Introdução aos Carboidratos

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CARBOIDRATOS
Introdução
Os carboidratos são a classe mais abundante de moléculas orgânicas encontradas na 
natureza. O nome carboidrato advém da fórmula molecular básica (CH2O)n, que pode ser reescrita 
como (C.H2H)n para mostrar que essas substâncias são hidratos de carbono, onde n ≥ 3. Os 
carboidratos constituem um classe vers
Nomenclatura dos Carboidratos
Os carboidratos são classificados em três grupos: monossacarídeos (e seus derivados), 
oligossacarídeos e polissacarídeos. Os monossacarídeos, também chamados de açúcares simples, 
têm a fórmula (CH2O)n. Os monossacarídeos não podem ser quebrados em açúcares menores em 
condições suaves. Os oligossacarídeos têm seu nome derivado da palavra grega oligo, que significa 
“poucos”, e consistem de dois a dez moléculas de açúcares simples. Os dissacarídeos são comuns 
na natureza, e os trissacarídeos também ocorrem com freqüência. Oligossacarídeos com 4 a 6 
unidades estão geralmente ligados a outras moléculas, incluindo as glicoproteínas. Como seu nome 
sugere, o polissacarídeos são polímeros de açúcares simples e de seus derivados. Estes podem ser 
lineares ou ramificados e podem conter centenas a milhares de unidades de monossacarídeos. Seu 
peso molecular está na faixa de 1 milhão ou mais.
Monossacarídeos
Classificação
Os monossacarídeos consistem tipicamente de três a sete átomos de carbono e são descritos 
tanto como aldoses ou cetoses, da molécula conter a função aldeído ou um grupamento cetona. A 
aldose mais simples é o gliceraldeído, e a cetose mais simples é a diidroxicetona (Fig. 1). Esses dois 
açúcares simples são denominados trioses porque cada um deles contem três átomos de carbono 
(ver a família de aldoses e cetose com três, quatro, cinco e seis carbonos nas Fig. 2 e 3). As hexoses 
são os acúcares mais abundantes na natureza. Além disso, os açúcares dessa classe são importantes 
para o metabolismo. Aos monossacarídeos, aldoses e cetoses, são dados nomes genéricos mais 
detalhados para descrever tanto o grupo funcional como para indicar o número de átomos de 
carbono. Logo, pode-se referir a aldotetroses e cetotetroses, aldopentoses e cetopentoses, 
aldohexoses e cetohexoses, e assim por diante. Em alguns casos, o monossacarídeo contendo o 
grupamento cetona são denominados simplesmente inserindo as letras ul no meio do termo simples 
genérico, tal como tetruloses, pentuloses, hexuloses, heptulose, e assim por diante. Os 
monossacarídeos mais simples são solúveis em água e a maioria tem o gosto doce.
Estereoquímica
As aldoses com pelo menos três carbonos e as cetoses com pelo menso quatro carbonos 
contém um centro quiral ou assimétrico (um átomo de carbono ligado a quatro átomos ou grupos 
de átomos diferentes). A nomenclatura para essas moléculas deve especificar a configuração 
relacionada a cada centro assimétrico, e a representação da estrutura dessas moléculas deve ser 
baseada em um sistema que claramente especifique essas configurações.
As estruturas mostradas nas figuras 1 e 2 são projeções de Fischer. Para monossacarídeos 
com dois ou mais carbonos assimétricos, o prefixo D ou L se refere à configuração do carbono 
assimétrico de maior número (o carbono assimétrico mais afastado do carbono carbonílico). Logo, 
o monossacarídeo é designado D se o grupo hidroxila no carbono assimétrico de maior número está 
localizado à direita na projeção de Fischer, como no D-gliceraldeído (fig. 1). Nata-se que a 
2
designação D ou L relata meramente a configuração de uma dada molécula, como o gliceraldeído, e 
não especifica se o sinal de rotação. Se o sinal de rotação óptica é para ser especificado no nome, a 
convenção de Fischer das designações D ou L podem ser usadas junto com + (mais) ou − (menos). 
Então, a D-glucose pode ser chamada D(+)-glucose porque é dextrorrotatória, enquanto a D-frutose, 
que é levorrotatória, pode ser também chamada D(−)-frutose
Todas as estruturas mostradas nas figuras 2 e 3 estão na configuração-D, e as formas D dos 
monossacarídeos são predominantes na natureza, assim como os aminoácidos predominam na 
forma L. Estas preferências, estabelecidas aparentemente por uma escolha aleatória no primórdios 
da evolução, persistem uniformemente na natureza por causa da estereoespecificadade das enzimas 
que sintetizam e metabolizam essas pequenas moléculas. Os L-monossacarídeos existem na 
natureza, servindo a poucas funções relativamente especializadas. A L-galactose é um constituinte 
de certos polissacarídeos, e a L-arabinose é um constituinte da parede celular de bactérias.
Por convenção, as formas D- e L- de um monossacarídeos são imagens especulares um do 
outro, como mostra a Figura 4 para a frutose. Estereoisômeros que são imagens especulares um do 
outro são chamados enantiômeros, ou algumas vezes pares enantioméricos. Para moléculas que 
possuem dois ou mais centros quirais, mais de dois estereoisômeros podem existir. Qualquer 
estrutura em um dado grupo das Figuras 2 e 3 são pares diastereoméricos. Dois açúcares quer 
diferem na configuração por um único centro quiral são descritos como epímeros. Por exemplo, D-
manose e D-glucose são epímeros, enquanto D-glucose e D-talose não são epímeros mas 
meramente diastereoisômeros
Figura 1 estrutura de uma aldose simples (gliceraldeído) e 
de uma cetose simples (diidroxicetona).
3
 
Figura 2. Estruturas e relações estereoquímicas das D-aldoses com três a seis carbonos. A configuração D é 
determinada pelo carbono assimétrico de maior numeração de cada séri (em cinza). Em cada grupo, o novo 
carbono assimétrico é mostrado em vermelho.
4
Figura 3.Figura 2. Estruturas e relações estereoquímicas das D-cetoses 
com três a seis carbonos. A configuração D é determinada pelo carbono 
assimétrico de maior numeração de cada série (em cinza). Em cada 
grupo, o novo carbono assimétrico é mostrado em vermelho
Figura 4. D-Frutose e L-frutose, um par enantiomérico. Mudando-se a configuração em C-5 a 
D-frutose mudará para L-sorbose.
5
Estruturas Cíclicas e Formas Anoméricas
Embora as projeções de Fischer sejam úteis para apresentar as estruturas de 
monossacarídeos e de seus estereoisõmeros, estas ignoram uma das mais facetas mais interessantes 
da estrutura do açúcar – a caçpacidade de forma estruturas cíclicas com a formação de um centro 
assimétrico adicional. Alcoóis reagem prontamente com aldeídos para formar hemiacetais (Figura 
5). O químico de carboidratos britânico, Sir Norman Haworth, mostrou que a forma linear da 
glucose (e de outras aldohexoses) podia se submeter a uma reação intramolecular similar para 
formar um hemiacetal cíclico. O anel de seis membros resultante, contendo um oxigênio, é 
semelhante ao pirano e denominado uma piranose. A reação é catalisada por ácido (H+) ou base 
(OH-) e é completamente reversível.
