Resumo Carboidratos

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Cristiani Bortolatto e Bibiana Gai 
 
 
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Material didático – Bioquímica Básica 
 
QUÍMICA DE CARBOIDRATOS 
 
Sumário 
1 Introdução ................................................................................................................................ 2 
2 Desenvolvimento ..................................................................................................................... 2 
2.1 Conceito ............................................................................................................................ 2 
2.2 Classificação, propriedades químicas e funcionais .......................................................... 2 
2.2.1 Monossacarídeos ........................................................................................................ 2 
2.2.2 Oligossacarídeos ........................................................................................................ 7 
2.2.3 Polissacarídeos ........................................................................................................... 8 
2.3 Glicoconjugados – Proteoglicanos, glicoproteínas e glicolipídios ................................. 14 
2.4 Carboidratos como moléculas informacionais ............................................................... 17 
2.4 Introdução à digestão e metabolismo dos carboidratos .................................................. 18 
3 Considerações finais .............................................................................................................. 20 
4 Bibliografia ............................................................................................................................ 20 
 
 
Universidade Federal de Mato Grosso 
Instituto de Ciências Exatas e da Terra 
Cursos de Química, medicina veterinária e 
engenharia florestal 
Professora Drª Bibiana M. Gai 
Universidade Federal de Santa Maria 
Centro de Ciências da Saúde 
Departamento de Clínica Médica 
Curso de Medicina 
Professora Drª Cristiani F. Bortolatto 
 
Cristiani Bortolatto e Bibiana Gai 
 
 
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1 Introdução 
Os carboidratos, também chamados de hidratos de carbono, glicídios, sacarídeos ou 
açúcares, são as moléculas orgânicas mais abundantes na natureza. Eles desempenham uma 
ampla gama de funções, com destaque para a função de fornecimento de energia para as 
células não fotossintéticas, visto que através da sua oxidação até gás carbônico e água, energia 
é obtida para que a célula permaneça ativa. Neste sentido, a glicose ocupa uma posição central 
no metabolismo de carboidratos. Os carboidratos, sob sua forma polissacarídica, ainda podem 
funcionar como reserva energética (amido, glicogênio). Além disso, polímeros insolúveis de 
carboidratos desempenham funções estruturais e de proteção, nas paredes celulares 
bacterianas e vegetais e nos tecidos conjuntivos de animais. Outros polímeros agem como 
lubrificantes nas articulações e participam do reconhecimento e coesão entre as células. 
Por fim, moléculas glicoconjugadas agem como sinais que determinam a localização 
intracelular ou o destino metabólico de moléculas híbridas. 
 
2 Desenvolvimento 
2.1 Conceito 
 Os carboidratos são poli-hidroxialdeídos (aldoses) ou poli-hidroxicetonas (cetoses) 
ou substâncias que liberam estes compostos por hidrólise. Muitos carboidratos possuem 
fórmulas empíricas (CH2O)n, alguns também contém N, P ou S. Eles são classificados de 
acordo com o tamanho ou número de subunidades que apresentam em monossacarídeos, 
oligossacarídeos ou polissacarídeos. Todos mono e dissacarídeos comuns têm nomes que 
terminam com o sufixo “ose”. 
 
2.2 Classificação, propriedades químicas e funcionais 
2.2.1 Monossacarídeos 
Os monossacarídeos são os açúcares simples e apresentam apenas uma unidade de 
poli-hidroxialdeído (aldose) ou poli-hidroxicetona (cetose). A glicose é o monossacarídeo 
mais abundante na natureza. Eles são incolores, sólidos cristalinos e solúveis em água 
(polares), sendo a maioria doce. 
Quimicamente, o monossacarídeo é constituído de 
uma cadeia carbônica não-ramificada contendo ligações 
covalentes simples entre os átomos de carbono e contém um 
ou mais grupos –OH. O grupo carbonila C=O, cria o grupo 
funcional que pode ser um aldeído (aldose) se estiver na 
extremidade da cadeia ou uma cetona (cetose) se estiver em 
outra posição. Os monossacarídeos mais simples são 
acúcares de 3 carbonos: o gliceraldeído (aldotriose) e a 
diidroxicetona (cetotriose). 
As aldoses ou cetoses podem receber diferentes denominações de acordo com o 
número de carbonos: trioses (3C), tetroses (4C), pentoses (5C), hexoses (6C) e heptoses 
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(7C). A glicose, por exemplo, é uma aldose constituída 
por 6 átomos de carbono; por esse motivo, diz-se que a 
glicose é uma aldo-hexose. 
Dente as hexoses mais comuns estão a glicose e a 
frutose. Os monossacarídeos podem apresentar-se sob a 
forma de isômeros, moléculas com a mesma fórmula 
molecular, mas com estruturas diferentes. Por 
exemplo, frutose e glicose são isômeros de função. 
Os monossacarídeos, exceto a diidroxicetona, 
possuem centros assimétricos. Eles contêm um ou mais 
átomos de carbono assimétrico (quiral), ou seja, que possui quatro 
ligantes diferentes. Essas moléculas podem, assim, apresentar-se 
sob a forma de isômeros óticos (enantiômeros) que, por 
convenção, são denominados levógiros (L) e dextrógiros (D), de 
acordo com a configuração ao redor do centro quiral mais distante 
do carbono da carbonila. As fórmulas de projeção Fischer são 
empregadas para representar as estruturas no papel, baseadas na 
configuração do gliceraldeído. Em geral, uma molécula com n 
centros quirais pode ter 2
n
 estereoisômeros (gliceraldeído 2
1
=2; aldohexoses 2
4
=16). Com 
raras exceções, a maioria dos açúcares metabolizados pelos seres humanos está na forma D. 
 
