Carboidrati Classe di molecole organiche più abbondante in natura Vengono sintetizzati nelle piante per mezzo della fotosintesi Dal loro catabolismo si ottiene l’energia che sostiene la vita animale Sono i precursori metabolici di quasi tutte le biomolecole Si legano covalentemente con una grande varietà di molecole ( glicoproteine e glicolipidi) Sono coinvolti nel processo di riconoscimento cellulare In forma si polimeri servono come elementi strutturali

Quali sono le proprietà chimiche che rendono uniche le caratteristiche dei carboidrati ? 1)L’esistenza di uno o più centri di asimmetria 2)La possibilità di assumere sia strutture lineari che ad anello 3)La capacità di formare polimeri mediante legami glicosidici 4)La possibilità di formare legami idrogeno con l’acqua e altre molecole 5) La capacità di subire numerose reazioni in differenti posizioni della molecola 1)L’esistenza di uno o più centri di asimmetria 2)La possibilità di assumere sia strutture lineari che ad anello 3)La capacità di formare polimeri mediante legami glicosidici 4)La possibilità di formare legami idrogeno con l’acqua e altre molecole 5) La capacità di subire numerose reazioni in differenti posizioni della molecola

Nomenclatura dei Carboidrati Gli zuccheri o carboidrati sono composti che contengono C, H,O. La formula generale è (CH 2 O) n Possono essere classificati in 4 gruppi: Monosaccaridi Disaccaridi Oligosaccaridi Polisaccaridi

I carboidrati sono composti polifunzionali che contengono: un gruppo carbonilico uno o più gruppi alcolici ALDOSI Se il gruppo carbonilico è un’aldeide avremo degli ALDOSI CHETOSI Se il gruppo carbonilico è un chetone avremo dei CHETOSI

2(R), 3(S), 4(R), 5(R), 6-pentaossi-esanale D-glucosio 1, 3(S), 4(R), 5(R), 6-pentaossi-esan-2-one D-fruttosio aldoso chetoso

D-gliceraldeideL-gliceraldeide I carboidrati più semplici (con n > = 3 ) sono : monosaccaridi

Il chetoso più semplice è il diidrossiacetone L’aldoso più semplice è la gliceraldeide triosi Diidrossiacetone e gliceraldeide hanno tre atomi di carbonio e sono detti triosi CH 2 OH C CH 2 OH O

Tutti gli altri zuccheri si possono considerare derivati dalla gliceraldeide o dal diidrossiacetone per graduale aggiunta di C HOH tra il C1 e 2 della gliceraldeide il C2 e C3 del diidrossiacetone. CHO C CH 2 OH OHH (C HOH) m CH 2 OH (C HOH) m CH 2 OH CO

C N H C O CN H + H + H C O OH NC C H Rectus H OH NC C Sinister Per addizione di HCN alla D-gliceraldeide si ottengono due cianidrine (Sintesi di Kjliani Fischer allungamento catena c in laboratorio) in natura abbiamo la condensazione aldolica e la condensazione di Claisen Quindi per idrolisi si ha una forma tautomerica dell’ammide che poi da l’ammide per idrolisi si ha un idrossiacido che si stabilizza come lattone e quindi si riduce dando uno zucchero con un atomo di c in più

La gliceraldeide ha un atomo di carbonio asimmetrico, ed esistono due enantiomeri D GliceraldeideL gliceraldeide Gli zuccheri con il gruppo OH del carbonio asimmetrico più in basso a destra sono D Gli zuccheri con il gruppo OH del carbonio asimmetrico più in basso a sinistra sono L Per allungamento della catena carboniosa potremo avere: Gli aldosi che derivano dalla D gliceraldeide sono aldosi della serie D Gli aldosi che derivano dalla L gliceraldeide sono aldosi della serie L

D-eritrosio D-treosio D-gliceraldeide C O H CH 2 OH OH H C O H CH 2 OH OH H C O H H HO C O H CH 2 OH OH H C O H H La D-gliceraldeide è un aldotrioso. Per elongazione della catena carboniosa si ottengono due tetrosi

