Macromoléculas e Carboidratos

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MACROMOLÉCULAS
 As macromoléculas poliméricas, embora longas, são 
entidades químicas altamente ordenadas, com sequencias
específicas de subunidades monoméricas que dão origem a 
discretas estruturas e funções
 A estrutura única de cada macromolécula determina sua 
função.
 As subunidades monoméricas nas macromoléculas 
poliméricas ocorrem em sequencias específicas, 
representando uma forma de informação sobre a qual o 
estado de vida ordenada depende
Relação entre estrutura e função em 
macromoléculas
 Nas proteínas, que exibem uma grande diversidade de 
funções, por exemplo:
◦ Uma sequencia de aminoácidos polimérica particular produz uma 
estrutura fibrosa forte, encontrada no cabelo e na lã
◦ Uma outra produz uma proteína que transporta oxigênio no sangue
◦ Uma terceira se liga a outras proteínas e catalisa a clivagem de 
ligações entre os seus aminoácidos
 Os açúcares unidos tornam-se armazéns de energia, fibras 
estruturais e ponto de reconhecimento molecular 
específicos
 Os núcleotídeos enfileirados no DNA ou RNA fornecem o 
projeto para um organismo inteiro
 Os lipídeos agregados formam membranas
Composição Química da Célula
CARBOIDRATOS
• Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na 
natureza. 
– A fórmula geral é: [C(H2O)]n, daí o nome 
"carboidrato", ou "hidratos de carbono“
– São moléculas que desempenham uma ampla 
variedade de funções, entre elas: 
• Fonte de energia 
• Reserva de energia 
• Estrutural 
• Matéria prima para a biossíntese de outras biomoléculas
 Existem três classes principais de 
carboidratos:
◦ monossacarídeos ou açúcares simples 
 uma única unidade de poliidroxialdeído ou 
poliidroxicetona (D-glicose)
◦ Oligossacarídeos
 Cadeias curtas unidas por ligações glicosídicas (os 
mais comuns são os dissacarídeos)
◦ Polissacarídeos
 Mais de 20 unidade (amido, celulose, glicogênio)
Características
Monossacarídeos
 Cadeia carbônica não ramificada - todos os átomos de 
carbono estão unidos por ligações covalentes simples
 Livremente solúvel em água e insolúveis nos 
solventes não polares. A maior parte tem sabor doce
 Um átomo de carbono une-se por dupla ligação ao 
oxigênio formando o grupo carbonila
O grupo carbonila
em uma das 
extremidades 
Aldose
O grupo carbonila
Está em qualquer 
outra posição 
Cetose
Os outros átomos de carbono têm ligados à grupamentos hidroxila
Monossacarídeos
 4 carbonos – tetroses
 5 carbonos – pentoses
 6 carbonos – hexoses
 7 carbonos – heptoses
 D-glicose (aldoexose) e D-frutose
(cetoexose) são os monossacarídeos 
mais comuns na natureza
Monossacarídeos
Os monossacarídeos mais comuns ocorrem em 
formas cíclicas
 Os monossacarídeos com cinco 
ou mais carbonos ocorrem na 
forma cíclica (em sol.aquosa)
 O grupo carbonila forma uma 
ligação covalente com o 
oxigênio de um grupo hidroxila 
ao longo da cadeia
 A reação entre aldeído ou 
cetona e alcoóis formam 
derivados chamados 
hemiacetais ou hemicetais
 O átomo de carbono do
hemiacetal ou hemicetal é
chamado de carbono
anomérico
Essas formas cíclicas são chamadas de piranoses e 
furanose
 Os anéis de 6 átomos derivados do aldeído são chamados piranoses, pois 
se assemelham ao anel de 6 elementos do pirano.
 As aldohexoses também existem em formas cíclicas com 5 átomos e 
devido a semelhança com o furano são chamadas de furanoses
 O anel aldopiranosídico é muito mais estável que o anel aldofuranosídico e 
predomina nas soluções de hexoses
LIGAÇÃO GLICOSÍDICA
 As ligações glicosídicas entre 
as unidades monossacarídicas
são a base para a formação de 
oligo e polissacarídeos
 Um grupo hidroxila de um 
açúcar reage com o carbono 
anomérico de outro açúcar.
 As ligações glicosídicas podem
ter várias formas, pois o C 
anomérico de um açúcar pode
estar ligado a qualquer um dos 
grupo OH de um segundo
açúcar para formar uma
ligação α ou ß glicosídica.
 Os grupos OH são numerados 
e o esquema de numeração 
segue o dos átomos de C nos 
quais estão ligados.
 Oligo = poucos. Os oligossacarídeos são formados pela união 
de 2 a 10 monossacarídeos, que se separam por hidrólise.
 Os mais importantes são os dissacarídeos - Quando duas 
moléculas de um açúcar simples (hexoses) se unem e 
liberam uma molécula de água
• Sacarose= Glicose + Frutose
• Lactose = Glicose + Galactose
• Maltose = Glicose + Glicose
OLIGOSSACARÍDEOS
◦ Os monossacarídeos podem se combinar e 
formar macromoléculas, com longas cadeias de 
de frutose, glicose ou galactose. Estes são os 
chamados polissacarídeos.