Uma forma mais específica de isomerização ocorre quando dois monossacarídeos 
diferem na configuração espacial de um átomo de carbono específico; neste caso, diz-se 
que as moléculas são epímeras (por exemplo, glicose e galactose são epímeros). 
A numeração dos átomos de carbono se inicia pela extremidade da cadeia mais 
próxima da carbonila. Cetoses com 4 e 5 átomos de carbono recebem a inserção de “ul” na 
aldose correspondente. Para fins de simplicação, as estruturas de aldoses e cetoses podem ser 
demonstradas em forma de cadeia linear (aberta). 
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Em solução aquosa, essas moléculas podem ser 
encontradas na forma de estruturas cíclicas, na qual o 
grupo carbonila forma uma ligação covalente com o 
oxigênio de um grupo hidroxila ao longo da cadeia 
(formação dos derivados hemiacetal ou hemicetal). A 
formação de um anel de 6 membros origina as 
piranoses, enquanto que as furanoses são anéis de 5 
membros. 
 
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O anel hemiacetal ou hemicetal resulta na criação de 
um carbono assimétrico adicional (carbono anômero) no 
carbono da carbonila que, dependendo da configuração espacial da hidroxila, esta pode 
receber a denominação alfa (α) ou beta (β) (OH para baixo é α e para cima é β). Logo, essa 
conformação diferente origina mais dois isômeros (esteroisômeros), denominados anômero 
α e anômero β. Quando em solução, ocorre interconversão dos anômeros α e β, que é 
chamada de mutarrotação. Em equilíbrio, a D-glicose existe como: 1/3 α-D-glicose, 2/3 
como β-D-glicose (piranoses, anéis de 6 membros) e pequenas quantidades na forma linear 
(<1%) e de anel de 5 membros (glicofuranose). 
Aldoses contendo 5ou mais átomos de carbono podem formar anéis piranosídicos. 
Para aldohexoses como a glicose, o C1 (C=O) reage 
com a OH ligada ao C5 originando uma 
glicopiranose (anel de 6 membros semelhante ao 
pirano). As piranoses são mais estáveis que as 
furanoses e predominam nas soluções de 
aldohexoses. Para a frutose, uma cetohexose, o C2 
(C=O) reage com a OH do C5 originando um 
furanosídeo (anel de 5 membros semelhante ao 
furano) ou com C6 originando um piranosídeo. 
O anel piranosídico com seis atomos não é 
plano, ele tende a assumir uma das duas 
configurações em cadeira. 
 
Derivados das hexoses 
Nestes compostos, um grupo hidroxila no composto original é trocado por um outro 
grupo substituinte (hidrogênio, grupo amino, grupo fosfato) ou um átomo de carbono é 
oxidado a ácido carboxílico. 
Por exemplo, na glicosamina, um acúcar aminado, a hidroxila do C2 é substituída 
por um grupo amino. A glicosamina é parte de muitos polímeros estruturais, incluindo 
aqueles das paredes celulares de bactérias. Desoxiacúcares como L-fucose e L-ramnose são 
encontrados em polissacarídeos de plantas e em oligossacarídeos complexos de 
glicoconjudados. Quando o carbono da carbonila da glicose é oxidado até ácido carboxílico 
(açúcares ácidos), é produzido ácido glicônico; outras aldoses produzem outros ácidos 
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aldônicos. Já a oxidação do carbono da outra extremidade da cadeia (ex. C6 da glicose) 
produz ácidos urônicos como o ácido glicurônico. Estes ácidos formam lactonas, que são 
estruturas mais estáveis. O ácido N-acetilneuramínico (ácido siálico), um acúcar ácido com 
9C, é um dos componentes de glicoconjugados de origem vegetal e animal. Por fim, durante o 
metabolismo dos carboidratos, os intermediários são açúcares fosforilados, visto que a 
fosforilação causa aprisionamento da molécula dentro da célula 
 
