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Oligosacáridos
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Disacáridos
Los holósidos constituídos por dos monosacáridos reciben el nombre de disacáridos. La unión a través de enlace glicosídico de dos monosacáridos puede tener lugar de dos maneras:
1.El carbono anomérico de uno con un grupo alcohólico del otro. En ese caso, el segundo monosacárido queda como aglicona; su carbono anomérico queda libre y mostrará por tanto las propiedades reductoras propias del mismo. En este caso, hablamos de disacáridos reductores.
2. La unión puede tener lugar asimismo a través de los dos carbonos anoméricos. En este caso, ambos carbonos pierden sus propiedades reductoras al estar implicados en el enlace glicosídico, y los denominamos por tanto disacáridos no reductores.
Veremos a continuación las estructuras de tres disacáridos reductores: Maltosa, Celobiosa y Lactosa; y de dos disacáridos no reductores, Trehalosa y Sacarosa.
Este disacárido resulta de la unión de dos glucosas de manera que el carbono anomérico de una se une al grupo -OH en el carbono 4 de otra, quedando la primera de ellas en configuración a-. Por eso el nombre sistemático de la maltosa es a-D-glucopiranosil- (1,4)-D-glucopiranosa. Al quedar el carbono anomérico libre en la segunda, la maltosa tendrá propiedades reductoras y formas anoméricas a- y b-. La maltosa se obtiene por hidrólisis del almidón.
Podemos ver la situación de ambos residuos de glucosa: ambos están colocados formando los planos piranósicos un ángulo de aproximadamente 120 grados:
El residuo a-glicosilo:
La celobiosa tiene la misma composición química que la maltosa, excepto que el residuo glicosídico del enlace está en configuración anomérica b-. Por ello, el nombre sistemático de la celobiosa es b-D-glucopiranosil (1,4) D-glucopiranosa. Como en el caso anterior, tendrá propiedades reductoras y formas anoméricas. Se obtiene por hidrólisis de la celulosa.
La diferencia estructural con la maltosa es bastante marcada. Los residuos glicosídicos en la celobiosa están aproximadamente paralelos:
El residuo b-glicosilo:
Este hecho tiene una gran importancia estructural. Si unimos seis glucosas en una cadena lineal en enlaces a (1,4), como en el caso de la maltosa, obtenemos la maltohexaosa; si las unimos en enlace b (1,4), la celohexaosa. Podemos comparar ambas estructuras:
Como puede verse, las estructuras de ambos oligosacáridos son muy distintas. Mientras que las glucosas unidas en a (1,4) dan lugar a cadenas helicoidales, con un período de aproximadamente seis residuos, las estructuras formadas por enlaces b (1,4) dan estructuras lineales, fibrosas.
Otro disacárido reductor es la Lactosa:
La lactosa es un disacárido reductor cuyo nombre sistemático es b-D-galactopiranosil (1,4) D-glucopiranosa. Está formado por un residuo de galactosa en b- unida a una glucosa a través del grupo -OH en el carbono 4 de ésta. Es el azúcar más abundante de la leche. Podemos ver los dos monosacáridos constituyentes, b-D-galactopiranosilo:
y el residuo aglicona (glucosa). Se marca el carbono anomérico libre:
Cuando la unión de dos monosacáridos tiene lugar entre ambos carbonos anóricos, tenemos los Disacáridos no reductores, como por ejemplo la Trehalosa:
A diferencia de los tres anteriores, la trehalosa es un disacárido formado por dos glucosas unidas por su carbonos anoméricos respectivos. Al no quedar ningún carbono anomérico libre, la trehalosa recibe el siguiente nombre sistemático: a-D-glucopiranosil -a-D-glucopiranósido. Obsérvese el sufijo ósido para indicar su carácter no reductor; igualmente, al hacer la denominación sistemática hay que nombrar el carácter anomérico de ambos residuos (a- y a- en este caso).
Otro disacárido no redutor es la Sacarosa (azúcar común), formado por la unión de glucosa y fructosa:
La sacarosa es un disacárido no reductor formado por la unión de un residuo de glucosa en a- a uno de fructosa en b-. Su nombre sistemático, por tanto, será a-D-glucopiranosil-b-D-fructofuranósido.
Podemos visualizar ambos residuos, a-glucósido:
y b-fructósido:
Otros oligosacáridos
Los oligosacáridos unidos a proteínas y lípidos tienen una gran importancia como señales de reconocimiento en superficie. De esta manera, (1) las proteínas sintetizadas en la célula adquieren señales que marcan su destino celular (secreción, compartimentos, etc.) (2) las proteínas y lípidos presentes en la hojilla externa de la membrana plasmática adquieren "etiquetas" mediante las cuales la célula reconoce una gran cantidad de estímulos: factores de crecimiento, lectinas, anticuerpos, virus, etc.
Los oligosacáridos unidos a lípidos (glicolípidos) y a proteínas (glicoproteínas) presentan en su estructura determinados derivados de monosacáridos, como N-acetilglucosamina, N-acetilgalactosamina, ácido siálico, ramnosa y fucosa, cuya estructura vimos en el apartado Derivados de monosacáridos.
Los oligosacáridos unidos a proteína son, en general de dos tipos: N-ligados, que se unen por enlace N-glicosídico al nitrógeno amídico de un residuo del aminoácido asparragina; y los oligosacáridos O-ligados, unidos en enlace O-glicosídico al -OH alcohólico de los aminoácidos serina o treonina.
Las proteínas producidas en los ribosomas del retículo endoplásmico rugoso pasan a la luz del mismo, en donde se unen un oligosacárido complejo, llamado Oligosacárido nuclear, del que derivan todos los demás:
A través de distintas transformaciones enzimáticas, consistentes en la pérdida de algunos residuos y la adición de otros, el oligosacárido nuclear se modifica dando lugar a distintas marcas de destino celular. Así, las proteínas destinadas al lisosoma van marcadas con un oligosacárido de destino lisosómico:
Mientras que las destinadas a ser secretadas al exterior de la célula se unen a un Oligosacárido de secreción:
Tanto el uno como el otro son modificaciones del oligosacárido nuclear.