Oligozaharidele si polizaharidele-curs 2

Polizaharidele, oligozaharidele, contin in structura lor intre 2 si 10 monozaharide legate intre ele prin legatura O-glicozidica. Dintre ologozaharide, cele mai importanrte sunt dizaharidele; o parte dintre ele se gasesc in regnul vegetal, iar altele in regnul animal.ZAHAROZA este un dizaharid format dintr-o molecula de alfa glucoza si o molecula de beta fructoza legate intre ele prin legatura glicozidica 1-2; se gaseste in fructe, seminte, miere, radacini; este produsul final al fotosintezei, iar pentru unele organisme este sursa principala de energie.LACTOZA este un dizaharid format dintr-o molecula de beta galactoza si o molecula de glucoza; legatura O glicozidica este intre OH din pozitia 1 a galactozei si OH glicozidic din pozitia 4 a glucozei; sursa principala este laptele, sursa de energie pentru majoritatea animalelor.MALTOZA este dizaharidul format din doua molecule de alfa glucoza, legate O-glicozidic 1-4; in plante se gaseste sub forma de amidon si sub forma dfe glicogen la animale, in ficat si in musculatura; este sursa de energie.CELOBIOZA (celuloza) este cel mai biune reprezentat cantitativ din zaharidele din lumea plantelor, este format din doua molecule de beta glucoza legate o-glicozidic 1-4.TREHALOZA este formata din doua molecule de gliucoza legate 1-1.Aceste dizharide, la nivelul intestinului subtire se hidrolizeaza si elibereaza cate o molecula de monozaharide, forma sub care se absorb glucidele.In formarea polizaharidelor si oligozaharidelor, leg glicozidica dintre doua molecule se face cu eliminarea unei molecule de H2O, asa cum se produce si la formarea leg peptidice din structura proteinelor, precum si la formarea lanturilor polinucleotidice in sinteza acizilor nucleici.Cand legatura pentru realizarea leg glicozidice se face intre un OH glicozidic de la un monozaharid si OH glicozidic de la al doilea monozaharid (nu mai ramane liber nici un OH carboxilic), dizaharidul care rezulta isi pierde proprietatile reducatoare.Cand legatura glicozitica se formeza intre un OH glicozitic a unui monozaharit si hidroxilul din pozitia 4-6 ( ramane liber OH glicozitic la al 2-lea monozaharit ), atunci din zaharitul care rezulta isi pastreaza proprietatile reducatoare.

Cand numarul monozaharitilor depaseste de 10, vorbim de polizaharide sau poliglicani. Cand polizaharidul sau poliglicanul are in structura sa acelasi tip de monozaharide vorbim de polizaharide sau homopoliglicani, iar cand in structura unui lant polizaharitic avem doua sau mai multe feluri de monozaharide ( cel de-al 2-lea monozaharid fiind de obicei un monozaharid modificat prin adaugarea unei grupari suplimentare cum ar fi : aminoglucoza sau aminogalactoza ). In aceasta situatie vorbim de heteropolizaharide sau heteropoliglicani.

Homopolizaharidele sau homopoliglicanii Doua polizaharide sunt mai importante si anume amidonul din regnul

vegetal si glicogenul din cel animal si din celulele microbiene; la randul lui amidonul este format din amiloza si amilopectina. Atat amidonul cat si glicogenul se gasesc depuse sub forma de granule.

La plante, cantitatea cea mai mare de amidon se gaseste in seminte, in tuberculi si in fructele care sunt bogate in amidon.

La om si la animale glicogenul se gaseste depozitat in ficat si in musculatura scheletica. Glicogenul reprezinta o rezerva de energie, glucoza din structura sa fiind rapid mobilizata pentru mentinerea constanta a glicemiei.

Amidonul prin cele doua componente amilaza si amilopectina, precum si glicogenul sunt polimeri de alfaDglucoza-deosebirea este ca in amilaza monozaharide AlfaDglucoza sunt legate intre ele numai prin legaturi O-glicozitice 1-4 avand un aspect liniar; in schimb amilopectina si glicogenul cu structuri identice au pe langa lantul principal format din monozaharide de AlfaDglucoza legate 1-4 pricozitic si ramificatii formate prin legaturi 1-6 glicozitice. La glicogen aceste ramificatii sunt mai fregvente decat la amilopectina.

