Aula 5 - Carboidratos

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CARBOIDRATOS 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR 
INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA 
 
 Biomoléculas mais abundantes 
do planeta. 
 Importância alimentar 
 Hidratos de carbono 
Cn(H2O)n 
Oxidação dos carboidratos 
– Principal via metabólica 
fornecedora de energia. 
 
 Interação célula-célula 
 
 Reconhecimento imune 
 
Componentes estruturais 
 
São poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas 
ou substâncias que liberam estes 
compostos por hidrólise 
CnH2nOn Fórmula geral 
C
C
C
H
OH
OH
H O
H
H
C
C
C
H
OH
O
H
OHH
H
OHC
HO
C
C OH
H O
H
C H
H
CH OH
C OH
H
H
Gliceraldeído Dihidroxiacetona 
Glicose 
São poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas 
ou substâncias que liberam estes 
compostos por hidrólise 
CnH2nOn Fórmula geral 
Muitos carboidratos não apresentam essa fórmula 
Ex: glicosamina 
Classes principais de acordo com o tamanho 
 Monossacarídios (açúcares simples) – Possuem uma única 
unidade de poliidroxialdeído ou poliidroxicetona. 
Exemplo – D-Glicose 
 Oligossacarídios – Possuem cadeias curtas de monossacarídios 
ligados através de ligações glicosídicas. 
Exemplo – sacarose (D-glicose + D-frutose) 
 Polissacarídios – Possuem mais de 20 unidades de 
monossacarídios (pode chegar a milhares de unidades de monossacarídios) 
Exemplo – Celulose, amido, glicogênio 
 
Monossacarídios 
 São os carboidratos mais simples 
 Os átomos de carbono, nos quais os grupos –OH 
estão ligados são centros quirais, dando origem aos 
açúcares estereoisômeros da natureza 
 Incolores e sólidos cristalinos 
 Solúveis em água e insolúveis em solventes 
apolares 
 Sabor doce (maioria) 
C
C
C
H
OH
OH
H O
H
H
C
C
C
H
OH
O
H
OHH
H
Gliceraldeído 
ALDOSE 
Dihidroxiacetona 
CETOSE 
C3H6O3 C3H6O3 
C6H12O6 C6H12O6 
ALDOSE 
(poliidroxialdeídos) 
 3 átomos de C – aldotriose 
 4 átomos de C – aldotetrose 
 5 átomos de C – aldopentose 
 6 átomos de C – aldohexose 
ALDOSE (poliidroxialdeídos) 
CETOSE 
(poliidroxicetonas) 
 3 átomos de C – cetotriose 
 4 átomos de C – cetotetrose 
 5 átomos de C – cetopentose 
 6 átomos de C – cetohexose 
 
CETOSE (poliidroxicetonas) 
Estereoquímica dos monossacarídios 
 Estereoisômeros – São 
moléculas compostas pelos 
mesmos átomos e fórmula 
estrutural mas que diferem uma 
da outra na forma como os 
átomos ou grupos estão 
dispostos no espaço. 
Estereoquímica dos monossacarídios 
 Enantiômeros – São 
estereoisômeros que se 
comportam como objeto e 
respectiva imagem num espelho 
plano. 
 Podem desviar o plano da luz 
polarizada para a direita 
(dextrogiro - D) ou para a 
esquerda (levogiro - L) 
Nomenclatura D/L 
A designação da configuração L ou D depende do 
carbono quiral com o número mais alto. 
 Se –OH está do lado 
direito em relação ao C 
quiral então a 
configuração é D 
 Se –OH está do lado 
esquerdo em relação 
ao C quiral então a 
configuração é L 
A maioria dos açúcares importantes encontrados na 
natureza possui configuração D. 
 D-glicose – o mais importante na dieta 
 D-frutose – o mais doce de todos os açúcares 
 D-ribose – presente na molécula de RNA 
Representação tridimensional no papel 
Ligações horizontais representam ligações direcionadas 
para a frente do papel enquanto ligações verticais 
representam ligações direcionadas para trás do papel 
Estereoquímica dos monossacarídios 
 Diastereoisômeros – São estereoisômeros que não se 
relacionam como objeto-imagem num espelho plano e, assim, não 
correspondem a enantiômeros. 
Estereoquímica dos monossacarídios 
 Epímeros – São diastereoisômeros que diferem 
na configuração de apenas UM átomo de carbono 
 D-Glicose D-Galactose
OHC
HO
C
C OH
H O
H
C H
H
CH OH
C OH
H
H
HC
HO
C
C OH
H O
H
C H
HO
CH OH
C OH
H
H
1
2
3
4
5
6
Estereoquímica dos monossacarídios 
A diferença em apenas um carbono tem importância 
biológica? 
 D-Glicose D-Galactose
OHC
HO
C
C OH
H O
H
C H
H
CH OH
C OH
H
H
HC
HO
C
C OH
H O
H
C H
HO
CH OH
C OH
H
H
1
2
3
4
5
6
Estereoquímica dos monossacarídios 
A diferença em apenas um carbono tem importância 
biológica? 
Sim. Nosso corpo, por exemplo, consegue 
encontrar a diferença entre esses dois 
compostos. 
Galactosemia 
•Ausência de enzimas necessárias à conversão 
•Acúmulo de galactose ou seu metabólito (dulcitol) 
causa efeitos tóxicos 
•Pode levar a retardo mental, catarata e morte 
Estruturas cíclicas 
Reação de aldeídos e cetonas 
Estruturas cíclicas 
Hemiacetal cíclico – formado a 
partir de um álcool e um aldeído 
(C1 – C5). 
 
