Estrutura e funçao dos carboidratos

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Estrutura e função dos CARBOIDRATOS
Prof.: Juliana Mesquita Freire
Carboidratos
 São substâncias orgânicas compostas C, H e O; 
Alguns possuem N, P e S:
 Fórmula geral é: [C(H2O)]n;
Poli-hidroxialdeídos ou poli-hidroxiacetona;
Conhecidos como hidratos de carbono, glicídios e açúcares;
Glicoconjugados: Carboidratos + proteínas ou lipídeos;
Funções:
 Fonte e reserva de energia; 
Estrutural (bacterianas, vegetais e tecidos conectivos de animais);
Lubrificantes de articulações
Reconhecimento e coesão entre as células;
Sinais para a localização intracelular ou o destino metabólico;
Matéria prima para a biossíntese de outras biomoléculas.
Fontes de carboidratos
Amido - raízes tuberosas como a mandioca, caules, tubérculos, como a batata inglesa, e em certas sementes como o milho. 
Frutose,glicose
Frutas verduras e mel
Celulose- vegetais
Sacarose - Beterraba
Glicose, pectinas 
vários produtos
Industrializados
Lactose - leite
Classificação
Monossacarídeos – 1 unidade monomérica 
 Ex.: glicose, frutose, etc.
Oligossacarídeos- 2 a 10 unidade monoméricas 
Ex.: sacarose, lactose, etc.
Polissacarídeos – polímeros de alto peso molecular.
Ex.: amido, celulose, glicogênio, etc.
Monossacarídeos
São aldeídos ou cetonas com dois ou mais grupos hidroxilas.
Sólidos cristalinos e incolores solúveis em água;
Aldose
Cetose
Grupo carbonil
Grupo carbonil
Classificados de acordo com o número de átomos de carbonos.
 3 carbonos: Triose (gliceraldeído)
 4 carbonos: Tetrose (treose e eritrase)
 5 carbonos: Pentose (xilose, arabinose e ribose)
 6carbonos: Hexose (glicose, frutose, manose, galactose)
Aldotriose
Aldotetrose
Cetopentose
Cetohexose
Aldohexose
Molécula com “n” centro quiral:2n estereoisomeros
Configuração dos monossacarídeos
Centros assimétricos (quirais)
Carbono assimétrico mais afastado da função aldeído ou cetona.
D-destrógeno
L-levógeno
Aldose com 4 átomos de carbono (aldotetrose) e 2 centros quirais
2 centros quirais = 4 estereoisômeros
Epímeros
Série das aldolase
Série das cetose
α-D-Glicopiranose
β-D-Glicopiranose
pirano
Carbono anomérico
1/3
2/3
Formação de hemiacetais e hemicetais
Novo centro quiral
Hemiacetal
Hemicetal
Adição de apenas 1 equivalente
 de álcool
A ligação C=O é plana! Isto significa que o ataque nucleofílico pode ocorrer tanto pela face de cima como pela face de baixo...
D-frutose
-D-frutofuranose -D-frutofuranose 
Furano
Derivados das hexoses
Açúcares redutores
 Reação com reagentes de TOLLENS
 Reação com reagentes de FEHLING
Propriedades químicas
Tautomeria
Desidratação
Redução
Carboidratos reduzidos à álcool
Glicose
Sorbitol
Fosforilação
Glicose
Glicose-6-fosfato
hexoquinase
-adoçante;
-emulsificante;
- laxante
Oligossacarídeos
	Formados pela ligação O-glicosídicas (ligação covalente) de 2 à 10 monossacarídeos .
Formação de acetais e cetais
Acetal
Cetal
Adição 2 equivalentes
 de álcool
Hemiacetal
Hemicetal
OBS.: 
 Em células, a maioria dos oligossacarídeos constituídos por três ou mais unidades não ocorre como moléculas livres, mas sim ligada a moléculas que não são açúcares (lipídeos ou proteínas), formando glicoconjugados.
Dissacarídeo não-redutor: os dois grupos hidroxílico hemicetálico estão envolvidas na ligação.
Sacarose
α(1→2)
Classificação dos dissacarídeos:
 Dissacarídeos redutor: apenas um grupo hidroxílico hemiacetálico está envolvido na ligação;
Lactose
β(1→4)
Maltose
 Elemento básico da estrutura do amido (obtida pro hidrólise ácida, enzimática ou fermentação);
 Hidrolisada em duas D-glicoses pela ação das enzimas α-glicosidases(maltases);
 Ligação glicosídica α -1,4;
Sacarose 
 Dissacarídeo mais importante pela quantidade, freqüência e aplicação na alimentação humana;
 Encontrada em todas as plantas que realizam a fotossíntese (açúcar de cana e beterraba);
 Ligação glicosídica α -1,2;
Lactose
 Presente no leite e derivados
 Formado por uma unidade de glicose e outra de galactose
 Ligação glicosídica β-1,4;
Ligações N-glicosídicas
	Unem o carbono anomérico de um açúcar a um átomo de nitrogênio em glicoproteínas e nucleotídeos.
Polissacarídeos
	Formados por várias unidades de monossacarídeos e apresentam elevado peso molecular.
Funções
 Fazem parte da estrutura da parede celular de plantas e algas marinhas (celulose, hemicelulose e pectina) e de bactérias (peptidioglicanos );
São reservas metabólicas de plantas (amido) e animais (glicogênio);
Componentes da matriz extracelular (ácido hialurônico).
Classificação dos polissacarídeos
 Homopolissacarídeos: Apenas um tipo de unidade monomérica. Ex. Amido, celulose, glicogênio e pectina.
Heteropolissacarideos: Duas ou mais unidades monoméricas. Ex. Peptidioglicano e ácido hialurônico.
Amido
Homopolissacarídeo de reserva vegetal;
Presentes nas sementes e tubérculos; 
Possui dois tipos de polímeros:
Amilose: sem pontos de ramificação, glicoses unidas por α 1,4
Amilopectina: ramificado a cada 24 e 30 resíduos através de ligações α 1-6 e ligações α 1-4.
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Glicogênio
Homopolissacarídeo de reserva animal;
Presentes no fígado e músculo esquelético; 
Ramificado a cada 8 ou 12 resíduos;
	Presença de enzimas responsáveis pela síntese e degradação do glicogênio.
Celulose
 Homopolissacarídeo estrutural;
Presente na parede das células vegetais ; 
 Ligação glicosídica β 1-4 linear;
Formação de fibras insolúveis em água, lineares e com grande resistência à tensão;
Não são digeríveis pela amilase, apenas pela celulase produzidas por microrganismos; 
 