D-eritrosio D-treosio D-gliceraldeide C O H CH 2 OH OH H C O H CH 2 OH OH H C O H H HO C O H CH 2 OH OH H C O H H La D-gliceraldeide è un aldotrioso. Per elongazione della catena carboniosa si ottengono due tetrosi

..... D-glucosio  -D-glucopiranosio  -D-glucopiranosio Le proiezioni di Fischer delle strutture cicliche semiacetaliche offrono il vantaggio di essere facilmente correlabili alle strutture di Fischer aperte. Per convenzione la molecola va disegnata verticale nella forma completamente eclissata con il carbonio più ossidato verso l'alto. I carboni asimmetrici occupano il centro dei legami a croce, i legami verticali si intendono diretti sotto il piano del foglio, i legami orizzontali verso chi guarda. Per chiudere il ciclo si usa il solo legame semiacetalico che quindi assume una lunghezza e una forma anomale. Si ottengono così i due anomeri  e  che differiscono solo per la configurazione sul carbonio anomerico e vengono chiamati  o  in base alla seguente definizione: nell'anomero , disegnato secondo le proiezioni di Fischer, l'OH anomerico è diretto verso destra negli zuccheri della serie D, mentre è diretto verso sinistra negli zuccheri della serie L. L'OH anomerico , quindi, si trova dalla stessa parte dell'OH principale (quello che determina la configurazione D o L della molecola), mentre l'OH anomerico  è rivolto dalla parte opposta rispetto all'OH principale.

Per capire le relazioni tra struttura di Fischer aperta e struttura di Haworth è utile l'uso di modelli molecolari. Nelle figure sotto riportate è mostrata passo passo la trasformazione di una proiezione di Fischer in una di Haworth. Si consiglia di seguire in modo particolare la posizione dell'OH principale, quello legato al carbonio asimmetrico principale che determina la configurazione D o L della molecola. Il primo passo della trasformazione è la rotazione della struttura di Fischer verso destra di 90 gradi, in questo modo le parti che si trovano a destra in Fischer vengono a trovarsi in basso nella struttura ruotata

La testa e la coda della molecola vengono ora avvicinate: la struttura ciclica comincia a prendere forma. Prima di poterla chiudere è necessario però ruotare il C-5 per portare nel piano dell'anello l'OH che deve reagire con il gruppo aldeidico. La rotazione al C-5 ha tolto l'OH principale dalla sua posizione in basso (destra), mentre ha portato il CH2OH terminale in alto (sinistra) dalla parte opposta a quella che spettava all'OH principale. La chiusura del semiacetale porta alla formazione degli anomeri  e  -D-glucopiranosio -D-glucopiranosio

L'OH principale è coinvolto nel legame semiacetalico e si trova nel piano dell'anello e quindi non è più diretto verso il basso (destra) nel posto che gli spettava nella proiezione di Fischer e non può essere utilizzato per attribuire la configurazione assoluta D. Quando questo accade, si può decidere la configurazione osservando che la posizione che spettava all'OH principale è sul lato opposto a quella occupata dal gruppo terminale CH2OH, in questo caso è in basso (destra) quindi la configurazione è D. L'anomero  può essere riconosciuto osservando che ha l'OH anomerico in cis rispetto all'OH principale (o alla posizione che spettava all'OH principale). Riassumendo, il carbonio asimmetrico principale in uno zucchero della serie D deve avere: 1.L'OH rivolto verso destra nella proiezione di Fischer. 2.L'OH rivolto verso il basso (destra) nella proiezione di Haworth, se questo non è impegnato nel legame semiacetalico. 3.Il CH2OH terminale rivolto verso l'alto (sinistra), se l'OH principale è impegnato nel legame semiacetalico. Inoltre il carbonio anomerico  nei furanosi e nei piranosi (sia D che L) deve avere: L'OH in cis rispetto all'OH principale nelle proiezioni di Fischer. L'OH in cis rispetto all'OH principale (o alla posizione che spettava all'OH principale) nelle proiezioni di Haworth. Seguono ora alcuni esempi di monosaccaridi disegnati secondo la proiezione di Haworth.