Figura 6. Projeções de Haworth para uma cetohexose (frutose).
Figura 5. Projeções de Haworth para uma aldohexose (glicose).
6
De modo semelhante, as cetonas podem reagir com alcoóis para formar hemicetais. A 
reação intramolecular análoga de um açúcar cetose, como a frutose, produz um hemiacetal cíclico 
(Figura 6). O anel de cinco membros então formado é reminiscente ao furano e é referido como 
furanose. As formas cíclicas piranose e furanose são as preferidas dos açúcares em meio aquoso. 
No equilíbrio, a estrutura em forma de aldeído ou cetona linear é só um mínimo componente da 
mistura (geralmente menos que 1%).
Quando hemiacetais e hemicetais são formados, o átomo de carbono que carrega a função 
carbonila torna-se um carbono assimétrico. Isômeros de monossacarídeos que diferem em sua 
configuração só em relação a este átomo de carbonosão chamados anômeros, designados como α 
ou β, como mostra a Figura 5, e o carbono carbonílico é então chamado de carbono anomérico. 
Quando a hidroxila no carbono anomérico estiver no mesmo lado do átomo de oxigênio do carbono 
de maior número da projeção de Fischer, a configuração do carbono anomérico é α, com na α-d-
glucopiranose. Quando a hidroxila anomérica estiver no lado oposto da projeção de Fischer, a 
configuração é β, como na β-D-glucopiranose.
A adição desse centro assimétrico na formação do hemiacetal e do hemicetal altera as 
propriedades de rotação dos monossacarídeos, e a utilização das notações α e β surgiram a partir de 
estudos dessa propriedades. Inicialmente, os químicos observaram que a roração de uma solução de 
glicose (e de outros açúcares) mudava com o tempo, um processo chamado mutarrotação. Isto 
indicava que uma mudança estrutural estava ocorrendo. Descobriu-se eventualmente que a α-D-
glicose tem rotação óptica específica, [ α]D20, de 112,2o, e que a β-D-glicose tem uma rotação 
específica de 18,7o. A mutarrotação envolve a interconversão das formas α e β do monossacarídeo 
com a formação de um aldeído ou cetona linear (Figuras 5 e 6).
Projeções de Haworth
As projeções de Haworth propõem a representação da piranose e furanose como anéis 
hexagonais e pentagonais perpendiculares ao plano do papel, com linhas mais grossas indicando o 
lado do anel próximo ao leitor. Essas projeções são largamente usadas para representar estruturas 
de sacarídeos (Figuras 5 e 6), mostrando os grupos substituintes se projetando para tanto para cima 
como para baixo do anel. Substituintes localizados do lado esquerdo na projeção de Fischer são 
representados para cima na projeção de Haworth. Substituintes localizados do lado direito na 
projeção de Fischer são colocados para baixo na projeção de Haworth. Exceções para essa regra 
ocorrem na formação da forma furanosídica das pentoses e na formação das formas da furanose e 
piranose de hexoses. Nesses casos, a estrutura deve ser redesenhada com uma rotação sobre o 
carbono cuja grupo hidoxil estiver envolvido na formação da forma cíclica (Figuras 7 e 8), com o 
objetivo de orientar o grupo hidroxil apropriadamente na formação do anel.
7
Embora as projeções de Haworth sejam convenientes para apresentar estruturas de 
monossacarídeos, elas não representam precisamente as conformações dos anéis de piranose e 
furanose. Dados os ângulos de ligações tetraédricas C-C-C de 109o e C-O-C de 111o, nem os anéis 
de piranose nem de furanose podem adotar estruturas planas verdadeiras. Ao invés disso, eles 
adquirem conformações em dobras e, no caso das piranoses, as duas estruturas favoráveis são a 
conformação de cadeira e a conformação de barco, mostradas na Figura 8. Nota-se que os 
substituintes nessas estruturas podem ser equatoriais, parecendo aproximadamente coplanares com 
o anel, ou axiais, paralelos a um eixo que atravessa o anel, como mostrado na figura. Dois papéis 
determinam a conformação a ser adotada por uma dada unidade de sacarídeo. Primeiro, a maioria 
dos grupos substituintes nesses anéis são mais estáveis quando ocupam posições equatoriais do que 
em posições axiais e, segundo, conformações em cadeira são levemente mais estáveis que 
conformações em bote. Para uma piranose típica, como a β-D-glicose, existem duas possíveis 
conformações em cadeira (Figura 8). De todas as D-aldohexoses, a β-D-glicose é a única com 
todos os grupos na posição equatorial. Com essa vantagem, explica-se o fato de que β-D-glicose é 
o monossacarídeo de maior ocorrência na natureza e a hexose central no metabolismo dos 
carboidratos.
Figura 7. A D-glicose e a D-ribose podem ser 
ciclizadas de duas maneiras diferentes, formando 
piranoses ou furanoses.
8
O
a
a
ea
e e
a
e
a
e
O
a
a
ea
e
e
a
e
a
e
Eixo Eixo
Cadeira Bote
(a)
(b)
O
H
H
OHH
OH OH
H
CH2OH
H
OH
O
OH
OH
H
OH
H
H
OH
H
H
CH2OH
Figura 8. Conformação em cadeira e bote de um açúcar piranosídico. (b) Duas possíveis conformações da β-D-
glicose.
Derivados dos Monossacarídeos
Uma variedade de reações químicas e enzimáticas produz derivados a partir de um açúcar 
simples. Essas modificações produzem uma gama variada de derivados sacarídeos, como é 
mostrado a seguir.
Açúcares Ácidos
Açúcares com átomos de carbono anomérico são agentes redutores razoavelmente bons e 
podem reduzir peróxido de hidrogênio, ferricianeto, certos metais (Cu2+ e Ag+) e outros agentes 
oxidantes. Tais reações convertem o açúcar a um açúcar ácido. Por exemplo, a adição de uma 
solução alcalina de CuSO4 (chamada de solução de Fehling) a uma açúcar aldose produz um 
precipitado vermelho de óxido cuproso (Cu2O):
RC
O
H + Cu2+ + 5OH- RC
O
O- + Cu2O + 3H2O
Aldeído Carboxilato
e converte a aldose a um ácido aldônico, como o ácido glucônico (Figura 9). A formação do 
precipitado vermelho de Cu2O constitui um teste positivo para um aldeído. Carboidratos que podem 
reduzir agentes oxidantes, nesse caso são considerados açúcares redutores. Quantificando-se a 
quantidade de agentes oxidantes reduzidos pelo açúcar numa solução, pode-se determinar com 
precisão a quantidade açúcar. A diabetes mellitus é uma condição que causa altos níveis de glicose 
na urina e no sangue, e a análise freqüente de açúcar redutores em pacientes diabéticos é uma parte 
importante do diagnóstico e do tratamento dessa doença.
