Bioquimica - Carboidratos

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Bioquímica - Carboidratos Página 1 
 
Carboidratos 
O s c a r b o i d r a t o s ( g l i c í d e o s o u s a c a r í d e o s ) s ã o a s p r i n c i p a i s 
f o n t e s a l i m e n t a r e s p a r a p r o d u ç ã o d e e n e r g i a a l é m d e e x e r c e r e m 
i n ú m e r a s f u n ç õ e s e s t r u t u r a i s e m e t a b ó l i c a s n o s o r g a n i s m o s v i v o s . 
S ã o s u b s t â n c i a s q u e c o n t ê m c a r b o n o , h i d r o g ê n i o e o x i g ê n i o d e 
a c o r d o c o m a f ó r m u l a g e r a l [ C H 2O]n o n d e n ≥ 3 e o c o r r e m c o m o 
c o m p o s t o s s i m p l e s e c o m p l e x o s . S ã o p o l i i d r o x i a l d e í d o s o u 
p o l i i d r o x i c e t o n a s , o u a i n d a , s u b s t â n c i a s q u e p o r h i d r ó l i s e f o r m a m 
a q u e l e s c o m p o s t o s . S ã o c l a s s i f i c a d o s c o m o : m o n o s s a c a r í d e o s , 
d i s s a c a r í d e o s , o l i g o s s a c a r í d e o s e p o l i s s a c a r í d e o s d e a c o r d o c o m o 
n ú m e r o d e u n i d a d e s d e a ç ú c a r e s s i m p l e s q u e c o n t é m . O s 
c a r b o i d r a t o s l i g a d o s c o v a l e n t e m e n t e a p r o t e í n a s e l i p í d e o s s ã o 
d e n o m i n a d o s G l i c o c o n j u g a d o s e e s t ã o d i s t r i b u í d o s e m t o d o s o s 
s e r e s v i v o s , m a i s n o t a d a m e n t e e n t r e o s e u c a r i o n t e s . A l g u n s 
c a r b o i d r a t o s ( r i b o s e e d e s o x i r r i b o s e ) f a z e m p a r t e d a e s t r u t u r a d o s 
n u c l e o t í d e o s e d o s á c i d o s n u c l é i c o s . 
O s c a r b o i d r a t o s t a m b é m p a r t i c i p a m d e v á r i o s 
p r o c e s s o s b i o l ó g i c o s c o m o a t r a n s d u ç ã o d e s i n a l , i n t e r a ç õ e s 
c é l u l a − c é l u l a e e n d o c i t o s e q u e e n v o l v e m t a n t o o s 
g l i c o c o n j u g a d o s c o m o a s g l i c o p r o t e í n a s , o s g l i c o l i p í d e o s o u a s 
m o l é c u l a s d e c a r b o i d r a t o s l i v r e s . 
 
M o n o s s a c a r í d e o s 
 
O s m o n o s s a c a r í d e o s ( o s e s o u a ç ú c a r e s s i m p l e s ) s ã o a s 
u n i d a d e s b á s i c a s d o s c a r b o i d r a t o s . S ã o c o n s t i t u í d o s p o r u m a 
u n i d a d e d e p o l i i d r o x i a l d e í d o o u d e p o l i i d r o x i c e t o n a c o n t e n d o t r ê s 
a n o v e á t o m o s d e c a r b o n o , s e n d o o p r i n c i p a l c o m b u s t í v e l p a r a a 
m a i o r i a d o s s e r e s v i v o s . O s m o n o s s a c a r í d e o s m a i s s i m p l e s s ã o a s 
T r i o s e s ( t r ê s á t o m o s d e c a r b o n o ) : g l i c e r a l d e í d o e 
d i i d r o x i a c e t o n a . 
 
