Química de Carboidratos Priscilla

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Recife, 2016
Priscilla Sales
Contato para dúvidas: priscillaibm@Hotmail.com ou mgcc1954@gmail.com
(Profa. Graça Cunha)
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO – UFPE
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA – DBIOQ
Objetivos da aula:
a) Conhecer os carboidratos (sacarídeos, glicídeos ou hidratos
de carbono) e sua composição aldeídica ou cetônica;
b) Entender como os carboidratos, que compõem a maior parte
da matéria orgânica do planeta, desempenham funções
essenciais em todas as formas de vida.
Tópicos da aula:
1. Definição
2. Funções
3. Classificação
3.1 Monossacarídeos
3.2 Oligossacarídeos
3.3 Polissacarídeos
4. Resumo
2
*São poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas e seus derivados, ou
substâncias que, por hidrólise, fornecem esses compostos.
*FÓRMULA GERAL: [Cn(H2O)n].
*Obs. outros contêm N, P, ou S.
Grupo Funcional
Aldeído
Grupo Funcional
Cetona
1. Definição:
3
4
*Nutrição Humana e Animal;
*Energia;
*Elementos Estruturais;
*Elementos de Proteção;
*Lubrificantes das Articulações;
*Moléculas Sinalizadoras;
*Constituintes de Glicolipídeos e Glicoproteínas;
*Constituintes dos ácidos nucléicos (ribose e desoxirribose).
2. Funções
5
*Biomoléculas mais abundantes da Terra.
*> 100 bi. ton./ano CO2 e H2O  celulose e outros produtos 
vegetais) = Fotossíntese.
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* Monossacarídeos
* Oligossacarídeos (2-20)
* Polissacarídeos (> 20)
CARBOIDRATOS MAIS COMUNS
Monossacarídeos
Pentoses
ribose
Hexoses
glicose
galactose
frutose
manose
Oligossacarídeos
Dissacarídeos
maltose
lactose
sacarose
trealose
Polissacarídeos
amido
glicogênio
celulose
quitina
3. Classificação
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*“Oses” ou açúcares simples. São as unidades monoméricas básicas.
Consistem de uma única unidade de poliidroxialdeído ou
poliidroxicetona.
*Fórmula Geral: [Cn(H2O)n], onde n > 3.
*Características:
* Sólidos
* Incolores
* Cristalinos
* Solúveis em Água (insolúveis em solventes apolares)
* Sabor Doce (maioria)
* Redutores
 
( H - C - O H ) n 
C H 
2 O H 
C 
R 
= O R = H a l d o s e 
R = C H 2 O H c e t o s e 
EX: Glucose e Frutose (n=6)
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*Classificação:
*Quanto à família
*Quanto ao nº de carbonos
Grupo Funcional
Aldeído
(Aldose)
Grupo Funcional
Cetona
(Cetose)
Nº de Carbonos Aldoses Cetoses
3 aldotrioses cetotrioses
4 aldotetroses cetotetroses
5 aldopentoses cetopentoses
6 aldohexoses cetohexoses
7 aldoheptoses cetoheptoses 9
*Classificação – Estrutura das Aldoses (séries D)
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*Classificação – Estrutura das Cetoses (séries D)
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*Estereoisomeria:
* Isômeros ou Estereoisômeros: Apresentam a mesma fórmula química, mas
diferem na posição da hidroxila (OH) em 01 ou mais C assimétricos
* Enantiômeros: São isômeros que são imagem no espelho um do outro, e os
dois membros do par são designados um açúcar D e um açúcar L.
*Número de isômeros (N) = 2n onde n = número de C quirais
Fórmulas: Projeção de Fischer
Fórmulas: Perspectiva
Espelho
12
?
*Quiz da BIOQUÍMICA:
*Voluntários para desenhar a estrutura da 
 D-glicose 
 D-frutose
*Determinar o número de isômeros para cada 
uma das moléculas
*Explicar porque a di-hidroxiacetona não tem 
isômeros
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*Estereoisomeria:
*Diastereoisômeros: São isômeros não sobreponíveis.
D-Eritrose D-Treose
1
3
2
4
1
3
2
4
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*Estereoisomeria:
* Epímeros: São isômeros que diferem na posição da OH em apenas “um” C
assimétrico (quiral).
*Obs.: Se a configuração se modifica apenas no C quiral mais distantes da
carbonila, são isômeros, mas não epímeros. 15
*Ciclização de monossacarídeos:
*Monossacarídeos com 5 ou mais átomos de C ocorrem, em geral, na
forma cíclica (em anel). A formação do anel ocorre em solução aquosa.
*Reação química entre um álcool e um aldeído ou uma cetona.