Heteropolizaharidele sau heteropoliglicaniiCele mai importante au rol structural si poarta denumirea de

mucopolizaharide cum ar fi condroitin sulfatii, cheratonsulfatul care se gasesc in tesuturile de legatura, dermatonsulfatul-in piele, acidul hialuronic este heteroglican care se gaseste la nivelul lichidului sinovian al articulatiilor si in umoarea vitroasa a ochiului, avand la aceste niveluri, rol lubrifiant. Caracteristic pentru acesti heteroglicani este prezenta in structura lor a unor unitati dizaharitice repetitive. unul dinre monozaharidele dizaharidului repetitiveste obligatoriu N-acetil-galactozamina sau N-acetil-glucozamina sau derivati ai acestora; heparina este un heteroglican deosebit de important in organism si este secretata de mastocite si este eliberata de catre acestea in urma masajului, de aici efectul benefic al masajului intregului corp. Prin hidroliza heparinei se elibereaza acid glicuronic si glucozamina, la fel acid sulfuric si acid acetic. In continuare, unitatea repetitiva din structura heparinei este formata din alfaglucozaminaNsulfatata si esterificata la C6, legata glicozitic de acid glicuronic si < ...lipsa... >.

GlicoproteineleUn numar mare de proteine structurale si functionale au in structura lor

poligo sau polizaharide atasate covalent in prooportie de 1% pana la peste 50%. Au functii importante in organism : grupele sanguine rezulta prin prezenta la suprafata celulelor a mai multor molecule de glicoproteine; hormonii , o parte din ei sunt glicoproteine; legatura intre componenta glucidica si comnponenta proteica se realizeaza atat prin legaturi Nglicozitice care se face intre Nacetilglucozamina si gruparea amino din restul de asparagina a lantului polipeptidic, cat si prin al doilea tip de legatura Oglicozitica intre Nacetilglucozamina si intre hidroxilul tirozinei sau serinei din lantul polipeptidic.

Catabolizarea anaeroba a glucozei, respectiv glicoliza

Catabolizarea glucozei si a celorlalte monozaharide se poate face pe cale aeroba in prezenta oxigenului si parta denumirea de catabolizare completa a glucozei pana la CO2 si H2O si in absenta oxigenului panala stadiul de acid lactic cand vorbim de glicoliza anaeroba.

Procesul de catabolizare a glucozei pana la acid piruvic parcurge aceleasi etape atat in anaerobioza cat si in aerobioza.

in anaerobioza acidul piruvic trece in acid lactic printro reactie reversibila iar in aerobioza acidul piruvic mai parcurge trei etape pana la CO2 si H2O.

Pentru na nu se crea confuzii intre termenii de glicoliza anaeroba si glicoliza anaeroba respectiv cele 10 etape pana la acid piruvic sa convenit ca desfasurarea in anaerobioza sa poarte denumirea de glicoliza anaeroba iar desfasurarea in aerobioza sa poarte numele de glicoliza aeroba sau calea lui Maierhoff Embden.

Monozaharidele si in special glucoza inainte de a intra in caile metabolice atat in cele catabolice cat si in cele anabolice de sinteza se activeaza.

Activarea glucozei se face cu ajutorul energiei eliberate de catre ATP si cu gruparea fosfat eliberata de ATP eliberand glucozo-6-fosfat.

Glicoliza anaeroba se imparte in doua faze : primele cinci reactii fac parte din faza investitiei de energie si urmatoarele cinci reactii fac parte din faza generatoare de investitie.

In prima faza de investitie a energiei sunt utilizate doua molecule de ATP care elibereaza energia necesara esteriticarii prin gruparea fosfat eliberata tot de catre ATP.