 
 
O s m o n o s s a c a r í d e o s s ã o c l a s s i f i c a d o s d e a c o r d o c o m a 
n a t u r e z a q u í m i c a d o g r u p o c a r b o n i l a e p e l o n ú m e r o d e s e u s 
á t o m o s d e c a r b o n o . O s q u e t ê m g r u p o s a l d e í d i c o s s ã o a l d o s e s e 
o s q u e t ê m g r u p o s c e t ô n i c o s , f o r m a m a s c e t o s e s . 
O s m o n o s s a c a r í d e o s c o m q u a t r o á t o m o s d e c a r b o n o s ã o 
d e n o m i n a d o s t e t r o s e s ; c o m c i n c o , p e n t o s e ; c o m s e i s h e x o s e s . P o r 
e x e m p l o , o g l i c e r a l d e í d o é u m a a l d o t r i o s e e a d i i d r o x i a c e t o n a , u m a 
c e t o t r i o s e . D e m o d o g e r a l , d i f e r e n c i a m - s e o s n o m e s p r ó p r i o s d a s 
c e t o s e s p e l a i n s e r ç ã o d e ul a o s n o m e s d a s a l d o s e s 
c o r r e s p o n d e n t e s , c o m o , p o r e x e m p l o , t e t r ul o s e , p e n t ul o s e , h e x ulos 
e e t c . 
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C o n f i g u r a ç ã o d o s m o n o s s a c a r í d e o s 
 
C o m e x c e ç ã o d a d i i d r o x i a c e t o n a , t o d o s o s m o n o s s a c a r í d e o s 
p o s s u e m á t o m o s d e c a r b o n o a s s i m é t r i c o s ( q u i r a i s ) . P a r a o 
g l i c e r a l d e í d o , o C 2 é o c e n t r o a s s i m é t r i c o q u e o r i g i n a d o i s 
e s t e r e o i s ô m e r o s : o D−g l i c e r a l d e í d o e L - g l i c e r a l d e í d o . S ã o 
e n a n t i ô m e r o s ( i m a g e n s e s p e c u l a r e s ) u m d o o u t r o . 
 
 
 
A s o u t r a s a l d o s e s s ã o s é r i e D e L c o m r e s p e i t o a o 
D−g l i c e r a l d e í d o e o L- g l i c e r a l d e í d o . I s t o s i g n i f i c a q u e t o d o s o s 
a ç ú c a r e s c o m a m e s m a c o n f i g u r a ç ã o d o D−g l i c e r a l d e í d o e , 
p o r t a n t o , c o m a m e s m a c o n f i g u r a ç ã o n o c e n t r o a s s i m é t r i c o m a i s 
a f a s t a d o d o g r u p o c a r b o n i l a , s ã o d a s é r i e D. A s a l d o s e s q u e 
r e p r e s e n t a m a c o n f i g u r a ç ã o d o L-g l i c e r a l d e í d o s ã o d a s é r i e L. O 
m e s m o o c o r r e c o m a s c e t o s e s c o m m a i s d e q u a t r o á t o m o s d e 
c a r b o n o s . E m g e r a l , a s m o l é c u l a s c o m n c e n t r o s a s s i m é t r i c o s 
p o d e m t e r 2 n e s t e r e o i s ô m e r o s . A s a l d o s e s c o m s e i s c a r b o n o s t ê m 
q u a t r o c e n t r o s d e a s s i m e t r i a e a s s i m h á 2 4 = 16 e s t e r e o i s ô m e r o s 
p o s s í v e i s ( o i t o n a s é r i e D e o i t o n a s é r i e L) . A s F i g u r a s 1 e 2 
m o s t r a m a s r e l a ç õ e s e s t e r e o q u í m i c a s d a s D- a l d o s e s e D−c e t o s e s 
c o n h e c i d a s c o m o p r o j e ç õ e s d e F i s h e r . N e s s a s e s t r u t u r a s , o 
e s q u e l e t o d o s c a r b o i d r a t o s e s t á o r i e n t a d o v e r t i c a l m e n t e c o m o 
c a r b o n o m a i s o x i d a d o g e r a l m e n t e n o t o p o . A s a l d o s e s e c e t o s e s 
d a s é r i e L s ã o i m a g e n s e s p e c u l a r e s d e s e u s c o r r e s p o n d e n t e s d a 
s é r i e D: 
 