Quando a hidroxila do carbono anomérico não está fazendo ligações (está livre), é 
dito que o açúcar é redutor, ou seja, que ele pode reagir com reagentes químicos e reduzí-los 
(o carbono, assim, torna-se oxidado). O carbono da carbonila é oxidado a carboxila. A 
oxidação ocorre apenas coma forma linear que existe na solução em equilíbrio com as 
formas cíclicas. Todos os monossacarídeos são açúcares redutores. 
Um dos testes mais antigos para detectar a presença de glicose na urina de pacientes 
diabéticos é o teste para açúcares redutores, também chamado de teste de Benedict. Esse 
reativo apresenta sulfato de cobre que, sob aquecimento, é capaz de oxidar o açúcar e, 
portanto, sofrer redução, formando um precipitado alaranjado característico. No entanto, 
embora seja simples, esse teste não é específico para glicose, uma vez que é positivo para 
outras hexoses e pentoses redutoras. Atualmente, métodos mais sensíveis e específicos para 
glicose são utilizados, a maioria com base na reação de oxidação catalisada pela enzima 
glicose oxidase. Os monossacarídeos podem ser ligados por ligações glicosídicas para criar 
estruturas maiores. 
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2.2.2 Oligossacarídeos 
 São compostos por cadeias curtas de unidades monossacarídicas, ou resíduos, 
unidos entre si por ligações glicosídicas. Os mais abundantes são os dissacarídeos, sendo a 
sacarose (D-glicose + D-frutose) um representante típico desta classe. Na célula, 
oligossacarídeos com 3 ou mais unidades não ocorrem como entidades livres, mas são 
ligados a moléculas não-açúcares, formando os glicoconjugados. 
 Os dissacarídeos são constituídos por dois monossacarídeos unidos covalentemente 
entre si por uma ligação O-glicosídica, que é formada quando um grupo hidroxila (que pode 
ou não ser ligada ao carbono anomérico) de uma molécula de açúcar (ex. glicose) reage com o 
carbono anomérico de outra molécula (ex. outra glicose). Essa reação representa a formação 
de um acetal a partir de um hemiacetal e de um álcool. Essas ligações glicosídicas são 
facilmente hidrolisadas por ácido. Importante ressaltar que quando o carbono anomérico de 
um resíduo de açúcar está envolvido em uma ligação glicosídica, ele não pode assumir a 
forma linear e, portanto, torna-se um açúcar não-redutor. 
 A nomenclatura da ligação glicosídica indica quais os carbonos que estão participando 
da ligação e qual o anômero envolvido (α ou β). Ordem: 1- configuração α ou β, 2-nome da 
unidade da extremidade não-redutora adicionando os termos furano e pirano, 3- em parênteses 
é indicado os átomos envolvidos na ligação glicosídica, 4- nome da segunda unidade. Muitas 
vezes também se utiliza a nomenclatura abreviada, para a maltose é Glc(α1→4)Glc. 
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Maltose α(14) (redutor) Lactose β(14) (redutor) Sacarose α,β(12) (não-redutor) 
 
 A maltose [Glc(α1→4)Glc] contém duas moléculas de 
glicose unidas por uma ligação glicosídica entre o carbono 1 
(carbono anomérico) de uma unidade de glicose e o carbono 4 
da outra. A primeira unidade de glicose está sob a forma de 
anômero α, então a ligação glicosídica é denominada α(14). 
A segunda unidade, que tem o carbono anomérico livre, pode 
estar tanto na forma α como na β. Uma vez que o carbono 
anomérico (C1) da segunda unidade de glicose não está 
participando de ligação, podendo ser oxidado, a maltose é um 
açúcar redutor. 
 A lactose [Gal(β1→4)Glc] é um dissacarídeo que 
ocorre no leite, formado pela ligação de uma molécula de 
galactose (C1, anomérico) com uma molécula de glicose (C4). 
Como a hidroxila do carbono anomérico que faz a ligação está 
na forma β, a ligação glicosídica da lactose é β(14). Uma 
enzima específica denominada lactase, presente no trato 
intestinal de mamíferos, realiza a hidrólise dessa ligação. 
Indivíduos que não apresentam esta enzima (ou em casos onde 
sua ação é deficiente) desenvolvem uma condição clínica 
chamada de intolerância à lactose, uma vez que não conseguem digerir esse dissacarídeo, o 
que causa um quadro de dores abdominais, excesso de formação de gases e diarreia. 
 Por outro lado, a sacarose [Glc(α1↔2β)Fru ou Fru(2β↔α1)Glc] é um dissacarídeo 
formado por uma molécula de glicose (C1, anomérico) e uma de frutose (C2, anomérico). 
Como a ligação ocorre entre o anômero α da glicose e o anômero β da frutose, ela é 
denominada α,β (12). Uma vez que ambos os carbonos anoméricos estão participando da 
ligação, não existe a presença de uma extremidade redutora. A sacarose é, portanto, um 
açúcar não redutor. A sacarose é sintetizada nos vegetais (principal produto intermediária da 
fotossíntese) e é a principal forma na qual os açúcares podem ser transportados das folhas até 
as demais partes da planta. 
A trealose [Glc(α1↔α1)Glc] é um dissacarídeo de glicose não-redutor e é o 
principal constituinte da hemolinfa (insetos). 
 
