbonio contenente un gruppo chetonico (carbonile) Un aldotrioso è uno zucchero a 3 carboni contenente un gruppo aldeidico (carbonile) D-Gliceraldeide L-Gliceraldeide Stereoisomeri e stereochimica Gli stereoisomeri sono una coppia di molecole che hanno la stessa formula di struttura e tipi di legami, ma che differiscono nella disposizione degli atomi nello spazio Gli enantiomeri sono stereoisomeri, immagini speculari non sovrapponibili Un carbonio chirale è un atomo di carbonio legato a quattro gruppi chimici differenti La molecola seguente è un aldotrioso. La proiezione di Fisher mostra che ha una struttura a quattro atomi di carbonio e un gruppo aldeidico. * * 2

3 15.18 Una proiezione di Fisher è un disegno bidimensionale di una molecola che mostra un carbonio chirale all intersezione delle due linee. Le linee orizzontali all intersezione rappresentano legami proiettati fuori dalla pagina, mentre le linee verticali rappresentano legami proiettati verso la pagina I diastereoisomeri sono una coppia di stereoisomeri non enatiomeri Qualsiasi composto con un piano di simmetria è otticamente inattivo ed è chiamato composto meso La seguente struttura corrisponde all immagine speculare del D-glucosio: a. D- b. L- c. L a. b.

4 c a. Gli stereoisomeri sono A, e D. I composti A e B sono identici e sono composti meso perché per essi esiste un piano di simmetria. I composti e D sono enantiomeri. Il composto A è diastereoisomero dei composti e D.

5 Monosaccaridi biologicamente importanti Gli Anomeri sono isomeri che differiscono nella disposizione dei legami attorno al carbonio semiacetalico Una proiezione di aworth è un modo di rappresentare l orientazione di gruppi sostituenti attorno a una molecola di zucchero ciclica Un semiacetale è un composto organico formato dalla reazione di una molecola di alcol con una aldeide. La sua struttura generale è: Un semichetale è un composto organico formato dalla reazione di una molecola di alcol con un chetone. La sua struttura generale è: R R R La reazione di un aldeide e di un alcol genera un semiacetale. Quando il gruppo aldeidico di una molecola di glucosio reagisce con l ossidrile sul carbonio 5, il prodotto è un semiacetale intramolecolare La reazione di un chetone e di un alcol genera un semichetale. Quando il gruppo chetonico di una molecola di fruttosio reagisce con l ossidrile sul carbonio 5, il prodotto è un semichetale intramolecolare Quando il carbonile al -1 del D-glucosio reagisce con l ossidrile sul -5 si forma un nuovo carbonio chirale (-1). Nell isomero α dello zucchero ciclico, l ossidrile del -1 è sotto l anello; nell isomero β l ossidrile del -1 è sopra l anello.

6 D-Fruttosio D-Fructose α-d-fruttosio α-d-fructose β-d-fruttosio β-d-fructose Il β-maltosio e l α-lattosio reagiranno positivamente al test di Benedict. Il saccarosio non reagirà al test di Benedict, mentre il glicogeno darà una reazione debole perché ci sono pochi gruppi riducenti per una data massa del carboidrato Il reagente di Benedict può essere usato per testare la presenza di zuccheri riducenti, incluso il glucosio. Più grande è la quantità di glucosio, più grande è la quantità di prodotto che si forma e più intenso il cambiamento di colore. L intensità del cambiamento di colore è proporzionale alla quantità di glucosio nel campione Enantiomeri sono stereoisomeri, immagini speculari non sovrapponibili l uno dell altro. Per esempio:

7 D-gliceraldeide L-gliceraldeide Uno zucchero aldoso forma un semiacetale intramolecolare quando il gruppo carbonilico del monosaccaride reagisce con un gruppo ossidrile su uno degli altri atomi di carbonio La struttura lineare di uno zucchero chetoso forma una struttura ciclica per la formazione di un semichetale intramolecolare. Il gruppo carbonilico del monosaccaride, in questo caso un chetoso, reagisce con un gruppo ossidrile su uno degli altri atomi di carbonio. Il prodotto è un semichetale ciclico intramolecolare. Disaccaridi biologicamente importanti Un chetale è il prodotto formato nella reazione di due molecole di alcol con un chetone. La sua struttura generale è: Un acetale è il prodotto formato nella reazione di due molecole di alcol con un aldeide. La sua struttura generale è: R R R Un legame glicosidico è il legame fra il gruppo ossidrile sul -1 di uno zucchero e il gruppo ossidrilico di un altro zucchero

8 β.maltosio Saccarosio Sucrose Il latte La galattosemia è una malattia genetica causata dall assenza di uno o più enzimi necessari per la conversione del galattosio in una forma fosforilata del glucosio che può essere metabolizzato. Il galattosio è uno dei due monosaccaridi che formano il disaccaride lattosio (zucchero del latte). Limitare la quantità di latte nella dieta e quindi la quantità di galattosio è un effettivo trattamento per questa patologia L intolleranza al lattosio deriva dall incapacità di produrre l enzima che lo idrolizza nei suoi componenti, i monosaccaridi glucosio e galattosio. ome risultato dell incapacità di digerire il lattosio nell intestino, si manifestano sintomi fastidiosi fra cui crampi addominali e diarrea. La galattosemia è causata dall incapacità di convertire il galattosio in glucosio fosforilato che può essere metabolizzato. La galattosemia causa morte precoce. Polisaccaridi

9 15.46 L amido La cellulosa Gli omopolisaccaridi sono una classe di polisaccaridi composti da un singolo monosaccaride Gli eteropolisaccaridi sono una classe di polisaccaridi composti da due o più differenti monosaccaridi Le unità di glucosio dell amilosio sono legate da legami α(1 4) glicosidici, mentre quelli della cellulosa sono legati insieme da legami β(1 4) glicosidici L amilosio è un polimero lineare di glucosio legato con legami α(1 4) glicosidici. Sia l amilopectina che il glicogeno hanno una catena pricipale di unità di glucosio legate da legami α(1 4) glicosidici. In aggiunta essi presentano ramificazioni legate al glucosio della catena principale. Queste ramificazioni sono legate ai gruppi ossidrilici del -6 di molecole di glucosio mediante legami α(1 6) glicosidici. Il glicogeno presenta più ramificazioni che sono più corte di quelle dell amilopectina Il glicogeno costituisce una forma di deposito del glucosio Il glicogeno è conservato del fegato e nei muscoli scheletrici Dalle ghiandole salivari e dal pancreas Le α- e β-amilasi sono trovate nella saliva dove digeriscono l amido nella bocca. Le α- e β- amilasi pancreatiche sono prodotte dal pancreas e secrete nell intestino dove digeriscono l amilosio.