Monosacáridos

Los monosacáridos son la principal fuente de combustible para el metabolismo, siendo usado tanto como una fuente de energía (la glucosa es la más importante en la naturaleza) y en biosíntesis. Cuando los monosacáridos no son necesitados para las células son rápidamente convertidos en otra forma, tales como los polisacáridos. Cuando son metabolizados por la microflora residente oral, conocida como biopelícula, los mónosacáridos y disacáridos, particularmente la sacarosa son los principales responsables de la caries dental.

     Los monosacáridos son la subunidad menor de los carbohidratos. Su nomenclatura tiene relación al número de carbonos que presentan:

                                                                  Noten que todas terminan en OSA

Los monosacáridos no son hidrolizables y a partir de 7C se vuelven inestables. Tienen un esqueleto carbonado con grupos alcohol o hidroxilo y son portadores del grupo aldehído (aldosas) o cetónico (cetosas).  Son solubles en agua, dulces, cristalinos y blancos. También presentan la característica de esteroisómeros (imagen de espejo) y existe solo un azúcar que no lo es, la cetotiosa o dihidrocetona.     La fórmula general de un monosacárido no modificado es: (CH₂O)_n.

     La disposición del grupo -OH a la derecha en el carbono asimétrico determina el isómero D, si está situado a la izquierda es un isómero L. Cuando un monosacárido tiene varios esteroisómeros, todos los que poseen a la derecha el grupo OH del carbono más alejado del grupo carbonilo son de la serie D, y los que lo poseen a la izquierda son L.

     Si dos monosacáridos se diferencian solo en el -OH de un carbono se denominan epímeros. Si son imagenes o reflejos de un espejo entre sí se denominan enantiomeros.

     Si un monosacárido tiene más de 3C empieza a tener más de 1C asimétrico. El número de C estereoisómeros es igual a 2 elevado a n, siendo n el número de carbonos del monosacárido. Para una hexosa, el número de estereoisómeros es de 16, de los cuales la mitad, o sea 8 carbonos son de forma D y 8 de forma L

     La mayoría de los monosacáridos sintetizados por los organismos vivos son D isómeros debido a la especificidad de las enzimas que los sintetizan.

     Los monosacáridos son inestables por naturaleza, para estabilizarse, se ciclan, para esto los grupos aldehídos o cetonas reaccionar con un hidroxilo de la misma molécula convirtiéndola en anillo. Las hexosas se ciclan en anillo piranóbico y las pentosas en anillo furanóbico.

Cada azúcar tiene su equilibrio con respecto al tipo de anillo que se forma, ya sean o . En el caso de la Glucosa, la forma -D-glucosa lo hace en un 2/3 de la solución, mientras que la forma -D-glucosa lo hace en 1/3. Además, hay una pequeñísima parte en forma lineal.

                          Con las formas cíclicas aparece un nuevo carbono asimétrico o anómero (el que antes tenía el aldehído o cetona).

Los anómeros serán si el -OH de este nuevo carbono asimétrico queda hacia abajo y si lo hace hacia arriba en la forma cíclica. Los anillos que se forman no son planos, por lo que pueden adoptar dos formas, la de "cis" o la "trans"

                        La mayoría de los monosacáridos simples, de 3 a 7 carbonos, son dulces.

Se puede demostrar que la forma cíclica está en equilibrio con la forma lineal de un azúcar en solución acuosa, ya que la forma lineal puede ser oxidada por iones Fe+³ o Cu+² de aldehído a ácido carboxilo. Esta propiedad se denomina podre reductor de los azúcares y la tienen los monosacáridos y oligosacáridos, con entremos hemiacetálicos o hemicetálicos libres.

          Derivados de monosacáridos:

Los principales azúcares derivados son hexosas, que tienen un grupo hidroxilo sustituido por otro químico o un átomo de carbono oxidado a un ácido carboxílico. El primer tipo de derivados de azúcares son los que tienen el grupo hidroxilo del C2 reemplazado por un grupo amino (NH2) Ej.: glucosamina, galactosamina.

     Existen varios derivados de la glucosamina que tienen el grupo amino del C2 condensado con ácido acético y forman la N-acetilglucosamina, que es constituyente de la pared bacteriana. Otro derivado, también presente en la pared bacteriana, es el ácido murámico en el que el hidroxilo del C3 está condensado con ácido láctico y el ácido N-acetilmurámico, además, el grupo NH2 del C2 está condensado con ácido acético.

     Otro tipo de derivado de hexosas son las deoxiazúcares, como la fructosa y ramosa, que son derivados de la galactosa y manosa, respectivamente. En estas deoxiazúcares el hidroxilo del C6 esta reducido a H.

CH2OH--->CH3.

     Estas deoxiazúcares forman parte de las glicoproteínas y glicolípidos.

     Existen también los azúcares ácidos en los que el grupo hidroxilo del C1 está oxidado a ácido carboxílico y forman ácidos aldónicos y los otros son los que tienen el grupo aldehído del C6 oxidado a ácido carboxílico para formar ácido uranicos. Ambos tipos de ácidos forman ésteres intramoleculares que son estables, denominados lactonas. Ej.: Existe un azúcar ácido derivado del ácido de la N-acetilmanosamina llamado ácido N-acetilneurominico o ácido siálico y se encuentra presente en muchas glicoproteínas y glicolípidos

     Además, están los: azúcar fosfato, en los que las hexosas están condensadas con ácido fosfórico en el C6. Este tipo de derivados de hexosas son comunmente intermediarios metabólicos en los que el grupo fosfato activa el azúcar para que sea más reactivo y puede reaccionar con otras moléculas. Además, estos derivados fosfatados de azúcares no traspasan las membranas a menos que haya un transportador para ellas.