2.2.3 Polissacarídeos 
Os polissacarídeos (glicanos) são polímeros de carboidratos e apresentam n 
unidades (>20) que formam longas cadeias, podendo ter cadeias de centenas a milhares de 
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unidades. Os polissacarídeos diferem uns dos outros nos tipo de unidade monomérica 
constituinte, nos tipos de ligação que as unem, no comprimento das suas cadeias bem como 
no grau de ramificação das cadeias. 
Então, alguns tem cadeias lineares (celulose), outros cadeias ramificadas (glicogênio). 
Ainda que a celulose e o glicogênio sejam formados por D-glicose, eles diferem entre si no 
tipo de ligação glicosídica e assim tem propriedades e 
funções diferentes. Os homopolissacarídeos contém 
apenas um tipo de unidade monomérica, enquanto que os 
heteropolissacarídeosapresentam mais de um tipo. 
Enquanto uns homopolissacarídeos servem como forma 
de armazenamento de energia (amido, glicogênio), 
outras possuem funções estruturais (celulose, quitina). 
Dentre os heteropolissacarídeos, destacam-se os 
açúcares formadores do peptideoglicano (camada rígida 
do envoltório bacteriano) e os glicosaminoglicanos 
(heparina, condroitina, queratina...), os quais fornecem 
suporte extracelular. De fato, a matriz extracelular 
que mantém unidas as células individuais fornecendo proteção, forma e suporte para as 
células, tecidos e órgãos é formada por vários tipos de heteropolissacarídeos. 
Diferente das proteínas, em geral os polissacarídeos não têm massa molecular 
definida, pois para sua síntese não existe molde, e portanto, no há um ponto final específico 
para o processo de síntese. 
Numa cadeia longa de polissacarídeo, a ponta redutora (ou extremidade redutora) 
corresponde à última molécula da cadeia que exibe um carbono anomérico que não está 
envolvido em uma ligação glicosídica. Essas cadeias podem ser lineares ou ramificadas. Essas 
cadeias podem interagir, principalmente por pontes de hidrogênio formadas 
intramolecularmente ou com uma cadeia diferente, formando estruturas tridimensionais, que 
tendem a formas hélices, espirais ou manter-se linear, dependendo da estrutura. 
Apesar de não apresentarem sabor doce, os polissacarídeos contribuem muito na 
textura dos alimentos. Eles são, geralmente, responsáveis por características sensoriais como 
viscosidade, consistência e resistência. 
2.2.3.1 Homopolissacarídeos 
a) Amido 
O amido é a principal forma de depósito de glicose nos 
tecidos vegetais. Ele é um polímero de longas cadeias de 
glicose unidas por ligações glicosídicas. 
O amido contém dois tipos de polímero de glicose: a 
amilose e a amilopectina. A amilose é formada por cadeias longas lineares (não-ramificadas) 
unidas por ligações α(14). A amilopectina é constituída por cadeias ramificadas. As 
unidades de glicose também são ligadas por ligações do tipo α(14), mas os pontos de 
ramificação são α(16). O amido possui ramificação a cada 24-30 unidades. 
 
