Aula Carboidratos

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Carboidratos 
Profª. M.Sc. Sybelle Pedrosa 
São poli-hidroxialdeídos ou poli-hidroxicetonas, ou 
substancias que geram estes compostos quando 
hidrolisadas 
CARBOIDRATOS 
RECONHECIMENTO 
ELEMENTOS ESTRUTURAIS E PROTETORES 
DE PAREDES CELULARES BACTERIANAS E VEGETAIS 
LUBRIFICAÇÃO DE CARTILAGENS E TENDÕES 
FONTE 
E RESERVA DE 
ENERGIA 
*Outras nomenclaturas: glicídios, glicanos, sacarídeos, açúcares e hidratos de carbono 
GENÉTICA 
INTRODUÇÃO 
Mais da metade do carbono orgânico do planeta está 
armazenado em apenas duas moléculas de carboidratos: 
amido e celulose. 
Ambos são POLÍMEROS do monômero glicose, 
diferenciando-se apenas pela forma na qual estão ligados. 
A glicose é oxidada em CO2 e H2O, nossa fonte primária de energia. 
glicose 
Carboidratos são moléculas com estrutura geral (CH2O)n com n = 3 a 7 
PODEM SER CLASSIFICADOS: 
1) Quanto ao número de carbonos na 
molécula, em triose, tetraose, 
pentose, hexose, etc. 
 
2) Quanto a função que contém: ALDOSE 
(função aldeído), CETOSE (função 
cetona) 
 
3) Quanto ao número de unidades 
básicas na molécula: monossacarídeo, 
dissacarídeo, trissacarídeo, 
oligossacarídeo, polissacarídeo 
Hexose = 6 carbonos 
(a)Gliceraldeído, aldotriose. 
(b)Diidroxiacetona, cetotriose 
(a) (b) 
MONOSSACARÍDEOS 
São sólidos cristalinos e incolores plenamente solúveis em água, mas insolúveis 
em solventes orgânicos. 
A maioria tem sabor adocicado 
Açúcares de 6C são os mais abundantes na natureza, mas açúcares de 5C, ribose e 
desoxirribose, ocorrem no RNA e DNA, respectivamente. 
MONOSSACARÍDEOS - ESTEREOISOMERIA 
Estereoisômeros com imagens 
especulares são também chamados de 
ENANTIÔMEROS (ex: L-gliceraldeído e 
D-gliceraldeído). 
Todos os carboidratos, com exceção da diidroxiacetona – possuem centros de 
assimetria (ou centros quirais) e fazem isomeria óptica. 
Isômeros são moléculas que apresentam a mesma formula química, mas diferem 
na posição de um ou mais grupos ao redor do C assimétrico. 
 
Nº de estereoisômeros possíveis: 2n 
n = nº de carbonos assimétricos na molécula 
DIIDROXIACETONA 
Ligações horizontais são aquelas projetadas para a frente do 
plano do papel, e as verticais representam projetadas para trás 
do plano. 
Cunhas pontilhadas 
e triângulos. 
 
