2 - ESTRUTURA E FUNÇÃO DE CARBOIDRATOS BQ041

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Carboidratos: Estrutura e 
Função
Introdução
Biomoléculas mais abundantes na terra
Funções - energética, estrutural
Ex.Amido e celulose, sacarose, glucose
Monossacarídeos, di, tri, oligo, poli
Estrutura química 
(CH2O)n; N, P ou S
Classificação:
 Monossacarídeos – tipo mais simples de
carboidrato.
 Oligossacarídeos – Até 20
monossacarídeos
 Polissacarídeos –Mais de 20
monossacarídeos
 Monossacarídeos
São polihidróxi-aldeído (aldose) ou polihidroxi-cetona
(cetose).
Aldeídos ou cetonas contendo um ou mais grupos 
hidroxila.
Fórmula geral
Polihidroxi aldeídos ou cetonas (CH2O)n 
De acordo com o número de átomos de carbono, podem ser:
trioses, tetroses, pentoses, hexoses ou heptoses.
• Açúcares de 6C são os mais abundantes na natureza.
• Açúcares de 5C, ribose e desoxirribose, ocorrem no RNA e
DNA, respectivamente.
Aldoses
Cetoses
- Configuração absoluta para os carboidratos
- Projeções de Fischer
- Monossacarídeos - Estereoisomeria
 Estereoisômeros: moléculas com as mesmas ligações
químicas mas com diferentes configurações.
 Estereoisômeros com imagens especulares são também
chamados de enantiômeros (ex: L-gliceraldeído e D-
gliceraldeído).
* açúcares D são mais abundantes que açúcares L).
Monossacarídeos com o centro quiral mais distante do
carbono carbonila:
Grupo OH à direita = representa o isômero “D”
Grupo OH à esquerda = representa o isômero “L”
Identificação isômeros D e L
Quando os isômeros não se sobrepõem e nem são imagens
especulares uns dos outros são chamados de
diasteroisômeros (ex: D-eritrose e D-treose).
Número de estereoisômeros possíveis: 2n n= número de
carbonos quirais.
- Dois açucares que diferem um do outro na 
configuração de apenas um carbono são 
chamados de epímeros. 
D-Glicose D-Galactose
(epímero em C-4)
D-Manose
(epímero em C-2)
- Estruturas Cíclicas - anômeros
- Reação de ciclização da D-glucose
Carbono 
anomérico
Carbono 
anomérico
•As aldohexoses e cetohexoses formam anéis piranosídicos e
anéis furanosídicos, respectivamente.
Projeções de Fischer e Haworth
O
H
HO
H
HO
H
OH
OHH
H
OH
O
H
HO
H
HO
H
H
OHH
OH
OH
a licopi ranose b
1
6
5
4
3
2
-D-Glicopiranose-D-Glicopiranose
Conformações em “cadeira”
-Oxidação do carbono anomérico pode ser
realizadas com agentes oxidantes brandos: íon
cúprico (Cu2+).
Monossacarídeos - agentes redutores
Derivados das Hexoses
Dissacarídeos
-Monossacarídeos unidos covalentemente por uma ligação O-
glicosídica.
- Reação entre um grupo hidroxila de um açúcar com o carbono 
anomérico de outro açúcar.
Dissacarídeos mais comuns
•A lactose (β-D-galactopiranosil-(1→4)-β-D-glicopiranose,
composta por uma molécula de β-D-glicose e uma de β-D-
galactose ligadas por uma ligação glicosídica β(1→4).
• Enzima lactase (β(1→4) dissacaridase), produzida nas
vilosidades intestinais
•Falta da enzima leva ao estado de intolerância a lactose.
•A sacarose é composta por uma molécula de α-D-glicose e
uma de β-D-frutose.
- α-D-glucopiranosil-(1→2)-β-D-fructofuranose.
•A sacarose é um açúcar não redutor.
•Mamíferos - a sacarose é digerida no estômago por hidrólise
ácida.
•Em bactérias e alguns animais, a enzima invertase hidrolisa
a sacarose.
•A trealose (α-D-glicopiranosil-α-D-glicopiranose,
Glc(α1→1α)Glc) é um dissacarídeo não redutor de glicose,
tal como a sacarose.
•Está presente na hemolinfa (sistema circulatório) de insetos,
sendo uma fonte de energia rapidamente disponível para o
vôo. Pode também ser sintetizada por fungos e plantas.
•Pode ser hidrolisada pela enzima trealase, originando duas
moléculas de glicose por uma de trealose.
•A maltose: α-D-glicopiranosil-(1→4)-D-glicopiranose,
Glc(α1→4)Glc)
• Pode polimerizar-se com mais monômeros de glucose,
formando pequenos polímeros conhecidos como dextrinas (ou
maltodextrinas) e eventualmente amido.
•Hidrólise acida pela enzima maltase.
