06 proteinas

CARBOHIDRATOS Y PROTEINAS

ALVA CASTAÑEDA, MARCO ANTONIO
ASUNCIÓN ALVAREZ, DINA ELIZABETH
MENDOZA AMAYA, SOFIA CAROLINA

Facultad de Ciencias Biológicas
Escuela de Universidad Nacional de
Trujillo
Biología

CARBOHIDRATOS
Constituyen las biomoléculas más abundantes en la naturaleza
Azúcar y almidón
como combustibles para entregar
energía en organismos no fotosintéticos.
Polímeros insolubles
como elementos estructurales y
protectores de bacterias, células vegetales y animales.
Complejos unidos a proteínas y lípidos
como señales
intracelulares para localización de estos glicoconjugados.

Químicamente, son polihidroxi-aldehídos o polihidroxi-cetonas

CLASES DE CARBOHIDRATOS

Monosacáridos
azúcares simples formados por una unidad:
Glucosa, Fructosa, Galactosa.
Oligosacáridos
cadenas cortas de monosacáridos (dos
mínimo) unidos a través de enlaces glicosídicos
Disacáridos: sacarosa o azúcar común, lactosa.
Polisacáridos
largas cadenas de cientos de unidades,
lineares (celulosa) o ramificadas (almidón, glicógeno).

Todos los monosacáridos y disacáridos se denominan con el sufijo “osa”

Los carbohidratos son derivados aldehídicos o cetónicos de
alcoholes polihídricos (con varios hidroxilos), comprenden
entonces, alcoholes cetónicos, alcoholes aldehídicos y sus
derivados

La glucosa es la única aldosa que aparece en forma libre en la
naturaleza como monosacárido.

existen muchos otros monosacáridos (D-gliceraldehído, D-Ribosa
y D-Galactosa), que son importantes componentes de otras
biomoléculas. Las azúcares L son mucho menos abundantes en
la naturaleza que las D.

La glucosa es la unica aldosa que aparece en forma libre en la naturaleza
como monosacárido. A pesar de ello, existen muchos otros
monosacáridos (D-gliceraldehído, D-Ribosa y D-Galactosa), que son
importantes componentes de otras biomoléculas. Las azúcares L son
mucho menos abundantes en la naturaleza que las D.

Dos posibles formas de silla
Forma 1

Oxidacion de la glucosa

Lo usual es que forme parte de cadenas de almidón o disacáridos. Pertenece al grupo de
los carbohidratos denominados simples o monosacáridos.
Su molécula posee 6 átomos de carbono (hexosas), por lo que pertenece
al subgrupo de las aldohexosas que son de alto interés biológico.

Estos azúcares pueden ser
metabolizados con la adición de
moléculas de agua. Es fácilmente
separables en moléculas simples de
glucosa para su rápida utilización por el
cuerpo. La maltosa puede ser obtenida a
partir de los almidones. Los almidones
son desagregados en sus componentes
simples mediante la enzima amylase
salivar que en la boca los convierte en
dextrinas, almidones de cadena corta,
las cuales a su vez mediante la
intervención de la enzima amylase
pancreática es transformada en maltosa
en el intestino grueso con el apoyo de la
enzima maltase, la que finalmente es
sintetizada en glucosa en las paredes
instestinales

Maltosa

Abreviaturas para algunos monosacaridos y sus derivados

FUNCIONES DE LOS GLUCIDOS
Cumplen 3 funciones básicas:
La principal función es aportar energía al organismo. De todos los nutrientes
que potencialmente pueden aportar energía, son los glúcidos los que producen
la combustión más limpia, que no presentan residuos tóxicos como el
amoníaco, que resulta de quemar proteína
Una porción pequeña se emplea en construir moléculas más complejas,
junto con grasas y las proteínas.
Otra porción se utiliza para conseguir quemar de una forma más limpia las
proteínas y grasas que se usan como fuente de energía.

Estos azúcares pueden ser
metabolizados con la adición de
moléculas de agua. Para separar la
lactosa de la leche y ser asimilada se
necesita la acción de un enzima
llamada lactasa, que separa la
lactosa en el instestino grueso en
sus componentes más simples: la
fructosa y la galactosa.
Alerta: Normalmente el enzima
lactasa para separar la lactosa de la
leche está presente sólo durante la
lactancia, por lo es causa de que
muchas personas tengan problemas
para digerir la leche especialmente
de otro origen que la materna.