Os monossacarídeos podem ser oxidados enzimaticamente em C-6, produzindo ácidos 
urônicos, como os ácidos D-glucorônico e L-idurônico (Figura 9). O ácido L-idurônico é 
semelhante ao ácido D-glucorônico, exceto por apresentarem configuração oposta em C-5. 
Oxidação em C-1 e C-6 produz ácidos aldáricos, como o ácido D-glucárico.
9
C
C
C
C
C
CH2 OH
O
H OH
OH H
H OH
H OH
H
COOH
C
C
C
C
CH2 OH
H OH
OH H
H OH
H OH
COOH
C
C
C
C
COOH
H OH
OH H
H OH
H OH
O
H
H
OHH
OH OH
H
CH2OH
H
OH
Oxidação
em C-1
Oxidação em
C-6
Oxidação em 
C-1 e C-6
Ácido D-glucônico
Ácido D-glucorônico (GlcUA)
Ácido D-glucárico
OH
C
OH
H
H
H
OH
OH
H OH
O
CH2OH
O
CH
H
H
OH
OH
H OH
O
CH2OH
+ OH-
Ácido D-glucônico D-δ−Gluconolactona
O
H
H
OHH
OH OH
H
CH2OH
H
OH
Ácido L-Idurônico (IdUA)
Figura 9. Figura 9. Açúcares ácidos a partir da oxidação da D-glicose.
Açúcares Alcoóis
Os açúcares alcoóis podem ser preparados por redução suave do grupo carbonila de aldoses 
e cetoses com NaBH4 (tetraboreto de sódio) ou agentes similares. Os açúcares alcoóis, ou alditóis, 
são designados pela adição de -itol ao nome do açúcar parental (Figura 10). Os alditóis são 
moléculas lineares que não podem se ciclizar como as aldoses. No entanto, os alditóis são 
caracteristicamente doces e largamente usados para adoçar gomas de mascar e balas sem açúcar. O 
acúmulo de sorbitol nos olhos de diabéticos está implicado com a formação de catarata. O glicerol 
e o mio-inositol, um álcool cíclico, são componentes de lipídeos. Existem nove diferentes 
estereoisômeros do inositol; um dos mostrados na Figura 10 foi isolado inicialmente do miocárdio e 
por isso tem o prefixo mio- de músculo. O ribitol é um constituinte das coenzimas flavínicas.
CH2OH
C
C
C
C
CH2OH
H OH
OH H
H OH
H OH
CH2OH
C
C
C
CCH2OH
OH H
OH H
H OH
H OH
CH2OH
C
C
C
CH2OH
H OH
OH H
H OH
CH2OH
C
CH2OH
H OH
OH
OH
OH OH
OH
OH
H
H
H H H
H
CH2OH
C
C
C
CH2OH
H OH
H OH
H OH
D-Glucitol D-Manitol D-Xilitol D-Glicerol mio-Inositol D-Ribitol
Figura 10. Estruturas de alguns açúcares alcoóis.
Deoxi-açúcares
Os deoxi-açúcares são monossacarídeos com um ou mais grupos hidroxilas substituídos por 
hidrogênios. A 2-deoxi-D-ribose (Figura 11), conhecida sistematicamente por 2-deoxi-D-
10
eritropentose, é um constituinte do DNA em todos os seres vivos. Os deoxi-açúcares também 
ocorrem com freqüência nas glicoproteínas e polissacarídeos. A L-fucose e a L-ramnose, ambos 6-
deoxi-açúcares, são componentes de parede celular, e a ramnose é um dos componentes da 
ouabaína (Figura 11), um glicosídeo cardiotóxico encontrado na casca e raízes do ouabaio 
(Acokanthera ouabaio). A ouabaína inibe a ATPase da bomba de Na+/K+ no miocárdio e é usada 
pelos Somalis no Leste da África como veneno de flechas.
O H
OH
H
H
H
OH
CH2OH
H
O
H
HCH3
OH
H
H
OH OH
OH
H
O
H
OHCH3
H
OH
H
OH H
OH
H
2-Deoxi-α-D-Ribose α-L-Ramnose (Rha) α-L-Fucose (Fuc)
O
H
HCH3
OH
H
H
OH OH
O
H
CH3
CH2
OH
O
O
OHOH
OH
OH
Ouabaina
Figura 11. Alguns deoxi-açúcares e a ouabaina, que contém alfa-L-ramnose (Rha). Átomos de H marcados em 
vermelhos estão nas posições deoxi.
Açúcares-ésteres
Os ésteres fosfatos de glicose, frutose e de outros monossacarídeos são importantes 
intermediários metabólicos, e a porção ribose dos nucleotídeos como o ATP e GTP é fosforilada na 
posição 5’ (Figura 12).
O
OPO3
2-
H
H
H
OH
OH
H OH
H
CH2 OH
O CH2OPO3
2-
OH
H
OH
OH
H
2-O3POH2C
H
α-D-Glicose-1-fosfato α-D-Frutose-1,6-bifosfato
O
O
OHOH
P
O
O-
P
O
O
O-
O-
O-
O
O
P
N
N
N
N
NH2
Adenosina-5'-trifosfato (ATP)
Figura 12. Alguns açúcares ésteres importantes para o metabolismo.
Aminoaçúcares
Os aminoaçucares, incluindo a D-glucosamina e a D-galactosamina (Figura 13), contêm 
um grupo amino (no lugar do grupo hidroxila) na posição C-2. Eles são encotrados em muitos 
oligo- e polissacarídeos, incluindo a quitina, um polissacarídeo do exoesqueleto de crustáceos e 
11
insetos.
O ácido murâmico e o ácido neuramínico, que são componentes dos polissacarídeos da 
membrana celular de organismos superiores e também da parede celular bacteriana, são 
glucosaminas ligadas a ácidos de três carbonos pelas posições C-1 e C-3. No ácido murâmico 
(assim chamado por ter sido isolado de parede celular bacteriana, do latim murus (=muro, parede)), 
o grupo hidroxila da porção ácido láctico faz uma ligação éter com C-3 da glucosamina. O ácido 
neuramínico (uma amina isolada do tecido nervoso) forma uma ligação C−C entre o C-1 da N-
acetilmanosamina e o C-3 do ácido pirúvico (Figura 14). Os derivados N-acetil e N-glicolil do ácido 
neuramínico são conhecidos com ácidos siálicos e são amplamente distribuídos em bactérias e 
sistemas animais.
O
H
H
H
H
OH
OH
H NH2
OH
CH2OH
O
H
H
H
OH
H
OH
H NH2
OH
CH2OH
β-D-2-glucosamina β-D-2-galactosamina
Figura 13. Estruturas da D-glucosamina e da D-galactosamina.