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b) Glicogênio 
O glicogênio é a principal forma de 
depósito de glicose nos tecidos animais, é uma 
reserva energética de fácil mobilização. Assim 
como a amilopectina, o glicogênio é constituído 
por longas cadeias ramificadas unidas por ligações 
α(14) nas partes lineares e α(16) nos pontos 
onde a cadeia ramifica-se. O glicogênio possui 
ramificação a cada 8-12 unidades, logo é mais 
ramificado e compacto que o amido. Devido a 
extensa ramificação, este polímero contém muitos 
terminais não-redutores e apenas 1 redutor. 
Durante a degradação, a glicose é removida dos 
terminais não redutores. Os principais tecidos de 
armazenamento de glicogênio são o tecido 
hepático e o músculo esquelético. 
Tanto o amido quanto o glicogênio são 
armazenados na forma de grânulos. As suas 
moléculas são altamente hidratadas, devido aos 
grupos hidroxila que formam pontes de hidrogênio 
com a água. Os grânulos de glicogênio também 
contém as enzimas de síntese e degradação. O 
benefício de se armazenar a glicose na forma de um 
polímero como o glicogênio (insolúvel) é evitar um aumento osmolaridade da célula que 
ocorreria se a glicose estivesse em sua forma livre, o que poderia causar lise da célula pela 
entrada de água por osmose. Além disso, seria energeticamente impossível captar mais 
glicose pela diferença de concentração existente. 
 
c) Dextranas 
São os polissacarídeos existentes em bactérias e fungos 
constituídos por poli-D-glicose e com os resídos unidos por meio de 
ligações (α1→6). Todos contém ramificações (α1→3) e alguns 
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também tem ramificações(α1→2) ou (α1→4). A placa bacteriana nos dentes é rica em 
dextranas. Existem também as dextranas sintéticas usadas para cromatografia. 
 
d) Celulose 
 A celulose é uma substância fibrosa, resistente e insolúvel em água, encontrada na 
parede celular das células vegetais. 
Como a amilose, a molécula de celulose é um homopolissacarídeo linear (não 
ramificada), mas que, diferente do amido e do glicogênio, possui 10 a 15 mil unidades de D-
glicose ligadas por ligações do tipo β(14). 
 Diferente do amido e do glicogênio, cujas ligações glicosídicas podem ser hidrolisadas 
por enzimas digestivas (α-amilases), a celulose não pode ser utilizada pela maioria dos 
animais vertebrados, uma vez que não possui a enzima que hidrolisa as ligações β(14), a 
celulase. Os cupins podem digerir a celulose pois contém um microorganismo simbiótico que 
secreta constantemente a enzima. 
 
e) Quitina 
 A quitina é um polissacarídeo constituído por monômeros de N-acetilglicosamina em 
ligação do tipo β(14). Assim como a celulose, tem função estrutural e não é digerível 
pelos vertebrados. Ela é o principal componente do exoesqueleto dos artrópodes. 
 
 
Dobramento dos homopolissacarídeos 
Subunidades com estrutura mais ou menos rígida e ditada por ligações covalentes 
formam a estrutura tridimensional dos homopolissacarídeos. Essas estruturas 
macromoleculares são estabilizadas por interações fracas entre as moléculas ou no interior 
delas: pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas ou de van der Walls e interações 
eletrostáticas nos polímeros com subunidades contendo cargas elétricas. 
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 Para o amido e para o glicogênio, a estrutura 
tridimensional mais estável é a de uma hélice estreitamente 
espiralada, estabilizada por pontes de hidrogênio intracadeia. 
Para a celulose a conformação mais estável é aquela na qual 
cada resíduo em “cadeira” está girado 180º em relação às 
subunidades vizinhas, formando uma cadeia reta e estendida. 
As hidroxilas formam pontes de hidrogênio com as cadeias 
vizinhas. As pontes de hidrogênio intra e intercadeia em várias 
cadeias estendidas lado a lado produz fibras supramoleculares 
retas, estáveis e de grande resistência à tensão. 
 
2.2.3.2 Heteropolissacarídeos 
a) Peptideoglicano 
O componente rígido das paredes celulares 
bacterianas é um heteropolímero constituídos por resíduos 
ácidos alternantes de N-acetilglicosamina e ácido N-
acetilmurâmico unidos por ligação (β1→4). A enzima 
lisozima mata as células bacteriana por hidrolisar estas 
ligações e é encontrada em quantidade considerável na 
lágrima (defesa contra infecções bacterianas no olho). 
 
b) Ágar 
Algumas algas marinhas possuem paredes celulares que contém o ágar, uma mistura 
de heteropolissacarídeos sulfatados compostos por D-galactose e um derivado da L-
galactose unidos por ligação éter entre C3 e C6. Os dois maiores compontentes são a agarose 
(não ramificada) e agaropectina (ramificada). A agarose forma géis com facilidade; o 
aquecimento seguido pelo resfriamento de uma suspensão de agarose provoca a formação e 
hélices duplas retendo água na cavidade central. Ela é empregada como meio de cultivo para 
culturas bacterianas, para separação de ácidos nucleicos por eletroforese e na fabricação de 
cápsulas de vitaminas e drogas. 
 
