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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO CURSO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA E AMBIENTAL DISCIPLINA: BIOQUÍMICA VEGETAL DEPARTAMENTO DE QUÍMICA PROF. DR. EGÍDIO BEZERRA Aluna Mirella Rebeka Lemoine Soares Paes REVISÃO DE LITERATURA CARBOIDRATOS (MONOSSACARÍDEOS E OLIGOSSACARÍDEOS) RECIFE-PE 2016 Os carboidratos são amplamente distribuídos nas plantas e nos animais, em que desempenham tanto funções estruturais quanto metabólicas. Nas plantas, a glicose é sintetizada a partir de dióxido de carbono e água na fotossíntese e armazenada com amido ou é utilizada para sintetizar a celulose, que é responsável pela sustentação da planta. MONOSSACARÍDEOS São carboidratos que não podem ser hidrolisados em carboidratos mais simples. Eles podem ser classificados em trioses, tetroses, pentoses, hexoses, heptoses, dependendo do numero de átomos de carbono; e como aldoses e cetoses, dependendo da presença de grupo aldeídico ou cetônico na molécula. A formula estrutural de cadeia reta (aldohexose - figura 1) pode esclarecer algumas propriedades da glicose, porem a estrutura cíclica é favorecida termodinamicamente e responde inteiramente por suas outras propriedades químicas. Na maioria dos casos, a formula estrutural pode ser representada como um anel simples em perspectiva, como proposto por Haworth (figura 2). (Figura 1) (Figura 2) Por convenção, as ligações mais proximas o observador são mais nítidas e grossas. O anel com seis membros, contendo um átomo de oxigênio encontra-se sob a forma de cadeia (figura 3). (Figura 3) Os monossacarídios nas plantas são sintetizados em grandes quantidades através da fotossíntese pela reação do CO2 com ribulose-1,5-difosfato (Ciclo de Calvin) ou com fosfoenolpiruvato, fotossíntese do tipo C4 encontrada em gramíneas. A glicose, com quatro átomos de carbono assimétricos, pode formar 16 isômeros. Os tipos mais importantes de isomeria encontrados a glicose são: Aldoses Cetoses Trioses ( ) Glicerose Dihidroxiacetona Tetroses ( ) Eritrose Eritrulose Pentoses ( ) Ribose Ribulose Hexoses ( ) Glicose Frutose Muitos monossacarídeos são fisiologicamente importantes Derivados das trioses, tetroses, pentoses e um açúcar de sete carbonos (sedoheptulose) são formados como intermediários metabólicos na glicose e na via das pentoses-fosfato. As pentoses são constituintes importantes de nucleotídeos, ácidos nucleicos e varias coenzimas (Tabela 2). As hexoses fisiologicamente mais importantes são da glicose , galactose, frutose e a manose (Tabela 3). TABELA 2 Açúcar Fonte Importância bioquímica Significado clinico D-Ribose Ácidos nucleicos. Elementos estruturais dos ácidos nucleicos e coenzimas, por exemplo, ATP, NAD, NADP, flavoproteínas. As ribose-fosfatos são intermediarias da via das pentoses-fosfatos. D-Ribulose formada nos processos metabólicos. A ribulose-fosfato é um intermediário da via das pentoses-fosfato. D-Arabinose Goma arábica, goma da ameixa e da cereja. Constituinte de glicoproteínas. D-Xilose Gomas de madeiras, proteoglicanas, glicosaminoglicanas. Constituinte de glicoproteínas. D-Lixose Músculo cardíaco. Constituinte de uma lixoflavina isolada de músculo cardíaco humano. L-Xilulose Intermediário da via do acido urônico. Encontrada na urina na pentosúria essencial. TABELA 3 Açúcar Fonte Importância Significado clinico D-Glicose Sucos de frutas. Hidrólise do amido, do açúcar da cana, da maltose e da lactose. É o “açúcar” do organismo, o açúcar transportado pelo sangue, e o principal usado pelos tecidos. Presente na urina (glicosúria) no diabetes mellitus devido ao aumento da glicose sanguínea (hiperglicemia). D-Frutose Sucos de frutas, mel. Hidrólise do açúcar de cana e da insulina (da alcachofra de Jerusalém). Pode ser transformada em glicose no figado e, dessa forma, usada no organismo. Intolerância hereditária à frutose conduz ao acumulo de frutose e hipoglicemia. D-Galactose Hidrólise da lactose. Pode ser transformada em glicose no fígado e metabolizada. Sintetizada na glândula mamária para formar a lactose do leite. Um constituinte dos glicolipídeos e das glicoproteínas. A falha na metabolização conduz à galactosemia e catrata. D-Manose Hidrólise das mananas e gomas vegetais. Um constituinte de muitas glicoproteínas. As aldoses e cetoses bioquimicamente importantes são apresentadas, respectivamente, nas figuras 4 e 5. (Figura 4) (Figura 5) Alem disso, são importantes os derivados carboxílicos da glicose, tais como D-glicuronato (na formação dos glicuronideos e glicosaminoglicanas) e seus derivados metabólicos, o L-iduronato (nas glicosaminoglicanas - figura 6) e o L-gulonato (um intermediário na via dos ácidos urônicos). (Figura 6) OLIGOSSACARÍDEOS São os produtos de condensação de dois a dez monossacarideos. Um exemplo é a maltotriose. Dentro da biossíntese dos oligossacarídeos destacam-se: Sacarose: Não é sintetizada nas plantas pela reversão da invertase, mas é sintetizada pela sacarose-sintetase, transferindo o resíduo de glicose de UDP-glicose para frutose, numa reação reversível. UDP-glicose + frutose-6-P sacarose-P + UDP sacarose-P Pi + sacarose Trealose: Este dissacarídeo é produto de reserva nas leveduras, fungos e nas plantas do gênero selaginella. Maltose: Pode ser produzida pela hidrolise de amido e, provavelmente, por síntese envolvendo nucleotídeo-açúcar (NDP). Celobiose: É a unidade formadora da celulose. Não existe no estado livre nos tecidos das plantas, exceto nas celulas parenquimatosas do endosperma de sementes em germinação. Lactose: Tem sido encontrada em algumas plantas (Forsythia), e é o principal açúcar do leite. O mecanismo biossintético elucidado em mamíferos pode ser o mesmo em plantas. UTP + glicose-1-P UDP-glicose +PPi UDP-gllicose UDP-galactose UDP-galactose + glicose-1-P lactose-fosfato + UDP Lactose-fosfato lactose + Pi Outros oligossacarídeos: Dentre os carboidratos isolados de plantas há a considerar razoável numero de tri e tetrassacarídeos que, no entanto, estão presentes em pequena quantidade nas mesmas, com exceção da rafinose, encontrada em semente de algodão e beterraba açucareira em quantidades razoáveis. As invertases que catalisam transglicosilações, transfrutosilações e hidrolise podem formar os tri e tetrassacarídeos encontrados nas plantas. REFERENCIAS Castro, Paulo R.C. Manual de fisiologia vegetal (Teoria e Prática). São Paulo, Editora Ceres, 2005. Coordenador Ferri, Mário G. Fisiologia vegetal. Vol 1, 2ª ed. São Paulo, Editora Pedagógica e Universitária, 2010. Robert K. Murray, MD, PhD/ Daryl K. Granner, MD/ Peter A. Mayes, PhD, DSc/ Victor W. Rodwell, PhD. Harper: Bioquímica ilustrada. 26ª ed. São Paulo, Editora Atheneu, 2006. http://www2.dracena.unesp.br/graduacao/arquivos/bioquimica_animal/carboidratos.pdf
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