O
H
H
H
H
OH
O
H NH2
OH
CH2OH
CH3 CH COOH
C
C
C
C
C
CH2OH
OH
NH H
OH H
H OH
H OH
H
CH2
C
COOH
O
CCH3
O
N-Acetilmanosamina
Ácido pirúvico
 Ácido N-Acetil-D-neuramínico (NeuNAc)
C
C
C
C
C
CH2OH
OH
NH H
H
H OH
H OH
H
CH2
CHOOC O
CCH3
O
O
CCH3
O
O
OH
H
NH
OH
H
OH H
COOH
H
C
C
CH2OH
H OH
H OH
C
O
CH3
O
OH
H
OH
H
H
H
COOH
OH
NH
OH
HOH2C
H
HOH
Ácido murâmico
Projeção de Fischer Projeção de Haworth Conformação de cadeira
 Ácido N-acetil-D-neuramínico (NeuNac), um ácido siálico
Figura 14. Estruturas dos ácidos murâmico e siálico e algumas formas de representação do ácido siálico.
12
C
OH
H
R'
OR
+ R'' OH C
O
H
R'
OR
R''
+ H2O
C
OH
R''
R'
OR
+ R''' OH C
O
R''
R'
OR
R'''
+ H2O
Hemiacetal Acetal
Hemicetal Cetal
Figura 15. Acetais e cetais podem ser formados a partir de hemiacetais e hemicetais.
Acetais, Cetais e Glicosídeos
Hemiacetais e hemicetais podem reagir com alcoóis na presença de ácido para formar 
acetais e cetais (Figura 15). Esta reação é um exemplo de síntese por desidratação e é semelhante à 
reação que ocorre com aminoácidos para formar peptídeos e com nucleotídeos para forma ácidos 
nucléicos. As formas piranosídicas e furanosídicas dos monossacarídeos reagem com alcoóis desse 
modo para formar glicosídeos com a retenção da configuração α ou β no carbono C-1. A nova 
ligação entre o átomo de carbono anomérico e o átomo de oxigênio do álcool é chamada de ligação 
glicosídica. Os glicosídeos são denominados de acordo com o monossacarídeo parental. Por 
exemplo, o metil-β-D-glucosídeo (Figura 16) pode ser considerado um derivado da β-D-glucose.
O
OCH3
H
H
H
OH
OH
H OH
H
CH2 OH
O
H
H
H
H
OH
OH
H OH
OCH3
CH2 OH
Metil-α-Dglicosídeo Metil-β-D-glicosídeo
Figura 16. As formas anoméricas do metil-D-glucosídeo.
Oligossacarídeos
Dada à relativa complexidade dos oligassacarídeos e dos polissacarídeos nos organismos 
superiores, é surpreendente que essas moléculas sejam formadas a partir de relativamente poucas 
unidades diferentes de monossacarídeos. Nesse aspecto, os oligo- e polissacarídeos são parecidos 
com as proteínas; ambos formam estruturas complexas baseadas num pequeno número de diferentes 
blocos constitutivos. As unidades dos monossacarídeos incluem as hexoses glucose, frutose, manose 
e galactose e as pentoses ribose e xilose.
Dissacarídeos
Os oligossacarídeos mais simples são os dissacarídeos, que consistem em duas unidades de 
monossacarídeos unidos por uma ligação glicosídica. Como as proteínas e os ácidos nucléicos, cada 
unidade individual em um oligossacarídeos é denominado um resíduo. Os dissacarídeos da Figura 
17 são todos encontrados correntemente na natureza, sendo a sacarose, a maltose e a lactose os mais 
comuns. Cada um é um acetal misto, com um grupo hidroxila formado intramolecular e uma 
hidroxila do outro monossacarídeo. Com exceção da sacarose, cada uma dessas estruturas possuem 
um átomo de carbono anomérico livre não substituído, de modo que cada um desses dissacarídeos é 
um açúcar redutor. A extremidade da molécula contendo um carbono anomérico livre é chamada de 
13
extremidade redutora, e a outra extremidade é chamada de estremidade não redutora. No caso 
da sacarose, ambos os átomos de carbonos anoméricos são substituídos, isto é, nenhum tem um 
grupo −OH livre. Os carbonos anoméricos substituídos não podem ser convertidos à configuração 
aldólica e então não podem participar das reações de oxido-redução características dos açúcares 
redutores. Daí, a sacarose não é um açúcar redutor.
A maltose,isomaltose e celobiose são todas homodissacarídeos porque todas contêm um só 
tipo de monossacarídeo, ou seja, a glucose. A maltose é produzida a partir do amido (um polímero 
de α-D-glucose produzido pelas plantas) pela ação de enzimas amilolíticas (amilases), e é um 
componente do malte, um produto obtido deixando-se grãos (de cevada, em particular) umedecerem 
em água e germinarem. A enzima diástase, produzida durante o processo de germinação, catalisa a 
hidrólise do amido à maltose. A maltose é usa em bebidas (leite maltado, por exemplo) e, quando 
fermentada por levedura, é importante na produção de cerveja. Tanto a maltose como a celobiose, as 
unidades de glucose estão unidas por ligações 1→→→→4, ou seja, C-1 de uma glucose está ligada por 
uma ligação glicosídica ao oxigênio de C-4 da outra glucose. A única diferença é a configuração da 
ligação glicosídica. A maltose existe na configuração α, enquanto a celobiose é β. A isomaltose é 
obtida pela hidrólise de alguns polissacarídeos (como a dextrana), e a celobiose é obtida pela 
hidrólise ácida da celulose. A isomaltose também consiste em duas unidades de glucose com uma 
ligação glicosídica, mas neste caso, C-1 de uma glucose está ligada a C-6 da outra, e a configuração 
é α.
Para designar de forma abreviada a estrutura desses dissacarídeos, usa-se α ou β, para se 
denotar a configuração e um número apropriado par indicar a natureza da ligação. Então, a 
celobiose é Glcβ1−4Glc, enquanto a isomaltose é Glcα1−6Glc. Em geral, a ligação glicosídica é 
escrita com uma seta de modo que a celobiose e a isomaltose podem ser escritas como Glcβ1→4Glc 
e Glcα1→6Glc, respectivamente. Como a ligação do primeiro açúcar está sempre em C-1, uma 
nova tendência é desprezar o 1− ou 1→ e escrever simplesmente Glcβ4Glc e Glcα6Glc, 
respectivamente. Um nome mais completo pode ser usado, todavia, tal que a maltose será O-α-D-
glucopiranosil-(1→4)-D-glucopiranose.
β-D-Lactose (O-β-D-Galactopiranosil-(1→4)-D-glucopiranose (Figura 17) é o principal 
carboidrato do leite e é importância nutricional crítica nos estágios iniciais do desenvolvimento dos 
mamíferos. A lactose não pode ser absorvida diretamente na corrente sangüínea. Ela tem que ser 
quebrada em galactose e glucose pela lactase, uma enzima intestinal que existem em jovens, 
lactantes mas não é produzida em quantidades significantes em mamíferos maduros. A maioria dos 
humanos, com exceção de certos grupos africanos e do norte da Europa, produz só poucos níveis de 
lactase na fase adulta. Para a maioria das pessoas, isto não é problema, mas algumas não toleram 
lactose e sofrem dores intestinais e diarréia após consumo de leite.