c) Glicosaminoglicanos 
 A matriz extracelular é composta por uma rede de heteropolissacarídeos e por 
proteínas fibrosas (colágeno, elastina etc) formando um material geleificado. Dentre estes 
componentes estão os glicosaminoglicanos os quais são polímeros lineares constituídos por 
unidades repetitivas de dissacarídeos. Um destes dissacarídeos é a N-acetilglicosamina ou 
N-acetilgalactosamina, e o outro, na maioria dos casos, é um ácido urônico (D-glicurônicoe 
L-idurônico). Por vezes, uma ou mais hidroxilas podem estar sulfatadas. A combinação dos 
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grupos carboxilato e sulfato cria alta densidade de 
cargas negativas gerando uma conformação 
estendida para evitar repulsão. 
 O ácido hialurônico é formado por unidades 
alternadas de ácido glicurônico e N-
acetilglicosamina. É uma solução altamente viscosa, 
de consistência gelatinosa, que funciona como 
lubrificante nos fluidos sinoviais. Também é 
constituinte do humor vítreo e confere elasticidade e 
resistência às cartilagens e tendões. A hialuronidase 
é uma enzima secretada por bactérias patogênicas 
capaz de romper esta estrutura, facilitando a infecção. 
A união de glicosaminoglicanos com 
proteínas extracelulares dá origem aos 
proteoglicanos. Estes glicosaminoglicanos são mais 
curtos e a ligação à proteína é covalente. Dentre 
estes estão a condroitina sulfato, a dermatana, a 
queratina sulfato e a heparina. 
A condroitina sulfato contribui para a 
resistência à tensão das cartilagens, tendões, 
ligamentos e das paredes da aorta. 
A substituição de muitos resíduos de 
glicuronato por iduronato (epímeros) dá origem à 
dermatana sulfato que colabora para a flexibilidade 
da pele e está também presente em vasos sanguíneos 
e valvas cardíacas. 
A queratina sulfato não possui ácido urônico 
e está presente em uma variedade de estruturas duras formadas por células mortas como 
cabelos, unhas, chifres, garras, conferindo um caráter rígido. 
Por último, a heparina é um anticoagulante natural, sintetizada nos mastócitos. É 
composta por unidades dissacarídeas repetidas compostas por ácido urônico e um açúcar 
aminado. A heparina interage com a antitrombina, formando um complexo ternário que 
inativa várias enzimas da coagulação, tais como os fatores da coagulação (II, IX e X) e mais 
significativamente a trombina. 
 
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2.3 Glicoconjugados – Proteoglicanos, glicoproteínas e glicolipídios 
Além de suas importantes funções de reserva de combustíveis e estruturais, os poli e 
oligossacarídeos também agem como portadores de informações: eles funcionam como 
rótulos de endereçamento em algumas proteínas e como mediadores nas interações 
específicas entre as células e entre as células e a matriz extracelular. Na maioria dos casos o 
carboidrato sinalizador é covalentemente ligado a uma proteína ou lipídio formando um 
glicoconjugado. 
a) Proteoglicanos 
São macromoléculas presentes na superfície da célula ou da matriz extracelular. A sua 
unidade básica consiste de uma proteína central ligada 
covalentemente a uma ou mais cadeias de 
glicosaminoglicanos (heparana sulfato, condroitina 
sulfato ou queratana sulfato). A parte 
glicosaminoglicano frequentemente maior e é o 
principal sítio de ação biológica. Os proteoglicanos são 
o maior compontente dos tecidos conjuntivos como as 
cartilagens e através das múltiplas interações não-
covalentes com outras moléculas produzem resistência 
e elasticidade. Estas moléculas agem como 
organizadoras de tecidos, influenciam o 
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desenvolvimento dos tecidos especializados, 
medeiam as atividades de vários fatores de 
crescimento e regulam a montagem extracelular 
das fibrilas de colágeno. 
A proteína central pode pertencer a 
família das sindecanas. Um trissacarídeo 
conecta covalentemente a o(s) 
glicosaminoglicano(s) (ex. cadeias de heparana 
sulfato) à proteína geralmente em um resíduo de 
serina. A porção heparana sulfato pode ligar 
uma série de compostos extracelulares 
modulando a interação destes ligantes com os 
receptores específicos na superfície da célula. A 
porção glicano dos proteoglicanos aprensenta 
grande heterogeneidade em suas sequências o 
que gera diferenças na habilidade de se ligar a 
proteínas específicas. Os proteoglicanos podem 
ser secretados na matriz extracelular ou ainda fazem parte de proteínas integrais de 
membrana. 
 As glipicanas são outra família de proteínas centrais, as quais são ligadas à 
membrana por uma âncora lipídica. 
Os domínios S da heparana sulfato ligam-se de forma específica a proteínas 
extracelulares e a moléculas sinalizadoras para alterar suas atividades. 
 