 -D-ribofuranosio. D-eritrosio.  -D-eritrofuranosio..L-glucosio  -L-glucopiranosio D-ribosio

Condensazione aldolica (in laboratorio si ha la sintesi di Kiliani –Fischer) Reazione di addizione nucleofila che porta ad un allungamento della catena carboniosa CH 2 OPO 3 H 2 2 C C C C O HOH OHH HHOH + CH 2 OH C CH 2 OPO 3 H 2 O CHO COHH CH 2 CH 2 OPO 3 H 2 2 DHAPGAP FBP

D eritrosioL treosio destrasinistra ribosio destra D-ribosio

Ci sono diversi modi per rappresentare il glucosio ( e gli altri zuccheri) forma aperta rappresentazione convenzionale di Fisher forma semiacetalica rappresentazione convenzionale (di Tollens,poco usata) forma semiacetalica rappresentazione convenzionale di Haworth forma semiacetalica Rappresentazione quasi reale

Anche se la formula convenzionale sembra lineare, in realtà la molecola si ripiega su sé stessa gruppo aldeidico C2 C3 C4 C5 Il gruppo OH del C5 è vicino al gruppo aldeidico e può formare un semiacetale Il C1 diventa asimmetrico

Si possono formare due tipi di semiacetale Con sei atomi nell’anello, detta forma piranosica dal nome del pirano  D glucopiranosio  D glucopiranosio Con cinque atomi nell’anello, detta forma furanosica dal nome del furano  D glucofuranosio  D glucofuranosio

 nella forma  il C semiacetalico ha la stessa configurazione del C che determina se lo zucchero è D o L il C5 dice che è D glucosio  nella forma  il C semiacetalico ha la configurazione opposta del C che determina se lo zucchero è D o L il C5 dice che è D glucosio il C1 ha la configurazione opposta ( equatoriale) il C1 ha la stessa configurazione (assiale)

I chetoesosi ed i pentosi esistono solo in forma furanosica  D ribosio  D fruttosio zucchero D OH in alto:  zucchero D OH in basso:  C1 C2 semiacetale

Principali zuccheri D-ribosio Pentosi (5 atomi di C) Esosi (6 atomi di C) 2-desossi D-ribosio D-glucoso D-galattosoD-mannosoD-fruttoso aldosi chetosi

O OH OH OH CH 2 OH OH Nella rappresentazione convenzionale gli zuccheri D hanno il CH 2 OH in alto  D glucosio  D glucosio D glucosio aperto In soluzione esiste un equilibrio tra forma , forma  e forma aperta Le forme  e  del D glucosio in soluzione acquosa si interconvertono l’una nell’altra, questo fenomeno di variazione della rotazione ottica Prende il nome di MUTAROTAZIONE (si ha prevalenza di forma beta)  anomeri Gli isomeri  e  si dicono anomeri

Proprietà fisiche dei monosaccaridi: Solidi bianchi di sapore dolce Solubili Proprietà chimiche: Aldosi: tutte le reazioni degli alcoli e delle aldeidi Chetosi: tutte le reazioni dei chetoni e degli alcoli

I semiacetali hanno una reattività simile agli alcoli ma reragiscono più facilmente + R-OH semiacetaleacetale Gli zuccheri, in quanto semiacetali, possono formare degli acetali legame glicosidico Il legame che si forma si chiama legame glicosidico

reazioni degli zuccheri Tautomeria Riduzione Ossidazione (in C1 e C6) Esterificazione Sostituzione nucleofila (legame glicosidico o etere) Glicazione (Reazione di Maillard) Allungamento della catena C (Condensazione aldolica)

TAUTOMERIA DI ALDOSI E CHETOSI OH - endiolo OH - C C CH 2 OH OHH HHO C C C OHH OHH HO C C CH 2 OH OHH HHO C C OHH OH HOH C C C CH 2 OH OHH HHO COHH C HHO H OC

endiolo

endiolo

Il legame glicosidico si ha per sostituzione dell’OH anomerico con un altro gruppo: O-glicosidico Se al C anomerico si lega un ossigeno diremo che è un legame O-glicosidico N-glicosidico Se al C anomerico si lega un azoto diremo che è un legame N-glicosidico IL LEGAME GLICOSIDICO (legame O glicosidico) ( legame N glicosidico) I GLICOSIDI sono stabili O OH OH OH CH 2 OH O OH OH OH CH 2 OH O O N H-CH 3 CH 2 OH OHOH

