Química dos carboidratos

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Química dos carboidratos 
O que são carboidratos? 
 São as biomoléculas mais abundantes na Terra 
 
 Forma empírica: (CH2O)n 
 
 Podem conter nitrogênio, fósforo ou enxofre 
 
 Solúveis em água e insolúveis em solventes orgânicos 
 
 Três classes: Monossacarídeos, dissacarídeos e 
polissacarídeos 
Monossacarídeos 
 São as unidades básicas dos carboidratos. 
 
 Constituídos por uma unidade de poliidroxiladeído ou de 
poliidroxicetona contendo três a nove átomos de 
carbono. 
 
 Podem ser classificados como: trioses, tetroses, 
pentoses, hexoses, heptoses, dependendo do número 
de átomos de carbono; 
 
 Dependendo da presença de grupo aldeídico ou 
cetônico da molécula podem ser aldoses ou cetoses. 
Monossacarídeos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Monossocarídeos mais simples: trioses 
Monossacarídeos 
 
Monossacarídeos 
 
Formas de Isomerismo em CHO 
 Isomerismo D e L: posição da hidroxila no carbono 
adjacente ao carbono alcoólico primário. 
 Atividade óptica: pela presença de carbono quiral, 
configuração (+ = dextrorotatório), (- = 
levorotatório). 
 Estruturas cíclicas: piranose e furanose. 
 Anômeros Alfa e Beta: correspondente a posição 
da hidroxila do carbono anomérico em relação ao 
carbono alcoólico primário. 
 Epímeros: isômeros que diferem nos carbonos 2, 
3 e 4 da glicose. 
Monossacarídeos 
 Uma molécula com n centros quirais pode ter 2n 
estereoisômeros. 
 
 Exemplo: aldoexoses, com quatro centros quirais, 
possuem 24 = 16 esteriosiômeros. 
 
 Destes 16 esterioisômeros : 8 estão na forma D e 8 
na forma L. 
Isomerismo D e L 
Dois 
estereoisômeros: 
 
 
 
D-gliceraldeído 
 
L- gliceraldeído 
 
 
Isomerismo D e L = imagens especulares 
Formação de estruturas cíclicas 
Anômeros Alfa e Beta 
Monossacarídeos 
 São epímeros: Porque diferem somente na 
configuração do grupo OH no C2, C4. 
 
Monossacarídeos 
 Ácidos urônicos: Oxidação específica do grupo 
álcool primário das aldoses. 
 
Monossacarídeos 
 Aminoaçúcares: um grupo carboxila é substituído 
por um grupo amino. 
Monossacarídeos 
 
Monossacarídeos 
 Desoxiaçúcares: um grupo OH é substituído por H. 
 
Monossacarídeos 
 As aldoses e cetoses podem ser reduzidas: 
 
Monossacarídeos 
 Formação de glicosídeos 
Monossacarídeos 
 
Oligossacarídeo: dissacarídeos 
 
 
 
 São glicosídeos compostos por dois 
monossacarídeos (maltose, lactose e a sacarose). 
 
Dissacarídeos 
 Maltose : é obtida de hidrólise do amido e consiste 
de dois resíduos de glicose em uma ligação 
glicosídica α (1 4). 
 
 Sacarose: é constituída pela união de uma α-D-
glicose com a β-D-frutose pela ligação glicosídica 
α,β (1 2) 
 Lactose: formada pela união do C1 da β-D-
galactose com o C4 da D-glicose, numa ligação 
glicosídica β(1 4). 
Polissacarídeos 
 Formados por longas cadeias de unidade de 
monossacarídeos unidas entre si por ligação 
glicosídicas. 
 
 São insolúveis em água. 
 
 
 Não são redutores. 
 
