Resumo Carboidratos - Lehninger

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CARBOIDRATOS
VISÃO GERAL
Os carboidratos são as moléculas orgânicas mais abundantes na natureza. Eles possuem grande variedade de funções, que incluem o fornecimento de fração significativa da energia na dieta da maioria dos organismos e a atuação como forma de armazenamento de energia no corpo e como componentes da membrana celular, mediando algumas formas de comunicação intercelular. Os carboidratos também servem como componentes estruturais de muitos organismos, incluindo a parede celular de bactérias, o exoesqueleto de muitos insetos e as fibras de celulose das plantas. A fórmula empírica para muitos dos carboidratos mais simples é (CH2O)n, daí o nome "hidratos de carbono". ~n = 3-7
ESTRUTURA
Aldose ou cetose
Forma linear ou cíclica
Todos os monossacarídeos, com exceção da di-hidroxiacetona, contêm um ou mais átomos de carbono assimétrico (quirais) e, portanto, ocorrem em formas isoméricas opticamente ativas. 
CLASSIFICAÇÃO
Monossacarídeos
Uma única unidade poli-hidroxicetona ou poli-hidroxialdeído. O monossacarídeo mais a abundante na natureza é o açúcar de 6 carbonos D-glicose, algumas vezes chamado de dextrose.
Quando têm 4 ou mais carbonos, tendem a formar estruturas cíclicas.
Oligossacarídeos
Cadeias curtas de unidades de monossacarídeos, unidas por ligações glicosídicas. Os mais abundantes são os dissacarídeos.
Maltose: glicose + glicose
Lactose: glicose + galactose
Sacarose: glicose + frutose
Em células, a maioria dos oligossacarídeos constituídos por três ou mais unidades não ocorre como moléculas livres, mas sim ligadas a moléculas que não são açúcares, formando glicoconjugados. 
Polissacarídeos
Polímeros de açúcar com mais de 20 unidades de monossacarídeos. 
Celulose: cadeia linear
Glicogênio: cadeia ramificada
Ambos são formados por unidades repetidas de D-glicose, mas diferem no tipo de ligação glicosídica diferentes propriedades e funções.
MONOSSACARÍDEOS E DISSACARÍDEOS
Muitos átomos de carbono aos quais os grupos hidroxila estão ligados são centros quirais, o que origina muitos esteroisômeros de açúcares. É tão difícil encaixar o esteroisômero errado dentro do sítio de ligação de uma enzima quanto é difícil colocar a sua luva esquerda na mão direita.
Geralmente, uma molécula com n centros quirais pode ter esteroisômeros.
Dois açúcares que diferem apenas na configuração de um carbono são chamados epímeros.
Os monossacarídeos são sólidos cristalinos e incolores plenamente solúveis em água, mas insolúveis em solventes apolares. 
As hexoses incluem a aldo-hexose D-glicose e a ceto-hexose D-frutose e são os monossacarídeos mais comuns na natureza.
Em sua maioria, as hexoses dos organismos vivos são isômeros D. (Lembrando que os aminoácidos encontrados nas proteínas são isômeros L.)
Os carbonos de um açúcar começam a ser numerados a partir da extremidade da cadeia mais próxima ao grupo carbonil.
Os monossacarídeos comuns têm estruturas cíclicas
Em solução aquosa, os monossacarídeos com cinco ou mais carbonos ocorrem predominantemente como estruturas cíclicas, nas quais o grupo carbonil está formando uma ligação covalente com o oxigênio de um grupo hidroxila presente na cadeia hemiacetais/hemicetais
A adição de uma segunda molécula de álcool produz o acetal ou cetal completo, e a ligação formada é a ligação glicosídica.
Esteroisomeria α e β
Formas isoméricas que diferem somente na configuração do átomo de carbono anomérico (o átomo de carbono com a carbonila).
Mutarrotação: interconversão dos anômeros α e β
Glicídeos redutores
Se o grupo hidroxila ligado ao carbono anômero de um glicídio na forma cíclica não estiver ligado a qualquer outro composto por uma ligação glicosídica, o anel poderá ser aberto. Esse glicídio poderá atuar como agente redutor. 