◦ Os polissacarídeos são moléculas com mais de 
10.000 unidades de açúcares. Existem 
centenas de polissacarídeos mas as mais 
comuns são o amido, a celulose, quitina e 
glicogênio.
POLISSACARÍDEOS
AMIDO
 Função de reserva nas células vegetais
 São polímeros de α-D-glicose.
 Contém dois tipos de polímeros da glicose:
◦ A amilose que consiste de cadeias longas não-ramificadas de 
unidades de D-glicose conectadas por ligações (α1→4)
◦ A amilopectina que consiste de uma cadeia altamente ramificada. As 
ligações glicosídicas unindo os resíduos de glicose são (α1→4) mas 
os pontos de ramificação (24 a 30 resíduos) são ligações (α1→6)
 Função estrutural nas células vegetais. Principal 
componente da parede celular. 
 Substância fibrosa, resistente e insolúvel em água
 Maior massa da madeira e algodão
 Homopolissacarídeo linear e não-ramificado de 10 mil a 
15 mil unidades de glicose
 Parece com amilose e com as cadeias principais de 
glicogênio
 Diferença: na celulose, os resíduos de glicose têm a 
conformação β
Celulose
Quitina
 Função estrutural
 Principal componente do exoesqueleto de 
aproximadamente 1 milhão de espécies de 
artrópodes
 Homopolissacarídeo composto por resíduos de 
N-acetil-D-glicosamina em ligação β
Glicogênio
 Armazenamento nas células animais
 É um polímero de subunidades de glicose 
unidas por ligações (α1→4) e (α1→6) nas 
ramificações 
 O glicogênio é mais extensamente ramificado 
(8 ou 12 resíduos) e mais compacto que o 
amido
 É abundante no fígado (7% do peso úmido do 
órgão) está também presente no músculo 
esquelético
 É hidrolisado por α-amilase
• A glicose é o centro do metabolismo dos 
carboidratos, pois praticamente todos os 
glicídios podem ser convertidos em glicose.
• Quase todas as células são capazes de atender 
as suas demandas energéticas apenas a partir 
da glicose.
• A glicose constitui uma fonte de energia livre, 
que pode ser conservada como ATP, a 
principal forma de energia utilizável pelos 
seres vivos
PROTEÍNAS
PROTEÍNAS
 Diversas funções biológicas.
 Componentes mais abundantes nas células após a água 
(7% a 15%).
 Composta por aminoácidos.
 Os aminoácidos ligam-se entre si por ligações peptídicas.
 Monômeros – Polímeros.
 Vegetais são autônomos na produção de aminoácidos 
enquanto que os animais produzem alguns e outros obtém 
pela nutrição.
 Aminoácidos Naturais – Aminoácidos Essenciais (varia de 
espécie para espécie)
FUNÇÃO ESTRUTURAL
 Construção de estruturas celulares e 
histológicas.
 Ex.: colágeno – resistência à tração 
(ossos, tendões, cartilagem e pele).
 Queratina – impermeabilizante (pele, 
unhas, cabelo)
 Albumina – viscosidade (sangue)
Hormonal
 Estimular ou inibir a atividade de 
determinados órgãos.
 Ex.: insulina – manutenção da taxa de 
glicemia.
Defesa
 Proteção do organismo.
 Antígeno – proteína invasora presente no 
organismo invasor.
 Anticorpo – proteína defensora combina-
se quimicamente com os antígenos 
neutralizando-os.
Nutritiva
Proteínas obtidas através da nutrição 
indispensáveis para os seres vivos 
produzirem outras proteínas.
 Ex.: vitelina (ovo) – formação do 
embrião.
Reguladora
 Proteínas agregadas a vitaminas 
(co-enzima).
 Hipovitaminose – carência de vitaminas.
 Hipervitaminose – excesso de vitaminas.
Enzimática
 Função catalítica
 Substrato – substância que sofre a ação 
de uma enzima.
 Condições para ação das enzimas (pH e 
temperatura).
PROTEÍNAS
 São macromoléculas cujos monômeros são os aminoácidos
 Uma cadeia de aminoácidos é chamada de peptídeo as quais são 
classificadas em:
O termo proteína é dado quando na composição do polipeptídio 
entram centenas, milhares ou milhões de aminoácidos
AMINOÁCIDOS – ESTRUTURA BÁSICA
Ligação Peptídica
Aminoácido 1 Aminoácido 2 dipeptídeo
Até 50 aminoácidos  peptídeo
Mais de 50 aminoácidos  proteína
LIGAÇÃO PEPTÍDICA
AMINOÁCIDOS
 Essenciais – são aqueles 
aminoácidos que o 
organismo não consegue 
sintetizar. Logo a única 
forma de que dispomos 
para os obter é através da 
ingestão de proteínas. 
 Não essenciais - são 
aqueles que o nosso 
organismo consegue 
produzir, mais 
concretamente, que o 
nosso fígado sintetiza. 
ESSENCIAIS
NÃO 
ESSENCIAIS
Arginina Alanina
Histidina Asparagina
Isoleucina Aspartato
Leucina Cisteína
Lisina Glutamato
Metionina Glutamina
Fenilalanina Glicina
Triptofano Prolina
Valina Serina
Treonina Tirosina
Estrutura da Proteína
Primária
Secundária
Terciária Quaternária