Adems de monosacridos sencillas, existe una serie de derivados en los que un grupo hidroxilo del compuesto original est reemplazado por otros sustituyentes o bien uno de los tomos de carbono se encuentra oxidado, reducido o a participado en algn otro tipo de reaccin.

En otras palabras, han sufrido transformaciones en sus grupos funcionales.

Reacciones Qumicas

Cuando una o ms sustancias qumicas se colocan en condiciones que provocan una transformacin que da como resultado la aparicin de una nueva sustancia, decimos que se ha producido una reaccin qumica.

En presencia de agentes oxidantes, de iones metlicos como el Cu2+ y de determinadas enzimas, los monosacridos se oxidan con facilidad, dando origen a los monosacridos cidos.

La oxidacin de los monosacridos ocurre generalmente en su funcin carbonilo o aldehdo, o en la funcin hidroxilo que se ubica en su ltimo carbono; as se forman los cidos aldnicos, cidos urnicos y cidos aldricos.

La oxidacin de un grupo aldehdo origina un cido aldnico, la oxidacin de un grupo terminal CH2OH (pero no del grupo aldehdo) da lugar a un cido urnico y la oxidacin tanto del grupo aldehdo como del CH2OH produce un cido aldrico.

cido D-glucnico cido D-glucurnico cido D-glucrico

Gluconolactona

Los grupos carbonilo de los cidos aldnicos y de los cidos urnicos pueden reaccionar con un grupo OH de la misma molcula para formar un ster cclico llamado Lactona.

cidos aldnicos. Con hipoclorito se oxida el grupo aldehdo que pasa a cido: la glucosa forma el cido glucnico, la galactosa el galactnico, la ribosa el ribnico, etc.

A. Glucnico: Es un cido que aparece en la naturaleza a partir de la glucosa mediante fermentacin aerbica oxidativa causada por las enzimas de ciertas bacterias (Acetobacter) y algunos mohos (Aspergillus y Botrytis cinerea). El cido da lugar a una familia de sales que se emplean como aditivos alimentarios (los Gluconatos).

cidos urnicos. La oxidacin del grupo alcohlico primario terminal genera los cidos urnicos, conservndose intacto el aldehdo.

El ms importante de este grupo es el cido D-glucurnico, derivado de la glucosa.

En los mamferos, el cido glucurnico, el cual existe en forma cclica, reacciona con varios compuestos poco solubles en agua hacindolos ms solubles, favoreciendo su excrecin por bilis y orina.

Entre estos compuestos estn las hormonas sexuales, la bilirrubina conjugada y diversos frmacos y sustancias txicas. Adems, el cido glucurnico forma parte de diferentes polisacridos como el cido hialurnico, constituyente del tejido conjuntivo, y el anticoagulante heparina.

cidos sacricos. Una potente oxidacin, con cido ntrico, por ejemplo, provoca la aparicin de grupos cidos en ambos extremos de la cadena. Se forman cidos dicarboxlicos, como el glucosacrico o glucrico de la glucosa, galactrico o galactosacrico de la galactosa, etc.

La oxidacin con cido ntrico conduce a la oxidacin del grupo aldehdo y del grupo alcohol primario de la posicin 6. estos dicidos se denominan cidos aldricos.

La reduccin de los grupos aldehdo y cetona de los monosacridos produce los alcoholes azcares alditoles. Por ejemplo, la reduccin de la D-glucosa produce D-glucitol, tambin conocido como D-sorbitol.

La nica funcin que puede ser reducida es la funcin aldehido o cetona. La reduccin qumica o enzimtica convierte el carbonilo en alcohol.

La reduccin de la D-glucosa, de D-fructosa o de la L-

sorbosa da el mismo polialcohol llamado D-sorbitol.

La reduccin del gliceraldehdo o la dihidroxiacetona produce el glicerol, importante por formar parte de los triacilgliceroles y varios fosfolpidos; de hecho, el glicerol representa un nexo importante con el metabolismo de los carbohidratos a nivel del gliceraldehdo (3-fosfato).

Los monosacridos pueden ser reducidos a alcoholes a travs de la utilizacin de amalgama de sodio, reduccin electroltica, hidrogenacin a altas presiones en presencia de un catalizador y tambin por medio de mecanismos enzimticos.

Las cetosas dan lugar a la formacin de dos alcoholes debido a que de crea un nuevo carbono asimtrico (la fructosa produce sorbitol y D-manitol), las aldosas slo originan su alcohol respectivo.

Con excepcin del glicerol que es un lquido siruposo, el resto de los alditoles son sustancias cristalinas.

Todos poseen gusto dulce en grado de intensidad variable.

Sus reacciones qumicas son similares a las de los carbohidratos, forman steres, teres, acetales, etc.

Estn ampliamente distribuidos en la naturaleza, principalmente dentro del reino vegetal.