Derivati dei monosaccaridi Acidi aldonici, aldarici, uronici ( zuccheri acidi ) Alditoli ( zuccheri con funzione alcolica) Esteri degli zuccheri Ammino zuccheri Addotti con le proteine

OSSIDAZIONE: Monosaccaridi acidi aldonici, uronici, aldarici (zuccheri acidi) COO OH C C C C CH 2 OH HOH HOH OHH HOH Blanda ossid. Sul C1 Passando per l’aldeide idrata Sul C6 Acido D gluconico Acido D glucuronico Energica ossid. C C C C HOH H OHH HOH HO COOOH COOOH ACIDO D GLUCARICO CHO C C C C CH 2 OH HOH HOH OHH HOH D glucoso ZUCCHERI ACIDI L’acido glucuronico è presente nei mucopolisaccaridi si trova nel sangue e nell’urina sotto forma di fenilglucuronico ed è presente nel tessuto connettivo OH C C C C C HOH HOH OHH HOH COO OH C 2 OH

Dosaggio del glucosio La glicemia va misurata subito dopo il prelievo oppure è necessario impedire alterazioni dei valori con l'aggiunta di stabilizzanti glicostatici tipo fluoruro di sodio. Il metodo di analisi più utilizzato per la glicemia prevede l'ossidazione del glucosio ed utilizza l’enzima glucosio ossidasi. L'acqua ossigenata che si forma reagisce con un accettore di elettroni in presenza di perossidasi e produce acqua ed un cromogeno bruno la cui assorbanza a nm consente di risalire alla concentrazione ematica di glucosio.

Le strisce reattive vengono utilizzate nel monitoraggio della glicemia, rivelandosi particolarmente utili per l'autocontrollo domestico e l'eventuale aggiustamento della terapia farmacologica sotto la guida del medico curante

L’acido ascorbico

Riduzione : C C C C CH 2 OH HOH H OHH HOH HO CH 2 OH riduzione glucosio Glucitolo o Sorbitolo Monosaccaridi Alditoli o Polioli ALDITOLI

D-glucosio sorbitolo Per riduzione di un aldoesoso si ottiene un polialcole NaBH 4

sorbitolo mannitolo fruttosio Per riduzione di un chetoesoso si ottengono due polialcoli epimeri (differiscono per la configurazione di un solo atomo di C)

Derivati dei monosaccaridi * Acidi aldonici, aldarici, uronici ( zuccheri acidi ) * Alditoli ( zuccheri con funzione alcolica) Esteri degli zuccheri Ammino zuccheri Addotti con le proteine

ESTERIFICAZIONE: CH 2 OH C CH 2 OPO 3 H 2 O CHO COHH CH 2 Diidrossiaceton fosfato Gliceraldeide 3 fosfato O OH OHOH CH 2 OPO3 H 2 Ribosio 5 fosfato ESTERI degli ZUCCHERI

H 2 C O PO 3 H 2 HO OH O H H H H H 6 glucosio-6-fosfato glucosio-1-fosfato HO OH O H H H H H O PO 3 H 2 CH 2 OH 1 esteri fosforici

Aminozuccheri

Aminozuccheri acetilati

ADDOTTI con le proteine GLICAZIONE non ENZIMATICA

HbA 1c labile reversibile veloce HbA 1c stabile irreversibile lenta Hb glicata: reazione di glicazione Reazione non enzimatica di condensazione tra il gruppo aldeidico del glucosio e il gruppo amminico N-terminale delle catene  della Hb.

L’emoglobina glicosilata o glicata rappresenta il prodotto di una reazione non enzimatica tra una molecola di glucosio e il gruppo amino-terminale della valina della catena b dell’emoglobina. Ciò avviene in due fasi: la prima reversibile, che conduce alla formazione di una base di Schiff (aldimina), e una seconda irreversibile con la formazione di un prodotto di Amadori, la chetoamina. La formazione di HbA1c avviene durante tutto il periodo di vita del globulo rosso e dipende anche dall’età cellulare. Un incremento transitorio della glicemia può produrre la formazione di una notevole quantità di aldimine, reazione comunque reversibile con la normalizzazione dei valori glicemici. La persistenza di iperglicemia, tuttavia, rende tale reazione irreversibile, per cui la molecola di emoglobina resterà “glicata” sino alla morte del globulo rosso. La relazione tra valore glicemico medio e percentuale di Hb-glic è stata dimostrata. Generalmente, ogni aumento di 1% dell’Hb-glic corrisponde ad un aumento della glicemia pari a 35 mg/dl di glucosio plasmatico medio.