Sacarose, ao contrário da lactose é o dissacarídeo de tolerância quase universal. Produzida 
por muitas plantas superiores e conhecido comumente como açúcar de mesa, é um dos produtos d 
fotossíntese e é composto de frutose e glucose. A sacarose tem uma rotação óptica específica, 
[α]D20, de +66,5o, mas uma mistura equimolar de seus monossacarídeos tem uma rotação líquida 
negativa ([α]D20 da glucose é +52,5o e da frutose é −92o). A sacarose é hidrolisada pela enzima 
invertase, assim chamada pela inversão da rotação óptica que acompanha essa reação. A sacarose é 
facilmente hidrolisada por ácido diluído, aparentemente porque a frutose na sacarose está numa 
forma relativamente instável da furanose. Embora a sacarose e a maltose sejam importantes para a 
dieta humana, estes não são absorvidos diretamente no organismo. Tal como a lactose, estas são 
hidrolisada pela sucrase e maltase, respectivamente, no intestino.
14
O
H
H
H
OH
H
OH
H OH
CH2OH
O
O
H
H
H
OH
H OH
CH2OH
HOH
O
H
H
H
OH
OH
H OH
H
CH2OH
O
O
H
H
H
OH
H OH
HOH
CH2OH
O
H
H
H
H
OH
OH
H OH
CH2OH
O
O
H
H
H
OH
H OH
CH2OH
HOH
O
H
H
H
OH
OH
H OH
H
CH2OH
O
OCH2OH
OH
H
H
OH
H
CH2OH
O
H
H
H
OH
OH
H OH
H
CH2OH
O
H
H
H
OH
OH
H OH
CH2
O
HOH
Lactose (galactose-β-1,4-glucose) Maltose (glucose-α-1,4-glucose)
Sacarose (glucose-α-1,2-frutose) Celobiose (glucose-β-1,4-glucose)
Isomaltose (glucose-α-1,6-glucose
Carbono anomérico livre 
(terminal redutor)
Figura 17. As estruturas de alguns dissacarídeos importantes. A notação HOH significa que a configuração pode 
ser tanto alfa como beta.
Oligossacarídeos Maiores
Além dos dissacarídeos simples, muitos outros oligossacarídeos são encontrados em 
procariontes e em eucariontes, tanto ocorrendo naturalmente ou como produtos de hidrólise de 
componentes naturais. A Figura 18 mostra um número de oligossacarídeos, juntamente com a 
descrição de sua origem e características interessantes. Alguns são constituintes de néctares doces 
ou de seivas exsudadas ou extraídas de plantas e árvores. As cicloamiloses são oligossacarídeos 
interessantes e úteis, e em solução podem forma “pockets” moleculares de vários diâmetros. Esses 
pockets são capazes de formar complexos de inclusão estereoespecíficos com moléculas que podem 
ficar retidas dentro dos pockets. Desse modo, misturas de estereoisômeros de pequenas moléculas 
podem ser separados em isômeros puros e colunas de cicloheptamilose, poexemplo.
A estaquiose (Figura 18) é típica dos oligossacarídeos encontrados em grande quantidade 
em feijões, ervilhas, farelos e grãos integrais. Esses oligossacarídeos não são digeridos pelas 
enzimas digestivas, mas são metabolizados facilmente pelas bactérias do intestino. Isto causa 
flatulência que geralmente seguem ao uso desses alimentos. Atualmente, existem produtos 
comerciais que auxiliam na digestão dos componentes produtores de gases desses alimentos. Esses 
produtos contêm uma enzima que hidrolisa os oligossacarídeos no estômago antes deles tornarem-
se disponíveis para as bactérias intestinais.
A amgdalina, que ocorre na amêndoa amarga e nas sementes e caroços das cerejas, 
pêssegos e apricós, quando hidrolisada e com subseqüente oxidação, produz a laetrila, que tem sido 
mencionada como tendo propriedades anticâncer. Mas não há evidências científicas para isso, nem 
o FDA nunca aprovou seu uso nos EUA.
15
O
OH
OH
OH
CH2OH
O
CH2OH
H
O
OH
H
CH2OH
H
O
OOH
OH
OH
CH2OH
Melezitose (um cosntituinte 
do mel)
C H
CN
O O
OH
OH
OH
CH2O O
OH
OH
OH
CH2OH
CHO O
OH
OH
OH
COOH CN
Amigdalina
 (ocorre em sementes de 
Rosaceae, é um glicosídeo da amêndoa 
amarga, em caroços de cerejas, pera e 
abricó)
Laetrile (referida como 
agente anticâncer, mas sem 
nenhuma evidência científca 
rigorosa)
O
O O
O
O O
O
O
O
O
O
O O
O
CH2OH
HOH2C
HOH2C
HOH2C
CH2OH
CH2OH
CH2OH
OH
OH
OH
OH OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
Cicloheptamilose (um produto da 
degradação do amido; usado em 
separações cromatográficas)
O
O
CH2OH
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
OH
CH2
O
OOH
OH
OH
CH2
O
OOH
OH
OH
CH2OH
Estaquiose (um constituinte de muitas 
plantas: jasmin branco, tremoço, lentilha, 
soja: caisa flatulência uma vez que 
humanos não podem digerir)
O
OOH
OH
OH
CH2OH
O
OOH
OH
OH
CH2
O
OHOH
OH
OH
CH2
Destranotriose (um constituinte do saqué e do mel)
Figura 18. As estruturas de alguns oligassacarídeos interessantes.
Polissacarídeos
Estrutura e Nomenclatura
A maioria dos carboidratos na natureza ocorre na forma de polissacarídeos. Por definição, 
polissacarídeos incluem não somente aquelas substâncias compostas sóde resíduos de açúcar 
unidos por laços glicosídicos mas também moléculas que contêm estruturas sacarídeas poliméricas 
ligadas via ligações covalentes a aminoácidos, peptídeos, proteínas, lipídeos e outras estruturas.
Polissacarídeos, também chamados glicanas, consistem de monossacarídeos e de seus 
derivados. Se um polissacarídeo contém só um tipo de molécula de monossacarídeo, este é um 
homopolissacarídeo, ou homoglicana, enquanto aqueles que contêm mais de um tipo de 
monossacarídeo são heteropolissacarídeos, ou heteroglicanas. O constituinte mais comum dos 
polissacarídeos é a D-glucose, mas a D-frutose, D-galactose, L-galactose, D-manose, L-arabinose e 
D-xilose também são comuns. Os derivados comuns de monossacarídeos que são encontrados nos 
polissacarídeos são os aminoaçúcares (D-glucosamina e D-galactosamina), seus derivados (ácido N-
acetilneuramínico e ácido N-acetilmurâmico) e açúcares ácidos simples (ácidos glucorônico e 
idurônico). Os homopolissacarídeos são geralmente denominados pelo nome da unidade de açúcar 
que este contém, de modo que homopolissacarídeos de glucose são chamados de glucanas, 
enquanto os de manose são mananas. Outros homopolissacarídeos são, obviamente, 
galacturonanas, arabinanas, etc.. Os homopolissacarídeos com tipos de ligação uniforme são 
geralmente chamados incluindo a notação que indique tamanho de anel e tipo ligação. Então, a 
celuloses é uma (1→4)-β-D-glucopiranana. Os polissacarídeos se diferem não só do tipo de 
monossacarídeo componente como também no comprimento de suas cadeias e da quantidade de 
ramificações que podem ocorrer. Embora um dado resíduo de açúcar tenha somente um carbono 
anomérico podendo formar uma única ligação glicosídica com grupos hidroxilas de outras 
16
moléculas, cada resíduo de açúcar carrega vários grupos hidroxilas, onde um ou mais dos quais 
pode ser aceptor de substituintes glicosídicos. Isto possibilita formar estruturas ramificadas que 
distinguem os polissacarídeos de proteínas e ácidos nucleicos, que ocorrem só como polímeros 
lineares. 