Maltose – redutor
Lactose – redutor
Sacarose – não redutor 
POLISSACARÍDEOS
Também chamados de glicanos
Homopolissacarídeos – apenas uma única espécie monomérica
Heteropolissacarídeos – dois ou mais tipos diferentes
Ex. de homopolissacarídeos: amido e glicogênio (formas de armazenamento para monossacarídeos utilizados como combustíveis); celulose e quitina (atuam como elementos estruturais em paredes celulares de plantas e exoesqueleto de animais).
Ao contrário das proteínas, os polissacarídeos geralmente não têm massas moleculares definicas. Essa diferença é uma consequência dos mecanismos de construção dos dois tipos de polímero. As proteínas são sintetizadas a partir de um molde, com sequência e comprimento definidos. Para a síntese de polissacarídeos, não existe molde; em vez disso o programa de síntese de polissacarídeos é intrínseco às enzimas que catalizam a polimerização das unidades monoméricas. Os produtos variam em comprimento.
Estocagem de combustível
Amido – células vegetais
Glicogênio – células animais
Ambos ocorrem intercelularmente em grandes agrupamentos ou grânulos
O amido contém dois tipos de polímero de glicose, a amilose e a amilopectina:
Amilose: cadeias longas e não ramificadas de resíduos de D-glicose conectados por ligações α(14)
Amilopectina: altamente ramificada. Resíduos sucessivos por α(14); ramificações α(16). Várias pontas não redutoras e uma ponta redutora.
O glicogênio também é um polímero de subunidades de glicose, porém, é mais ramificado e mais compacto do que o amido. É especialmente abundante no fígado e também está presente no músculo esquelético. 
Como cada ramificação do glicogênio termina com uma unidade de açúcar não redutora, uma molécula de glicogênio com n ramificações tem n+1 estremidades não redutoras. E apenas uma unidade redutora.
Quando o glicogênio é utilizado como fonte de energia, as unidades de glicose são removidas uma de cada vez a partir da extremidade não redutora.
Por que não armazenar glicogênio na sua forma monomérica?
O glicogenio é insuluvel e assim contribui muito pouco para a pressão osmótica intracelular. Se a glicose fosse armazenada na forma anomérica, a osmolaridade da celula iria aumentar com consquente aumento do volume intracelular que pode levar a lise celular.Alem disso se a glicose fosse armazenada na forma monomérica, a sua concentração intracelular iria aumentar e a célula teria que gastar muita energia para capturar mais glicose do liquido extracelular visto que a concentração intracelular de glicose seria maior que a extracelular.
Ou seja, questão de concentração. Se a glucose fosse armazenada na forma monomérica, a concentração intracelular seria maior que a extracelular, dessa forma, seria preciso gasto energético para captação de glucose, pois haveria um gradiente de concentração a ser vencido.
Celulose
Substância fibrosa, resistente e insolúvel encontrada na parede celular de plantas.
Assim como a amilose, a celulose é um homopolissacarídeo linear e não ramificado. Entretanto, existe uma importante diferença: na celulose, os resíduos de D-glicose têm a configuração β, enquanto que na amilose a glicose está em configuração α. Devido à essa diferença, as moléculas individuais de celulose e amilose dobram-se espacialmente de maneiras diferentes. 
O glicogênio e o amido ingeridos na dieta são hidrolisados por α-amilases e glicosidades, enzimas presentes na saliva e no intestino que rompem ligações glicosídicas α(14). A maioria dos animais vertebrados não consegue utilizar a celulose como uma fonte de combustível, pois eles carecem de uma enzima que hidrolise ligações β(14).
*Fibras
As fibras são elementos (carboidratos) que fazem parte dos vegetais. Elas não são absorvidas nem digeridas pelo organismo, sendo que passam intactas pelo sistema digestório. Elas também não fornecem nenhum tipo de nutriente para o organismo. São importantes, pois atuam no bom funcionamento intestinal, evitando a constipação intestinal.
GLICOSAMINOGLICANOS
Polissacarídeos compostos por unidades repetitivas de dissacarídeos, de modo que um deles geralmente será N-acetilglicosamina ou N-acetilgalactosaminaE o outro carboidrato componente dos glicosaminoglicanos geralmente é o ácido D-glicurônico ou L-idurônico