Processo non enzimatico, si realizza durante Processo non enzimatico, si realizza durante tutta la vita degli eritrociti, irreversibile. tutta la vita degli eritrociti, irreversibile. La formazione della Hb glicata dipende principalmente dalla concentrazione di glucosio e la sua eliminazione avviene con la degradazione degli RBC. La formazione della Hb glicata dipende principalmente dalla concentrazione di glucosio e la sua eliminazione avviene con la degradazione degli RBC. Vita media degli eritrociti circa 120 giorni. Vita media degli eritrociti circa 120 giorni. La quantità di Hb glicata è proporzionale alla glicemia media delle 6-12 settimane precedenti. La quantità di Hb glicata è proporzionale alla glicemia media delle 6-12 settimane precedenti. Formazione della Hb glicata

Riassumendo Reazioni dei Monosaccaridi Riduzione Ossidazione (in C1 e C6) Esterificazione Sostituzione nucleofila (legame glicosidico o etere) Glicazione (Reazione di Maillard) Allungamento della catena C (Condensazione aldolica)

DISACCARIDI Formati da due monosaccaridi legati da legame glicosidico MALTOSIO (glucosio + glucosio legame alfa glicosidico) SACCAROSIO (glucosio + fruttosio legame 1alfa- 2 beta) LATTOSIO (galattosio + glucosio legame beta 1-4) CELLOBIOSIO (glucosio + glucosio legame 1-4 beta)

Maltosio = glucosio + glucosio Maltosio Il maltosio si ottiene per idrolisi parziale dell’amido. Il carbonio anomerico dell’unità di sinistra è legato al gruppo ossidrilico sul C4 dell’unità di destra, tramite un legame acetalico (glucosidico) La configurazione al carbonio anomerico della prima unità è alfa. Legame α-1,4-glicosidico Il maltosio è uno zucchero riducente

maltosio il maltosio:ha proprietà riducenti presenta mutarotazione il maltosio:ha proprietà riducenti presenta mutarotazione OH CH 2 OH HO OH O O H H H H H 4 1 CH 2 OH OH O H H H H H 4 1

Saccarosio Saccarosio: α-D-glucosio + β-D-fruttosioè il comune zucchero da tavola. Viene ottenuto dalla canna da zucchero e dalla barbabietola da zucchero. Nel saccarosio entrambi gli atomi di carbonio anomerico dei due monosaccaridi partecipano alla formazione del legame glicosidico: legame α-1,2 β -glicosidico Il saccarosio non è uno zucchero riducente

CH 2 OH HO OH O H H H H 1 CH 2 OH HO H HOH 2 C HO O 2 H H O  -D-glucopiranosil-  -D-fruttofuranoside il saccarosio non ha proprietà riducenti e non dà mutarotazione il saccarosio non ha proprietà riducenti e non dà mutarotazione H

Lattosio β-D-galattosio + D-glucosio è lo zucchero principale nel latte umano e di mucca Galattosemia= carenza dell’enzima in grado di isomerizzare il galattosio a glucosio. Il latte risulta indigeribile legame β-1,4-glicosidico E’ riducente

lattosio:  -D-galattopiranosil-4-D-glucopiranosio il lattosio ha proprietà riducenti e dà mutarotazione il lattosio ha proprietà riducenti e dà mutarotazione OH CH 2 OH HO OH O O H H H H H 4 1 CH 2 OH OH O H H H H H 4 1

cellobiosio  -D-glucopiranosil-4-D-glucopiranosio OH CH 2 OH HO OH O O H H H H H 4 1 CH 2 OH OH O H H H H H 4 1 È riducente?