Funções: 
 
 Armazenamento de energia; 
 
 Glicogênio (Animais); 
 
 Amido (Vegetais); 
 
 Integridade estrutural dos organismos; 
 
 Celulose (Vegetais); 
 
 Quitina (Exoesqueleto dos insetos); 
 
 Quitosana (Exoesqueleto dos Crustáceos); 
ATP 
Glicogênio (Animais) 
Amido (Vegetais) 
Celulose (Vegetais) 
Quitina (Exoesqueleto dos insetos) 
Quitosana (Exoesqueleto dos crustáceos) 
Polissacarídeos Complexos 
 São carboidratos unidos à estruturas que não são 
carboidratos como: 
 
 Bases púricas e pirimídicas (ácidos nucléicos); 
 
 Anéis aromáticos (esteróides e bilirrubina); 
 
 Proteínas (glicoproteínas e glicosaminoglicanos); 
 
 Lipídeos (glicolipídeos); 
Classificação 
 Homopolissacarídeos: contêm apenas um único tipo 
de monossacarídeo. (amido, celulose e glicogênio) 
 
 
 Heteropolissacarídeos: contêm dois ou mais tipos 
diferentes de monossacarídeos. ( ácido hialurônico e 
heparina) 
Ex: Glicogênio (animais) Ex: Peptideoglicano (Bactérias) 
Polissacarídeos 
 Amido 
 
◦ É a forma de armazenamento de glicose nas plantas e 
é empregado como combustível pelas células do 
organismo. É constituído por uma mistura de dois tipos 
de polímeros de glicose (α-amilose e amilopectina) 
Amilose (forma não-ramificada) 
 Amido não ramificado 
 α-amilose: é um polímero linear de milhares de 
resíduos de glicose unidos por ligações α(1 4) 
 
Amilopectina (forma ramificada) 
Constitui 80% dos polissacarídeos no grão de 
amido. 
 Amilopectina: consiste de resíduos de glicose unidos por 
ligação α(1 4), mais várias ligações α(1 6) nos pontos 
de ramificação. 
 
Amilose X Amilopectina 
São hidrolisadas pela amilase α secretada 
pelas glândulas salivares e pelo pâncreas. 
Celulose 
 Possui papel estrutural e não nutricional; 
 
 Compostos orgânicos mais abundantes da biosfera; 
 
 1015 Kg são sintetizados e degradados/ano; 
 As ligações beta 1,4 favorecem cadeias lineares as quais viabilizam 
propósitos estruturais. 
Celulose 
 Fibras Insolúveis; 
 
 Fibras alimentares; 
 
 Mamíferos não possuem celulases; 
 
 Humanos não possuem 
endoglicosidases beta 1,4; 
 
 Glicogênio: é o principal polissacarídeo de 
armazenamento das células animais. 
 
 
 
 É especialmente abundante no fígado e no músculo 
esquelético. 
Glicogênio 
LIGAÇÃO ALFA 1,4 (Ligação Primária) 
(Glicogênio sintase) 
 
 
LIGAÇÃO ALFA 1,6 
(Ramificação a cada 8 a 10 
Resíduos glicosila) 
(amilo α (1,4) α(1,6) transglicosidase) 
 Homopolissacarídeo de cadeia ramificada formado exclusivamente, 
por α-D-glicose. 
 Glicosaminoglicanos (GAG):constituído por 
resíduos repetitivos de ácido urônico e de N- 
acetilglicosamina ou N-acetilgalactosamina. 
 
◦ Ácido hialurônico: componente do tecido conjuntivo, 
do líquido sinovial e do humor vítreo dos olhos. 
 
 
Glicoproteínas 
 Proteoglicanos 
◦ Quando as proteínas e os glicosaminoglicanos na matriz 
extracelular agregam-se de modo covalente e não-covalente 
 Glicoproteínas 
◦ São encontradas na superfície externa da membrana plasmática, 
na matriz extracelular e no sangue. 
 Glicolipídeos 
◦ No cérebro auxiliam na condução nervosa e na formação da 
mielina. São importantes para a transdução de sinal celular.