 
 
 
A s p r o p r i e d a d e s ó p t i c a s d o s m o n o s s a c a r í d e o s s ã o 
d e s i g n a d a s p e l o s s i n a i s ( + ) , d e x t r o r r o t a t ó r i a e ( −), l e v o r r o t a t ó r i a . 
E s t e r e o i s ô m e r o s q u e n ã o s ã o e n a n t i ô m e r o s s ã o c h a m a d o s 
d i a s t e r e o i s ô m e r o s . O s a ç ú c a r e s D−r i b o s e e D−a r a b i n o s e s ã o 
d i a s t e r e o i s ô m e r o s p o r s e r e m i s ô m e r o s , m a s n ã o i m a g e n s 
e s p e c u l a r e s . O s d i a s t e r e o i s ô m e r o s q u e d i f e r e m n a c o n f i g u r a ç ã o a o 
r e d o r d e u m ú n i c o C s ã o d e n o m i n a d o s e p í m e r o s . 
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A D– g l i c o s e e a D– g a l a c t o s e s ã o e p í m e r o s p o r q u e d i f e r e m 
s o m e n t e n a c o n f i g u r a ç ã o d o g r u p o O H n o C 4 . A D– m a n o s e e a D-
g a l a c t o s e n ã o s ã o e p í m e r o s , p o i s s u a s c o n f i g u r a ç õ e s d i f e r e m e m 
m a i s d e u m c a r b o n o . 
 
Figura 1 
 
 
 
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Figura 2 
 
As D-c e t o s e s c o n t ê m g r u p a m e n t o s c e t ô n i c o s n o C 2 e t ê m a 
c o n f i g u r a ç ã o d o D−g l i c e r a l d e í d o n o s e u c e n t r o a s s i m é t r i c o m a i s 
a f a s t a d o d o g r u p o c a r b o n i l a . A c o n f i g u r a ç ã o e m t o r n o d o C 3 
d i st i n g u e o s m e m b r o s d e c a d a p a r . 
 
C i c l i z a ç ã o d e m o n o s s a c a r í d e o s 
 
E m s o l u ç ã o a q u o s a m e n o s d e 1 % d a s a l d o s e s e c e t o s e s s e 
a p r e s e n t a m c o m o e s t r u t u r a s d e c a d e i a a b e r t a ( a c í c l i c a ) m o s t r a d a s 
n a s F i g u r a s 1 e 2 . O s m o n o s s a c a r í d e o s c o m c i n c o o u m a i s á t o m o s 
d e c a r b o n o c i c l i z a m - s e , f o r m a n d o a n é i s p e l a r e a ç ã o d e g r u p o s 
a l c o ó l i c o s c o m o s g r u p o s c a r b o n i l a d o s a l d e í d o s e d a s c e t o n a s 
p a r a f o r m a r h e m i a c e t a i s e h e m i c e t a i s , r e s p e c t i v a m e n t e . 
A r e a ç ã o d e c i c l i z a ç ã o i n t r a m o l e c u l a r t o r n a o s 
m o n o s s a c a r í d e o s e s p é c i e s m a i s e s t á v e i s p o r c i c l i z a ç ã o , o s 
m o n o s s a c a r í d e o s c o m m a i s d e c i n c o á t o m o s d e c a r b o n o n ã o 
a p r e s e n t a m o g r u p o c a r b o n i l a l i v r e , m a s l i g a d o c o v a l e n t e m e n t e 
c o m u m a d a s h i d r o x i l a s p r e s e n t e s a o l o n g o d a s u a c a d e i a . O 
a l d e í d o e m C 1 n a f o r m a e m c a d e i a a b e r t a d a g l i c o s e r e a g e c o m a 
h i d r o x i l a e m C 5 , p r o d u z i n d o u m a n e l c o m s e i s á t o m o s ( 5 c a r b o n o s 
e 1 o x i g ê n i o ) , d e n o m i n a d o d e p i r a n o s e d e v i d o à s u a a n a l o g i a 
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a o p i r a n o . A s a l d o p e n t o s e s ( r i b o s e ) e c e t o h e x o s e s ( f r u t o s e ) 
f o r m a m a n é i s p e n t a g o n a i s ( 4 c a r b o n o s e 1 o x i g ê n i o ) c h a m a d o s d e 
f u r a n o s e e m a n a l o g i a c o m o f u r a n o ( F i g u r a 3 e 4 ) . A s e s t r u t u r a s 
p i r a n o s e e f u r a n o s e s ã o h e x á g o n o s e p e n t á g o n o s r e g u l a r e s 
c o n h e c i d a s c o m o f ó r m u l a s e m p e r s p e c t i v a d e H a w o r t h . 
O a n e l h e t e r o c í c l i c o é r e p r e s e n t a d o p e r p e n d i c u l a r a o p l a n o d o 
p a p e l , e n q u a n t o o s g r u p o s p r e s e n t e s n a s f ó r m u l a s l i n e a r e s à 
d i r e i t a e s t ã o p r o j e t a d o s “ a b a i x o ” d o p l a n o d o a n e l e o s q u e e s t ã o 
à e s q u e r d a f i c a m “ a c i m a ” . O c o r r e m e x c e ç õ e s , c o m o a o b s e r v a d a 
c o m o H d o C 5 q u e e s t á a b a i x o d o p l a n o d o a n e l d e v i d o à t o r ç ã o 
n e c e s s á r i a p a r a f e c h á - l o . 
 
