Química de los Productos Naturales Química de Productos Naturales Vitamina A Vitamina D Vitamina E Vitamina K Vitamina K Vitamina E Vitamina D Vitamina A Lípidos
Lípidos Los lípidos son sustancias de origen biológico, solubles en disolventes orgánicos (cloroformo, benceno, etc.), y muy poco o nada solubles en agua. Los lípidos no pueden describirse por su grupo funcional ya que no lo poseen. El término lípido abarca a un gran número de compuestos orgánicos con estructuras muy diversas; no obstante, poseen algo en común, la porción principal de su estructura es de naturaleza hidrocarbonada. Los lípidos constituyen las principales reservas energéticas de los seres vivos y regulan la actividad de las células y los tejidos. Los lípidos forman parte de las membranas celulares.
El acetil- CoA mediante una serie de condensaciones entre unidades dicarbonadas da lugar a las cadenas policetometilénicas que conducen por reducción a los ácidos grasos y por ciclación hidroquinonas. Una variante, caracterizada por una condensación aldólica da lugar, vía ácido ácido mevalónico , al amplio conjunto de los terpenos Biosíntesis de lípidos
Clasificación y biosíntesis de lípidos Biosíntesis general de lípidos
En los compuestos cíclicos, al enlace de la cabeza-cola le sigue otro enlace adicional que forma el anillo, este enlace puede no ser de cabeza con cola: El Isopreno es el nombre común del 2-metil-1,3-butadieno, las unidades de isopreno están agrupadas en forma de cabeza con cola para formar terpenos, y a eso se llama regla del isopreno : Lípidos Terpenoides (no saponificables)
Regla del isopreno : los terpenos son ensambles repetitivos de unidades de isopreno, normalmente unidos “cabeza” con “cola”. Con frecuencia a los terpenos se les llama compuestos isoprenoides . Lípidos Terpenoides (no saponificables)
El número de unidades de isopreno que forman un terpenoide es la base para establecer su clasificación estructural: Clasificación de terpenos Nombre No. de isoprenos No. de C Ejemplos Monoterpenos 2 10 Aromas y esencias: geraniol , mentol Sesquiterpenos 3 15 Farnesol (intermediario metabólico) Diterpenos 4 20 Fitol, vitaminas A, E y K Triterpenos 6 30 Escualeno, colesterol, vitamina D Tetraterpenos 8 40 Carotenos, xantófilas Politerpenos n n Látex, caucho Lípidos Terpenoides (no saponificables)
Formados por la unión de dos moléculas de isopreno Son sustancias volátiles y de aromas penetrantes Constituyen la mayor parte de los aceites esenciales Limoneno, mirceno , geraniol , mentol, timol, anetol, alcanfor. Monoterpenos Lípidos Terpenoides (no saponificables)
Lípidos isoprenoides Monoterpenos de cadena abierta Geraniol
Metabolismo general de monoterpenos
Dos enantiómeros pueden presentar aromas completamente diferentes, tal es el caso de la molécula S -(+)- linalool o coriandrol y R (-) - linalool o licareol Lípidos isoprenoides Aroma a madera y lavanda Olor dulce floral
El limoneno y el α-pineno son monoterpenos provenientes de los aceites esenciales de naranja y trementina, respectivamente. S-(-) Limoneno R-(+) Limoneno Espejo Lípidos isoprenoides
Lípidos isoprenoides: Monoterpenos
Olor yerbabuena Olor a alcaravea Lípidos isoprenoides
Los carotenoides son un amplio grupo de pigmentos naturales, están presentes en el tejido fotosintético, en raíces, pétalos de flores, semillas, frutas y vegetales Asimismo en pigmentos amarillo, naranja y rojo de la piel, carne, cáscara o exoesqueleto de especies animales como el salmón, carpa, flamenco, langosta y camarón. Lípidos isoprenoides: Carotenoides
Lípidos isoprenoides: Carotenoides Los carotenoides se caracterizan por tener uniones cola-cola de dos unidades C 20 T ienen un sistema conjugado extendido de enlaces dobles
El fitoeno es un carotenoide incoloro con tres dobles enlaces conjugados, el cual se desatura de forma escalonada para formar licopeno a través del fitoflueno , ζ-caroteno y neurosporeno mediante la fitoeno desaturasa . Las ciclasas de licopeno producen carotenoides con grupos terminales cíclicos como el α-caroteno y el β-caroteno Lípidos isoprenoides: Carotenoides
Lípidos isoprenoides: Carotenoides Para que un carotenoide genere una vitamina A debe tener un ciclo en el extremo de beta: Si el d oble enlace esta en otra posición, no generará vitamina A, ya que tiene la siguiente estructura vista hacia arriba y forma inversa:
Los carotenoides pueden poseer un ciclo en uno o en ambos extremos de la cadena. El γ-caroteno tiene un anillo β y el β - caroteno dos ciclos tipo β El α-caroteno tiene un anillo β y un anillo ε en cada uno de sus extremos. Lípidos isoprenoides: Carotenoides γ caroteno β caroteno α caroteno