Carboidrati Polisaccaridi Polimeri del glucosio Piante Amido- alfa glicoside Amilosio-polimero lineare Amilopectina polimero ramificato Cellulosa-beta glicoside Animali Glicogeno-polimero ramificato

POLISACCARIDI Amido: riserva energetica delle piante. E’ il principale costituente dei cereali, riso, patate, mais. E’ la forma con la quale il glucosio viene immagazzinato per essere utilizzato successivamente. Le unità monosaccaridiche sono legate da legami α-1,4- glicosidici e α-1,6-glicosidici che generano ramificazioni. L’amido può essere separato in amilosio e amilopectina. Mentre l’amilosio ha struttura lineare, l’amilopectina è molto ramificata (rigonfiamento dei granuli di amido in presenza di acqua e formazione di soluzioni colloidali)

AMILOSIO Amilopectina : ogni molecola contiene da 300 a 500 unità di glucosio unite da legami 1-4 alfa glucosidici con ramificazioni 1-6 ogni unità

legami 1  -4-glicosidici amilosio CH 2 OH O OH O O H H H H H 41 CH 2 OH OH O O H H H H H 41 CH 2 OH OH O O H H H H H 41

CH 2 OH O OH O O H H H H H 41 CH 2 OH O O H H H H H 41 CH 2 OH OH O O H H H H H 41 CH 2 OH O OH O O H H H H H 41 CH 2 OH OH O O H H H H H 41 6 legami 1  - 4-glicosidici legame 1  - 6-glicosidico legami 1  - 4-glicosidici amilopectina

nell'amilopectina e nel glicogeno le catene lineari di glucosio (legami 1  - 4-glicosidici ) presentano ramificazioni (legami 1  glicosidici ) nell'amilopectina e nel glicogeno le catene lineari di glucosio (legami 1  - 4-glicosidici ) presentano ramificazioni (legami 1  glicosidici ) nell'amilopectina le ramificazioni si ripetono ogni unità di glucosio nel glicogeno le ramificazioni si ripetono ogni 8-12 unità di glucosio nell'amilopectina le ramificazioni si ripetono ogni unità di glucosio nel glicogeno le ramificazioni si ripetono ogni 8-12 unità di glucosio

Il Glicogeno è il carboidrato che funge da riserva energetica negli animali. è formato da circa unità di glucosio unite da legami alfa 1-4 e 1-6 glicosidici E’ come l’amilopectina solo che ramificazioni sono più frequenti ogni 8-12 unità di glucosio

estremità riducente estremità non riducenti il glicogeno muscolare contiene più di unità di glucosio

OH CH 2 OH OH O O H H H H H 4 1 CH 2 OH OH O H H H H H 4 1 O estremità riducente del glicogeno

180  g di glicogeno/  litro Se fosse in forma monomera, la pressione osmotica sarebbe  = 25,4 atm Se fosse in forma monomera, la pressione osmotica sarebbe  = 25,4 atm Essendo, invece, un polimero ( monomeri)  = atm Essendo, invece, un polimero ( monomeri)  = atm

Cellulosa è un polimero non ramificato di glucosio legato con legami 1-4 beta glicosidici Le macromolecole lineari (circa 5000 unità) si aggregano formando fibrille associate tramite legami a idrogeno fra i gruppi ossidrilici presenti su catene adiacenti. Le fibrille si avvolgono a spirale in direzioni opposte intorno a un comune asse centrale, ciò rende le fibre molto robuste (legno, cotone, canapa, lino, paglia..)

L’unica differenza tra cellulosa e amido è la stereochimica del legame glicosidico: legame α-glicosidico nell’amido, β. nella cellulosa L’uomo possiede enzimi in grado di scindere i legami α.glicosidici ma non i legami β- glicosidici per questo motivo non riesce a digerire la cellulosa. Molti batteri possiedono enzimi β-glicosidasici e possono perciò idrolizzare la cellulosa. Le termiti hanno microorganismi di questo tipo nel loro intestino e crescono nutrendosi di legno. Anche i ruminanti digeriscono l’erba perchè nel loro rumine sono presenti i microorganismi adatti. Derivati: Acetato di cellulosa (rayon acetato) Nitrato di cellulosa (fulmicotone: potente esplosivo per polveri da sparo)

destrani, polimeri del glucosio con legami  1, 6,  1, 3,  -1, 4, sintetizzati dai microrganismi (formazione di capsule). Sono usati nell’industria alimentare come addensanti, nella fabbricazione di resine (Sephadex, cromatografia a esclusione molecolare), le sue soluzioni sono impiegate anche come sostituti del plasma sanguigno (plasma expander o soluzioni per il ripristino volemico) Altri polisaccaridi