In faza a doua rezulta produsi, respectiv ATP care contin in structura lor, energie, precum si molecule de NADH+H ( oxidoreductaza redusa ) care in lantul respiratorva elibera si ea trei molecule de ATP. In faza a doua a glicolizei anaerobe s-au sintetizat patru molecule de ATP deoarece in prima faza s-au folosit doua molecule de ATP; in final in glicoliza anaeroba rezulta doua molecule de ATP si doua molecule de NADH+H.REACTIA 1 din faza I, respectiv activarea glucozei prin fosforilare cu participarea ATP-ului si a ionilor de Mg; participa doua enzime: hexokinaza= se gaseste in majoritatea celulelor si care actioneaza asupra mai multor hexoze; glucokinaza care este o enzima specifica pt glucozza si care actioneaza la nivelul ficatului.Hexokinaza are o afinitate mai mare pentru glucoza decat glucokinaza, ultima actionand numai la concentratii mari de glucoza, asa cum se intampla post prandial. Glucokinaza scade mult in inanitie si in diabet zaharat, creste ca valori prin administrarea de insulina, hormon ce reduce sinteza glucokinazei. Glucoza-6-fosfatul este forma activa a glucozei, care participa in metabolism.REACTIA 2 = izomerizare a glucozei -6-fosfatului, cu formarea fructozo-6-fosfatului sub actiunea fosfoglucoizomerazei.REACTIA 1 ESTE IREVERSIBILA IAR REACTRIA 2 ESTE REVERSIBILA!REACTIA 3 este reactia celei de-a doua fosforilari a fructozei, rezultand fructoza 1-6 bis fosfat. Terbenul de bis fosfat se foloseste doar cand cele doua resturi de H3PO4 se leaga reciproc, asa cum se intampla in ADP. Pana in acest moment se pregateste formarea triozo fosfatilor (ireversibila), iar enzima este fosfofructokinaza=tetramer, fiind o enzima alosterica. Factorii alosterici negativi pentru aceste enzime sunt reprezentati de ATP si de citrati, iar factorii alosterici pozitivi sunt reprezentati de ADP, AMP, ionul de K, si ionul de amoniu. Aceasta reactie este o reactie limitativa si este reactia care determina viteza intregului proces glicolitic.REACTIA 4 clivare a esterului fructoza 1-6 bisfosfat in doi esteri triozofosfat. Enzima este o aldolaza, reactia este reversibila, iar cele doua trioze care rezulta sunt dihidroxiacetonfosfatul si gliceraldehida 3 fosfat.

REACTIA 5; in ultima reactie din faza 1 are loc izomerizarea dihidroxiacetonfosfatului prin reactie reversibila cu trecerea acestruia spre gliceraldehida 3 fosfat, singura trioza care participa in faza a doua a glicolizei. Pana la acest nivel s-au investit 2 molecule de ATP, urmeaza faza a doua a glocolizei , respectiv, REACTIA 6 este reactia de generare a primului compus cu energie ridicata prin oxidarea gliceraldehidei3fosfat la acid3fosfogliceric. Oxidarea prin dehidrogenare a gliceraldehiidei3fosfat este facuta cu ajutorul gliceraldehidei3 fosfat dehidrogenaza NADH dependenta, care coenzima din forma oxidata (fara H), trece in forma redusa (cu 2 H) si cu multa energie, care energie eliberata in lantul respirator permite sinteza a trei molecule de ATP (reactia este reversibila).Din compusul acid 3 fosfogliceric rezulta acidul 1-3 bifosfogliceric, care la pozitia 1 are o legatura macroergica de fosfor.Prin hidroliza legaturii macroergice de la C1 a 1-3 bis fosfogliceratului rezulta o energie standard libera de reactie de -11,8 kcal, care permite sinteza primei molecule de ATP din desfasurarea glicolizei anaerobe.Prima fosforilare de substratAceasta fosforilare de substrat este reactia 7, prin care are loc sinteza primei molecule de ATP si transformarea acidului 1-3 bisfosfogliceric in acid 3fosfogliceric, sau 3fosfogliceratul (reactie reversibila).REACTIA 8 este reactia de pregatire pt sinteza unui nou compus cu energie inalta, respectiv a unei noi molecule de ATP, iar pentru aceasta 3fosfogliceratul, prin izomerizare trece in acid 2 fosfogliceric sau 2fosfoglicerat, prin transferul gruparii PO4 de la C3 la C2, unde devine legatura macroergica.REACTIA 9 este reactia de formare a celei de a doua molecule de ATP, prin transformarea fosfogliceratului in acid fosfoenol piruvic.REACTIA 10 din acidul fosfoenol piruvic se desprind leg macroergice de PO4 ce elibereaza energie de la C2, avand loc sinteza celei de a doua molecule de ATP.La reactia 9 intervine enzima ENOLAZA-se blocheaza la recoltarea sangelui cu substanta cristalizata pentru a impiedica desfacerea in continuare a glucozei.