Funções dos Polissacarídeos
Os polissacarídeos são listados com funções de material de reserva, componentes 
estruturais e de substâncias protetoras. Então, amido e glicogênio, e outros polissacarídeos, são 
completamente metabolizados e proporcionam reservas de energia à célula. A quitina e a celulose 
proporcionam suporte ao exoesqueleto dos artrópodos e plantas verdes, respectivamente. 
Mucopolissacarídeos, como o ácido hialurônico, formam coberturas protetoras nas células animais. 
Em cada caso, o polissacarídeo envolvido tanto pode ser um homopolímero ou um polímero com 
pequenos grupos de unidades repetidas. Pesquisa recentes indicam, contudo, que oligossacarídeos e 
polissacarídeos com estrutura variada podem estar envolvidos em tarefas muito mais sofisticadas 
nas células, incluindo uma variedade de eventos de reconhecimento celular e comunicação 
intercelular.
Polissacarídeos de Reserva
Os polissacarídeos de reserva são carboidratos importantes em plantas e animais. Os 
organismos armazenam os carboidratos na forma de polissacarídeos ao invés de monossacarídeos 
para reduzir a pressão osmótica das reservas de açúcar. Como a pressão osmótica depende do 
número de moléculas, a pressão osmótica é grandemente reduzida pela formação de umas poucas 
moléculas de polissacarídeos contendo milhares (e até milhões) de unidades de monossacarídeos.
Amido
De longe, o amido é o polissacarídeo de reserva mais comum nas plantas, existindo em duas 
formas: αααα-amilose e amilopectina, como mostrado nas Figura 19. A maioria das formas de amido 
na natureza apresenta 10 a 30% de α-amilose e 70 a 90% de amilopectina. Um amido de milho 
típico apresenta 25% de amilose e 75% de amilopectina. A α-amilose é constituída por cadeias 
lineares de D-glucose em ligações α(1→4). As cadeias variam em comprimento, tendo pesos 
moleculares que variam de alguns milhares a meio milhão. As cadeias têm uma extremidade 
redutora e uma não redutora. Embora pouco solúvel em água, a α-amilose em água forma micelas 
que assumem uma forma helicoidal . O iodo (I3-) reage com a α-amilose dando uma cor azul 
intensa, decorrente da inserção do iodo no meio de sua hélice hidrofóbica (Figura 21).
As moléculas de amilose são relativamente pequenas e se apresentam em cadeias formadas 
por algumas centenas de unidades de glicose, ligadas umas às outras, através de uma ligação α-D-
(1→4). A amilose, na presença de iodo, desenvolve uma coloração azul intensa; a amilopectina não 
desenvolve cor azul. A amilopectina, por sua vez, é ramificada e pode apresentar um peso molecular 
que varia de algumas centenas de milhares a milhões, por apresentar milhares de unidades de 
glucose por molécula. A amilopectina pode apresentar outros tipos de ligações, embora predomine 
α-D-(1→4) e α-D-(1→6). A ligação α-D-(1→3) é encontrada na amilopectina do milho tipo waxy, 
uma variedade de milho mutante, descoberta em 1909, na China, cujo amido não apresenta a fração 
amilose, apenas a amilopectina.
17
O
OH
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
O- - - - 
O
OH
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
O
O
O
OH
OH
CH2OH
O
OH
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2
O
O
OH
OH
CH2OH
O
O
OH
OH
CH2OH
O- - - - 
Amilose
Amilopectina
Figura 20. Pontos de quebra da amilopectina pela beta-amilase.
Figura 21. A amilose suspensa em água adota conformação helicoidal. O iodo (I2) pode se inserir no meio da 
hélice produzindo uma coloração azul, que caracteriza a presença de amido.
Figura 19. Estrutura do amido mostrando as ligações glicosídicas alfa-D-(1,4) e 
alfa-D-(1,6).
18
Na planta, o amido ocorre na forma de grânulos. O precursor imediato do amido é a glucose, 
formada pela fotossíntese e dando origem, em seguida, ao amido que se forma nas folhas. Para que 
o amido se forme em outras partes da planta (onde não ocorre fotossíntese), este tem que ser 
convertido a sacarose, que é transportada para área onde o amido vai ser produzido para que este 
seja ressintetizado. O amido é armazenado nas células vegetais no estroma dos plastídios (organelas 
da célula vegetal) de dois tipos: cloroplastos, onde ocorre a fotossíntese, e amiloplastos, plastídios 
que são corpos especializados no acúmulo de amido. Quando o amido precisa ser mobilizado e 
usado pela planta, ele é quebrado em seus componentes monossacarídeos. O amido é convertido em 
seus monossacarídeos por clivagem gradual fosforolítica das unidades de glucose, catalisada pela 
amido fosforilase. Esta é uma reação típica de fosforilação, cujos produtos são uma molécula de 
glucose-1-fosfato e uma molécula de amido com uma unidade de glucose a menos. Na α-amilose, 
este processo continua ao longo de toda a cadeia até o terminal ser atingido. Porém, os pontos de 
ramificação α(1→6) da amilopectina não são suscetíveis à clivagem pela fosforilase, e a digestão 
completa da amilopectina pela fosforilase deixa uma dextrina limite, que pode ser atacada por uma 
α(1→6)-glucosidase que clica os pontos de ramificação 1→6 e permite uma completa hidrólise das 
ligações 1→4 remanescentes.
Nos animais, a digestão e utilização do amido das plantas começa na boca com a α-amilase 
salivar (α(1→4)-glucana 4-glucanohidrolase), a principal enzima secretada pelas glândulas 
salivares. Embora a capacidade de produzir e secretar a α-amilase salivar e disseminad a no mundo 
animal, alguns animais (gatos, cães, pássaros e cavalos) não a secretam. A α-amilaseé uma 
endoamilase que quebra ligações glicosídicas α(1→4) só no meio da cadeia. O amido bruto não é 
suscetível à endoamilase salivar. No entanto, quando uma suspensão de grânulos de amido é 
aquecida, os grânulos incham, absorvendo água e permitindo que o polímero torne-se mais 
acessível à enzima. Por isso, o amido cozido é mais digestível. No estômago, a α-amilase salivar é 
inativada pelo baixo pH, mas a secreção pancreática também contém α-amilase. A β-amilase, uma 
enzima ausente em animais, mas presente em plantas e microrganismos, quebra o amido em 
unidades de dissacarídeo (maltose) a partir da extremidade da cadeia, sendo uma exoamilase. Mas 
nem a α-amilase nem a β-amilase podem quebrar os pontos de ramificação α(1→6) da amilopectina 
e, outra vez, a α(1→6)-glucosidase é necessária para quebrar os pontos de ramificação e permitir 
uma hidrólise completa da amilopectina do amido.
