01_BQI 100 Carboidratos_Lanna

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA 
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMCA E BIOLOGIA MOLECULAR 
BQI 103- BIOQUÍMICA I 
Carboidratos 
Lanna Clicia Carrijo 
 
Introdução 
• Carboidratos, açúcares, sacarídeos ou glicídeos; 
• Biomoléculas mais abundantes na natureza; 
CONCEITO 
 Aldeídos ou cetonas poliidroxilados, ou 
substâncias que liberam esses compostos por 
hidrólise; 
 No geral, possuem a relação: 
 C:H:O de 1:2:1 = (CH2O)n; 
Ex.: Glicose = C6H12O6 ou (CH2O)6 
Introdução 
FUNÇÕES 
 
 Energética; 
 Armazenamento (amido, glicogênio); 
 Estrutural e proteção (celulose, pectina, quitina, 
peptídeoglicano); 
 Reconhecimento celular (glicolipídeos ou 
glicoproteínas); 
 Outras: difusão de nutrientes e lubrificação de 
articulações, anticoagulante (heparina). 
Classificação 
 
TRÊS CLASSES PRINCIPAIS (segundo o tamanho) 
 
  Monossacarídeos - poliidroxialdeído ou cetona 
  Oligossacarídeos - cadeias curtas de unidades 
de monossacarídeos 
  Polissacarídeos - centenas ou milhares de 
unidades de monossacarídeos 
 
Monossacarídeos 
• Uma só unidade de poliidroxialdeído ou -cetona; 
• Unidades de construção de sacarídeos mais complexos 
- polissacarídeos. 
Classificação: 
a)De acordo com a natureza química: 
- aldoses: carbonila na extremidade da cadeia (ex.: 
gliceraldeído); 
- cetoses: carbonila no interior da cadeia (ex.: 
diidroxicetona). 
b)De acordo com o número de átomos de carbono: 
3C – Trioses (aldotriose ou cetotriose); 
4C – Tetrose (aldotetrose ou cetotetrose); 
5C – Pentose (aldo ou cetopentose); 
6C – Hexose (aldo ou cetoexose); 
7C – Heptose (aldo ou cetoheptose). 
M 
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N 
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C 
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Família das D-Aldoses 
 
 
 
 
Família das D-Cetoses 
 
 
 
Monossacarídeos: incolores, sólidos cristalinos, solúveis 
em água e insolúveis em solventes não-polares. 
Maioria tem sabor doce. 
Todos ocorrem em formas isoméricas opticamente ativas 
(átomo de C assimétrico ou quiral), exceto diidroxiacetona. 
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C 
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Estereoisômeros 
Compostos com mesma composição e mesma ordem de 
conecção de átomos, mas com arranjos moleculares 
diferentes 
Carbono quiral ou centro quiral (C*) 
Quatro ligantes diferentes (carbono assimétrico) 
2n estereoisômeros (n=nº centro quirais ou nº C*) 
 Enantiômeros: esteroisômeros, são imagens especulares 
 
Carboidratos 
 
 
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• Esteroisômero D e L: refere-se a configuração do 
carbono assimétrico mais distante da carbonila; 
•Relação com configuração do D e L-Gliceraldeído 
 
 
 
 
 
 
 
 A maioria dos organismos vivos= forma D 
 
 
D-Glicose e seus Epímeros 
 
 
 
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Epímeros: dois açúcares que diferem na configuração 
ao redor de um único átomo de carbono 
 
Formação de Hemicetais 
Monossacarídeos com 5 ou mais C formam hemicetais ou 
hemiacetais 
 
 
 
Um aldeído ou uma cetona podem reagir com um álcool na proporção 
de 1:1 formando um hemiacetal ou hemicetal: novo centro quiral. 
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Ciclização dos monossacarídeos 
 
Ciclização da D-Glicose 
 
 
 
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C 
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Anômeros – o carbono do 
grupo aldeído se torna um 
novo centro quiral (carbono 
anomérico)‏ 
 
α:‏OH‏plano oposto ao 
CH2OH 
β: OH mesmo plano do 
CH2OH 
 
Ciclização da D-Frutose 
 
 
 
D-frutose 
(forma de cadeia aberta) 
α-D-frutofuranose 
β-D-frutofuranose 
(formas cíclica da 
frutose) 
M 
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N 
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A 
C 
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S 
Anômeros – o carbono do grupo cetona 
se torna um novo centro quiral (carbono 
anomérico)‏ 
 
Formas piranosídicas 
(Glicose) e 
furanosídicas (Frutose) 
 
 
 
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Mutarrotação da Glicose 
 
 
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Equilíbrio: +52,5° 
63,6% β-D-Glicose +18,5° 
36,4% α-D-Glicose +112° 
Forma linear menos de 1% 
Derivados dos monossacarídeos 
 
 
 
