5_Estrutura_e_funcao_de_carboidratos (1)

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ESTRUTURA E FUNÇÃO 
DE CARBOIDRATOS E 
GLICOCONJUGADOS
CARBOIDRATOS = glicídeos = sacarídeos = açúcares = hidratos de carbono
Ocorrência e funções gerais:
 amplamente distribuídos nas plantas e nos animais;
Funções estruturais e de proteção; 
Funções metabólicas (fonte de energia e 
armazenamento de energia);
Reconhecimento e adesão cellular;
Sinalização intracellular.
Cn(H2O)n
http://webeduc.mec.gov.br/portaldoprofessor/quimica/cd2/conteudo/
aulas/36_aula/recursos/10042/carboidratos.html
• CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS (tamanho 
da molécula)
- MONOSSACARÍDEOS (glicose = C6H12O6)
- OLIGOSSACARIDEOS – até ± 10 monossacarídeos ( ex. dissacarídeo:
sacarose  glicose + frutose)
- POLISSACARÍDEOS (amido  n glicose)
MONOSSACARÍDEOS
Oses ou açúcares simples - unidades básicas dos carboidratos. Não
podem ser hidrosilados em formas mais simples.
CLASSIFICAÇÃO
N° de átomos de carbono
Grupo funcional – aldeído ou cetona
Número de átomos de carbono
03 carbonos – trioses
04 carbonos – tetroses
05 carbonos – pentoses
06 carbonos – hexoses
07 carbonos – heptoses
…
Mais abundantes
Fotossíntese e outras vias metabólicas
DNA e RNA
ALDOSE CETOSE
Grupo funcional
aldeído - polihidroxialdeídos
cetona - polihidroxicetonas
Sendo que os monossacarídeos mais simples
são compostos de no mínimo 3 carbonos.
ALDOSES
CETOSES
• Os monossacarídeos possuem C quirais (assimétricos)
• Permite a formação de isômeros ópticos (não sobreponíveis) -
enantiômeros.
• Moléculas com a mesma fórmula estrutural e que diferem na
configuração espacial.
• A orientação dos enantiômeros é representada pelas letras:
 D (de dextrógiro) e L (de levógiro)
Exemplo de um açúcar LExemplo de um açúcar D
C quiral mais 
distante do grupo 
aldeído/cetona
2n estereoisômeros
A grande maioria dos carboidratos pertence à série D.
Isômeros dos monossacarídeos que diferem entre si somente
pela configuração de 1 átomo de carbono são chamados de
epímeros.
REPRESENTAÇÃO ESTRUTURAL
LINEAR – PROJEÇÃO DE FISCHER
EM ANEL/CÍCLICA – PROJEÇÃO DE HAWORTH
PROJEÇÃO DE FISCHER
Estrutura linear do monossacarídeo/ perspectiva bidimensional.
Numeração da cadeia começa no C do grupo
carbonila.
Ligações horizontais – dirigidas para frente
do plano do papel.
Ligações verticais – dirigidas para trás do
plano do papel.
PROJEÇÃO DE HAWORTH
Estrutura cíclica ou em anel do carboidrato.
• Em solução aquosa, monossacarídeos com cadeias de
cinco ou mais átomos de carbono ciclizam-se formando
anéis planares.
Representa desenhos em perspectiva como anéis de 5 ou 6
elementos.
» 5 elementos: furanose
» 6 elementos: piranose
D-glicose
ALDOSES
A ciclização acontece como resultado de interação entre carbonos 
distantes:
C-1 e C-5 – aldoses (hemiacetal)
D-frutose
CETOSES
A ciclização acontece como resultado de interação entre carbonos 
distantes:
C-2 e C-5 – cetoses (hemicetal)
OH na proj. de Fischer OH na proj. de Haworth
Se estavam para a direita para baixo do plano do anel
Se estavam para a esquerda para cima do plano do anel
Grupo terminal –CH2OH apontando para cima do plano do anel.
O carbono carbonílico torna-se um 
novo centro quiral chamado 
carbono anomérico.
