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Biosíntesis de polisacáridos

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sara toledo

on 3 December 2014

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Transcript of Biosíntesis de polisacáridos

A destacar de esta ruta es:

1- La unidad estructural para la síntesis es la ADP-Glu.

2- Dos enzimas constituyen puntos de regulación:
- Fructosa 1, 6 Bisfosfatasa.
- ADP Glucosa Pirofosforilasa.

3- En la síntesis de almidón se obtiene fosfato.

La biosíntesis del almidón comienza con:

1- Unión de dos triosas fosfato que dan lugar a una fructosa 2, 6-Bisfosfato.

2- Una fosfatasa elimina uno de los fosfatos formando fructosa 6-fosfato
3- Pasa después a glucosa 1-fosfato por acción de la ADP glucosa pirofosforilasa
4- Invierte una molécula de ATP y se obtiene la ADP-Glucosa y pirofosfato que es hidrolizado a fosfato inorgánico por acción de una pirofosforilasa.

La ADP-Glu es la unidad que se acaba añadiendo a la cadena en formación por acción del almidón sintasa.

La síntesis de almidón requiere energía aportada por el ATP y otras moléculas transportadoras de energía.
BIOSíNTESIS
La biosíntesis es el conjunto de miles de reacciones químicas que ocurren continuamente en el cuerpo de un ser vivo en el que las moléculas más sencillas forman biomoléculas más complejas.
- HOMOPOLISACÁRIDOS : formados por un solo monosacáridos. Unidos por enlace alfa tenemos el almidón y el glucógeno y unidos por enlace beta tenemos la celulosa y la quitina.


Los polisacáridos pueden dividirse en dos grandes grupos estos son:
Los principales poliscaridos
Biosintesis de almidón
Biosíntesis de polisacáridos
Sara María Toledo
Bernardo Juzaino
Ana María Escalante

POLISACÁRIDOS
Los polisacáridos proviene de la familia de los carbohidratos también se les conoce como glucanos, están formados por la unión de muchos monosacáridos, de 11 a cientos de miles.

Sus enlaces son O-glucosídicos con pérdida de una molécula de agua por enlace.

Las moléculas de polisacáridos se utilizan como formas de almacenamiento de energía o como materiales estructurales.
Sus funciones biológicas pueden ser :

- Estructurales (enlace Beta -Glucosídico); se trata de glúcidos que participan en la construcción de estructuras orgánicas.

-Reserva energética (enlace Alfa -Glucosídico); representan una forma de almacenar azúcares sin crear por ello un problema osmótico.



- HETEROPOLISACÁRIDOS: formados por dos o más monosacáridos. Estos Son los carbohidratos más abundantes que existen en la naturaleza. Sirven como sustancias alimenticias de reserva y como componentes estructurales de las células. Unidos por enlace alfa tenemos la pectina, la goma arábiga, etc
- Almidon

- Glucogeno

- Celulosa

- Quitina
ALMIDON
GLUCOGENO
QUITINA
Biosíntesis de Glucogeno
Biosíntesis de los principales
polisacáridos
Procede de la polimerización de la glucosa que sintetizan los vegetales en el proceso de fotosíntesis, almacenándose en los amiloplastos

El almidón se encuentra en semillas, legumbres y cereales, patatas y frutos.

Es el carbohidrato de reserva más importante y la fuente principal de calorías en la dieta humana,
El almidón está formado por dos moléculas, que son polímeros de glucosa, la amilosa y la amilopectina.

La amilosa está formada por glucosas unidas por enlace alfa(1→4), es una endoglucosidasa, que puede hidrolizar un enlace glucosídico en cualquier sitio de la cadena para producir glucosa y maltosa.

La amilopectina está formada por glucosas unidas por enlaces alfa (1→4) y (1→6).

Es el único polisacárido de origen animal, es el carbohidrato de reserva de los animales, lo almacenan principalmente en el hígado y en el musculo esquelético, donde se encuentra como gránulos citoplasmáticos.

La estructura altamente ramificada del glucógeno, permite la movilización rápida de la glucosa.

Está formado por glucosas unidas por enlace alfa(1→4) y presenta ramificaciones formadas por enlaces (1→6).
CELULOSA
Esta forma por glucosas unidas por enlace beta(1→4).

Es típico de paredes celulares vegetales, aunque también la pueden tener otros seres, incluso animales.

Su importancia biológica es que otorga resistencia y dureza.

Las cadenas de celulosa se unen entre sí, mediante puentes de Hidrógeno, formando fibras más complejas y más resistentes
Su estructura es similar a la celulosa, pero tiene nitrógeno en sus ramas incrementando así su fuerza.

Es el segundo polímero natural más abundante después de la celulosa; se encuentra en los exoesqueletos de los artrópodos y en las paredes celulares de muchos hongos.

