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Carboidrato: apenas uma molécula energética? Leonardo Oliveira Fonseca Pedro Henrique Gonçalves Rubens Alves Veríssimo Willow de Moura Candeias UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA INSTITUTO DE GENÉTICA E BIOQUÍMICA CURSO DE BIOTECNOLOGIA DISCIPLINA: BIOQUÍMICA I SUMÁRIO Introdução; Monossacarídeos, Oligossacarídeos e Polissacarídeos. Carboidrato: fonte energética; Carboidrato: molécula estrutural; Carboidrato: molécula informativa. INTRODUÇÃO Além de serem o principal elemento da dieta de muitos seres vivos, os carboidratos podem desempenhar outras funções além da energética: Glicanos atuam como elementos estruturais, protetores e de informações; Alguns polímeros auxiliam na lubrificação de articulações, reconhecimento e adesão intercelular. INTRODUÇÃO São compostos de carbono, hidrogênio e oxigênio: (CH2O)n. Exemplo: Glicose. São classificados em: Monossacarídeos – açúcar simples de 3 a 7 carbonos; Oligossacarídeos – cadeias curtas de monômeros; Polissacarídeos – mais de 20 monômeros. MONOSSACARÍDEOS 2 ou mais grupos hidroxil; cadeias de carbonos não ramificadas com ligações simples; Presença de um grupo carbonil; Na extremidade: aldose; Outra posição: cetose. http://docentes.esalq.usp.br/luagallo/carboidratos.html OLIGOSSACARÍDEOS Polímeros curtos de monossacarídeos; Ligação glicosídica; Grupo hidroxil + Carbono anomérico; Dissacarídeos: POLISSACARÍDEOS Também chamados de glicanos; Homopolissacarídeo: um tipo de monômero; Amido, glicogênio, celulose e quitina. D-glicose. Heteropolissacarídeo: 2 ou mais tipos; Peptídeoglicano e tecidos animais. N–acetilglicosamina e N-acetilmurâmico; Glicosaminoglicanos. MOLÉCULA ENERGÉTICA Amido Polímeros de α-D-glicose em células vegetais; Enzimas que hidrolisam o amido: α -amilase que atacam as ligações α (1 → 4); enzimas α–glucosidase que degradam α (1 → 6). Abundante em tubérculos e em sementes. MOLÉCULA ENERGÉTICA Fonte: http://docentes.esalq.usp.br/luagallo/carboidratos.html MOLÉCULA ENERGÉTICA Fonte: http://www.oocities.org/edu043869/Cursobio_cap1.htm MOLÉCULA ENERGÉTICA Fonte: www.feis.unesp.br/Home/departamentos/fisicaequimica/joaommcordeiro/carb.ppt MOLÉCULA ENERGÉTICA Glicogênio Polissacarídeo de armazenamento de glicose nos animais; Ligações (1-4) e (1-6); Mais ramificado (ramificação a cada 8 a 12 resíduos de glicose) e compacto que o amido; É sintetizado e armazenado principalmente no fígado e nos músculos; O seu destino é converter-se em glicose à medida que o organismo necessita. Glicose Glicose-1-Fosfato Glicose-6-Fosfato Maltose Glicogênio MOLÉCULA ENERGÉTICA MOLÉCULA ENERGÉTICA Fonte: http://pt.slideshare.net/filho92/010-apostila-polissac20112002 “A pressão osmótica dentro de um compartimento qualquer depende da quantidade de moléculas dissolvidas.” Fonte: docentes.esalq.usp.br/luagallo/carboidratoS%20lcb208.ppt MOLÉCULA ENERGÉTICA MOLÉCULA ESTRUTURAL Os carboidratos podem atuar como componentes estruturais de organismos. Quitina; Celulose; Peptideoglicano; Glicosaminoglicanos e proteoglicanos; Glicoproteínas, glicolipídios e lipopolissacarídeos. CELULOSE E QUITINA Homopolissacarídeos com as mesmas ligações. a diferença é a presença do N-acetil na quitina. A celulose, composta por ligações entre D-glicoses, está na parede celular de vegetais e confere rigidez ao organismo. CELULOSE O polímero é mais estável quando a molécula subsequente rotaciona 180° em relação à outra. A maioria dos animais não digerem, os que o fazem se valem de microrganismos simbiontes. Na figura ao lado a ligação