Anômeros  e β
Interconversão entre α e β
Mutarrotação
Anômero α – grupo 
OH em C1 e o grupo 
CH2OH estão em 
lados opostos do 
anel
Anômero β –
grupo OH em C1 
e o grupo CH2OH
estão do mesmo 
lado do anel
REAÇÕES E DERIVADOS DE 
MONOSSACARÍDEOS
Reações de oxidação-redução
Açúcares ácidos/oxidados:
Grupo aldeído é oxidado gerando um grupo carboxila – ácidos aldônicos.
C-6 é oxidado – ácidos urônicos.
Ex.: ácido glicurônico
AÇÚCARES REDUTORES 
Grupo aldeído (carbono anômero) é oxidado à carboxila.
Quando o aldeído é oxidado, o agente oxidante é reduzido.
ex.: Reagente de Tollen [complexo Ag(NH3)
+
2 ]; Reagente
de Fehling e reagente de Benedict (Cu2+).
Açúcares reduzidos:
Grupo carbonila (C=O) é reduzido a um grupo hidroxila – alditóis.
Ex.: xilitol e sorbitol
Açúcares reduzidos:
Grupo hidroxila é substituído por um hidrogênio – desoxiaçúcares.
Ex.: desoxirribose, fucose.
REAÇÕES E DERIVADOS DE 
MONOSSACARÍDEOS
Aminoaçúcares
Grupos hidroxila são substituídos por grupos amino (-NH2) e/ou 
derivados (grupo acetil, grupo carboxílico).
DISSACARÍDEOS e OLIGOSSACARÍDEOS
Formados a partir da condensação entre monossacarídeos
Ligação glicosídica -  ou β
DISSACARÍDEOS e OLIGOSSACARÍDEOS
• Dissacarídeos são glicosídeos compostos por dois
monossacarídeos que se combinam com a eliminação de
uma molécula de água.
- Sacarose: glicose + frutose (açúcar de cana)
- Lactose: glicose + galactose (leite)
- Maltose: glicose + glicose (amido)
•Oligossacarídeos são polímeros de monossacarídeos
relativamente pequenos (± 2 a 10 monossac.)
LACTOSE
Esse açúcar é formado pela condensação de glicose e galactose. 
É encontrado no leite, onde é o único carboidrato.
-D-galactopiranosil-(1 4)β-D-glicopiranose
ligação (1→4)
β- D-glicose-D-galactose
C anômero 
livre –
açúcar 
redutor
-D-glicopiranosil-(1 4)--D-glicopiranose
ligação (1→4)
MALTOSE
Uma molécula de maltose é formada pela condensação de 
duas moléculas de glicose. 
Durante a digestão, o amido é quebrado primeiramente em maltose. 
Produto de degradação do malte.
- -
C anômero 
livre –
açúcar 
redutor
SACAROSE
Esse é o açúcar comum.
É produzido nas plantas pela condensação da glicose e frutose. 
-D-glicopiranosil-(1 2)--D-frutofuranosídeo
-D-frutose
ligação ,  (1 →2)
-D-glicose
C anômeros 
envolvidos na lig. 
glicosídica – açúcar 
não redutor
• Polissacarídeos são formados por longas cadeias de
unidades de monossacarídeos unidas entre si por ligações
glicosídicas.
• São classificados:
- Homopolissacarídeos: contém apenas um tipo de
monossacarídeo.
- Heteropolissacarídeos: contém dois ou mais tipos de
diferentes monossacarídeos
POLISSACARÍDEOS
Homopolissacarídeo Heteropolissacarídeo
Linear Ramificado Dois tipos de 
monômeros 
lineares
Múltiplos 
monômeros 
ramificados
POLISSACARÍDEOS
• Principais homopolissacarídeos:
- Amido
-Glicogênio
-Celulose
- Quitina
Reserva (ligações -glicosídicas)
Estruturais (ligações -glicosídicas)
Homopolissacarídeos
AMIDO
O amido é a principal reserva de energia dos vegetais.
É uma mistura de duas estruturas que diferem pelo grau de
ramificação da cadeia:
Amilose = molécula que consiste de resíduos de α-D-
glicose unidos por ligação  (1 4) numa cadeia linear.
Amilopectina = molécula ramificada, com ligações  (1 6)
nos pontos de ramificação da cadeia linear [lig. (1 4)].