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 Alguns proteoglicanos podem formar agregados de proteoglicanos, enormes 
conjuntos supramoleculares de muitas proteínas centrais, todas ligadas a uma única molécula 
de hialuronato. A proteína central agrecana tem cadeias múltiplas de condroitina sulfato e 
queratana sulfato. As agrecanas interagem fortemente com o colágeno na matriz extracelular 
das cartilagens, contribuindo para o desenvolvimento e resistência à tensão deste tecido 
conjuntivo. Entremeadas com estes enormes proteoglicanos extracelulares estão as proteínas 
fibrosas da matriz como colágeno, queratina, elastina e fibronectina. 
 
 
b) Glicoproteínas 
As glicoproteínas são compostos formados pela conjugação de carboidratos e 
proteínas nas quais a porção carboidrato é menor e estruturalmente são mais variados que 
os glicosaminoglicanos nos proteoglicanos. Embora esta porção carboidrato seja menor, ela é 
mais complexa e portanto, mais rica em informação. Os carboidratos estão unidos ao grupo 
hidroxila de resíduos de serina ou treonina (O-ligados) através do carbono anomérico por 
ligação glicosídica, ou através de ligação glicosídica com o nitrogênio da função amida de um 
resíduo de asparagina (N-ligado). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A superfície externa da membrana plasmática tem muitas glicoproteínas unidas 
covalentemente a oligossacarídeos de complexidade variada. Além das proteínas de superfície 
celular e proteínas extracelulares, muitas das proteínas secretadas pelas células eucarióticas 
são glicoproteínas, incluindo a maioria das proteínas do plasma sanguíneo (ex. 
imunoglobulinas, alguns hormônios como FSH, LH, TSH etc). 
 À adição de carboidratos às proteínas ainda não está bem compreendida. Entretanto, 
os agregados de carboidratos altamente hidrofílicos alteram a polaridade e a solubilidade 
das proteínas com as quais estão conjugados. As cadeias de oligossacarídeos ligadas a 
proteínas recém-sintetizadas no complexo de Golgi podem também influenciar a sequência 
de eventos que ocorrem durante o enovelamento do polipeptídeo e que determina a estrutura 
terciária da proteína. 
 
c) Glicolipídios 
Alguns lipídios também contém cadeias de 
oligossacarídeos ligadas covalentemente. Os 
glicolipídios e os lipopolissacarídios são 
componentes da membrana plasmática com cadeias 
de oligossacarídeos expostas na superfície externa 
da célula. 
Os gangliosídeos são lipídios de membrana 
das células eucarióticas, nos quais, o grupo cabeça 
polar, a parte do lipídio que forma a superfície 
externa da membrana, é um oligossacarídio 
complexo contendo ácido siálico e outros resíduos 
de monossacarídeos. 
Os lipopolissacarídeos constituem a 
característica dominante da membrana externa de 
bactérias gram negativas como E. coli. 
 
