CARBOIDRATOS - resumo bioquímica

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CARBOIDRATOS 
 
DEFINIÇÃO:   polimeros   que   são   poli­hidroxialdeídos   ou   poli­hidroxicetonas, 
ou   substâncias   que   geram   esses   compostos   quando   hidrolisadas.   Muitos   carboidratos 
têm   a   fórmula   empírica   (CH2O) n . 
 
FUNÇÕES:  
● Agem   como   elementos   estruturais  
● protetores   nas   paredes   celulares   bacterianas   e   vegetais 
● lubrificantes   de   articulações 
● auxiliam   no   reconhecimento   e   adesão   celular 
● glicoconjugados   (glicoproteinas   ou   glicolipidios):   sinalização   intracelular   ou 
destino   metabolico 
 
CLASSIFICAÇÃO: 
monossacarídeos,   dissacaraídeos,   oligossacarídeos   e   polissacarídeos 
 
1) monossacarídeos: 
○ açúcar   mais   simples 
○ formados   por   aldoses   ou   cetoses   com   2   ou   mais   (OH).  
○ sólidos   cristalinos   e   incolores 
○ solúveis   em   água   (por   causa   dos   muitos   OH   na   estrutura) 
○ compostos   de   3C   a   7C 
○ tem   1   ou   +   carbonos   quirais 
i) vão   determinar   coisas   importantes,   como   as   formas   isoméricas   e 
os   seus   estereoisômeros   (se   serão   D   ou   L   ­   rel.   a   ligação   do   OH 
ao   carbono   mais   distante   do   C   do   C=O) 
ii) Forma   D:   Hidroxila   do   carbono   de   referência   à   Direita   //   Forma   L: 
Hidroxila   do   carbono   de   referência   à    LEFT. 
iii) Esse   estereoisomerismo   é   biologicamente   importante   porque   as 
enzimas   que   agem   sobre   os   açúcares   são   absolutamente 
estereoespecíficas. 
iv) Geralmente,   uma   molécula   com   n   centros   quirais   pode   ter   2 n 
estereoisômeros. 
 
○ os   que   tem   mais   de   4C   normalmente   ciclizam. 
i) resultado   de   uma   reação   geral   entre   álcoois   e   aldeídos   ou 
cetonas   para   formar   derivados   chamados   de    hemiacetais . 
ii) O   1C   se   junta   ao   5C   ou   6C.   O   oxigênio   da   carbonila   vira   uma 
hidroxila.   O   1C,   antes   como   C=O,   vira   um    “carbono 
anomérico” . 
iii) Construção   do   anel:    Se   um   grupo   hidroxila   estiver   à   direita   na 
projeção   de   Fisher,   ele   é   colocado   apontando   para   baixo   (ou   seja, 
abaixo   do   plano   do   anel)   na   perspectiva   de   Haworth;   se   ele 
estiver   à   esquerda   na   projeção   de   Fisher,   é   colocado   apontando 
para   cima   (ou   seja,   acima   do   plano)   na   perspectiva   de   Haworth.
 
iv) Os   compostos   com   anéis   de   seis   membros   são   chamados   de 
piranoses ,   pois   se   assemelham   ao   composto   em   anel   de   seis 
membros   pirano.  
v) A   hidroxila   no   carbono   anomérico   pode   apontar   para   cima   ou 
para   baixo.   Quando   a   hidroxila   anomérica   de   uma   D­hexose 
estiver   no   mesmo   lado   do   anel   que   o   C­6,   a   estrutura   é,   por 
definição,   BETA;   quando   estiver   do   lado   oposto   do   C­6,   a 
estrutura   é   ALFA. 
   Os   anômeros   a   e   b   da   D­glicose   se   interconvertem   em   solução 
aquosa   por   um   processo   chamado   de    mutarrotação .   (abrem   a 
cadeia   e   fecham   dnv   em   forma   a   ou   b) 
 
 
 
○ Açúcares   redutores 
i) Os   monossacarídios   (açúcares)   podem   ser   oxidados   por   agentes 
oxidantes   relativamente   suaves,   tais   como   os   íons   férrico   (Fe3+) 
ou   cúprico   (Cu2+).   O   carbono   do   grupo   carbonila   é   oxidado   a 
carboxila. 
ii) Açúcares   redutores   apresentam   extremidade   da   cadeia   carbônica 
com   carbonos    não   impedidos   para   reagirem,   conhecidos   como 
carbonos   anoméricos ,   isto   é,   carbonos   que    não   estão 
envolvidos   em   ligações   glicosídicas ,   como   por   exemplo   a 
maltose   e   a   galactose.  
iii) A   sacarose   é   um   açúcar   não   redutor,   mas   a   glicose   e   a   frutose, 
produtos   da   degradação   da   sacarose,   são   redutores.   A   sacarose 
é   um   dissacarídeo   composto   pelos   monossacarídeos   da   glicose   e 
da   frutose.   Os   açúcares   redutores   possuem   grupos   aldeídos   e 
cetonas   livres   na   cadeia   e   são   chamados   redutores   por   atuarem 
como   agentes   redutores,isto   é,   que   sofrem   oxidação. 
 