• cereais em germinação (ex. cevada); fermentação alcoólica
de bebidas.
• usada pelas leveduras na fermentação etanol +CO2
Polissacarídeos
Polissacarídeos de alto peso molecular.
A natureza química de oligo e polissacarídeos depende de
quais monossacarídeos estão reunidos e da ligação glicosídica
em eles.
Os C anoméricos internos não estão livres para participar das
reações de açúcares redutores.
Diferem entre si por:
1. unidades monossacarídicas;
2. tipo de ligação entre os monossacarídeos;
3. comprimento da cadeia;
4. grau de ramificação.
Função dos Carboidratos
1 – Reserva
vegetais  amido
 animais  glicogênio
2 – Estrutural: proteção
 parede celular de plantas  celulose
 parede celular bacteriana  peptideoglicano
3 – Reconhecimento e adesão entre as células
 glicoproteínas
 glicolipídeos
• Polímeros de a-D-glicose, que ocorrem nas células de plantas.
• Amido – reserva em vegetais
•Amilose e amilopectina.
Amilose – ligações (a 1->4)
Amilopectina – ligações (a 1->6) a cada 24/30 resíduos
Amido
• Polímeros de a-D-glicose;
-animais 
- armazenamento de energia.
• Ligações a (1  4) e ramificações e a (1  6) a cada 8/12 
resíduos. 
• Difere do amido (amilopectina) por ser mais ramificado.
 Glicogênio
• Componente estrutural das plantas.
• fibrosa, resistente e insolúvel em água.
• Homopolissacarídeo linear de b -D-glicose, e todos os resíduos
estão ligados por ligações glicosídicas b (1  4).
•Cadeias individuais ligadas por ligações de H, que dão às plantas
fibrosas sua força mecânica. Pontes de hidrogênio também podem
ser formadas entre duas cadeias lineares de glicose.
Celulose
• Os animais não possuem as enzimas celulases que
hidrolisam as ligações b-glicosidicas.
- Bactérias  trato digestivo dos cupins, animais de pasto,
(gado e cavalo).
 
celulose 
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H H O
O H
OHH
OH
CH2OH
H
H O
H
OHH
OH
CH2OH
H
H
OHH O
O H
OHH
OH
CH2OH
H
O
H H H H
1
6
5
4
3
1
2
 Componente de parede celular de bactérias.
 N-acetilglicosamina e ácido N-acetilmurâmico.
 ligações (b1->4).
Peptideoglicanos
Parede celular de bactérias
Carboidratos 
ligados à:
Glicoconjugados
Proteínas  Glicoproteínas
Lipídeos  Glicolipídeos
- Proteoglicanos  Polissacarídeos ligados 
a proteínas na superfície celular
1.Proteoglicanos
 superfície celular ou matriz extracelular.
glicosaminoglicanos (família de polissacarídeos
compostos por várias unidades repetitivas de
dissacarídeos: N-acetilglucosamina ou
galactosamina + ac uronico + SO3
-.
- ligados covalentemente a proteínas de membrana.
- alta quantidade de carga negativa
- dar a matriz extracelular uma característica 
hidratada.
•Função  rigidez a matriz, resistindo à
compressão e preenchendo espaços, agregação
célula-matrix, reconhecimento célula-célula.
• formam géis - atuam como um filtro para regular a
passagem de moléculas através do meio extracelular,
e ainda, podem bloquear, ativar ou guiar a migração
celular através da matriz.
Ex. Proteoglicanas
Interação células - matrix
2. Glicoproteínas
•Possuem um ou mais oligossacarídeos complexos.
•São altamente diversificadas.
•Estão ligados covalentemente a proteínas.
• grupos prostéticos
• sítios de reconhecimento de proteínas, ex:
determinantes antigênicos.
Glicoproteínas
Ex. de glicoproteínas:
- Imunoglobulinas,
- Hormônio luteinizante (LH),
- gonodotrofina coriônica- protrombina,
-Algumas proteínas presentes nas secreções
mucosas, etc
3. Glicolipídios
•Lipídios de membrana, onde os grupos hidrofílicos
são oligossacarídeos.
• sítios de reconhecimento de proteínas.
• Receptores antigênicos
•Reconhecimento celular
• carboidratos ligados aos glicolipídios; galactose,
manose, frutose, N-acetilglicosamina, N-
acetilgalactosamina, ácido siálico.
Glicolipídeos
- proteínas capazes de se associarem/ligarem 
cardoidratos.
•Lectinas D-galactose/N-acetil-D-galactosamina 
ligantes 
•Lectinas D-glucose/manose ligantes 
•Lectinas L-fucose ligantes
 A ligação da lectina ao carboidrato é reversível.
Lectinas
- Helicobacter pylori - ulcera gástrica
Interação lectina-ligante na migração de linfócitos para 
sítios de infecção ou lesões
Funções dos oligossacarídeos no reconhecimento e 
adesão a superfície da célula