Lípidos isoprenoides: Carotenoides La ruptura a la mitad del beta-caroteno genera dos vitaminas A: La ruptura a la mitad del alfa-caroteno genera una vitamina A: Beta-Caroteno Alfa-Caroteno
¿Cuales de los siguientes carotenoides genera vitamina A? Lípidos isoprenoides: Carotenoides Criptoxantina Zeaxantina α caroteno
La vitamina E incluye tocoferoles y tocotrienoles, los cuales se subdividen en 4 sub-familias – α, β, γ y δ, siendo la más activa la forma α . Todas las vitaminas E tienen benzopirano ( cromano ) al cual se une un grupo OH y una cadena de 16 carbonos completamente saturada en los tocoferoles y con tres insaturaciones en los tocotrienoles. Lípidos isoprenoides: tocoferoles Los subtipos de tocoferoles y tocotrienoles se diferencian por la posición y número de metilos en el anillo aromático
Lípidos isoprenoides: tocoferoles
Los cannabinoides son terpenofenoles definidos como un grupo de compuestos formados por 21 átomos de carbono Los cannabinoides son compuestos inodoros (el olor característico del cannabis es debido a terpenos volátiles de la planta Lípidos isoprenoides . Cannabinoides
Los dos cannabinoides principales de Cannabis sativa son el tetrahidrocanabinol (THC) y el canabidiol (CBD) La molécula terpenofenólica del CBD contiene un anillo de limoneno (A), un anillo fenólico de resorcinol (B) y una cadena lateral pentilo . El THC forma un heterociclo de pirano entre el anillo A y B. Lípidos isoprenoides . Cannabinoides Cannabidiol Tetrahidrocannabinol
El Δ 9 -THC es el cannabinoide con mayor potencia psicoactiva. Presenta propiedades hidrofóbicas por lo que es muy soluble en lípidos y, pese a ser psicoactivo, presenta propiedades muy diversas, ya que se puede emplear como antiemético Lípidos isoprenoides . Cannabinoides Flor de la Cannabis sativa ssp . indica recubierta con tricomas , que contienen más THC que cualquier otra parte de la planta Tricomas
Lípidos esteroides Los esteroides se caracterizan por tener el núcleo esterano formado por 3 ciclohexanos y 1 ciclopentano fusionados Este núcleo también es llamado ciclopentano perhidrofenantreano Los anillos fusionados no permiten la rotación de los enlaces El prefijo " perhidro -" significa hidrogenación completa. Fenantreno Perhidrofenantreno Ciclopentanoperhidrofenantreno Esterano A B C D
Lípidos esteroides El colesterol y sus derivados son sintetizados por la ruta del mevalonato o del isopreno Los esteroides son triterpenos ya que están formados por 6 isoprenos (5C), por lo que tienen alrededor de 30 C. Estos carbonos pueden perderse por posteriores modificaciones como sucede con las hormonas esteroideas. A B C D
Lípidos esteroles derivados del colestano Los principales esteroles encontrados en eucariotas están representados por 3 formas principales: colesterol en animales, fitoesteroles ( sitosterol , estigmasterol , campesterol ) en plantas y ergosterol en hongos.
Lípidos esteroides derivados del colestano
La vitamina D es un nombre general de las vitaminas D 3 y D 2 . Su única diferencia estructural es que la vitamina D 2 tiene un enlace doble que no tiene la vitamina D 3 . Lípidos esteroides derivados del colestano El 7-dehidrocolesterol proviene de productos lácteos y de peces con grasa; el ergosterol proviene de algunas verduras. La forma activa de la vitamina requiere dos hidroxilaciones sucesivas de las vitaminas D 3 y D 2 .
Lípidos esteroides derivados del colestano Hongos En la piel por acción de la luz el 7-deshidrocolesterol se transforma en colecalciferol. En el hígado el colecalciferol de la piel o el ergocalciferol son transformados a calcidiol . En el riñón el calcidiol se vuelve a hidroxilar para formar calcitriol, forma activa de la vitamina D.
Lípidos esteroides derivados del colano Los ácidos biliares, se derivan del colesterol por oxidación, con ruptura de una parte del sustituyente alquilo en el anillo D. Los ácidos biliares tienen la estructura del colano con grupos OH en C-3 y C-7 El ácido cólico tiene un OH adicional en C-12 El ácido cólico y quenodesoxicólico pueden conjugarse con taurina o con glicina. Los grupos ácidos pueden disociarse para formar sales biliares
Lípidos hormonas esteroides A partir de pregnenolona se puede sintetizar progesterona que es el precursor de las hormonas como los glucocorticoides y los mineralocorticoides.
Lípidos esteroides derivados del androstano Mineralocorticoides Los mineralocorticoides causan mayor reabsorción de Na + , Cl - y HCO 3 - en los riñones, lo cual provoca mayor presión sanguínea. La aldosterona es un ejemplo de mineralocorticoide.
Lípidos esteroides derivados del androstano Hormonas sexuales Aromatasa