Monossacarídeos – PROJEÇÃO DE FISCHER 
Para representar estruturas tridimensionais de açúcares no 
papel, em geral são utilizadas as fórmulas de projeçao de 
Fischer 
Na configuração D, o grupo hidroxila está à direita do carbono 
quiral de maior número, ao passo que, na configuração L, está à 
esquerda. 
Quando os isômeros não se sobrepõem e nem são imagens 
especulares uns dos outros são chamados de 
DIASTEROISÔMEROS. 
D-glicose L-glicose 
Monossacarídeos – PROJEÇÃO DE FISCHER 
Os diasteroisômeros que se diferem uns dos outros na configuração 
em somente um Carbono quiral são chamados de EPÍMEROS. 
MONOSSACARÍDEOS – EPÍMEROS 
Alguns dos estereoisômeros possíveis são muito mais comuns na 
natureza que outros (ex: açúcares D são mais abundantes que 
açúcares L). 
EPÍMEROS 
Exceção: 
A ciclização acontece como resultado 
de interação entre grupos alcoólicos 
(C-5) com os grupos carbonilas dos 
aldeídos (C-1) ou cetonas (C-2) para 
formar respectivamente hemiacetal 
ou hemicetal. 
Em solução aquosa, as aldotetroses 
e todos o outros monossacarídeos 
com cinco ou mais átomos de 
carbono no esqueleto ocorrem 
predominantemente como estruturas 
cíclicas (anel). 
Monossacarídeos – ESTRUTURAS CÍCLICAS 
A reação de ciclização 
intramolecular torna os 
monossacarídeos mais 
estáveis. 
Monossacarídeos – ESTRUTURAS CÍCLICAS 
Monossacarídeos – ESTRUTURAS CÍCLICAS 
O carbono carbonílico torna-se um novo centro quiral chamado CARBONO 
ANOMÉRICO. O açúcar cíclico pode assumir duas formas diferentes: α e ß, 
denominados ANÔMEROS. 
Pode haver interconversão 
entre as formas α e ß. A 
formação de um ou de 
outro depende da reação 
bioquímica. 
Carbono anomérico 
ANÔMEROS 
Lado oposto do C-6 
Mesmo lado do C-6 
6 
1 
2 3 
4 
5 
6 
5 
4 
3 2 
1 
As estruturas cíclicas dos açúcares são representadas mais 
corretamente pelas fórmulas em perspectivas de Haworth. 
Nessa projeção o anel de 6 membros é inclinado para deixa seu plano quase 
perpendicular ao plano do papel com as ligações mais próximas ao leitor 
representadas por linhas mais grossas. 
Monossacarídeos – PROJEÇÃO DE HAWORTH 
5 elementos: furanose 
6 elementos: piranose 
Monossacarídeos são agentes redutores 
Os monossacarídeos podem ser oxidados por agentes oxidantes, 
como o íon cúprico (Cu+2). 
O CARBONO CARBONIL É OXIDADO A UM GRUPO CARBOXIL. 
A glicose e outros açúcares são chamados de AÇÚCARES 
REDUTORES 
Se o átomo de oxigênio do carbono anômero (o grupo 
carbonila) de um glicídeo não esta ligado a qualquer 
outra estrutura, esse glicídio é um glicídio redutor 
Reação de 
Fehling 
Quando a hidroxila (OH) do 
carbono anomérico de um 
monossacarídeo reage com o 
grupo hidroxila de outro 
monossacarídeo forma-se uma 
LIGAÇÃO O-GLICOSÍDICA. 
O composto resultante é um 
GLICOSÍDEO. 
Monossacarídeos – Ligações Glicosídicas 
Formação da ligação glicosídica (ex: maltose) 
LIGAÇÕES N-GLICOSÍDICAS unem 
o carbono anomérico de um 
açúcar a um átomo de nitrogênio 
em glicoproteínas 
O CARBONO 
CARBONIL É 
OXIDADO A 
UM GRUPO 
CARBOXIL. 
Monossacarídeos são agentes redutores 
O mesmo vale para os 
dissacarídeos... 
As ligações glicosídicas entre as unidades monossacarídicas são a 
base para a formação de DISSACARÍDEOS, 
OLIGOSSACARÍDEOS E POLISSACARÍDEOS. 
As ligações glicosídicas podem ter várias formas, pois o carbono 
anomérico de um açúcar pode estar ligado a qualquer um dos grupos 
OH de um segundo açúcar para formar uma ligação α ou ß glicosídica. 
Monossacarídeos – Ligações Glicosídicas 
Ligações glicosídicas podem ser hidrolisadas por ácido, mas 
resistem a clivagem por base. 
Dissacarídeos importantes: SACAROSE, LACTOSE E MALTOSE. 
 