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*Ciclização de monossacarídeos (aldoses):
Hemiacetal 
(aldeído + álcool)
OH do C-1 
para baixo = a
OH do C-1 
para cima = b
Carbono 
Anomérico
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*Ciclização de monossacarídeos (cetoses):
D-Frutose
Carbono 
Anomérico
Hemicetal 
(cetona + álcool)
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*Ciclização de monossacarídeos:
*Conformação do anel
Projeção de Fischer 19
*Derivados Monossacarídicos (Oxidação):
* C1 – ÁCIDOS ALDÔNICOS
* C6 – ÁCIDOS URÔNICOS
* C1 E C6 – ÁCIDOS ALDÁRICOS
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*Derivados Monossacarídicos (Redução):
D-GlicoseD-Glicose
21
*Derivados Monossacarídicos 
(Esterificação/Fosforilação):
22
*Derivados Monossacarídicos (Aminação):
23
*Derivados de Pentoses (desoxi-acúcares):
24
*Açúcares redutores:
*Monossacarídeos podem ser oxidados por agentes oxidantes brandos como
íons cúpricos (Cu2+). O grupo carbonila (C=O) é oxidado a um grupo
carboxila (COOH).
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* É a ligação entre a hidroxila (OH) do C anomérico de um monossacarídeo e
um grupo OH qualquer do outro monossacarídeo.
*Obs: Os oligos e polissacarídeos não têm a fórmula empírica Cn(H2O)n porque
é eliminada água durante a formação do polímero.
C anomérico livre = 
açúcar redutor
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* Polímeros que podem possuir de 2 a 20 unidades monossacarídicas unidas
por ligações glicosídicas.
* Ex.: Dissacarídeos (mais abundante)
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*Açúcares Redutores: Apresentam a OH do C anomérico livre.
*Açúcares não redutores: A OH do carbono anomérico participa da ligação
glicosídica.
28
* Polímeros com mais de 20 unidades monossacarídicas unidas por ligações
glicosídicas.
Homopolissacarídeos Heteropolissacarídeos
Linear Ramificado Linear Ramificado
1 único tipo de
monossacarídeo
2 ou mais tipos de
monossacarídeos 29
*Homopolissacarídeos:
*Polissacarídeos de Armazenamento.
Amido (célula de plantas) Glicogênio (célula de animais)
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*Homopolissacarídeos:
*Polissacarídeos Estruturais.
Celulose (célula de plantas)
Quitina (exoesqueleto)
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*Amido:
*Amilose (10-15%) + Amilopectina (80-85%).
Amilose = [D-glicose (a14) D-glicose]n
Amilopectina 32
*Amido:
*Em sua conformação mais estável apresenta cadeia curva. As ligações
do tipo (a14) forçam a amilose a assumir uma estrutura helicoidal e
estreitamente compacta.
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*Glicogênio:
*Mesma estrutura do amido: [cadeia principal de D-glicose ligada em
(a14) com pontos de ramificação em (a16)], porem é mais ramificado.
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*Dextranas:
* São produzidas por microrganismos, principalmente por bactérias (Leuconostoc
mesenteroides). São constituídas exclusivamente por unidades de D-glicose unidas
por ligações (a16); todos os polissacarídeos deste grupo possuem ramificações
(a13) e alguns também têm ramificações (a12) ou (a14).
(a16)
(a13)
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*Celulose:
* Cadeia linear = [D-glicose b(14) D-glicose]n.
Fazem pontes de H inter-
e intracadeia, por isso
são insolúveis em água
Fibras de celulose
Macrofibrilas
Microfibrilas
Cadeias da molécula 
de celulose
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*Celulose:
*Organismos capazes de metabolizar a celulose.
Fungos da madeira possuem celulase
Bactérias presentes no rúmen também possuem celulase
Protozoário Tryconinpha possui a
enzima celulase que auxilia no
metabolismo da celulose que serve de
alimento para ambos
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*Quitina:
*Cadeias lineares constituídas por unidades de N-acetil-glicosamina
unidas através de ligações b(14). Forma fibra estendida
semelhante à da celulose. Não é digerível por vertebrados.
[N-acetil-glicosamina]n
(b14) (b14)
(b14)
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*Peptídeoglicano:
*Encontrado na parede celular bacteriana. É o que diferencia
bactérias Gram positivas e Gram negativas.
Staphylococcus aureus
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*Glicosaminoglicano:
* Trata-sede uma família de polímeros lineares compostos por unidades
repetitivas de dissacarídeos. Fazem parte da matriz extracelular dos
tecidos de animais multicelulares.
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*Glicosaminoglicano:
41
*Definição de carboidratos: Funções e Classificação;
*Definição de Monossacarídeos;
*Classificação dos monossacarídeos;
*Quiralidade dos monossacarídeos;
*Ciclização dos monossacarídeos;
*Formas de representação dos monossacarídeos: Fischer e Haworth;
*Derivados monossacarídicos: Reações de oxidação, redução,
esterificação / fosforilação;
*Os monossacarídeos como agentes redutores;
*Definição de ligação glicosídica;
*Definição de Oligossacarídeos;
*Principais dissacarídeos e seus constituintes;
*Conhecer quando um dissacarídeo é redutor e não-redutor.
*Definição de Polissacarídeos;
*Classificação dos polissacarídeos;
*Entender a estrutura e função do amido, do glicogênio e das dextranas;
*Entender a estrutura e função da celulose e da quitina.