 
2.4 Carboidratos como moléculas informacionais 
Os monossacarídeos podem ser montados em uma variedade de oligossacarídeos 
quase ilimitada; estes, por sua vez, diferem entre si pela estereoquímica e posição das ligações 
glicosídicas, pelo tipo e orientação de grupos substituintes, e pelo número e tipo de 
ramificações. Os oligossacarídeos exibem densidade de informação muito maior que os 
ácidos nucléicose proteínas. 
As lectinas são proteínas com domínios de ligação de carboidratos altamente 
específicos; elas são encontradas na face externa das células e iniciam as interações com 
outras células. Nos vertebrados existem rótulos de marcação que são “lidos” pelas lectinas 
que governam a velocidade de degradação de alguns hormônios peptídicos, de proteínas 
circulantes e de células sanguíneas. 
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A adesão de patógenos virais e bacterianos às células alvo animais ocorre por meio 
da ligação de lectinas, presente nesses patógenos, a oligossacarídeos presentes na superfície 
da célula. As lectinas também estão presentes dentro das células, onde elas medeiam o 
endereçamento protéico intracelular. Existe uma complementariedade entre a lectina e o 
açúcar. 
As selectinas são lectinas da membrana plasmática que se ligam a cadeias de 
carboidratos da matriz extracelular ou da superfície de outras células; dessa forma, medeiam o 
fluxo de informações entre a célula e a matriz ou entre as células. 
2.4 Introdução à digestão e metabolismo dos carboidratos 
 Os principais sítios de digestão dos carboidratos da dieta 
são a boca e o intestino delgado. Os principais polissacarídeos da 
dieta são de origem animal (glicogênio) e vegetal (amido). 
A digestão inicia na boca, durante a mastigação, pela ação 
da amilase salivar, que atua rompendo algumas das ligações 
α(14), formando oligossacarídeos menores. A ação da amilase é 
inibida no estômago devido ao pH ácido. Assim, a digestão dos 
carboidratos só vai continuar quando o conteúdo gástrico atingir o 
intestino, onde vai sofrer a ação da amilase pancreática, que 
continua o processo de digestão. 
A digestão final ocorre pela ação das oligossacaridases e 
dissacaridases que, que liberam os monossacarídeos no intestino. 
Os monossacarídeos são, então, absorvidos pelas células da 
mucosa do intestino, atingindo a corrente sanguínea. 
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 No caso de algum defeito na digestão dos carboidratos, os mesmos atingem o intestino 
grosso onde, por uma ação osmótica, retém água no lúmen intestinal causando diarreias 
osmóticas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A glicose ocupa uma posição central no metabolismo dos vegetais, animais e 
microorganismos. É um bom combustível e sua oxidação completa gera uma grande 
quantidade de energia sob a forma de ATP, que é utilizada na manutenção das funções e 
processos celulares. 
 Além de ser um excelente combustível, a glicose também é um importante precursor 
de intermediários metabólicos utilizados em diversas reações biossintéticas (aminoácidos, 
nucleotídeos, coenzimas, ácidos graxos...). 
 Nas plantas vasculares e nos animais, a glicose tem 4 destinos principais: 
 ela pode ser usada na síntese de polissacarídeos estruturais 
 ela pode ser armazenada (como amido, glicogênio, sacarose...) 
 ela pode ser oxidada para fornecer ATP 
 ela pode ser oxidada pela via das pentoses para produzir ribose 5-fosfato (que 
participa da síntese de ácidos nucléicos) e NADPH (que participa dos processos de 
redução biossintética). 
 
 Por outro lado, os organismos que, por algum motivo, não têm acesso à glicose de 
origem externa, precisam sintetizá-la. Existem 2 formas principais de sintetizar glicose: 
 Fotossíntese: pela redução do CO2 atmosférico usando energia luminosa. 
 Neoglicogênese: a partir de precursores com três átomos de carbono. 
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3 Considerações finais 
Quimicamente, os carboidratos são poli-hidroxialdeídos ou poli-hidroxicetonas ou 
substâncias que os liberam por hidrólise. A sua unidade básica é uma cadeia carbônica com 
com no mínimo 3 carbonos, grupos hidroxila e um grupo carbonila que, dependendo da sua 
posição, origina uma aldose ou uma cetose. Os carboidratos podem ser classificados em 
monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. Dentre os monossacarídeos está a 
glicose, um glicídio central no metabolismo energético. Dois monossacarídeos podem ser 
unidos através de um ligação O-glicosídica formando dissacarídeos como a sacarose, a 
maltose e a lactose. Os dissacarídeos podem ser classificados em redutores ou não-redutores. 
Oligossacarídeos maiores tendem a ocorrer associados a outras moléculas e não em sua forma 
livre, e eles contém uma variedade de informação biológica. Polímeros de carboidratos são 
chamados polissacarídeos e podem conter somente um tipo de unidade sacarídica 
(homopolissacarídeo) ou mais de um tipo (heteropolissacarídeo). Os homopolissacarídeos 
como o glicogênio e o amido apresentam funções de reserva energética, já a celulose e a 
quitina exercem funções estruturais. Dentre os heteropolissacarídeos está o peptideoglicano, 
componente da parede celular das bactérias, o ágar componente da parede celular de algas e 
os glicosaminoglicanos como a heparina, a queratina, a condroitina e o ácido hialurônico. Por 
fim, os carboidratos podem ser conjugados à proteínas e a lipídios formando os 
proteoglicanos, as glicoproteínas e os glicolipídios que em conjunto são chamados de 
glicoconjugados. Portanto, os carboidratos desempenham uma variedade de funções 
biológicas. 
. 
 
4 Bibliografia 
 Nelson, DL; Cox, MM. Princípios de bioquímica de Lehninger, 6ª edição, Porto Alegre, 
Artmed, 2014. 
 Champe, PC et al. Bioquímica ilustrada, 4ª edição, Porto Alegre, Artmed, 2009. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ANEXOS