DISSACARÍDEOS 
 SACAROSE: α-D-glicose + ß-D-frutose 
 (aldohexose) (cetohexose) 
  Também conhecido como açúcar de mesa 
Ligação glicosídica: α,ß(1 → 2) 
Não é um açúcar redutor (2 grupos anoméricos envolvidos na 
ligação), apesar da glicose e a frutose serem redutores. 
 SACAROSE 
DISSACARÍDEOS 
• LACTOSE: ß-D-galactose + D-glicose 
Ligação glicosídica: ß(1 → 4) 
Como o carbono anomérico não está envolvido na ligação, a glicose assume 
tanto a forma α quanto a ß e está livre para reagir com agentes oxidantes  
AÇÚCAR REDUTOR 
 
 
DISSACARÍDEOS 
 É o açúcar presente no leite e seus derivados 
Extremidade 
redutora 
MALTOSE: D-glicose + D-glicose (hidrólise do amido) 
Ligação glicosídica : α (1 → 4) 
DISSACARÍDEOS 
Maltose é a principal substância de reserva da célula vegetal, 
encontrada em grande quantidade nos cereais, principalmente no 
malte (matéria prima da cerveja) 
Glicose Glicose 
É um açúcar redutor???? 
Nesse tipo de açúcares, um grupo OH do açúcar parental é 
substituído pelo grupo amino (-NH2) ou um de seus derivados. 
Normalmente o grupo amino está condensado com o ácido acético. 
Monossacarídeos – AMINOAÇÚCARES 
Dois exemplos importantes: N-acetil-ß-glicosamina e seu ácido 
derivado ácido N-acetilmurâmico 
 
Os dois exemplos acima são componentes da parede celular de 
bactérias. 
N-acetil-ß-D-glicosamina ácido N-acetilmurâmico 
POLISSACARÍDEOS• Homo ou Heteropolissacarídeos 
• Principais polissacarídeos: 
- Celulose 
- Amido 
- Glicogênio 
- Quitina 
POLISSACARÍDEOS - CELULOSE 
É o principal componente estrutural das plantas, especialmente 
de madeira e plantas fibrosas. 
É um homopolissacarídeo linear de ß-D-glicose, e todos os 
resíduos estão ligados por ligações glicosídicas ß (1 → 4). 
Cadeias individuais reunidas por ligações de hidrogênio, que dão 
às plantas fibrosas sua força mecânica. 
LIGAÇÕES BETA 1,4-GLICOSIDICAS 
Constituído por 10.000 a 15.000 
unidades de D-glicose 
POLISSACARÍDEOS - CELULOSE 
A maioria dos animais não conseguem utilizar a celulose como 
fonte de energia, pois não possuem a enzima celulase que 
hidrolise as ligações ß, ß(14). 
A celulase é encontrada em bactérias incluindo as que habitam 
o trato digestivo dos cupins, animais de pasto, como gado e 
cavalo. 
Triconympha, bactéria que vive 
no trato intestinal dos cupins e 
secreta celulase 
POLISSACARÍDEOS - AMIDO 
São polímeros de α-D-glicose, que ocorrem nas células de 
plantas. 
Podem ser distinguidos uns dos outros pelo grau de ramificação da 
cadeia. Ex: a ligação da amilose é α (1 → 4) e a da amilopectina α (1 → 
6). 
 
Enzimas que hidrolisam o amido: α e ß amilase, que atacam as ligações α 
(1 → 4), e enzimas desramificadoras, que degradam α (1 → 6). 
 
POLISSACARÍDEOS - GLICOGÊNIO 
São polímeros de α-D-glicose, que ocorrem em animais, sendo uma 
FORMA DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA. 
Possui cadeia ramificada, com ligações α (1 → 4) e α (1 → 6) nos 
pontos de ramificação. 
A glicogênio-fosforilase remove unidades de glicose do glicogênio (uma 
por vez) a partir do final não-redutor. 
POLISSACARÍDEOS – QUITINA 
É semelhante à celulose, em estrutura e função, com resíduos 
ligados por ligações glicosídicas ß (1 → 4). 
Difere-se da celulose na natureza de monossacarídeos; na celulose 
o monômero é a ß-D-glicose, e na quitina o monômero é a N-acetil- 
ß-D-glicosamina. 
A quitina é o principal componente dos 
exoesqueletos dos insetos, escamas de peixes