409018 carboidratos

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CARBOIDRATOSCARBOIDRATOS
Departamento de Química - Curso Química Tecnológica - 
Bioquímica
 BIOMOLÉCULAS - CARBOIDRATOS
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Bioquímica
 BIOMOLÉCULAS - CARBOIDRATOS
Profa. Esther Ma F Lucas
CX(H2O
)Y
Hidratos de carbono
Aldeídos ou cetonas poliidroxilados
ou 
Moléculas que ao serem hidrolisadas se convertem em aldeídos e cetonas 
poliidroxilados
Aldeídos ou cetonas poliidroxilados
ou 
Moléculas que ao serem hidrolisadas se convertem em aldeídos e cetonas 
poliidroxilados
Monossacarídeos
não podem ser 
hidrolisados em 
carbohidratos mais 
simples
glicose 
Oligossacarídeos
 ao serem ser 
hidrolisados fornecem 
2 à 20 moléculas de 
monossacarideo
maltose
Polissacarídeos
 ao serem ser 
hidrolisados fornecem 
mais que 20 moléculas 
de monossacarideo
Amido, celulose
Principais funções: Repositório químico de energia solar, 
reconhecimento celular, tecidos estruturais ( vegetais, algas)
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Profa. Esther Ma F Lucas
Monossacarídeos
Classificação
•Quanto ao número de carbonos presentes
•Quanto à presença de grupo aldeídico (aldose) ou cetólico (cetose)
C
CH OH
CH OH
H
O
CH OH
H
C
O H
CH OH
CH OH
H
Tetrose
Cetose
Cetotetrose
Triose
Aldose
Aldotriose
Desiginação D, L
•É feita em função da configuração absoluta do gliceraldeído.
•Configuração absoluta do carbono quiral mais distante da 
carbonila.
C
O H
CH OH
CH OH
H
C
O H
CHO H
CH OH
H
(+)-gliceraldeído
destrógiro
D-Gliceraldeído
(-)-gliceraldeído
levógiro
L-Gliceraldeído
C
CH OH
CH OH
C
O
CH OH
H
H OH
H
D-Cetopentose
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ALDOSES (ose)
Epímero= dois açúcares que diferem na configuração absoluta de 
apenas um centro quiral
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CETOSES 
Cetoses de 4 ou 5 átomos de carbono = 
inserção de “ul” no nome da aldose 
correspondente 
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Ciclização das hexoses e pentoses
C
CH OH
CH OH
C
OH
C
H OH
CH OH
H
H
H O
1
2
3
4
5
6
CH2OH
O
H
OH
OH
OH
OH
1
5
O
H
CH2OH
OH OH
OH
OH
5
1
O
CH2OH
OH OH
OH
5
1
OH
O
CH2OH
OH OH
OH
OH
β-D- (+)-Glicopiranose
α-D- (+)-Glicopiranose
C-1 = CARBONO ANOMÉRICO (único C* que apresenta configurações 
absolutas diferentes nos dois diásteroisômeros formados.
ANÔMEROS – carboidratos que diferem na configuração absoluta em torno 
do carbono hemicetálico, apenas.
•Piranose - monossacarídeo cíclico cujo anel possui 6 membros
• Furanose - monossacarídeo cíclico cujo anel possui 5 membros
•Piranose - monossacarídeo cíclico cujo anel possui 6 membros
• Furanose - monossacarídeo cíclico cujo anel possui 5 membros
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Representação das ciclohexoses e ciclopentoses
Perspectiva de Haworth
A conformação 
preferencial será aquela 
onde os grupos volumosos 
ficam em equatorial.
