Carboidratos: Estrutura e Função

Prévia do material em texto

Carboidrat�:
● CARACTERÍSTICAS GERAIS:
- Função energética e estrutural;
- Açúcares:
- mono/dissacarídeos;
- existem receptores nas nossas línguas que
identificam o açúcar como algo prazeroso;
- também existem receptores que identificam o azedo
e amargo como sinal de alerta;
- adoçantes têm uma estrutura semelhante a dos
carboidratos e conseguem se identificados pelos
receptores;
- stevia: sabor amargo no final, sensibiliza os
dois receptores, então precisa ser associado a
outro adoçante.
● CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS:
- Carboidratos são polihidroxialdeídos ou
polihidroxicetonas:
- aldeídos ou cetonas com muitos OH;
- formados por 3 a 9 carbonos;
- fórmula geral = (𝐶𝐻
2
𝑂)
𝑛
- Classificados de acordo com o nº de carbonos:
- MONOssacarídeos: 1 unidade (glicose);
- DIssacarídeos: 2 unidades (sacarose);
- OLIGOssacarídeos: 3 a 20 unidades (glicocálice);
- POLIssacarídeos: mais de 20 unidades (celulose,
glicogênio).
- Nomenclatura:
- terminação -ose (aldoses e cetoses);
- D-gliceraldeído tem grande importância;
- cetonas recebem diferenciação em -ulose;
- baseada na quantidade de carbonos (triose/triulose,
heptose/heptulose).
● CARACTERÍSTICAS FÍSICAS:
- Podem apresentar quiralidade/atividade óptica;
- Carbono assimétrico:
- apresenta 4 grupos diferentes ligados ao carbono;
- possibilidade de gerar duas moléculas a partir do
espelhamento;
- enantiômeros: as moléculas que podem ter duas
formas.
- Projeções de Fisher analisando o gliceraldeído:
- dependendo da posição de OH, podemos ter:
- OH para a direita: dextrogiro;
- OH para a esquerda: levógiro.
- Polarização da luz:
- luz é uma onda eletromagnética que é visível
dentro do espectro visível;
- luz não polarizada: emite ondas em várias
direções;
- luz polarizada: consegue filtrar a luz em uma
determinada direção
- óculos de sol: filtra a luz e bloqueia boa parte
da luz emitida.
- carboidratos têm a capacidade de girar a luz
polarizada:
- no polarímetro:
- se você colocar uma amostra que não
tem atividade óptica você vai ver a
fonte luminosa;
- se você colocar uma amostra de
gliceraldeído (tem atividade óptica), a
luz é desviada para a esquerda
(L-levógira) ou para a direita
(D-dextrógira).
- o carboidrato ser “D” não necessariamente
ele polariza para a direita:
- frutose: D-frutose (OH está na direita)
mas é levógira (polariza a luz para a
esquerda).
- Açúcar invertido:
- açúcar que não cristaliza;
- feito a partir da sacarose (D-glicose +
D-frutose), dextrógiro;
- quebra a ligação do dissacarídeo e fica solução
equimolar de moléculas de glicose e de frutose;
- glicose é dextrógira e frutose é levógira, na
combinação equimolar vira levógira e por isso
recebe o nome de invertido.
- O D-gliceraldeído é a base, ele não muda de
posição! Os outros carbonos quirais podem se
mover na estrutura e gerar outros açúcares.
- Epímeros:
- moléculas que possuem a mesma fórmula
química, mas apresentam diferenças
estruturais;
- isômero é usado para proteínas.
- Enzimas do nosso corpo não metabolizam
compostos “D” (com o OH na direita da estrutura):
- não existe a “grande família L”;
- para que isso acontecesse deveríamos ter o dobro
de DNA, para que tivéssemos enzimas
metabolizantes de compostos “L”;
- “decisão” tomada na história evolutiva;
- plantas fazem somente D-açúcares e animais
degradam apenas D-açúcares;
- L-glicose é feita em laboratório mas é inviável
economicamente por demandar muita energia para
sintetizá-la;
- L-glicose seria o adoçante perfeito, pois ao ser
ingerido ele não seria metabolizado e não
engordaria.
●HEMIACETAIS E HEMICETAIS:
- Hemiacetais: molécula formada pela reação de um
aldeído (a carbonila) com um álcool:
- Hemicetais: molécula formada pela reação de uma
cetona (a carbonila) com um álcool:
- Parte de duas moléculas que formam uma;
- A hidroxila foi formada pela reação do H do álcool com
o O da carbonila;
- É uma propriedade importante para a ciclização do
açúcar:
- Projeções de Haworth:
- a ciclização é feita e a hidroxila formada pode
estar na parte superior ou inferior;
- OH para cima: ;β
- OH para baixo: .α
- Glicose:
- 1 aldeído e vários álcoois;
- hemiacetal formado pela ligação do aldeído com
álcool forma a forma cíclica:
- Frutose:
- carbonila da cetona liga-se com álcool
● PIRANO E FURANO:
- Pirano: anel com 6 posições e oxigênio na direita;
- Furano: anel com 5 posições e oxigênio central;
- Semelhantes com a glicose e frutose cíclica.
- Podemos ter piranoses e furanoses formadas por
aldeídos e cetonas;
- Glicose é dinâmica, ciclaniza e linearizar o tempo todo;
- Mutorrotação: quando a molécula se interconvertem
entre formas cíclicas e acíclicas.
