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UFMT-CAMPUS SINOP Bioquímica Geral/ICS Curso: Medicina Veterinária I sem./2011 Profa. Márcia R. Carvalho Oliveira CONCEITO: Compostos aldeídicos ou cetônicos com múltiplas hidroxilas. Contém fundamentalmente C, O e H. Comumente chamados AÇÚCARES, HIDRATOS DE CARBONO e GLICÍDEOS. Estrutura básica → monossacarídeo. Fisiologicamente a GLICOSE é o monossacarídeo mais importante. Fórmula geral: (CH2O)n Duas trioses (aldose e cetose) Monossacarídeos mais simples FUNÇÕES: Constituem a maior parte da matéria orgânica na terra devido às suas múltiplas funções em todas as formas de vida: Servem de reserva energética, alimento energético e intermediários metabólicos: GLICOGÊNIO: milhares de moléculas de glicose unidas entre si → maneira que animais usam para depositar glicídio (carboidrato). AMIDO: moléculas de glicose → forma que vegetais usam para depósito. SACAROSE (cana, beterraba) e LACTOSE (leite) → estruturas intermediárias → c/ poucas unidades monossacarídicas. As OSES RIBOSE e DESOXIRRIBOSE formam parte de arcabouço estrutural do DNA e do RNA. Importância fisiológica marcante→ Elementos estruturais nas PC de bactérias e plantas e exoesqueletos de artrópodes. Ligados a muitas proteínas e lipídeos. Participantes importantes nos processos de reconhecimento célula- célula. Classes de carboidratos: Monossacarídeos - poliidroxialdeído ou cetona (1 unidade do composto glicídico) Oligossacarídeos - cadeias curtas de unidades de monossacarídeos( inclui os dissacarídeos) Polissacarídeos - centenas ou milhares de unidades de monossacarídeos Sakkharon (do grego) = açúcar CLASSIFICAÇÃO: tamanho MONOSSACARÍDEOS • Uma só unidade de poliidroxialdeído ou -cetona; • Unidades de construção de sacarídeos mais complexos - polissacarídeos. Classificação: a) De acordo com a posição da carbonila: - aldoses: na extremidade da cadeia (ex.: gliceraldeído); - cetoses: no interior da cadeia (ex.: diidroxicetona). b) De acordo com o número de átomos de carbono: 3C – Trioses (aldotriose ou cetotriose); 4C – Tetrose (aldotetrose ou cetotetrose); 5C – Pentose (aldo ou cetopentose); 6C – Hexose (aldo ou cetoexose); 7C – Heptose (aldo ou cetoheptose). D-Cetoses Monossacarídeos mais comuns: C* : - carbono quiral ou centro quiral; - quatro ligantes diferentes (C assimétrico); - 2n estereoisômeros (n = nº centros quirais ou nº C* ESTEREOISÔMEROS Carbono quiral Carbono quiral CARBOIDRATOS: se dividem em 2 grupos: Quando o C* mais distante da carbonila (C de referência): 1) mesma configuração do C* do D-gliceraldeído; Isômero D; 2) mesma configuração do C* do L-gliceraldeído: Isômero L. D-gliceraldeído L-gliceraldeído ESTEREOISÔMEROS D-triose : com hidroxila para a direita e L para a triose com a hidroxila para a esquerda. ESTEREOISÔMEROS V D-Cetoses ESTEREOISÔMEROS Não possui C quiral EPÍMEROS Epímeros (diferença em um átomo de carbono) CICLIZAÇÃO DOS MONOSSACARÍDEOS: • Monossacarídeos com 5 ou mais C formam hemiacetais ou hemicetais; • Formação de novo carbono assimétrico na carbonila através da reação com um álcool; • Dois isômeros cíclicos: α e β; • Forma furanosídica (anel de 5 elementos) e piranosídica (anel de 6 elementos). Fórmulas de Haworth: Hemiacetal (aldose cíclica) Hemicetal (cetose cíclica) mutarrotação Em soluções aquosas Anômeros Configuração: OH à direita: (D) → para cima ou para baixo do plano do anel. OH à esquerda: (L)→ para cima ou para baixo do plano do anel e sua hidroxila pode assumir 2 formas: Alfa (α): Quando ela fica para baixo do plano do anel Beta (β): Quando ela fica para cima do plano do anel O carbono onde ocorre a formação do hemi(a)cetal é denominado "Carbono Anomérico" (o que tem a função aldeído ou cetona) que se une a hidroxila da mesma estrutura formando um anel de 5 ou 6 lados. a CICLIZAÇÃO DAS ALDOSES Forma de furanose → deriva do furano → Ciclização entre a carbonila (C-1) e a hidroxila do C-4 α Ciclização das cetoses: A D-frutose é comumente encontrada na forma de furanose; Ocorre uma condensação entre a carbonila (C2) e C-5. D-frutose (forma de cadeia aberta) α-D-frutouranose β-D-frutofuranose Forma óxido cuproso (precipitado vermelho) Reação de Fehling‘s Peroxidase AÇUCAR REDUTOR Oxidação do carbono anomérico por agentes oxidantes – íon férrico (Fe3+) e cúprico (Cu2+). Na forma hemiacetal (anel), o C-1 não pode ser oxidado. Açúcares capazes de reduzir estes agentes oxidantes são chamados açúcares redutores. Derivados dos monossacarídeos Ligação O-glicosídica Hidrólise Condensação Oses ligam-se a álcoois e aminas por ligações glicosídicas: Formação da maltose Oses ligam-se a álcoois e aminas por ligações glicosídicas: Os glicosídeos podem ser formados também pela ligação de um carboidrato a uma estrutura não- carboidrato (ex. proteína ou amida). O carbono anômero de uma OSE pode ser ligado ao átomo de nitrogênio de uma amina/amida por uma ligação N-glicosídica (importante nas biomoléculas centrais como nucleotídeos, DNA e RNA. Ligação N-glicosídica no ATP A digestão dos carboidratos tem o objetivo de transformá-los em monossacarídeos. Processo encerrado quando todas as ligações glicosídicas dos carboidratos forem