Estructuraas y roles de algunos polisacaridos

El Glucógeno

Prácticamente la totalidad de los glúcidos que consumimos
son transformados en glucosa y absorbidos por el intestino.
Posteriormente pasan al hígado donde son transformados a
glucógeno, que es una sustancia de reserva de energía
para ser usada en los períodos en que no hay glucosa
disponible (entre comidas). Según se va necesitando, el
glucógeno se convierte en glucosa, que pasa a la sangre
para ser utilizada en los diferentes tejidos

El índice glucémico
Cuando tomamos cualquier alimento rico en glúcidos, los niveles de glucosa en sangre
se incrementan progresivamente según se van digiriendo y asimilando los almidones y
azúcares que contienen. La velocidad a la que se digieren y asimilan los diferentes
alimentos depende del tipo de nutrientes que lo componen, de la cantidad de fibra
presente y de la composición del resto de alimentos presentes en el estómago e
intestino durante la digestión.
Para valorar estos aspectos de la digestión se ha definido el índice glucémico de un
alimento como la relación entre el área de la curva de la absorción de 50 gr. de glucosa
pura a lo largo del tiempo, con la obtenida al ingerir la misma cantidad de dicho
alimento. Este índice es de gran importancia para los diabéticos, ya que deben evitar las
subidas rápidas de glucosa en sangre.

Necesidades diarias de glúcidos

Los glúcidos deben aportar el 55 ó 60 por ciento de las calorías
de la dieta. Sería posible vivir durante meses sin tomar
carbohidratos, pero se recomienda una cantidad mínima de unos
100 gr. diarios, para evitar una combustión inadecuada de las
proteínas y las grasas (que produce amoniaco y cuerpos
cetónicos en la sangre) y pérdida de proteínas estructurales del
propio cuerpo. La cantidad máxima de glúcidos que podemos
ingerir sólo está limitado por su valor calórico y nuestras
necesidades energéticas, es decir, por la obesidad que podamos
tolerar.

Los carbohidratos en el cuerpo
La función principal de los carbohidratos es
aportar energía, pero también tienen un papel
importante en:
La estructura de los órganos del cuerpo y las
neuronas.
La definición de la identidad biológica de una
persona, como por ejemplo su grupo sanguíneo.

Glucógenolisis
Enzimas: glucosa fosforilasa, desramificante y fosfoglucomutasa.
fosforolisis del glucógeno para dar glucosa-1-fosfato
La glucosa-1-fosfato se isomeriza a glucosa-6-fosfato
La glucosa-6-fosfato puede ser utilizada en la glucólisis, la vía de las
pentosas fosfato o para mantener la glicemia (concentración fisiológica de
glucosa en sangre)
En el proceso se lleva a cabo una cascada de fosforilaciones generada por
la síntesis de cAMP.
La unión alfa,1-6 detiene a la fosforilasa, en ese momento actúa una
enzima con doble actividad, por una parte es transferasa, desprende las tres
unidades de glucosa terminales de la rama y las transfiere a otra rama de
glucógeno, posteriormente utiliza su actividad de amilo-1,6-glucosidasa
hidrolizando el residuo en posición 1,6 con el cual trabaja la fosforilasa.

Glucógeno:
El glucógeno es el polisacárido principal de reserva en las células animales,
es equivalente al almidón de los vegetales. Abunda en el hígado,
aproximadamente es el 10 % de su peso, en el músculo es de entre 1 y 2 %
en los hepatocitos, hay gránulos que son agrupaciones de moleéculas
simples muy ramificadas.
A semejanza de la amilopectina resta formado por D-glucosa con enlaces
alfa,1-4, pero esta mas ramificado y es mas compacto. Las ramificaciones
están formadas por entre 8 y 12 residuos en posiciones alfa, 1-6. Esta
macromolécula puede aislarse de los tejidos con soluciones calientes de
KOH.
El glucógeno se forma a partir de la unión de una unidad de glucosa a una
proteína, la glucogenina que ayuda a estabilizar a la primera molécula de
glucógeno para que se pueda dar el primer enlace alfa,1-4.

Glucólisis:

La glucólisis fue la primera vía metabólica que se describió,
Eduard Buchner en 1897 estudio la fermentación de la glucosa en
extractos de levaduras. En 1941 Fritz Lipmann y Herman Kalkar
describieron las funcioness de los compuestos de alta energía
como el ATP en el metabolismo. Con la purificación de enzimas y
experimentos en bacterias y levaduras se describieron las
reacciones de esta vía metabólica. Las funciones de los
cofactores como el NAD+ y de las moléculas fosforiladas, se
describieron por primera vez en la glucólisis.

