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Prof. Dr. Fábio Pedrosa Lins Silva CARBOIDRATOS As substâncias químicas que constituem os seres vivos são divididos em dois grande grupos CARBOIDRATOS • O que são Carboidratos? - Carboidratos são aldeídos ou cetonas poli-hidroxilados ou substâncias que liberam tais compostos por hidrólise. D-Glicose D-Frutose • Carboidratos, ou hidratos de carbono, são também chamados de açúcares; • Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza; • São moléculas que desempenham uma ampla variedade de funções, entre elas: - Fonte de energia (Glicose); - Reserva de energia (Amido e Glicogênio); - Estrutural (Celulose, Quitina e Glicocálix); CARBOIDRATOS n≥3 FONTE DE ENERGIA (Glicose) RESERVA DE ENERGIA FUNÇÕES ESTRUTURAL CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS MONOSSACARÍDEOS • São os Carboidratos mais simples, formados apenas por uma unidade de açúcar em cada molécula; • Trioses – monossacarídeos mais simples; Aldotriose Cetotriose NOMENCLATURA • São classificados de acordo com a natureza química do grupo carbonila presente na molécula; - Aldoses (prefixo aldo-) contém grupamento aldeído - Cetoses (prefixo ceto-) contém grupamento cetona - Sufixo –ose geralmente indica que se trata de um açúcar • São classificados de acordo com o números de átomos de carbono presente na molécula (Trioses, Tetroses, Pentoses, Hexoses, Heptoses); NOMENCLATURA D-Ribose (aldopentose) 2-deoxi-D-ribose (aldopentose) Pentoses (C5) D-glicose (aldohexose) D-frutose (cetohexose) Hexoses (C6) MONOSSACARÍDEOS MONOSSACARÍDEOS - PENTOSES • Alguns carboidratos (ribose e desoxirribose) fazem parte da estrutura dos nucleotídeos e dos ácidos nucléicos; Pentoses C5(H2O)5 • A glicose, a frutose e a galactose são os monossacarídeos mais comuns. MONOSSACARÍDEOS - HEXOSES Hexoses C6(H2O)6 • Glicose – carboidrato encontrado em maior quantidade na corrente sanguínea; MONOSSACARÍDEOS - HEXOSES MONOSSACARÍDEOS - HEXOSES • Embora tenham mesma fórmula molecular, C6H12O6, apresentam estruturas químicas diferentes, isto é, são isômeros. ESTEREOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS • A nomenclatura D/L dos carboidratos baseia-se no D- e L- gliceraldeído; • O Gliceraldeído, contém um centro quiral e apresenta dois isômeros ópticos ou enantiômeros; • Todos os monossacarídeos exceto a diidroxicetona contêm um ou mais átomo de carbono assimétrico (quiral) e por isso ocorrem formas isoméricas opticamente ativas; ESTEREOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS fórmulas de Fischer D-Gliceraldeído L-Gliceraldeído • As aldoses de 4 ou mais carbonos são classificadas também em famílias D e L caso sua conformação espacial seja igual ao do D- ou do L-gliceraldeído no centro quiral mais distante do carbonílico; ESTEREOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS ESTEREOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS ESTEREOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS ESTEREOQUÍMICA DOS CARBOIDRATOS EPÍMEROS FÓRMULAS ESTRUTURAIS PARA OS MONOSSACARÍDEOS • Em solução aquosa, os monossacarídeos apresentam-se como estruturas cíclicas. • Essas reação produzem um átomo de carbono assimétrico adicional ( a e b). FÓRMULAS ESTRUTURAIS PARA OS MONOSSACARÍDEOS OLIGOSSACARÍDEOS • São açúcares formados pela união de dois até dez monossacarídeos; • Os mais abundantes são os dissacarídeos; Formação da maltose hemiacetal • É formado quando uma hidroxila de um açúcar reage com o carbono anomérico de outro (ligação O-glicosídica); DISSACARÍDEOS • Maltose – É obtida de hidrólise do amido e consiste de dois resíduos de glicose em uma ligação glicosídica α(14); • Sacarose – É constituída pela união de uma α-D-glicose com a β- D-frutose, pela liga glicosídica α, β (12); • Açucar comum extraído da cana; DISSACARÍDEOS • Lactose – É encontrada apenas no leite, sendo formada pela união do C1 da β-D-galactose com o C4 da D-glicose, numa ligação glicosídica β(14); DISSACARÍDEOS POLISSACARÍDEOS • são macromoléculas formadas pela união de vários monossacarídeos; • Os polissacarídeos não possuem sabor doce e são insolúveis em água. Polissacarídeos Homopolissacarídeos (homoglicanos) Heteropolissacarídeos (heteroglicanos) Contêm apenas um único tipo de monossacarídeo Contêm dois ou mais tipos diferentes de monossacarídeos - Amido - Glicogênio - Celulose POLISSACARÍDEOS - Ác. Hialurônico - Condroitrina Sulfato - Dermatana Sulfato - Heparina Ramificado Homopolissacarídeos Não ramificado Não ramificado, dois monômeros Heteropolissacarídeos Ramificado, múltiplos monômeros POLISSACARÍDEOS HOMOPOLISSACARÍDEOS • Amido – É a forma de armazenamento da glicose nas plantas; • É empregado como combustível pelas células do organismo; Ramificações entre 24 e 30 resíduos Grânulos de amido O amido é feito no cloroplasto à partir de D- glicose formada fotossinteticamente • Glicogênio – É a mais importante forma de polissacarídeo; • A estrutura assemelha-se à da amilopectina, exceto pelo maior número de ramificações; • Esta presente principalmente no músculo esquelético e no fígado; HOMOPOLISSACARÍDEOS Grânulos de glicogênio em hepatócitos. Ramificações entre 8 e 12 resíduos HOMOPOLISSACARÍDEOS • Glicogênio • Celulose - é encontrados nas paredes celulares das plantas (caules, troncos e todas as partes lenhosas da planta); • É uma sequência linear de unidades de D-glicose unidas por ligações glicosídicas β(14); HOMOPOLISSACARÍDEOS • Quitina - É encontrado no exoesqueleto de invertebrados como insetos e crustáceos; • É constituída de resíduos de N-acetilglicosamina em ligações β(14); HOMOPOLISSACARÍDEOS • Glicosaminoglicanos (GAG) – São polissacarídeos lineares constituídos por resíduos repetitivos de dissacarídeos de ácido urônico e de N-acetilglicosamina; • Papel biológico de lubrificar e manter o tecido conjuntivo; • Várias deformidades genéticas são defeitos no metabolismo dos glicosaminoglicanos (acúmulo nos tecidos e excreção na urina); HETEROPOLISSACARÍDEOS • Heparina - Ação anticoagulante e antitrombótica (reduz a formação de coágulos fixos – trombos – no interior dos vasos sanguíneos). • Carboidratos de utilização médica. HOTEROPOLISSACARÍDEOS
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