hidrolisadas. Sacarose → sacarose invertase → glicose + frutose Lactose → lactase (mamíferos) ou β- galactosidase (bactérias) → glicose + galactose Maltose → maltase → glicose + glicose DIGESTÃO POR HIDRÓLISE Dissacarídios mais comuns A sacarose é formada pelos vegetais, mas não pelos animais. Não contém átomos anoméricos livres (é um açúcar não redutor). Ocorre apenas no leite AÇÚCAR REDUTOR Principal produto intermediário da fotossíntese Principal constituinte da hemolinfa dos insetos Homopolissacarídeos Heteropolissacarídeos Não ramificada Ramificada Dois tipos de monômeros Múltiplos monômeros A maioria dos carboidratos encontrados na natureza ocorrem como polissacarídios de alto peso molecular. Os polissacarídios são também chamados glicanos. Diferem entre si: unidades monossacarídicas tipo de ligação entre os monossacarídios comprimento da cadeia grau de ramificação da cadeia Os polissacarídios de armazenamento mais importantes são: amido – nos vegetais glicogênio – nos animais São altamente hidratados e possuem grupos –OH expostos (formam pontes de H com a água) O amido contém dois tipos de polímeros da glicose: Amilose – cadeia longa, não ramificada, ligadas em (1 4) Amilopectina – cadeia longa, ramificada, ligações principais (14) e (16) nas ramificações (a cada 24 a 30 resíduos) O glicogênio também é um polímero de gicose com ligações (14) e (16) nas ramificações, mas é mais extensamente ramificado que a amilopectina (a cada 8 a 12 resíduos) Amido – células vegetais Glicogênio – células animais Homopolissacarídeos AMILOSE Ponto de ramificação da amilopectina (α1→6) Homopolissacarídeos GLICOGÊNIO É o polissacarídeo de reserva da célula animal Polímero bem grande e ramificado de radicais de glicose (maioria ligadas α-1,4, as α -1,6 aparecem a cada 8 a 12 unidades). Ramificações servem para tornarem suas unidades de OSES mais facilmente mobilizáveis. Muito semelhante ao amido, possui um número bem maior de ligações α -(1,6), o que confere um alto grau de ramificação à sua molécula → o intervalo que separa as ramificações é maior na amilopectina que no glicogênio. Os vários pontos de ramificação constituem um importante impedimento a formação de uma estrutura em hélice. Homopolissacarídeos Ramificações → 8 a 12 resíduosCELULOSE • Polissacarídeo mais abundante na natureza; • É uma substância fibrosa, resistente e insolúvel a H2O; • Encontrado na parede celular dos vegetais, onde tem função estrutural; • Fornece energia para microrganismos e animais (cupins, térmitas, ruminantes) que apresentam no trato digestivo microrganismos que secretam a enzima celulase a qual hidrolisa as ligações β(1→4); • É formada por mais de 10.000 moléculas de β-glicose; • Ligações β(1→4); •Cadeia distendida (conformação em fibras). Homopolissacarídeos QUITINA Composto de unidades de N-acetil-D-glucosamina As unidades estão ligadas em (14). Formam fibras como as da celulose. Principal componente do exoesqueleto duro de aproximadamente 1.000.000 de espécies de artrópodes (insetos, lagostas e caranguejos); Provavelmente, depois da celulose, é o polissacarídeo mais abundante; C2 amino acetilado Homopolissacarídeos Heteropolissacarídeos Heteropolissacarídeos GLICOSAMINOGLICANOS A matriz extracelular é composta de glicosaminoglicanos. É composta por uma rede de polissacarídeos e proteínas fibrosas interconectadas. Os glicosaminoglicanos são polímeros lineares compostos por unidades repetitivas de dissacarídeos Tem a função de manter unidas as células de um tecido e fornecer uma via porosa para difusão de nutrientes oxigênio. Ex. ácido hialurônico GLICOLIPÍDEOS Lipídios também contêm cadeias de oligossacarídios ligadas covalentemente Os lipopolissacarídios são os componentes principais da membrana externa de bactérias gram- negativas São o alvo primário dos anticorpos produzidos pelo sistema imunológico em resposta à infecção bacteriana PROTEOGLICANOS São macromoléculas presentes na superfície das células ou da matriz extracelular. Uma ou mais cadeias de glicosaminoglicanos estão ligadas a uma ptna de membrana ou a ser secretada. São omaior componente dos tec. Conjutivos como as cartilagens. GLICOPROTEÍNAS São proteínas ligadas covalentemente a um ou vários oligossacarídeos. oligossacarídios ligadas covalentemente São encontradas no lado externo da membrana plasmática, na matriz extracelular e no sangue. Também no Complexo de Golgi grânulos secretores e nos lisossomos. São sítios específicos para reconheimento e ligação com alta afinidade por outras ptns. Ácido hialurônico: formam soluções altamente viscosas e claras, as quais funcionam como lubrificantes nos fluidos sinoviais das juntas e conferem ao humor vítreo dos olhos dos vertebrados sua consistência é de gelatina. Glicoproteínas: tem um ou vários oligossacarídeos ligados a covalentenmente a proteínas; são encontradas no lado externo da membrana plasmática, na matrix extracelular e no sangue. Imunoglobulina G: é a principal classe de moléculas de anticorpo e uma das proteínas mais abundantes do soro sanguíneo. A porção Fc da molécula contém carboidratos associados. N-acetilglicosamina + D-glucurônico
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