 
 
Figura 3 
 
O c a r b o n o c a r b o n i l a ( C 1 d a s a l d o s e s o u o C 2 d a s c e t o s e s ) d o 
m o n o s s a c a r í d e o c í c l i c o é d e s i g n a d o c a r b o n o a n o m é r i c o e c o n s t i t u i 
u m c e n t r o d e a s s i m e t r i a a d i c i o n a l c o m d u a s c o n f i g u r a ç õ e s 
p o s s í v e i s . N o c a s o d a g l i c o s e , a s d u a s f o r m a s r e s u l t a n t e s s ã o 
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α−D−g l i c o s e e β−D – g l i c o s e ( F i g u r a 3 ) . N o a n ô m e r o α, o g r u p o O H 
l i g a d o a o c a r b o n o a n o m é r i c o ( C 1 ) e s t á a b a i x o d o p l a n o d o a n e l ; n o 
a n ô m e r o e s t á p r o j e t a d o a c i m a d o p l a n o d o a n e l . A s f o r m a s α e β são 
a n ô m e r a s . Q u a n d o e m s o l u ç ã o a q u o s a , a α – D– g l i c o s e e β–D–
g l i c o s e s e i n t e r c o n v e r t e m l i v r e m e n t e p a r a a t i n g i r u m a m i s t u r a d e 
e q u i l í b r i o q u e c o n t é m 6 3 , 6 % d o a n ô m e r o β, 3 6 , 4 % d o a n ô m e r o α e 
1 % d a f o r m a a b e r t a l i n e a r . A i n t e r c o n v e r s ã o é d e t e c t a d a p o r 
a l t e r a ç õ e s n a r o t a ç ã o ó p t i c a e é c h a m a d a m u t a r r o t a ç ã o . E s s e 
f e n ô m e n o t a m b é m é o b s e r v a d o e m o u t r a s p e n t o s e s e h e x o s e s . 
O s m o n o s s a c a r í d e o s c o m o a f r u t o s e e a r i b o s e c i c l i z a m - s e 
p a r a f o r m a r e s t r u t u r a s f u r a n ó s c a s . 
 