2) dissacarídeos 
○ 2   monossacarídeos   unidos   covalentemente   por   uma   ligação   O­glicosídica 
(formada   pela   reação   entre   grupos   OH   de   dois   monossacarídeos 
diferentes). 
○ Exemplos:   sacarose   e   maltose. 
○ Composto   resultante   é   chamado   de   glicosídeo.
 
○ Na   descrição   de   dissacarídeos   ou   polissacarídeos,   a   extremidade   de   uma 
cadeia   com   um   carbono   anomérico   livre   (não   envolvido   em   ligação 
glicosídica)   normalmente   é   chamada   de    extremidade   redutora. 
 
 
 
 
 
3) polissacarídeos 
○ compostos   de   20   até   milhares   de   monossacarídeos. 
○ maioria   dos   carboidratos   na   natureza   encontram­se   dessa   forma. 
○ diferem   um   dos   outros   no(a): 
­ identidade   das   unidades   que   os   compõe, 
­ comprimento   da   cadeia, 
­ tipos   de   ligação   unindo   as   unidades, 
­ grau   de   ramificação. 
 
○ Podem   ser   classificados   em    homopolissacarídeos    (repetição   de   1   tipo   de 
monossacarídeo)   ou    heteropolissacarídeo    (diferentes   unidades 
repetidas). 
 
principais   homopolissacarídeos: 
 
AMIDO: 
 
● maioria   das   células   vegetais   possui   a   capacidade   de   sintetizar 
● contém   dois   tipos   de   polímero   de   glicose,   amilose   (cadeias   longas   e   simples   de 
D­glicose)   e   amilopectina   (cadeias   longas   e   ramificadas   de   Glicose). 
 
GLICOGÊNIO 
 
● é   mais   ramificado   (em   média   a   cada   8   a   12   resíduos)   e   mais   compacto   do   que   o 
amido. 
● presente   no   fígado   e   nos   musculos   esqueleticos 
● seus   grânulos   são   armazenados   juntamente   com   enzimas   responsáveis   pela 
síntese   e   degradação   do   glicogênio.. 
● armazenamento   inativo   da   glicose.  
 
● POR   QUE   NÃO   ARMAZENAR   A   GLICOSE   EM   FORMA   MONOMÉRICA? 
R.:   a)   concentração   da   glicose   nor   mamíferos   é   no   maximo   de   5mM. 
                  b)   contribui   par   a   osmolaridade   >>   ser   guardada   como   uma   estrutura   apolar 
faz   com   que   não   haja   tanto   deslocamento   de   água   para   o   citosol   onde   seria 
armazenada. 
 
CELULOSE 
 
● substância   fibrosa,   resistente   e   insolúvel   em   água   (encontrada   na   parede   celular 
nas   plantas) 
● Polimero   linear   de   ate   15   mil   residuos   de   b­D­glicose   unidos   por   lig   glicosidicas 
● CONFORMAÇÃO   +   ESTAVEL:   aquela   na   qual   cada   cadeira   gira   180º   em 
relação   aos   vizinhos,   o   que   gera   uma   cadeia   reta   e   estendida 
● maioria   dos   animais   não   consegue   digerir   pois   não   possuem   a   “celulase”,   enzima 
que   quebra   as   ligações   B1­4   (lig   que   atribuem   a   estrutura   fibrosa   e   fazem   as 
ligações   cruzadas). 
 
 
QUITINA 
 
● A   única   diferença   química   em   comparação   com   a   celulose   é   a   substituição   de   um 
grupo   de   hidroxila   em   C­2   por   um   grupo   de   amina   acetilado. 
● polisscarídeo   estrutural   >>   exoesqueleto 
● 2º   polisscarideo   mais   abundante   na   natureza 
 
principais   heteropolissacarídeos 
 
● são   estruturais. 
● formadores   de   camadas   externas   de   bactérias   e   plantas. 
● Os   polímeros   lineares   encontram­se   lado   a   lado   na   parede   celular,   cruzadamente 
ligados   por   peptídeos   curtos,   cuja   estrutura   exata   depende   da   espécie      bacteriana. 
● impedem   o   inchaço   ea   lise   celular   devidos   à   entrada   osmótica   de   água. 
 
penicilina   e   lisozima   :    hidrolisam   as   ligações   glicosídicas   (b1   ­   4)   entre   as   cadeias 
principais. 
 