Funciones de las Proteínas
Catálisis Enzimática

Transporte y Almacenamiento

Coordinación del Movimiento

Soporte Mecánico

Generación y Transmisión de Impulsos Nerviosos

Control del Crecimiento y Diferenciación

Amino Acidos

Grupo ácido
carboxílico
O
H2N

OH
R

Grupo amino

Amino Acidos

CO2H

CO2H
H2 N

H2N
α-Amino ácido

β-Amino ácido

CO2H
H2 N
γ-Amino ácido

CO2H
H2 N
δ-amino ácido

Características Estructurales

CO2H
H2N

H
R

α-Amino Acido

Configuración Relativa

CO2H
H2N

H
R

L-amino ácido

CO2H
H

NH2
R

D-Amino ácido

Configuración Absoluta
(La Regla CORN)

CO-R-N

Configuración Absoluta
(Reglas de Cahn-Ingold-Prelog)

(S)-Amino Acido
(L)-amino Acido

(R)-Amino Acido
(D)-Amino Acido

Amino acidos Proteinogénicos
(Cadena hidrofóbica)

CO2H

CO2H
H2N

H2N

H
H

H

Glicina
(gli)

Alanina
(ala)

CO2H
CO2H
H2N

H2N

H

H

Valina
(val)

Leucina
(leu)

(Cadena hidrofóbica)

CO2H

CO2H
H2N

H2N

H

H

S
Metionina
(met)

Isoleucina
(ile)

H
N

O
OH

Prolina
(pro)

(Cadena Aromática)

CO2H
H2N

H

Fenilalanina
(fen)
CO2H
H2N

H

N
H

Triptofano
(trp)

(Cadena con Cadena Polar)

CO2H
H2N

CO2H

H

H2N

OH

OH

Serina
(ser)

Treonina
(tre)

CO2H
H2N

H

H

OH

Tirosina
(tir)

(Cadena con Cadena Polar)

CO2H

CO2H
H2N

H2N

H

H

NH2
O

O

Asparagina
(asn)

NH2

Glutamina
(gln)

CO2H
H2N

H
SH

Cisteina
(cis)

(Cadena Acida)

CO2H
H2N

H
OH
O

Acido Aspártico
(asp)
CO2H
H2N

H

O

OH

Acido Glutámico
(glu)

(Cadena Básica)

CO2H
H2N

H
NH2

Lisina
(lis)
CO2H
H2N

H

NH
N

CO2H
H2N

H

H
N
N
H

Histidina
(his)

NH2

Arginina
(arg)

Enlace Peptídico

el grupo carboxilo de un aminoácido se combina con el grupo a
amínoácido siguiente, con pérdida de una molécula de agua H2O
y recordemos que esa combinación se llama unión peptídica.

Estructura Primaria

La estructura primaria es la secuencia de aa. de la proteína.
Nos indica qué aas. componen la cadena polipeptídica y el orden
en que dichos aas. se encuentran. La función de una proteína de
de su secuencia y de la forma que ésta adopte.
O
H2N

H
N

N
H

O
OH

O

glicina-alanina-glicina
(gli-ala-gli)

Estructura primaria - Hexoquinasa

5
1
31
61
91
121
151
181
211
241
271
301
331
361
391
421
451

A
T
G
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X
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I
S

10
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M
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A

15
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N
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20
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25
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30
Q A
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X
X

A
A
A
S
I
X
G
X
X
Q
D
L
X
S
A

Estructura Secundaria
(Hélice α)
La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de
aminoácidos en el espacio.Los aas., a medida que van siendo
enlazados durante la sintesis de proteinas

(Hélice α)

(Hoja β paralela)

(Hoja β antiparalela)

Estructura secundaria α - hélice

Estructura secundaria - hoja β

Estructura secundaria - vuelta β

Estructura terciaria - Hexoquinasa
La estructura terciaria informa
sobre la disposición de la
estructura secundaria de un
polipéptido al plegarse sobre sí
misma originando una
conformación globular.
En definitiva, es la estructura
primaria la que determina cuál
será la secundaria y por tanto la
terciaria..
Esta conformación globular facilita
la solubilidad en agua y así
realizar funciones de transporte ,
enzimáticas , hormonales, etc.

Estructura cuaternaria Hemoglobina
Esta estructura informa de
la unión , mediante enlaces
débiles ( no covalentes) de
varias
cadenas
polipeptídicas
con
estructura terciaria, para
formar
un
complejo
proteico. Cada una de estas
cadenas
polipeptídicas
recibe
el
nombre
de
protómero.

Estructura 3D de la
enzima con el sustrato

Sitio activo de la
enzima con el sustrato

Bibliografía
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Nutrition Review series.

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