 
 
 
D i s s a c a r í d e o s e o l i g o s s a c a r í d e o s 
 
Q u a n d o l i g a d o s e n t r e s i p o r u m a l i g a ç ã o O −g l i c o s í d i c a , 
( f o r m a d a p o r u m g r u p o h i d r o x i l a d e u m a m o l é c u l a d e a ç ú c a r c o m o 
á t o m o d e c a r b o n o a n o m é r i c o d e o u t r a m o l é c u l a d e a ç ú c a r ) o s 
m o n o s s a c a r í d e o s f o r m a m u m a g r a n d e v a r i e d a d e d e m o l é c u l a s . O s 
d i s s a c a r í d e o s s ã o g l i c o s í d e o s c o m p o s t o s p o r d o i s 
m o n o s s a c a r í d e o s ( c o m o a m a l t o s e , a l a c t o s e e a s a c a r o s e ) . O s 
o l i g o s s a c a r í d e o s s ã o p o l í m e r o s r e l a t i v a m e n t e p e q u e n o s q u e 
c o n s i s t e m d e d o i s a d e z ( o u m a i s ) m o n o s s a c a r í d e o s . 
A s a c a r o s e ( a ç ú c a r c o m u m e x t r a í d o d a c a n a ) é c o n s t i t u í d a 
p e l a u n i ã o d e u m a α-D- g l i c o s e c o m a β−D−f r u t o s e , p e l a l i g a ç ã o 
g l i c o s í d i c a α,β(1→2 ) i n d i c a n d o q u e a l i g a ç ã o o c o r r e e n t r e o s 
c a r b o n o s a n o m é r i c o s d e c a d a a ç ú c a r ( C 1 n a g l i c o s e e C 2 n a 
f r u t o s e ) . N ã o a p r e s e n t a , t a m b é m , a t i v i d a d e ó p t i c a 
( m u t a r r o t a ç ã o ) , p o i s n ã o c o n t é m c a r b o n o a n o m é r i c o l i v r e . 
 
 
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P o l i s s a c a r í d e o s 
 
Os p o l i s s a c a r í d e o s (ou g l i c a n o s ) s ã o f o r m a d o s p o r l o n g a s 
c a d e i a s d e u n i d a d e s d e m o n o s s a c a r í d e o s u n i d a s e n t r e s i p o r 
l i g a ç õ e s g l i c o s í d i c a s . S ã o i n s o l ú v e i s e m á g u a e n ã o t e m s a b o r 
n e m p o d e r r e d u t o r . S ã o c l a s s i f i c a d o s c o m o : 
 
• H o m o p o l i s s a c a r í d e o s ( h o m o g l i c a n o s ) - c o n t ê m a p e n a s u m ú n i c o 
t i p o d e m o n o s s a c a r í d e o , p o r e x e m p l o , a m i d o , g l i c o g ê n i o e 
c e l u l o s e . 
O a m i d o é u m h o m o p o l i s s a c a r í d e o d e p o s i t a d o n o s 
c l o r o p l a s t o s d a s c é l u l a s v e g e t a i s c o m o g r â n u l o s i n s o l ú v e i s . É a 
f o r m a d e a r m a z e n a m e n t o d e g l i c o s e n a s p l a n t a s e é e m p r e g a d o 
c o m o c o m b u s t í v e l p e l a s c é l u l a s d o o r g a n i s m o . U m d o s s e u s 
c o n s t i t u i n t e s é a A m i l o s e , q u e s ã o p o l í m e r o s d e c a d e i a s l o n g a s 
d e r e s í d u o s d e α−D−g l i c o s e u n i d o s p o r l i g a ç õ e s g l i c o s í d i c a s α (1 
→ 4). 
 
 
 
• H e t e r o p o l i s s a c a r í d e o s ( h e t e r o g l i c a n o s ) c o n t ê m d o i s o u m a i s t i p o s 
d i f e r e n t e s d e m o n o s s a c a r í d e o s , p o r e x e m p l o , á c i d o h i a l u r ô n i c o , 
c o n d r o i t i n a s u l f a t o , d e r m a t a n a s u l f a t o e h e p a r i n a . 
 
 
 
R e f e r e n c i a : 
 
 
M o t t a , V a l t e r . B i o q u í m i c a B á s i c a . 2 . e d . R i o d e J a n e i r o : Á t i c a, 
2 0 0 3 .