Es un polisacárido compuesto de unidades de N-acetilglucosamina (exactamente, N-acetil-D-glucos-2-amina).

Éstas están unidas entre sí con enlaces β-1,4, de la misma forma que las unidades de glucosa componen la celulosa.

La síntesis del glucógeno tiene lugar de una forma inversa a su degradación: se añaden unidades de Glucosa-1-P a una estructura pre-existente de glucógeno, y de esta manera se incrementa su tamaño molecular
- La reacción está catalizada por la glucógeno sintetasa
- Pero el enzima usa como substrato no glucosa 1P, sino una forma activada. En concreto, un derivado de la Glucosa-1-P más reactiva: UDP—Glucosa

El glucógeno se degrada y se sintetiza por metabólicas diferentes, y mediante enzimas diferentes ante enzimas diferentes
La UDP-glucosa es el precursor inmediato del glucógeno y el substrato de la glucógeno sintetasa.
Los nucleótido difosfato derivados de los monosacáridos son los precursores habituales en la síntesis de otros carbohidratos más complejos (oligosacáridos, glucoproteínas, glucosaminoglicanos, etc)
La glucógeno sintetasa forma enlaces α 1-4 glicosídicos añadiendo unidades de glucosa al extremo 4-OH de una cadena de glucógeno.
La síntesis del glucógeno se hace por la sucesiva incorporación de unidades de glucosa, a partir de UDP-glucosa, con la formación de enlaces α−1,4 glicosídicos
Pero el glucógeno tiene una estructura altamente ramificada.
Cuando la longitud de una de las ramas supera un cierto tamaño, interviene un enzima ramificante (transglicosilasa), que forma enlaces α 1-6
La glucógeno sintetasa existe bajo dos formas interconvertibles.

La forma activa no está fosforilada.
Normalmente el enzima no está fosforilado.

Cuando se fosforila por la Proteína quinasa A, o la fosforilasa quinasa, se inactiva

La síntesis de glucógeno está regulada por la disponibilidad de substrato (UDP-Glucosa).

La glucógeno sintetasa se activa alostéricamente por la Glucosa-6-P

En el proceso se absorbe la energía del sol y se almacena en forma de glucosa y uniones entre estas moléculas para formar las largas cadenas del almidón, que pueden llegar a tener hasta 2000 o 3000 unidades de glucosa.
Biosíntesis de celulosa
Las bacterias del género Acetobacter producen celulosa a partir de fuentes de carbono como glucosa, sacarosa, glicerol, manitol o arabitol
La síntesis de celulosa consta de dos etapas:

- La primera es la conversión de la fuente de carbono en uridin difosfato glucosa (UDP-glucosa), que es el sustrato usado para producir la celulosa.

- La segunda etapa es la formación de la celulosa y su secreción al medio del cultivo.


1- Inicia con el ingreso del sustrato al microorganismo y su conversión a glucosa-6-fosfato por la enzima glucoquinasa; posteriormente, la glucosa-6-fosfato pasa a glucosa-1-fosfato por la acción de la enzima fosfoglucomutasa.

2-La glucosa-1-fosfato se convierte en UDP-glucosa en presencia de la enzima UDPG pirofosforilasa.

3- Finalmente, por la acción de la enzima celulosa-sintasa, que es la encargada de realizar la polimerización de la glucosa, se forma la celulosa
PRIMERA ETAPA
Es la polimerización de la glucosa seguida de la excreción de la celulosa al medio de cultivo.

En la cara interna de la membrana se encuentra el complejo enzimático celulosa-sintasa rodeando cada uno de los poros.
SEGUNDA ETAPA
CELULOSA EN PAREDES CELULARES VEGETALES
Biosíntesis de Quitina
La quitina tambien se puede sintetizar a partir de
N-acetil glucosamina por la enzima quitin sintasa, que deposita los polímeros de quitina en el espacio extracelular próximo a la membrana citoplásmica.

El contenido en quitina de la pared fúngica varía según la fase morfológica del hongo
Representa el 1-2% del peso seco de la pared celular de las levaduras.

El contenido de quitina en la pared de las hifas de Candida albicans es tres veces más alto que el de las levaduras mientras que el contenido en quitina de las fases miceliales de Paracoccidioides brasiliensis y Blastomyces dermatitidis es 25-30% del de la fase levaduriforme.

Dada su importancia en la estructura de la pared, la síntesis de la quitina es una buena para la acción de los antifúngicos. Aunque se han descubierto algunos agentes que interfieren con la síntesis de quitina (nikomicinas y polioxinas).
La quitina en el organismo se sintetiza a partir de glucosa con la ayuda de algunas enzimas entre ellas la quitina sintetiza. La hidrólisis enzimática de la quitina a acetilglucosamina se realiza por un sistema consistente de dos hidrolasas: quitinasa y quitobiasa.
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