Carboidratos: Estrutura e Funções

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CARBOIDRATOS 
Profa. Tatiana Setenta 
CARBOIDRATOS 
 São as biomoléculas mais abundantes da terra 
Funções 
Energia 
Estrutural 
Lubrificam 
Articulações 
Reconhecimento 
celular 
Adesão 
celular 
Sinalizadores 
 São poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas 
 
 Classes: 
 Monossacarídeos 
 Dissacarídeos 
 Polissacarídeos 
 
 (CH2O)n 
 N, P ou S 
 
CARBOIDRATOS 
MONOSSACARÍDEOS 
 Açúcares Simples 
 
 São aldeídos ou cetonas com dois 
 ou mais grupos hidroxil 
 
 Açúcar de 6 carbonos D-glicose / dextrose 
 
 Monossacarídeos de 4 ou mais C tendem 
 a formar estruturas cíclicas 
 Sólidos cristalinos e incolores 
 Solúveis em água 
 Cadeia de carbonos não ramificadas 
 
 
MONOSSACARÍDEOS E SEUS CENTROS 
ASSIMÉTRICOS 
ESTRUTURAS CÍCLICAS DOS 
MONOSSACARÍDEOS 
 Solução aquosa com as aldotreoses e todos os 
monossacarídeos com 5 ou + C = estrutura cíclica 
 Grupo carboxil se liga covalentemente com o oxigênio 
de um grupo hidroxil presente na cadeia 
DERIVADOS DE HEXOSES 
 Substituição do grupo hidroxil do composto parental por 
outro grupamento ou quando um átomo de C é oxidado a 
um grupo carboxil 
 Monossacarídeos são 
agentes redutores 
 
 Reação de Fehling 
(teste qualitativo para 
a presença de açúcar 
redutor, cuja medida 
da quantidade de 
agente oxidante 
reduzido por uma 
solução de açúcar 
permite a estimativa 
da concentração 
deste) 
 
Glicose oxidase 
OLIGOSSACARÍDEOS 
 Cadeias curtas de unidades de monossacarídeos, 
unidas por ligações glicosídicas 
 Dissacarídeos 
 Sacarose (açúcar de 
 cana): D-glicose e D-frutose 
 
 Sufixo –ose 
 
 Necessitam ser quebrados na digestão para que sejam 
aproveitados pelos organismos como fonte de energia 
 
 Glicoconjugados – oligossacarídeos com 3 ou mais 
unidades, ligados a lipídeos ou proteínas 
 
LIGAÇÃO GLICOSÍLICA 
 Ligação covalente quando um grupo hidroxil de um 
açúcar reage com o C anomérico de outro 
Acetal 
Hemiacetal 
Hemiacetal 
(Glicosídeo) 
Álcool 
 Para um açúcar ser considerado redutor, este deve ter pelo 
menos um carbono anomérico livre, sem estar envolvido em 
nenhuma ligação, do contrário o açúcar é considerado não 
redutor 
 
Lactose é um açúcar redutor Sacarose é um açúcar não redutor 
POLISSACARÍDEOS 
 Polímeros de açúcar com mais de 20 unidades de 
monossacarídeos 
 Polímeros de médio a alto peso molecular 
Cadeia linear: celulose 
Cadeia ramificada: glicogêneo 
Ambos são formados por unidades repetidas de D-glicose 
 
 São insolúveis em água e, portanto, não alteram o 
equilíbrio osmótico das células 
 
 Possuem duas funções biológicas principais 
 Armazenar energia 
 constituem a primeira e principal substância a ser convertida em 
energia calorífica nas células, sob a forma de ATP 
 nos animais, é armazenado no fígado e 
nos músculos como glicogênio 
 
 Estrutural 
 proporcionam rigidez, consistência e elasticidade a algumas 
células 
POLISSACARÍDEOS 
 Polissacarídeos ou Glicanos 
 
 Homopolissacarídeos (contêm uma única espécie 
monomérica) 
 Amido, glicogênio, dextrana: armazenamento 
 Celulose, quitina: compostos estruturais de plantas e exoesqueleto 
de animais 
 
 Heteropolissacarídeos (contêm dois ou mais espécies 
monoméricas) 
 Suporte extracelular para células, tecidos e órgãos 
 Ácido hialurônico (hialuronana): componente da matriz 
extracelular das cartilagens e tendões 
 Heparina (heparan-sulfato): coagulação sanguínea 
 
 
PESO DOS POLISSACARÍDEOS 
 Os polissacarídeos não possuem peso molecular 
definidos 
 
 Não existe molde 
 
 Sua síntese é intrínseca às enzimas que catalisam a 
polimerização das unidades monoméricas 
 