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Propriedades físico-químicas
O
CH2OH
OH OH
OH
OH
α-D- (+)-Glicopiranose
D- (+)-Glicose
pF = 146oC
[α] =112o
O
CH2OH
OH OH
OH
5
1
OH
β-D- (+)-Glicopiranose
D- (+)-Glicose
pF = 150oC
[α] =18,7o
Solubilização
[α] =52,7o
Em solução, as duas formas anoméricas estão em equilíbrio
MUTARROTAÇÃO
O
CH2OH
OH OH
OH
5
1
OH
O
CH2OH
OH OH
OH
OH
β-D- (+)-Glicopiranose 
64%
α-D- (+)-Glicopiranose 
36 %
Todos os 
grupos em 
equatorial
OH do carbono 
anomérico 
está em axial
O
HOH2C
HO
HO
OH
OH
O
HOH2C
HO
HO
OH
OH
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 BIOMOLÉCULAS - CARBOIDRATOS
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Mutarrotação
O
HOH2C
HO
HO
OH
OHO
HOH2C
HO
HO
OH
OH
β-D- Manopiranose 31% α -D- Manopiranose 69%
Efeito anomérico – um substituinte 
eletronegativo terá preferencialmente 
orientação axial
 (hiperconjugação: e- não ligantes do 
O do anel com orbital σ antiligante do 
grupo eletronegativo em C-5)
Efeito anomérico – um substituinte 
eletronegativo terá preferencialmente 
orientação axial
 (hiperconjugação: e- não ligantes do 
O do anel com orbital σ antiligante do 
grupo eletronegativo em C-5)
É o efeito anomérico que irá determinar a forma predominante no equilíbrio
O
HOH2C
HO
HO
OH
OH
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Derivados das 
ciclohexoses
substituição 
de um grupo 
OH por NH2 
(muitas vezes 
condensado 
com ác. 
acético )
Ác. Lático se liga 
através de ligação éter 
ao “O” em C-3 – ácido 
acetilmurâmico – 
parede celular 
bacteriana
“H” substitui “OH” em 
C-6 – Desoxiaçúcar – 
polissacarídeos de 
plantas/ 
oligossacarídeosde 
glicoproteínas e 
glicolipídeos
Ésteres 
fosfóricos
Intermediários 
na síntese e 
degradação dos 
açúcares
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Derivados das 
ciclohexoses formas 
oxidadas
Carbonila 
aldeídica é 
oxidada á 
ácido 
 Ácido 
aldônico
C-6 é oxidada 
à ácido 
 Ácido Urônico
Ésteres 
intramolecul
ares
Lactonas
Os grupos carboxílicos destes derivados estão ionizados 
em pH 7 = estes compostos são nomeados carboxilatos
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Abreviações de monossacarídeos comunse seus 
derivados
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Monosacarídeos hemicetálicos são agentes redutores 
 São oxidados por agentes oxidantes brandos
Carbono carbonílico
Carboxila
Açúcares 
redutores teste 
de Fehling
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Reações de monossacarídeos
Enolização 
Isomerismo
Tautomerização
C
CHO H
CH OH
C
OH
C
H OH
CH2OH
H
H O
1
2
3
4
5
6
C-
CHO H
CH OH
C
OH
C
H OH
CH2OH
H O
1
2
3
4
5
6
C
CHO H
CH OH
C
O-
C
H OH
CH2OH
H OH
HO-
H2O
HO-
H2O
C
CHO H
CH OH
C
OH
C
H OH
CH2OH
H
H O
1
2
3
4
5
6
GLICOSE MANOSE
C
CHO H
CH OH
C
O
CH2OH
H OH
CH2OH
1
2
3
4
5
6
C
CHO H
CH OH
C
OH
C
H OH
CH2OH
H OH
FRUTOSEENEDIOL
HO H
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Reações de monossacarídeos
OHOH2C
HO
HO
OH
OH
OHOH2C
HO
HO
OH
+OH2H A
- A-
O+HOH2C
HO
HO
OH
HO CH3
OHOH2C
HO
HO
OH
+OCH3
- A-H
OHOH2C
HO
HO
OH
OHCH3
Formação de 
glicosídeo
Hidrólise de glicosídeo – reverso da reação de formação (água / meio ácido)
H A+
(-H2O)
( Glicosídeo = 
carbohidrato 
cíclico, no qual 
o carono 
anomérico é 
cetálico / 
acetálico)
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Formação de dissacarídeos
Ligação o-glicosídica 
– (1,4)
• Não suceptível à oxi-
redução
• Sofre hidrólise ácida
Ponta redutora
Carbono 
anomérico
Dissacarídeo 
redutor
Dissacarídeo 
redutor
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Dissacarídeos comuns Nomenclatura
1) Configuração (ou ) do 
átomo de C da primeira unidade 
glicosídica (não redutora).
