UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULT ACULTAD DE ESTUDIOS ESTUDIO S SUPERIORES SUPE RIORES CUAUTITLÁN CUAUTIT LÁN CAMPUS 1 CARRERA QUÍMICA ASIGNATURA: ASIGNATURA: Polímeo! GRUPO " TRA#A$O TRA#A$O DE EXPOSICIÓN %POLISACÁRIDOS& EQUIPO ': " " FEC(A DE ENTREGA: 1)*+,*1, SEMESTRE -+1,.II PROFESORA:
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INTRODUCCIÓN Los polisacáridos son largas cadenas de monosacáridos unidos por enlaces glicosídicos, en otras palabras los polisacáridos son polímeros de los monosacáridos. Los polisacáridos son una clase importante de polímeros biológicos. Su función en los organismos vivos es por lo general, ya sea estructural o de almacenamiento. Propiedades Algunos polisacáridos se caracterizan por las siguientes propiedades químicas !"# no poseen sabor dulce, !$# son insolubles en agua, !%# no forman cristales !&# compactos y no osmóticamente activos dentro de las c'lulas, !(# se pueden e)traer en forma de polvo color blanco, y !*# la fórmula química general de estos es + )!$-#y. Los polisacáridos pueden ser omopolisacáridos o eteropolisacáridos, en función de sus componentes monosacáridos. /n omopolisacárido consiste en el mismo tipo de monosacáridos mientras que un eteropolisacárido se compone de diferentes tipos de monosacáridos. +aracterísticas generales de los polisacáridos 0
1dentidad de monómeros constituyentes
0
2aturaleza de los enlaces glucosídicos
0
Alto peso molecular
0
3igestión por idrólisis de enzimas !idrolasa#
0
4structurales y de 5eserva
0
1nsolubles en agua
+aracterísticas particulares de los polisacáridos
4structurales
5eserva Alimenticia
6orman puentes de idrógeno
Pocos puentes de idrógeno
intermoleculares muy fuertes
intermoleculares y d'biles
Producen fibras muy rigidas
2o producen fibras
1nsolubles en agua
Solubles en agua
4nlaces glucosídicos generalmente 7
4nlaces glucosídicos generalmente 8
9uy resistentes a enzimas,
9uy atacables por enzimas,
microorganismos y agentes químicos
microorganismos y agentes químicos
Sus dispersiones son de alta viscosidad
Sus dispersiones no son muy viscosas
Síntesis 4n virtud de que poseen numerosos grupos :- de reactividad similar, y una comple;idad estructural muy grande, la síntesis de los polisacáridos a sido un problema particularmente difícil. 4n la actualidad se están en desarrollo varios procedimientos en este campo. 4ntre los m'todos allados actualmente tenemos 4l método de acoplamiento de un glical: 3esarrollado por Samuel 3anisefs
+uando se trata el epó)ido del glical con un segundo glical que tenga un grupo :- libre de presencia de >n+l $, se produce una apertura catalizada por ácido del anillo epó)ido por un ataque por el lado opuesto y se forma un disacárido. 4ste es un glical, de modo que se puede epo)idar y reaccionar con otro glical protegido para dar un trisacárido, y así sucesivamente. Si se usan los az=cares apropiados en cada etapa, en principio se puede prepara una gran variedad de polisacáridos.
9'todo de síntesis en microorganismos Las bacterias patógenas com=nmente producen una mucosa espesa, algo similar a una capa constituida de polisacárido. 4sta ?cápsula? capta proteínas antig'nicas en la superficie bacteriana que de otro modo provocaría una respuesta inmune y por lo tanto conduciría a la destrucción de las bacterias. Las bacterias y mucos otros microbios, incluyendo ongos y algas, a menudo segregan polisacáridos como una adaptación evolutiva para ayudar a que se adieran a las superficies y para evitar que se sequen. Los seres umanos an desarrollado algunos de estos polisacáridos en productos =tiles, incluyendo goma de )antano, de)trano, goma @elan, goma gellan, goma de diutano, y pululano.