AMILOSE Ligação glicosídica (1→4)
Hélice com 
6 resíduos 
por volta
AMILOPECTINA
Ligação glicosídica (1→4)
+
Ligação glicosídica (1→6)
Glicogênio
•Carboidrato de reserva dos animais.
•Polímero de cadeias ramificadas de unidades de glicose,
similar à amilopectina (mais ramificado).
•Armazenado nos músculos e fígado, e quando necessário, ele
é convertido em glicose a qual é utilizada como fonte de
energia.
Glicogênio
Ligações 
α (1→4)
Ramificações  (1→6)
(8 a 10 resíduos de glicose)
•Principal componente estrutural das plantas, sendo encontrada nas
paredes celulares (40 – 50% da composição), onde confere rigidez.
Celulose
•A estrutura da celulose é similar a do amido mas
as unidades de glicose são -D-glicose, e todos
os resíduos estão ligados por ligações glicosídicas
 (1 → 4).
Ligações ß (1 → 4)
-celobiose (dissacar.)
Estruturapolimérica da celulose
Cadeias não ramificadas de celulose – unidas e estabilizadas
por pontes de hidrogênio intra e intercadeias. – força e 
estabilidade mecânica.
Quitina
Ligações β
(1→4)
•É o principal componente estrutural do exoesqueleto de
invertebrados como insetos e crustáceos e nas paredes celulares de
fungos e algas.
•Composto de resíduos de N-acetilglicosamina.
•Cadeias são unidas entre si por pontes de hidrogênio – resistência
mecânica.
Heteropolissacarídeos
• Polímeros de carboidratos formados por mais de um
tipo de unidades monoméricas
• Fornecem suporte extracelular nos organismos.
Formados por unidades de N-
acetilglicosamina + ácido N-
acetilmurâmico através de
ligações β 1→4.
 Componente rígido das
paredes celulares de bactérias.
 Possuem ligações cruzadas
com peptídeos pequenos.
Peptideoglicanos
Glicosaminoglicanos
Constituintes da matriz extracellular (material semelhante a gel
que mantém as células unidas e fornece um meio poroso para difusão
de nutrientes).
Polímeros lineares compostos por unidades repetitivas de
dissacarídeos.
Dissacarídeos (um deles) – N-acetilglicosamina
ou N-acetilgalactosamina
+ 
ácido urônico (ácido glicurônico)
Ácido 
urônico
N-acetilglicosamina
Compenentes da 
matriz
extracelular –
viscosidade, 
adesão e 
resistência à 
compressão.
-
GLICOCONJUGADOS
Carboidratos ligados covalentemente à proteínas ou lipídeos.
Funções:
Comunicação entre as células;
Sinalização de proteínas para transporte, localização
celular ou degradação;
Pontos de reconhecimento e adesão celular
http://www.youtube.com/watch?v=f7tAMi4zG0o
Proteoglicanos
Macromoléculas da superfície cellular ou da matriz extracellular,
formadas por proteínas fibrosas (ex. colágeno, elastina) interconectadas
com cadeias de glicosaminoglicanos (em > quantidades).
São componentes de tecidos conectivos, tais como cartilagens, onde
conferem firmeza e elasticidade.
GLICOCONJUGADOS
Glicoproteínas
Conjugados proteína-carboidratos.
A união entre a proteína e o carboidrato ocorre através de
ligações glicosídicas (O ou N-glicosídicas).
Glicoproteínas
Podem possuir uma ou várias cadeias
de oligossacarídeos (1 a 70% da
massa da glicoproteína).
A maioria das proteínas secretadas
pelas células são glicoproteínas –
imunoglobulinas (anticorpos),
hormônios (FSH, LH) e proteínas de
transporte ou de membrana.
Glicoproteínas
Funções gerais:
Reconhecimento celular;
Antigenicidade da superfície celular;
Componentes da matriz extracelular (lubrificantes
biológicos protetores).
Glicolipídeos
Conjugados lipídeo-oligossacarídeo (gangliosídeos).
Componentes da membrana plasmática (parte externa) – ex. 
Grupos sanguíneos (A, B, O).
Lipopolissacarídeos - principais constituintes da membrana
externa de bactérias (gram negativas) – provoca febre.