ÁGAR: 
 
● mistura   de   heteropolissacarídeos   sulfatados   compostos   por   D­galactose   e   um 
derivado   de   L­galactose. 
● A   agarose   (Mr   150.000)   é   o   componente   do   ágar   que   possui   menos 
grupamentos   carregados   (sulfatos,   piruvatos) 
● Sua   propriedade   singular   de   formar   géis   a   torna   útil   nos   laboratórios   de 
bioquímica. 
 
MATRIZ   EXTRACELULAR 
 
● O   espaço   extracelular   dos   tecidos   dos   animais   multicelulares   é   preenchido   com 
um   material   semelhante   a   gel,   a   matriz   extracelular   (MEC),   também   chamada   de 
substância   fundamental. 
● composta   por   uma   rede   entrelaçada   de   polissacarídeos   e   proteínas   fibrosas, 
como   colágenos,   elastinas   e   fibronectinas   fibrilares. 
● Esses   heteropolissacarídeos,    os   glicosaminoglicanos ,   formam   uma   família   de 
polímeros   lineares   compostos   por   unidades   de   dissacarídeo   repetidas. 
● Os   glicosaminoglicanos   sulfatados   são   ligados   a   proteínas   extracelulares   para 
formarem   proteoglicanos. 
 
1. ácido   hialurônico   (hialuronana) 
 
● contém   resíduos   alternados   de   ácido   D­glicurônico   e   N­acetilglicosamina.  
● ele   forma   soluções   claras,   altamente   viscosas,   que   funcionam   como   lubrificantes 
no   líquido   sinovial   das   articulações   e   geram   a   consistência   gelatinosa   do   humor 
vítreo   nos   olhos   dos   vertebrados   (a   palavra   grega   hyalos   significa   “vidro”;   o   ácido 
hialurônico   pode   ter   aparência   vítrea   ou   translúcida) 
● componente   da   matriz   extracelular   de   cartilagens   e   tendões,   onde   auxilia   na 
esistência   à   tensão   e   elasticidade. 
 
OUTRAS   GAGs: 
● em   geral   são   polímeros   muito   mais   curtos,  
● estão   covalentemente   ligados   a   proteínas   específicas   (proteoglicanos),  
● e   uma   ou   as   duas   unidades   monoméricas   são   diferentes   daquelas   do   ácido 
hialurônico 
 
2.   queratan­sulfatos  
 
● o   conteúdo   de   sulfato   é   variável. 
● Estão   presentes   em   cartilagens,   ossos   e   várias   estruturas   córneas   formadas   por 
células   mortas:   chifres,   cabelos,   cascos,   unhas   e   garras. 
 
3.   heparan­sulfato 
 
● sintetizado   por   todas   as   células   animais 
● contém   arranjos   variados   de   açúcares   sulfatados   e   não   sulfatados 
● segmentos   sulfatados   da   cadeia   permitem   a   interação   com   um   grande   número 
de   proteínas. 
● heparina   é   uma   forma   fracionada   do   heparan­sulfato,   derivada   principalmente 
● de   mastócitos   (tipo   de   leucócito).   Ela   é   um   agente   terapêutico   utilizado   para   inibir 
a   coagulação   sanguínea   por   sua   capacidade   de   se   ligar   à   antitrombina,   um 
inibidor   de   proteases.  
 
4) glicoconjungados 
○ normalmente   utilizados   para      a   transmissão   de   informação, 
“pelos”. 
FUNÇÕES: 
proteção, 
   reconhecimento   e   adesão   celular, 
   migração   celular, 
diferenciação   celular 
coagulação   celular   (heparina) 
resposta   imunologica   (Igs   e   Ac) 
 
PROTEOGLICANOS 
● principais   componentes   da   ME. 
● uma   ou   +   cadeias   de   GAGs   sulfatadas   +   proteina   de   membrana   ou   secretada. 
○ sindecanos:    no   qual   se   ligam   o   heparan­sulfato   e   sulfatado   de 
condroitina. 
○ glipicanos:    normalmente   relacionado   a   lipideos. 
● podem   formar   grandes   agregados   e   fibras. 
ex.:   lectinas:   encontradas   em   todos   os   organismos.   Proteínas   que   ligam 
carboidratos   com   alta   especificidade.   Podem   reconhecer   antigenos,   celula­celula 
ou   hormonios   glicosilados. 
 
GLICOLIPIDEOS 
● componentes   da   membrana   plasmática   nos   quais   a   ponta   hirofilica   é   um 
oligossacarídeo. 
● Ex.:   gangliosídeos   ­   glicolipidios   de   membrana   +   porção   de   açúcares   que   vão 
determinar   o   tipo   sanguíneo   (A,   B   ou   AB)   ou   a   ausência   de   açúcar   (tipo   O).