glicosídica do tipo Beta (1->4) é evidenciada. É mostrada também uma rede de cadeias. QUITINA Componente do exoesqueleto dos artrópodes, lhes garantindo resistência a acidentes mecânicos e proteção de órgãos. PEPTIDEOGLICANO É um composto de heteropolissacarídeos também constituído por açúcares em ligações glicosídicas do tipo Beta (1->4) que se entrecruzam com unidades de ácido N-acetilmurâmico. Existem enzimas que hidrolisam as ligações glicosídicas entre esses dois compostos. GLICOSAMINOGLICANOS Heteropolissacarídeos de dissacarídeos repetidos que compõe a matriz extracelular juntamente com proteínas. Em alguns glicosaminoglicanos, uma ou mais hidroxilas do açúcar aminado são esterificadas com sulfato que em combinação com o ácido unônico dando à molécula uma alta carga elétrica negativa. PROTEOGLICANOS GLICOLIPÍDEOS E GLICOPROTEÍNAS Alguns oligossacarídeos possuem arranjos complexos ao ligarem-se covalentemente com proteínas ou lipídeos, e podem alterar a solubilidade e polaridade de seus ligantes. As interações estéricas entre um peptídeo e um sacarídeo também podem influenciar uma rota de enovelamento. LIPOPOLISSACARÍDEOS Componentes da membrana externa de algumas bactérias Gram-negativas tais como E. coli e Salmonella typhimurium. São os alvos principais de anticorpos pelo fato de alguns caracterizarem-se como o fator de virulência de algumas espécies de bactérias. Porção lipídica A. Carboidratos contêm muito mais densidade de informação do que os ácidos nucleicos ou as proteínas; Os monossacarídeos podem ser organizados em uma variedade quase ilimitada de oligossacarídeos; Restrições impostas por enzimas biossintéticas e disponibilidade de precursores. MOLÉCULA INFORMATIVA Os oligossacarídeos possuem uma configuração tridimensional única – uma palavra no código dos açúcares – e legível para as proteínas com as quais eles interagem; Oligossacarídeos se diferem na estereoquímica e na posição das ligações glicosídicas, no tipo de orientação dos grupos substituintes e no número e no tipo de ramificações. MOLÉCULA INFORMATIVA MOLÉCULA INFORMATIVA Glicobiologia: estudo da estrutura e função de glicoconjugados; As células utilizam carboidratos (oligossacarídeos) específicos para: Codificar informações sobre o destino de proteínas; Interações célula-célula; Diferenciação celular e o desenvolvimento de tecidos; Utilizar como sinais extracelulares. LECTINAS As lectinas são proteínas com domínios de ligação a carboidratos com especificidade alta e com moderada a alta afinidade; São comumente encontradas na superfície externa das células, onde iniciam interações com outras células (ex.: movimenta linfócitos para um sítio de infecção); Em vertebrados, os oligossacarídeos marcadores “lidos” por lectinas determinam a taxa de degradação de certos hormônios peptídicos (hormônio luteinizante e tireotropina), proteínas da circulação e células sanguíneas. LECTINAS Patógenos bacterianos e virais aderem-se às células-alvo animais por meio da ligação de lectinas dos patógenos a oligossacarídeos da superfície da célula-alvo. Lectinas intracelulares medeiam o direcionamento das proteínas intracelulares para organelas específicas ou para rotas de secreção; LECTINAS CONCLUSÃO Os carboidratos apresentam diversas funções além da energética e tem papel importante no organismo, podendo atuar como molécula estrutural e informativa, por exemplo. REFERÊNCIAS CARDOSO, M. Celulose. Disponível em: <http://www.infoescola.com/compostos-quimicos/celulose/>. Acesso em: 20 jun. 2016. NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011.