M 
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ABREVIAÇÕES DOS MONOSSARÍDEOS 
Oxidação do carbono Anomérico da D-Glicose 
 
 
 
M 
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S 
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Oxidação dos monossacarídeos 
Poder rotatório dos açúcares: 
Utilizado para identificação e dosagem das substâncias 
Formação de um dissacarídeo 
 
 
 
Oligossacarídeos 
São formados pela ligação glicosídica entre 2 até 10 monossacarídeos. 
Ligação O-glicosídica: reação entre 
C anomérico de um 
monossacarídeo e grupo hidroxila 
de outro monossacarídeo 
• Hidrólise da ligação glicosídica: 
ácido diluído a quente 
• Capacidade redutora dos 
oligossacarídeos 
Dissacarídeos naturais 
 
 
 
Polissacarídeos 
 
 
 
São formados pela união de vários monossacarídeos 
através da ligação glicosídica. 
Amido 
 É o polissacarídeo de reserva de energia em vegetais. 
Ocorrem intracelularmente como grandes agregados ou grânulos. 
Formado por dois tipos de polímeros de glicose: 
•Ramificações a 
cada 24-30 
resíduos 
•Amilopectina- até 
106 resíduos 
 Glicogênio 
• Polissacarídeo de reserva nos animais; 
• Ocorre principalmente no fígado e músculos esqueléticos; 
• Formado por mais de 500 α-D-glicopiranoses; 
• Ligações α (1→4) nas cadeias e α (1→6)‏nas‏ramificações; 
• Estrutura com ramificações a cada 8 ou 14 resíduos; 
•Mais compacto que amido. 
Grânulos de Glicogênio 
Grânulos de Amido 
Amido e glicogênio 
VANTAGENS COMO FORMA DE ARMAZENAMENTO 
• Serem solúveis (OH livres fazem ligação de H com água)‏ 
• Ocuparem um espaço menor 
• Redução da pressão osmótica celular 
 
Glicogênio e amido ingeridos na dieta são hidrolisados 
pelas α-amilases, enzimas presentes na saliva e secreções 
intestinais que hidrolisam ligações glicosídicas α-1,4 entre 
as unidades de glicose. 
 
Celulose 
 •Polissacarídeo mais abundante na 
natureza; 
• fibrosa, resistente e insolúvel em H2O; 
• Função estrutural nos vegetais (parede 
celular); 
•Polímero linear não ramificado, de até 
15.000 resíduos de D-glicose ligados 
β(1→4); 
•Cadeia distendida (conformação em 
fibras); 
•Estruturas rígidas das cadeias tem 
rotação relativa 
•Cadeias paralelas lineares fazem ligação 
de H  insolúvel 
 
Hidrólise da celulose por fungos que produzem celulases. 
 Os únicos vertebrados capazes de usar celulose como nutriente são os 
ruminantes que apresentam bactérias no rumem que secretam celulases, 
a qual hidrolisa as ligações β(1→4); 
Quitina 
 •Polissacarídeo estrutural dos invertebrados; 
•É o principal componente do exoesqueleto de invertebrados e 
da parede celular de alguns fungos e muitas algas 
• Polímero linear formado por unidades de N-acetilglicosamina 
unidas por ligações β (1→4);• Cadeia distendida como a celulose. 
Conformação das ligações 
glicosídicas 
Fatores estéricos e ligações de hidrogênio influenciam 
a estrutura tridimensional do polissacarídeo 
Subunidades com estruturas mais 
ou menos rígidas (lig. covalentes) 
formam estruturas 
macromoleculares tridimensionais, 
estabilizadas por interações fracas 
 
Conformação mais estável do amido e glicogênio 
a) Cadeia polissacarídica 
curvada. 
 
b) Estrutura em hélice da 
amilose, amilopectina e 
glicogênio. 
 
 
Conformação mais estável da celulose 
 
Cada resíduo faz ângulo de 180° com seu vizinho: cadeia estendida 
Todos –OH fazem ligação de hidrogênio com cadeias vizinhas 
Estabilização por lig. de H intra e intercadeias produz estrutura 
supramolecular estável e de alta força de tensão 
Paredes celulares de algas e bactérias contêm 
heteropolissacarídeos estruturais - peptidoglicanos 
Unidades de N-acetilglicosamina e ácido N-acetilmurâmico ligados 
 (1-4)‏ 
Os polímeros lineares são ligados por pequenos peptídeos 
A lisozima da lágrima dos olhos degrada as ligações  (1-4)‏ 
1) Monte a estrutura do trissacarídeo O-α-D-
galactopiranosil (1-6) β-D-manopiranosil (1-1) α-D-
galactopiranosídio. 
2) Quais são os monossacarídeos constituintes, os tipos 
de ligações glicosídicas presentes e as funções 
biológicas dos polissacarídeos amido e celulose.