 Não há um ponto de parada no processo sintético 
 Amido (vegetais) 
 Glicogênio (animais) 
ESTOCAGEM DE ENERGIA 
GLICOGÊNIO 
 Polímero de subunidades de 
glicose 
 
 Abundante no fígado 
 
 Quando o glicogênio é utilizado 
como fonte de energia,as 
unidades de glicose são 
removidas uma de cada vez a 
partir das extremidades não 
redutoras 
 
 São hidrolisados por enzimas 
presentes na saliva e no intestino 
 
GLICOSAMINOGLICANOS 
 Heteropolissacarídeos extracelulares 
 
 Semelhante a um gel 
 
 Ácido hialurônico 
 
 Garante à matriz extracelular 
 Viscosidade 
 Adesão 
 Resistência à compressão 
GLICOCONJUGADOS 
 Molécula biologicamente ativa, na qual o 
carboidrato está ligado a uma proteínas ou 
lipídeo 
 
 Transportadores de informação 
 Comunicação entre as células e a matriz extracelular 
circundante 
 Sinalizam proteínas para o transporte e a localização 
em organelas específicas 
 Degradação celular 
 Reconhecimento para moléculas de sinalização 
extracelular 
 
 
 São glicoconjugados nos quais um ou mais glicanos estão 
covalentemente ligados a uma proteína central 
 
 Ligados à superfície externa da membrana plasmática 
 
 São encontradas em organelas 
 (Golgi e lisossomos) 
 
 Promovem pontos de adesão 
 
 Proteínas do grupo sanguíneo 
PROTEOGLICANAS 
 
 Encontradas na superfície externa da membrana 
plasmática 
 
 Bactérias gram-negativas (Escherichia coli) –
identificação de sorotipos 
LIPOPOLISSACARÍDEOS 
 
 São proteínas que ligam carboidratos com alta 
especificidade e com moderada a alta afinidade 
 
 São comumente encontradas na superfície externa das 
células onde interagem com outras células 
 
 Processos de reconhecimento celular 
 Sinalização e adesão 
 Destinação intracelular de proteínas recém sintetizadas 
 
 
 Medeiam o direcionamento das proteínas intracelulares 
para organelas específicas ou para rotas de secreção 
 Remoção dos eritrócitos “velhos” da corrente sanguínea 
 
LECTINAS 
 Remoção de hemácias envelhecidas do sangue no 
processo de “sinalização” 
 
 Hemácias jovens têm, em sua superfície, 
glicoproteínas cuja extremidade é rica em ácido 
siálico 
 Quando estas envelhecem, suas glicoproteínas 
perdem esse ácido e passam a expressar, em sua 
extremidade, a galactose 
 Esse monossacarídeo é reconhecido por receptores do 
fígado, que então capturam e removem da circulação 
as hemácias ‘velhas’ 
DOENÇAS RELACIONADAS 
 O fato de que muitas doenças, genéticas ou 
adquiridas, decorrem de defeitos no metabolismo de 
carboidratos 
 
 Intolerância à lactose (causada por deficiência 
enzimática) pode ter três origens: 
 defeito genético raro na capacidade de sintetizar a lactase 
intestinal 
 redução da produção da enzima devido a doenças 
intestinais 
 deficiência adquirida com o avanço da idade 
 
 Na intolerância à lactose, é essencial uma dieta livre de 
lactose 
 Diabetes (decorrente de fatores hereditários e 
ambientais, que levam a uma deficiência na produção 
ou a uma incapacidade de ação da insulina - hormônio 
cuja função principal é controlar a entrada de glicose 
nas células) 
 
 Nos portadores, a quantidade de glicose no sangue 
aumenta, comprometendo vários órgãos e os sistemas 
renal, nervoso e circulatório 
 
 A doença pode ser regulada pelo consumo controlado de 
carboidratos e, em casos mais severos, pela administração 
de insulina 
DOENÇAS RELACIONADAS 
 Dieta exagerada em carboidratos pode acarretar 
problemas, como 
 Obesidade Doenças cardiovasculares 
 Tromboses 
 Avanço da aterosclerose (depósito de substâncias nas 
paredes dos vasos sanguíneos, obstruindo a 
circulação) 
 
 Dietas com poucos carboidratos também podem 
prejudicar a saúde, já que eles são a fonte 
principal de energia para as células 
CARBOIDRATOS NA INDÚSTRIA 
 São matérias-primas para indústrias importantes, 
como as de madeira, papel, fibras têxteis, produtos 
farmacêuticos (cosméticos, remédios ) e alimentícios 
 
 Sacarose: principal adoçante empregado na culinária e na 
indústria de doces