Glicogênio
A principal forma de polissacarídeo de armazenamento em animais é o glicogênio. O 
glicogênio é encontrado principalmente no fígado (cerca de 10% da massa do fígado) e no músculo 
esquelético (contando com 1 a 2% da massa muscular). O glicogênio hepático consiste de grânulos 
contendo moléculas altamente ramificadas, com ramificações α(1→6) ocorrendo a cada 8 a 12 
unidades de glucose. Tal como a amilopectina, o glicogênio produz uma cor violácea com iodo. O 
glicogênio pode ser hidrolisado tanto por α- como β-amilases, produzindo glucose e maltose, 
respectivamente, como produtos e pode também ser hidrolisado pela glicogênio fosforilase, uma 
enzima presente nos tecidos hepático e muscular, que libera glucose-1-fosfato.
Dextranas
As dextranas são uma importante família de polissacarídeos de reserva, formadas por 
unidades de glucose unidas por ligações α(1→6) e com ramificações, encontradas em leveduras e 
bactérias (Figura 22). Como a cadeia principal é formada por ligações α(1→6), a unidade repetida é 
a isomaltose, Glcα(1→6)-Glc e os pontos de ramificação podem ser 1→2, 1→3 ou 1→6 e m várias 
espécies. O grau de ramificação e o tamanho médio das cadeias depende da espécie ou linhagem do 
organismo. Bactérias que crescem na superfície dos dentes produzem acúmulo extracelular de 
dextranas, que é um importante componente da placa dental. A dextrana bacteriana são geralmente 
usadas em laboratórios de pesquisa como meio suporte para cromatografia em coluna de 
19
macromoléculas, num produto conhecido comercialmente como Sephadex.
O
O.OH
OH
OH
O
OOH
OH
OH
O
OOH
OH
OH
CH3
Dextrana
Figura 22. A dextrana é um polímero ramificado de D-glucose. A cadeia principal é de ligações alfa(1,6), mas 
ramificações são alfa (1,2), (1,3) ou (1,4).
Polissacarídeos Estruturais
Celulose
Os polissacarídeos estruturais têm propriedades dramaticamente diferentes daquelas dos 
polissacarídeos de reserva, muito embora as composições dessas duas classes sejam semelhantes. O 
polissacarídeo estrutural celulose é o polímero natural mais abundante no planeta. Encontrada na 
parede celular de quase todas as plantas, a celulose é um dos principais componentes que lhes dão 
estrutura física e resistência. A madeira e a casca das árvores são insolúveis, altamente estruturas 
altamente organizadas formadas a partir de celulose e também lignina. É assustador olhar para uma 
grande árvore é suportada por uma estrutura polimérica derivada de açúcares e alcoóis. A celulose 
também tem um lado delicado. O algodão, que é usado na confecção de tecidos e roupas. Outros 
derivados da celulose, como os acetatos de celulose, conhecidos simplesmente como acetatos, que 
têm aparência de seda, e são usados em roupas, lingeries, estofados e roupas finas.
A celulose é homopolímero de unidades de D-glucose, igual a α-amilose. A diferença 
estrutural que altera completamente as propriedades do polímero, é que a, na celulose, as unidades 
de glucose estão ligadas por ligações glicosídicas β(1→4), enquanto que a α-amilose é α(1→4) 
(Figura 23). O que dá mais estabilidade à estrutura da celulose é que nas ligações β(1→4) ocorre 
um giro alternado de 180o nas unidades de glucose, fazendo com que as cadeia de celulose adote 
uma conformação completamente linear, referida como uma fita estendida (Figura 23 e 24). A 
justaposição de algumas dessas cadeias permite um eficiente intercâmbio de pontes de hidrogênio, 
que é a base de uma boa parte da resistência da celulose.
O
O.
H
OH
H
OH
HH
CH2OH
H
O
OH
OH
HOH
H
H
HOH2C
H
O.
Unidades de D-glucose unidas por ligações αααα-1,4. Unidades de D-glucose unidas por ligações ββββ-1,4.
O
H
OH
H
OH
OH
CH2OH
H
O.
OH
OH
H
OH
OH
CH2OHH
O
O.
H
OH
H
OH
H
H
CH2OH
H
(a) (b)
Figura 23. (a) Amilose, constituída por ligações alfa-D-(1,4), adota conformação helicoidal e (b) a celulose, 
beta(1,4), é extendida com a alternação de 180o de rotação da glucose.
As cadeias de celulose formam lâminas achatadas que se posicionam lado a lado e são 
unidas por pontes de hidrogênio. As folhas são colocadas uma sobre a outra de modo que encaixem 
20
de forma desencontrada, do mesmo modo que se colocam tijolos para se dar estabilidade a uma 
parede. A celulose é extremamente resistente à hidrólise, seja por ácido ou por amilase digestiva. 
Por isso, a maioria dos animais, incluindo humanos, não podem digerir a celulose nem a um grau 
insignificante. Os ruminantes, tais como gado, cervídeos, girafas e camelos, são uma exceção por 
causa das bactérias que vivem no rúmen, que secretam a enzima celulase, uma β−glucosidase 
efetiva na hidrólise da celulose. A glucose resultante é metabolizada por um processo de 
fermentação que produz ácidos graxos voláteis que fornecem energia ao animal hospedeiro. 
Termitas e outros xilófagos que contêm bactérias que secretam celulases em seu trato digestivo de 
forma similar conseguem digerir a celulose.
O
H
OH
H
OH
OH
CH2OH
H
O.
OH
OH
H
OH
OH
CH2OHH
O
O
H
OH
H
OH
H
H
CH2OH
H
O
H
OH
H
OH
H
CH2OHH
O
H
.
.
Celulose
O
H
NH
H
OH
OH
CH2OH
H
O.
OH
NH
H
OH
OH
CH2OHH
O
O
H
NH
H
OH
H
H
CH2OH
H
O
H
NH
H
OH
H
CH2OHH
O
H
.
.
C O
CH3
C O
CH3
C O
CH3
C O
CH3
Quitina
Unidades de N-acetilglucosamina
O
H
OH
H
OH
OH
CH2OH
H
O.
O
H
OH
H
OH
OH
CH2OHH
O
O
H
OH
H
OH
H
H
CH2OH
H
O
H
OH
H
OH
H
CH2OHH
O
H
.
.
CH4
Manana
Unidades de manose
O
H
OH
H
OH
OH
COO
-H
O.
O
H
OH
H
OH
OH
COO
-
H
O
O
H
OH
H
OH
H
H
COO
-
H
O
H
OH
H
OH
H
COO
-
H
O
H
.
.
Poli (D-Manuronato)
O
H
COO-
H OH
HO
OH
H
O
O
H OH
H
OH
O.
H
COO-
H
O
H
COO-
H OH
HO.