Ligações de hidrogênio intercadeia e intracadeia;
Fibras supramoleculares retas e estáveis, com grande resistência à tensão;
Baixo conteúdo de água;
Papiro, papel, papelão, viscose entre outros.
Microrganismo (Trichonympha)
no intestino dos cupins.
Bactérias no rúmen. 
Atuam na digestão da celulose presente na matéria vegetal que ingerem. Em troca recebem abrigo e alimento.
Fermentação no rúmen: acetato, propionato e -hidroxibutirato: síntese de açúcares do leite.
Quitina
Homopolissacarídeo estrutural;
Presentes no exoesqueleto dos crustáceos e insetos; 
 Formados por resíduos de N-acetil-D-glicosamina em ligação β;
Peptidioglicano
 Heteropolissacarídeo estrutural;
 Presente na parede celular bacteriana ; 
 Formado por resíduos alternantes de N-acetilglicosamina e ácido acetilmurâmico em ligação β 1-4;
 Degradados pelas lisozimas; 
N-acetilglicosamina
Ácido acetilmurâmico
Penicilina
Glicosaminoglicano
 Heteropolissacarídeo presente na matriz extracelular;
Polímero linear compostos por unidades repetitivas de dissacarídeos ; 
 
Hialuronato (50.000)
Condroitin sulfato (25-60)
Queratana sulfato (25)
Glicoconjugados
Polissacarídeos e oligossacarídeos são transportadores de informação:
Comunicação entre células e a matriz extracelular;
Sinalizam proteínas para o transporte e a localização em organelas específicas;
Sinalizam proteínas para a degradação, quando é malformada ou supérflua;
Atuam como pontos de reconhecimento para moléculas de sinalização extracelular (fatores de crescimento, ex) ou parasitas;
Proteoglicanos
Matriz extracelular e superfície celular 
Glicosaminoglicano + proteínas central;
Agregados proteoglicanos;
Glicoproteínas
Os glicanos são menores, ramificados e mais estruturalmente diversos do que os glicosaminoglicanos dos proteoglicanos;
Proteína integral da membrana plasmática; 
Interações entre as células e a matriz extracelular.
Glicolipídeos e Lipopolissacarídeos
6 ácidos graxos na porção lipídeo A da molécula.
 Componentes da membrana externa das bactérias gram -; 
Lipopolissacarídeo de E. coli