2) Nomeda unidade não 
redutora + “furano” / “pirano”
3) Entre parênteseis – no dos 
carbonos unidos, coligados por 
seta (1 4)
4) Nome da segunda unidade.
Se houverem mais unidades a 
regra prossegue ...
Nomenclatu
ra 
abreviada
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Açúcar não 
redutor
GLICOSÍDEO
Os dois carbonos 
anoméricos estão 
envolvidos na 
ligação glicosídica
Na nomenclatura 
simplificada a seta 
utilizada : 
Açúcar redutor
Possui carbono 
anoméricos 
disponível
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Polissacarídeos (glicanos) e Oligossacarídeos
 
Geometria da ligação glicosídica
O
O
O
OH
OH
O
O O
OH OH
1 4
União α glicosídica União β glicosídica
Organismo humano não possui enzimas 
capazes de quebrar a ligação β-1,4amido
celulos
e
Helcoid
al
Helcoid
al
PlanaPlana
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• Forma de 
armazenamento de 
monossacarídos 
nas células 
(amido / glicogêneo)
• Elementos 
estruturais de parde 
vegetal ou 
exoesqueleto
 (celulose/ quitina)
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Polissacarídeos - CLASSIFICAÇÃO 
Homopolissacarídeos 
único tipo de unidade 
monomérica
Heteropolissacarídeo 
 dois ou mais tipos de 
unidades monoméricas
Simples RamificadoSimples Ramificado
• Forma de 
armazenamento de 
monossacarídos 
nas células 
(amido / glicogêneo)
• Elementos 
estruturais de parde 
vegetal ou 
exoesqueleto
 (celulose/ quitina)
• Fornecem 
suporte 
extracelular
(envoltório 
rígido das 
paredes 
bacterianas)
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Homopolissacarídeos de glicose - armazenamento de combustível 
celular 
Amilose 
não ramificada
Amidopectina
ramificada – ligações (16) – 
uma ramificação à cada 24 a 
30 unidades
Glicogênio
Amilose 
ramificada – ligações 
(16) – uma ramificação à 
cada 8a 12 unidades
Dextranas
 
ramificada – ligações 
(13), (12) e/ou 
(14)
Placa bacteriana dental
Sintéticas - Sephadex
Amido 
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Dobramento dos homopolissacarídeos
Fatores que determinam a estrutura tridimensional dos carboidratos
• pontes de hidrogênio (muito importante –abundância de grupos OH)
• interações hidrofóbicas
• interações eletrostáticas
Ex: Celulose
Todos os grupos OH 
estão disponíveis para 
fazer interações do tipo 
ligação de hidrogênio 
com as cadeias 
vizinhas - tal 
estabilização promove 
a formação de fibras 
retas, estáveis e de 
grande resistência à 
pressão. NANOCRISTAIS
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Glicoconjugados
São moléculas híbridas - polímeros de carboidratos , ligados 
covalentemente a proteínas ou lipídeos.
Proteoglicanos, Glicoproteínas - 
Glicolipídeos
Agem no reconhecimento e adesão celular em processos de cicatrização, 
resposta imune, coagulação.
Um ou mais moléculas 
de 
glicosaminoglicanos 
ligados à uma proteína
São moléculas da 
superfície celular ou 
da matriz extracelular
Vários 
oligossacarídeos 
ligados à uma proteína
São moléculas 
encontradas no lado 
externo damembrana 
celular, na matriz 
extracelular, ou 
sangue
Lipídeos de membrana 
nos quais a porção 
polar é constituída por 
um oligossacarídeo
São moléculas 
encontradas na 
membrana celular.
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