OH
H
O
O
H OH
H
OH
H
COO-
H
Poli (L-Guluronato)
Figura 24. Tal como a celulose, quitina, manana e poli(D-manuronato) formam fitas estendidas e que se alinham 
juntas eficientemente devido à vantagem das múltiplas pontes de H.
Quitina
A quitina é um polissacarídeo similar à celulose, tanto em sua função biológica e em suas 
estruturas primária, secundária e terciária. A quitina está presente nas paredes celulares de fungos e 
é o material fundamental no exoesqueleto de crustáceos, insetos e aracnídeos. A estrutura da quitina 
é uma fita estendida idêntica à celulose, excetopor o grupo −OH em cada C-2 ser substituído por 
−NHCOCH3, tal que as unidades repetidas sejam N-acetil-D-glucosaminas unidas por ligações 
β(1→4) (Figura 24). Igual a celulose, as cadeias de quitina formam fitas estendidas e se dispõem 
lado a lado formando uma estrutura cristalina fortemente mantida por pontes de hidrogênio. Uma 
significante diferença entre celulose e quitina está no arranjo das cadeias. O arranjo pode ser 
paralelo (as extremidades redutoras de um feixe de cadeias todas juntas numa só extremidade) ou 
antiparalela (cada folha de cadeias tendo as cadeias arranjadas de modo oposto entre as folhas de 
21
cima e as de baixo). A celulose natural parece ocorrer somente em arranjos paralelos. A quitina, 
todavia, parece ocorrer em três formas, às vezes todas em um mesmo organismo. A α-quitina é um 
arranjo todo paralelo de cadeias, enquanto a β-quitina é um arranjo antiparalelo. Na δ−quitina, 
imagina-se que a estrutura envolve pares de folhas paralelas separadas por uma simples folha 
antiparalela.
A quitina é o segundo maior polímero carboidrato mais abundante (depois da celulose). Sua 
imediata disponibilidade permite muitas possibilidades de aplicação industrial. Uma cobertua à base 
de quitina pode aumentar o tempo de prateleira de frutas, e um derivado da quitina que se liga aos 
átomos de ferro na carne retardando as reações que causam rancidez e perda de sabor. Sem esta 
cobertura, o ferro na carne ativa o oxigênio da ar, formando radicais livres reativos que atacam e 
oxidam lipídeos polinsaturados, causando a perda de sabor associada à rancidez.
Alginatos
Uma família de estruturas em fitas estendidas que se liga a íons metálicos, particularmente 
cálcio, em sua estrutura são os polissacarídeos alginatos da alga marinha marrom (Phaeophyceae). 
Estas incluem poli(ββββ-D-manuronato) e poli(αααα-L-guluronato), que são cadeias com ligações 
(1→4) formadas por ácido β-manurônico e ácido α-gulurônico, respectivamente. Ambos destes 
polímeros são encontrados juntos na maioria dos alginatos marinhos, emboram apresentes grandes 
diferentes extensões, e cadeias mistas contendo ambos monômeros também são encontradas (Figura 
24). 
por
Agarose
Uma importante mistura de polissacarídeos isolada da alga vermelha marinha 
(Rhodophyaceae) é o ágar, que consiste de dois componentes, agarose e garopectina. A agarose é 
uma cadeia de D-galactose alternada com 3,6-anidro-L-galactose, com cadeias laterais de 6-metil-
D-galactose. A agaropectina é semelhante, mas contém em adição um éster como cadeia lateral e 
ácido D-glucorônico. A estrutura tridimensional da agarose é uma dupla hélice como um parafuso 
de eixo de três passos cada hélice. A cavidade central é grande o bastante para acomodar moléculas 
de água. Agarose e agaropectina formam géis contendo grande quantidades de água (mais de 
99,5%). A agarose pode ser processada para remover a maior parte dos grupos carregados, 
produzindo um material (nome comercial Sepharose) usado para purificação de macromoléculas em 
cromatografia por exclusão em gel. Pares de cadeias formam duplas hélices que se agregam em 
feixes para formar um gel estável.
Glicosaminoglicanas
Os polissacarídeos conhecidos como glicosaminoglicanas estão envolvidos em uma 
variedade de funções extracelulares (e algumas vezes intracelulares). As glicosaminoglicanas 
consistem de cadeias lineares de dissacarídeos repetidos nos quais uma das unidades de 
monossacarídeos é uma aminoaçúcar e uma (ou ambas) das unidades de monossacarídeos contém 
pelo menos um grupo sulfato ou carboxilato carregado negativamente. As estruturas repetidas 
encontradas comumente nas glicosaminaglicanas são mostradas na Figura 25. A heparina, com a 
maior carga negativa líquida de dissacarídeos, é uma substância anticoagulante natural. Ela se liga 
fortemente com a antitrombina III (uma proteína envolvida na bloqueio do processo de coagulação) 
e inibe a coagulação sanguínea. As moléculas de hialuronato pode consistir de em torno de 25000 
unidades de dissacarídeos, com peso molecular acima de 107. Os hialuronatos são importantes 
componentes do humor vítreo no olho e do fluido sinovial, o fluido lubrificante das articulações no 
corpo. Os sulfatos de condroitinas e de querana são encontrados nos tendões, cartilagens e em 
outros tecidos conjuntivos, enquanto queo o dermatan sulfato, como implica o seu nome, é um 
componente da matriz extracelular da pele. As glicosaminaglicanas são constituintes fundamentais 
das proteoglicanas.
22
O
H
H
-O2SO
H
H NH
CH2OH
H
O
H
H
H
OH
H OH
COO −
H
O
.
O .
C
CH3
O
O
H
H
H
OH
H NHOSO 2
-
CH2OSO 2
-
H
O
O
H
H
H
OH
H OSO 2
-
COO −
H
O. .
C
CH
3
OO
H
H
H
OH
H OH
COO −
H
O
.
O
H
H
OH
H
H NH
CH2OSO 2
-
H
O .
O
H
H
H
OH
H OH
COO −
H
O
.
O
H
H
H
OH
H NH
CH2OH
H
O .
C
CH3
O
O
H
COO -
H
OH
H OH
H
H
.
O
O
H
H
-O2SO
H
H NH
CH2OH
H
O .
C
CH3
O
CH2OSO2
-
O
H
H
H
CH3
H NH
H
O .
C
CH3
OO
H
H
OH
H
H OH
CH2OH
H
.
O
Condroitina-4-sulfato Heparina
Condroitina-6-sulfato Hialuronato
Dermatan sulfato
D-glucoronato
N-acetil-D-galactosamina-
-4-sulfato D-glucoronato- N-Sulfonil-D-glucosamina- 
2-sulfato 6-sulfato
D-glucoronato
N-Acetil-D-glucosamina
D-glucoronato
N-Acetil-D-glucosamina
L-Iduronato
N-Acetil-Dgalactosamina-
4-sulfato
D-Galactose
 
N
-Sulfonil-D-glucosamina-
 6-sulfato
β β
β β
β
α α
β
ββ
Figura 25. As glicosaminaglicanas são formadas a partir da repetição da combinação de dissacarídeos. As 
glicosaminaglicanas são componentes dos proteoglicanas.