Los monosacridos experimentan varios tipos de isomerizaciones. Por ejemplo, tras varias horas una solucin alcalina de D-glucosa tambin contiene D-manosa y D-fructosa. Ambas isomerizaciones implican un desplazamiento intramolecular de un tomo de hidrgeno y una nueva ubicacin de un doble enlace. El intermediario que se forma se llama enodiol.

En el metabolismo de los carbohidratos tienen lugar varias reacciones catalizadas por enzimas que implican enodioles.

Los grupos OH libres de los carbohidratos pueden reaccionar con cidos para dar lugar a steres. La esterificacin cambia en gran medida las propiedades qumicas y fsicas de los azcares. Los steres fosfato y sulfato de los carbohidratos se encuentran entre los ms comunes de la naturaleza.

Estos compuestos son importantes debido a que muchas transformaciones bioqumicas utilizan reacciones de sustitucin nucleoflica, las cuales requieren un grupo saliente. En una molcula de carbohidrato lo ms probable es que este grupo sea el OH, sin embargo, debido a que los grupos OH son malos grupos salientes, es poco probable cualquier reaccin de sustitucin. El problema se resuelve convirtiendo un grupo OH adecuado en un ster fosfato, que despus puede ser desplazado por un nuclefilo entrante. Como consecuencia, una reaccin lenta se produce ahora con mayor rapidez.

Azcares Aminados

Se forman por la reaccin de los monosacridos con el amonaco; los ms abundantes son los derivados aminados de la glucosa y de la galactosa; la sustitucin del hidroxilo anomrico da lugar a la glucosilamina o a la galactosilamina; si la sustitucin ocurre en cualquier otro hidroxilo se forman compuestos como la glucosamina o la galactosamina.

-D-Galactosamina

A su vez el grupo amino puede acetilarse y se forman los N-acetil monosacridos. En estado natural, los aminoazcares estn casi siempre acetilados en la funcin amina. La letra N indica que el radical acetilo est unido a la funcin NH2.

Estos compuestos no se encuentran en estado libre, sino incorporados a molculas como glucolpidos, glucoprotenas, glucosaminoglucanos, etc.

Existen aminoazcares ms complejos, constituidos por una hexosamina acetilada y un cido de tres carbonos, como son los cidos N-acetilmurmico y N-acetilneuramnico. El primero se encuentra formando parte de la pared celular de las bacterias gram-positivas y el cido N-acetilneuramnico (NANA) en algunos ganglisidos cerebrales, de ah su nombre.

Son azcares fosforilados. Estn unidos a un grupo fosfato mediante enlace ster en alguno de sus grupos hidroxilo.

La fosforilacin convierte a los azcares en molculas aninicas; la carga negativa evita que los azcares puedan abandonar libremente la clula atravesando la bicapa lipdica de la membrana celular.

La fosforilacin tambin origina intermediarios reactivos que formaran ms fcilmente enlaces con otras molculas.

La reaccin que experimenta el hidroxilo anomrico con otro hidroxilo de cualquier compuesto da lugar a un acetal, y si este hidroxilo pertenece a otro monosacrido, el enlace acetlco toma el nombre de enlace glicosdico.

Se pueden formar diversos tipos de enlace glicosdico en dependencia de que el OH anomrico sea o y de la posicin del carbono donde se encuentre el hidroxilo que va a formar parte del enlace. As se tienen enlaces alfa 1-4, 1-3, 1- 2 y otros.

El hemiacetal interno de los monosacridos puede reaccionar con grupos -OH, -NH2 y -SH con prdida de agua para formar un enlace glucosdico. Los compuestos as formados reciben el nombre de glucsidos.

El compuesto que reacciona con el monosacrido recibe el nombre de aglicona (cuando no es otro monosacrido).

Cuando el compuesto que se une es otro monosacrido, los glucsidos resultantes reciben el nombre de holsidos; si es un compuesto diferente, sern hetersidos.

Los holsidos, son dmeros, oligmeros o polmeros de los monosacridos, y se conocen como Disacridos, Oligosacridos y Polisacridos.

El hidroxilo anomrico puede reaccionar con un grupo hidroxilo de otro azcar, o de cualquier otro compuesto, uniendo las dos molculas y liberando agua, el enlace formado recibe el nombre de enlace O-glucosdico.

El hidroxilo anomrico puede reaccionar con un grupo amino de cualquier otro compuesto, uniendo las dos molculas. El enlace formado recibe el nombre de enlace N-glucosdico. El enlace N-Glucosdico se puede realizar tambin entre un grupo OH de un azcar y un compuesto aminado, originando aminoazcares.

El poder reductor de muchos azcares es consecuencia de su capacidad de formar, en medio alcalino, enedioles fuertemente reactivos y fcilmente oxidables.

Todos los azcares que presenten un grupo aldehdo o cetnico libre vecino a un grupo OH sern azcares reductores.

Estos compuestos pierden su carcter reductor cuando el OH del carbono anomrico se encuentra sustituido o comprometido en un enlace, como es el caso del enlace glicosdico.