9'todo de síntesis in vitro 0 polimerización enzimática Los polisacáridos están formados por reacciones de glicosilación repetidos entre un donante de glicosilo y un aceptor de glicosilo. /na enzima de idrólisis se encontró muy eficiente como catalizador de la polimerización de polisacáridos. La Polimerización enzimática permite la primera en la síntesis in vitro de polisacáridos naturales tales como celulosa, )ilano, quitina, ialuronano y condroitina, y tambi'n de los polisacáridos no naturales tales como un íbrido0celulosa quitina, un íbrido de ialuronano de condroitina, y otros. 3ebido a la necesidad de este tipo de polímeros, se desarrolló la síntesis in vitro de diversos polisacáridos utilizando un nuevo m'todo de síntesis de polímeros, es decir, la polimerización enzimática. Su definición es una ?síntesis química de un polímero in vitro !en tubos de ensayo# a trav's de vías no biosint'ticas !no metabólicas# catalizadas por una enzima aislada?. odos las biosustancias incluyendo biomacromol'culas se producen in vivo por catálisis enzimática a trav's de rutas biosint'ticas. La catálisis enzimática tiene las siguientes características venta;osas en general !i# una actividad catalítica alta !alta n=mero de recambio#, !ii# reacciones ba;o condiciones suaves con respecto a la temperatura, presión, disolvente, p del medio, etc., con lo que acerca de la eficiencia energ'tica, y !iii# selectividades alta reacción de regio0, enántio0, quimi0, y est'reo0selectiva, dando lugar a productos de estructura perfectamente controlado. Si estas características en vivo se pueden realizar para la síntesis de polímeros en vitro, podemos esperar los siguientes resultados !i# un perfecto control de estructuras polim'ricas, !ii# la creación de polímeros con una nueva estructura, !iii# un proceso limpio sin formar por 0productos, !iv# un proceso de carga ba;a con el aorro de energía, y !v# las propiedades de los polímeros biodegradables de productos en mucos casos. /na enzima es a menudo dinámica y capaz de interactuar no sólo con un sustrato natural, sino tambi'n un sustrato no natural. 4n la polimerización enzimática in vitro a trav's de vías no biosint'ticas, un monómero es un sustrato no natural !artificial# para la enzima catalizadora. Sin embargo, el sustrato debe ser reconocido para formar un comple;o enzima0sustrato artificial de modo que la reacción deseada pueda tener lugar. Por esta razón, se a propuesto que el monómero debe ser diseBado seg=n un nuevo concepto de ?sustrato análogo del estado de transición? !SAS#, cuya estructura debe ser pró)ima a la de la del estado de transición de la reacción enzimática in vivo. 4sto es
porque la enzima estabiliza el estado de transición a trav's de la comple;ación con el substrato. 4ntonces, el monómero diseBado apropiadamente, fácilmente forma un comple;o enzima0sustrato y la reacción se induce para dar el producto con la liberación de la enzima de nuevo como se muestra en el ciclo de lado dereco !C# en la figura. %. 4s muy importante que un estado de transición estructuralmente cerrado, est' involucrado com=nmente en ambos ciclos !A# y !C#.
Figura 3. Una teoría de la "llave y la cerradura" que muetra la relacione de en!ima utrato #ara $%& una ruta 'ioint(tica in vivo) y $*& un vitro vía no 'ioint(tica.
Da que una reacción enzimática es reversible y cuando se forma un comple;o enzima0 sustrato, una ?enzima de idrólisis de? que cataliza un enlace de escisión in vivo es capaz de catalizar la formación de un enlace de monómeros en vitro !formalmente una reacción inversa de la idrólisis# para producir un polímero. 4ste punto de vista se basa en una ipótesis de que la estructura de un estado de transición está muy cerca en tanto in vivo como in vitro en las reacciones, si se indu;o la reacción in vitro.
+olimeri!aci,n en!im-tica #ara inteti!ar #oliac-rido naturale /n n=mero de científicos abía sido difícil encontrar un m'todo fácil de sintetizar in vitro polisacáridos naturalesE sin embargo, el primer e;emplo de ')ito se logró realmente para la síntesis de celulosa. Para el desarrollo de una reacción superior, como se discutió anteriormente, emos se introdu;ó una enzima de idrólisis, una idrolasa de glucósido, como catalizador
de polimerización.
Las
idrolasas son
enzimas
e)tracelulares que son más estables, más fáciles de obtener, y muco más barato en comparación con glicosiltransferasas. Flucósido idrolasas tienen dos tipos, uno es un tipo endo0y el otro un enzyme.$( de tipo e)o#. Para la polimerización enzimática, enzimas de tipo endo se an encontrado eficiente, cuya forma en el dominio catalítico se parece cleft.$*# Aquí , se describe el desarrollo de la síntesis de polisacáridos mediante polimerización enzimática, incluyendo la situación de la etapa inicial de la investigación. +omo e;emplo tenemos la reacción para obtener celulosa. Para la reacción superior, se empleó celulasa, una enzima de idrólisis de la celulosa, la cual funge como catalizador. Para que la reacción proceda, el diseBo de un sustrato era la clave. 3espu's de dica consideración, un monómero de fluoruro de sustrato 70celobiosilo !70 +6# fue diseBado para la catálisis por celulasa, esperando una nueva función catalítica de la celulasa, es decir, la catálisis para formar un enlace glicosídico repetidamente que es una catálisis inversa para escindir la idrólisis de los enlaces. 6ue entonces que se encontró que la reacción procedió suavemente para producir celulosa sint'tica a trav's de un solo paso de policondensación liberando mol'culas de 6.
*I*/IO0R%F1% ttpGG@@@.ncbi.nlm.ni.govGpmcGarticlesGP9+%H(I$I$G Source Coundless. JPolysaccaride Ciosyntesis.K Boundless Microbiology . Coundless, % Mul. $"&. 5etrieved "% 9ay. $"( from ttpsGG@@@.boundless.comGmicrobiologyGte)tboo
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[email protected]"."$Ganie.$"$""N*Gabstract ttpGGcarboidratosgeneralidades.blogspot.m)G$"%G*Gsintesis0de0polisacaridos.tml