●NUMERAÇÃO DOS CARBONOS:
- Em cíclica, contamos a partir do carbono ligado a
hidroxila formada:
- maioria das vezes vai estar na direita mas nem
sempre, ela pode ser invertida;
- se tiver carbonos de fora do ciclo, contar eles
primeiro.
●DISSACARÍDEOS:
- Homodissacarídeos:
- dois monossacarídeos da mesma espécie juntos.
- Heterodissacarídeos:
- dois monossacarídeos de espécies diferentes.
- Ligação dos monossacarídeos feita pela ligação
glicosídica (processo de condensação):
- sempre vai reagir os OH das moléculas;
- depois da ligação eles ficam presos e não
“desciclizam”;
- MALTOSE: glicose + glicose
- LACTOSE: galactose + glicose
- SACAROSE: frutose + glicose (OH invertido)
Sucrose = sacarose α 1 → 2
●POLISSACARÍDEOS:
- Homo-polissacarídeos: constituídos por apenas uma
espécie de molécula;
- Hetero-polissacarídeos: constituídos por mais de uma
espécie de molécula.
- Amido: reserva energética das plantas:
- amilose (D-glicose ) + amilopectinaα 1 → 4
(D-glicose );α 1 → 4 𝑒 α 1 → 6
- ramificações a cada 24 e 30 resíduos.
- Glicogênio: reserva energética dos animais:
- D-glicose ;α 1 → 4 𝑒 α 1 → 6
- ramificações a cada 10 resíduos.
- Celulose: principal componente da biomassa mundial
- polímero de β − 𝐷 − 𝑔𝑙𝑖𝑐𝑜𝑠𝑒;
- ligações β 1 → 4.
- Biofilme:
- é formado por um polímero de carboidrato;
- saliva produz a mucina (glicoproteína) que faz
a película dentária (saudável);
- se não cuidar vira o biofilme e até um tártaro;
- Streptococcus mutans:
- bactérias sintetizam polímeros de
carboidratos (dextrano e -Glucano) queβ
as protegem na superfície aderida para
conseguirem continuar o processo de
desmineralização.
- Candida:
- fungo causador da candidíase oral;
- parede formada por vários carboidratos
(em especial o manano);
- nossos macrófagos estão MEGA
adaptado e conseguem fagocitar esse
fungo;
- evolução fez com que o fungo consiga
estar dentro do macrófago e explodir ele
por dentro;
- pode causar micose sistêmica.
●OXIDAÇÃO:
- Ocorre a partir de um hemiacetal, pois ele não é estável
- Carbono anomérico:
- é o carbono que se abre da forma cíclica para formar
o aldeído;
- carbono que continha a carbonila quando aberto.
- Oxidar = perder elétrons, é o agente redutor;
- Reduzir = ganhar elétrons, é o agente oxidante;
- Aldeídos são agentes redutores (oxidam outras
substâncias), chamados de açúcares redutores;
- Quando a glicose se abre e expõe o aldeído, se entra
em contato com outra substância o aldeído oxida e a
sua carbonila vira carboxila;
- Técnica do açúcar redutor (ADNS):
- solução com metal que varia seu estado de
oxidação, ao adicionar glicose o metal muda de cor
por receber elétrons (por reduzir);
- usada para determinar níveis de glicose no sangue,
urina, saliva e outros fluidos;
- determinar a atividade enzimática:
- a amilase quebra as ligações glicosídicas que
existe no amido gerando a maltose;
- consigo definir a atividade enzimática da boca de
um indivíduo;
- Glicose, quando atua como agente redutor (açúcar
redutor), se torna ácido glicônico;
- Aldose, quando atua como agente redutor (açúcar
redutor), se torna ácido aldônico.
●REDUÇÃO:
- Aldose reduzida: carbonila vira hidroxila, ou seja:
aldeído vira álcool (poliálcool;alditol)
- Xilose:
- reduzida vira xilitol: usado em adoçantes, gomas
de mascar e cremes dentais;
- não é metabolizado por bactérias entãonão
causa cárie.
- Glicose:
- reduzida vira sorbitol: usado em bebidas, cremes
dentais, xaropes;
- redução pode acontecer em nosso organismo
quando temos glicose em excesso no corpo;
- sorbitol é uma molécula de diagnóstico de
diabetes.
- PET Scan:
- técnica que detecta radioatividade no nosso
corpo;
- uso da fluordeoxiglicose (FDG) para que ele seja
reconhecido e metabolizado pelas enzimas que
agem na glicose;
- marca essas enzimas que estão presentes em
áreas de muita metabolização;
- células tumorais fazem muita metabolização e
são detectadas.
- Desoxirribose:
- redução da ribose e desoxirribose.
●OUTRAS MODIFICAÇÕES DOS AÇÚCARES:
- Carbonos modificados apresentam informações;
- Halogenação:
- adição de cloro;
- sacarose vira sucralose.
- Fosforilação e aminação;
- Oligossacarídeos:
- formados pela união de açúcares modificados e
apresentam um padrão de modificação;
- células tumorais mudam o padrão de
modificação de suas membranas para que
possam invadir outros tecidos;
- Sistema ABO:
- nossas hemácias possuem glicolipídeos
que contêm oligossacarídeos;
- tipo O: glicose, galactose,
n-acetilgalactosamina e fucose;
- tipo A: extra n-acetilgalactosamina;
- tipo B: extra galactose;
- tipo AB: os dois extras;
- modificações na composição do
oligossacarídeo cria outros tipos
sanguíneos.