B1. Polisacáridos

Contienen muchos monosacáridos en enlaces glucosídicos, y pueden contener muchas ramificaciones. Sirven como componentes estructurales o como moléculas de almacenamiento de energía. Los polisacáridos más comunes formados por monosacáridos simples son:

• el almidón (que se encuentra en las plantas). Es un polímero de Glc unido en una cadena principal a través de un 1->4 enlaces con un 1->6 ramas. La amilosa es un almidón sin ramas, mientras que la amilopectina tiene ramas. Los gránulos de almidón están formados por un 20% de amilosa y un 80% de amilopectina.
• Glicógeno, el principal almacenamiento de CHO en los animales. El glucógeno muscular y hepático está formado por residuos de Glc en enlaces 1->4 con muchas ramas 1->6 (muchas más ramas que en el almidón). El polímero se sintetiza en un cebador proteico llamado glucogenina (G), y tiene una estructura que se muestra a continuación (en la que sólo se muestran 5 anillos de la estructura en lugar de los 12 reales. (Mel�ndez-Hevia et al. )
• El dextrano es un polímero ramificado de glucosa en un 1->6 enlaces con un 1->4 ramas y se utiliza en las perlas de cromatografía Sephadex.

• La celulosa, un polímero estructural de Glc en las plantas, consta de b 1->4 enlaces. Se mantiene unido por enlaces H intra e intercadena. Es la molécula biológica más abundante en la naturaleza.
• La quitina, la principal sustancia de los exoesqueletos de antrópodos y moluscos es un polímero de b 1->4 enlaces de GlcNAc.

Las estructuras químicas básicas de estos homopolímeros se muestran a continuación.

Homopolisacáridos en conformaciones de silla

Glc b (1-4) Glc enlace

Tiene mucho sentido químico almacenar residuos de Glc como glucógeno o almidón, que es una molécula grande. Una revisión de las propiedades coligativas le informaría que si todo el Glc fuera almacenado como el monosacárido, se encontraría una gran diferencia de presión osmótica entre el exterior y el interior de la célula. Tiene más sentido que el glucógeno exista como un polímero lineal muy ramificado. Cuando se necesita Glc, se escinde un residuo a la vez de todas las ramas (en los extremos no reductores), produciendo una gran cantidad de Glc libre en poco tiempo.

Los ángulos Phi/Psi también pueden describirse para la cadena principal del almidón/glicógeno (alrededor del O acetal) de una manera comparable a la de las proteínas (alrededor del carbono alfa). El ángulo de torsión phi describe la rotación alrededor del enlace C1-O del enlace acetal, mientras que el ángulo psi describe la rotación alrededor del enlace O-C4 del mismo enlace acetal, con el anillo de glucopiranosa considerado como un rotador rígido (al igual que los 6 átomos en la unidad de enlace peptídico planar). La forma más extendida de un polímero Glcn se produce cuando el enlace glicosídico es b1->4 (como en la celulosa), que forma cadenas lineales. La cadena principal enlazada a 1->4 del glucógeno y el almidón hace que la cadena gire y forme una gran hélice, en la que puede encajar el yodo (o I3-), que vuelve púrpura al almidón.

Jsmols:

Jsmol: Glucógeno | Jsmol: Amilosa | Jsmol: Amilosa-2 | Jsmol: Amilopectina con I3- | Jsmol: Amilopectina | Jsmol: celulosa

Muchos polisacáridos están formados por unidades repetidas de disacáridos. La agarosa, un polímero de una repetición de disacáridos de (1–>3)-β-D-galactopiranosa-(1 –> 4)-3,6-anhidro-α-L-galactopiranosa, se utiliza a menudo como fase sólida gelificable para la electroforesis de ácidos nucleicos y como componente de perlas de cromatografía. Una clase importante de polisacáridos con repeticiones de disacáridos son los siguientes glicosaminoglicanos (GAG), todos los cuales contienen un aminoazúcar en la repetición y en los que uno o ambos azúcares contienen grupos sulfato o carboxilo cargados negativamente. El grado y la posición de la sulfatación varían mucho entre los GAGs y dentro de ellos.

Ácido hialurónico, un polímero de Glucuronato (b 1->3) GlcNAc: soluble en agua, en el líquido sinovial; columna vertebral para la proteína de fijación, y GAG’s

sulfato de dermatán, L-iduronato (b 1->3 ) GalNAc-4-sulfato

sulfato de queratán, D-Gal (b 1->4) GlcNAc-6-sulfato

sulfato de condrotina, D-glucuronato (b 1->3) GalNAc-4 o 6-sulfato

heparina – D-glucuronato-2-sulfato (a 1->4) GlcNSulfo-6-sulfato

Los glicosaminoglicanos se encuentran en el humor vítreo del ojo y en el líquido sinovial de las articulaciones, y en el tejido conectivo como los tendones, cartílagos, etc, así como en la piel. Se encuentran en la matriz extracelular y suelen estar unidos covalentemente a las proteínas para formar proteoglicanos.

Figura: Glicosaminoglicanos

Jmol: Heparina