ETEROPOLISACCARIDI = costituiti da più tipi di monosaccaridi e derivati Abbiamo : Mucopolisaccaridi o GAG (glicosamminoglicani) Ricorda anche l’eparina Proteoglicani = Proteina + glicosaminoglicani

Glicosaminoglicani (GAG) –Lunghe catene di unità di-saccaridiche 5 classi di GAG –Acido ialuronico o hyaluronan –Eparina & Eparan solfato –Condroitin solfato –Dermatan solfato –Keratan solfato

Mucopolisaccaridi o GAG (glicosamminoglicani) eteropolisaccaridi costituiti da acidi uronici ed esosoammine Acido ialuronico costituito da N-acetil-D-glucoasammina e acido D- glucuronico si trova nel liquido sinoviale delle articolazioni Eparina, anticoagulante naturale si ritrova nel fegato, nel siero, è costituita da N-acetil-D-glucosammina solfonata e acido D-glucuronico

Glicosoamminoglicani (GAG o mucopolisaccaridi)

COOH O OH O O H H H H H 1 CH 2 OH HO NH O O H H H H H 1 C=O CH acido ialuronico acido D-glucuronicoN-acetil-D-glucosammina Mucopolissaccaridi

L'eparina allo stato natio possiede un peso molecolare compreso tra i 3 e i 40 kDa anche se la media dei pesi molecolari della maggior parte delle eparine commerciali si aggira tra i 12 e i 15KDa. L'eparina è un carboidrato e appartiene alla famiglia dei glicosaminoglicani, che include un'altra molecola molto simile all'eparina, ovvero l'eparan solfato, costituito anch'esso da unità ripetitive di disaccaride. La più comune unità disaccaridica è composta da acido iduronico 2-solfato e 6-O-sulfato, glucosamina N-solfato (IdoA(2S)-GlcNS(6S) )carboidrato glicosaminoglicanieparan solfatodisaccaride EPARINA

PROTEOGLICANI Proteine legate covalentemente a glicosamminoglicani ( i glucidi costituiscono la maggior parte, fino al 95% della massa). Un esempio: AGGRECANO Molte catene di condroitin solfato e cheratan solfato legate a residui di serina della proteina Centinaia di molecole di aggrecano si legano ad una catena di acido ialuronico. Lega numerosissime molecole di acqua (questo aggregato molecolare è più grande di un batterio) interagisce con il collagene e dà resistenza e forza alla matrice Serve anche per regolare i segnali fra cellule e matrice, per le migrazioni delle cellule durante lo sviluppo,…

GLICOPROTEINE Contengono oligosaccaridi covalentemente legati, Il legame si forma con l’-OH anomerico del C1 e la catene laterale di ammino acidi Modificaziona post-sintetica di proteine; nel R.E e nel Golgi Composizione e sequenza di polisaccaridi, a differenza di proteine e acidi nucleici, è determinata dall’attività di enzimi: GLICOSILTRANSFERASI Gli zuccheri da aggiungere sono in forma attivata, legati ad un nucleotide es.UDP-Glc (uridindifosfoglucosio) strutture ramificate, di piccole dimensioni e di diversa composizione i glucidi possono costituire 1- 70% della proteina

Anche i determinanti antigenici dei globuli rossi sono glicoproteine (gruppo A,B,O)

GLICOPROTEINE Legami O-glicosidico (con il gruppo ossidrilico di serina, treonina, idrossilisina che lega Nacetilgalattosammina): Mucine che ricoprono le mucose e formano uno strato viscoso del tratto respiratorio ed intestinale, con funzione di protezione Recettore delle LDL Legame N-glicosidico (con l’N ammidico dell’asparagina) Immunoglobuline Ormoni peptidici Proteine sieriche