Hemicetal cíclico – formado a 
partir de um álcool e uma 
cetona (C2 – C5) 
Piranoses e Furanoses 
Carbono 
anomérico 
Mutarrotação 
Estrutura cíclica - Anômeros α e β 
Haworth 
Mutarrotação 
63,6% 
36,4% 
Algumas reações dos monossacarídios 
•Reação de oxidorredução 
•Formação de glicosídios 
Formação dos glicosídios 
Ligações  
Ligações  
ß(1 → 4) 
Sacarose – açúcar de mesa (α-D-glicose + α-D-
frutose) 
-1 2 
Oligossacarídios 
Dissacarídios 
 Sacarose 
 Lactose 
 Maltose 
• Lactose: ß-D-galactose + D-glicose (epímeros-C4) 
Ligação glicosídica: ß(1 → 4) 
 
 
• Maltose: D-glicose + D-glicose (hidrólise do amido) 
Ligação glicosídica : α (1 → 4) 
 
 
• Celobiose: D-glicose + D-glicose (hidrólise da 
celulose) 
Ligação glicosídica: ß (1 → 4) 
Os monossacarídeos 
são agentes redutores 
Reduzem agentes 
oxidantes como Fe3+ e 
Cu2+. Portanto, sofrem 
oxidação. 
 
Reagente de Fehling e 
Reagente de Benedict 
 
 
Dissacarídeos Redutores 
Lactose 
Maltose 
Atenção! 
Sacarose não é um açúcar redutor 
Açúcar Invertido 
Dextrogira Mistura desvia para a 
esquerda (Levogira) 
Polissacarídios 
 São açúcares complexos que têm mais de 10 
moléculas de monossacarídeos 
 Homopolissacarídeo X Heteropolissacarídeos 
 Principais polissacarídios 
-Celulose 
-Amido 
-Glicogênio 
-Quitina 
 
Polissacarídios 
Polímeros de cadeia linear e ramificada 
 Principal componente estrutural dos vegetais (madeiras e 
plantas) 
 Polímero de β-D-glicose 
 Resíduos unidos por ligações glicosídicas do tipo β(1→4) 
Celulose 
Celulose 
As cadeias individuais de polissacarídios são ligadas 
por pontes de H (força mecânica) 
Pontes de H 
Celulose 
Os animais não possuem as enzimas chamadas 
CELULASES, que hidrolisam celulose em glicose. 
Atuam sobre as 
ligações β entre 
glicoses 
Encontradas em bactérias 
presentes no trato 
digestório dos cupins e 
animais de pasto (gado, 
cavalos, etc) 
Amido 
 Servem como veículos para o armazenamento de 
glicose 
 Polímeros de α-D-glicose presente nos vegetais 
 Amilose – polímero linear de glicose – ligações 
α(1→4) 
 Amilopectina – polímero de cadeia ramificada - 
ligações α(1→6) e α(1→4) 
 
 
Amido 
(amilopectina) 
Amido 
Amido 
Enzimas que hidrolisam o amido: 
 Vegetais e animais possuem enzimas para digerir o 
amido 
 ß - amilase – Clivam as ligações α (1 → 4) a partir do 
final não-redutor do polímero (exoglicosidade). Produto: 
maltose.α amilase - Clivam as ligações α (1 → 4) em qualquer 
lugar na cadeia (endoglicosidade) 
 Enzimas desramificadoras, que degradam α (1 → 6) na 
amilopectina. 
Glicogênio 
 São moléculas de armazenamento de glicose nos 
ANIMAIS 
 Polímero de cadeia ramificada de α-D-glicose 
 Formado por ligações α (1 → 4) e α (1 → 6) nos pontos 
de ramificação. 
 Semelhantes à amilopectina porém são mais 
ramificados 
 Grânulos de glicogênio (fígado e músculo) 
 
Glicogênio 
Amido ou Glicogênio? 
Amido 
Glicogênio 
Iodo 
Quitina 
 Homopolissacarídeo semelhante à celulose 
 
 Polímero linear formado por N-acetil-β-D-glicosamina 
 Formado por ligações β(1→4) 
 Desempenha papel estrutural. 
 Principal componente do exoesqueleto de 
invertebrados (insetos e crustáceos) e também da 
parede celular de fungos, algas e leveduras. 
 
Quitina 
β(1→4) 
Glicoproteínas 
São moléculas que possuem resíduos de 
carboidratos e cadeias polipeptídicas 
 Anticorpos 
 Determinantes antigênicos (grupos sanguíneos 
sistema ABO) 
-Grupo A – N-acetilgalactosamina 
-Grupo B – α-D-galactose 
-Grupo 0 – Nenhum 
-Grupo AB - N-acetilgalactosamina + α-D-galactose