4 Glicídeos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
CENTRO DE CIÊNCIAS QUÍMICAS, 
FARMACÊUTICAS E DE ALIMENTOS
CURSO DE AGRONOMIA
DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA (1650024)
GLICÍDEOS – IMAGENS
Prof. Luciano do Amarante
Hierarquia estrutural na organização molecular das células
Nível 4:
Célula e 
organelas
Nível 3:
Complexos 
Supramoleculares
Nível 2:
Macromoléculas
Nível 1:
Unidades 
Monoméricas
Proteínas
Celulose
 Glicídios
Parede Celular
Cromossomos
Membrana 
Plasmática Aminoácidos
DNA
Nucleotídeos
Lipídios
GLICÍDEOS
1. Generalidades
2. Funções
3. Conceito
4. Classificação
1. Generalidades
- Glicídeos, açúcares, sacarídeos, carboidratos ou hidratos de carbono.
- Fórmula geral (“empírica”) para maioria dos carboidratos: (CH2O)n
- Alguns carboidratos contêm também: N, P e S.
Exemplo:
Glicose  C6H12O6
2. Funções
 Energética:
*Imediata ou prontamente utilizável: glicose
*Reserva: - amido (plantas)
- glicogênio (animais)
Grânulos de glicogênio no 
citoplasma de células de fígado 
Grânulos de amido
em células de batata
AMINOÁCIDOS
 Estrutural e proteção:
*Celulose (parede celular vegetal)
*Quitina (exoesqueleto de artrópodes)
*Glicosaminoglicanos (componentes da matriz
extracelular de tecidos animais e de paredes
celulares de bactérias)
Fibras de celulose em parede celular 
Peptídeoglicano da parede celular de Staphylococcus aureus, uma bactéria gram-positiva.
CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS PROTEICOS
Interações entre células e matriz extracelular
Filamentos de actina
Integrina
Proteoglicano: glicosaminoglicano(s)
ligado(s) covalentemente à proteína
Fibronectina
Fibras de colágeno 
Entrecruzadas
Membrana plasmática
 Lubrificação e coesão: glicosaminogicanos.
 Sinalização celular
 Componentes de moléculas complexas:
*Glicoproteínas
*Glicolípídeos
*Ácidos nucleicos
 Fornecimento de esqueletos carbônicos para a
síntese de biomoléculas
Ligação fosfodiéster
Desoxirribose
Ribose
AMINOÁCIDOS MODIFICADOS (Especiais ou raros 
em proteínas)
Modelo da dinâmica de oligossacarídeo na ribonuclease pancreática bovina B.
3. Conceito
Gliceraldeído Diidroxiacetona
*Os açúcares são poliidroxialdeídos ou
poliidroxicetonas.
4. Classificação
MONOSSACARÍDEOS (OSES)
Oligolosídeos 
(Oligossacarídeos)
HOLOSÍDEOS
OSÍDEOS Poliolosídeos
(Polissacarídeos)
HETEROSÍDEOS
5. Monossacarídeos (Oses)
5.1. Conceito
5.2. Características
5.3. Classificação
5.4. Estruturas de Fischer
5.5. Estereoisomeria/Série D e L
5.6. Atividade Óptica
5.7. Epimeria
5.8. Ciclização de Oses/Estruturas de Harworth
5.9. Mutarrotação
5.10. Derivados de Oses
5.11. Poder Redutor de Oses
5. Monossacarídeos (Oses)
5.1. Conceito
5.2. Características
- Sólidos cristalinos
- Incolores
- Prontamente solúveis em água e insolúveis em 
solventes apolares
- Redutores
- Sabor doce (maioria)
5. Monossacarídeos (Oses)
5.3. Classificação
5.3.1. Quanto ao grupo funcional
- Aldoses
- Cetoses
5.3.2. Quanto ao número de carbonos
- Trioses: 3 C
- Tetroses: 4 C
- Pentoses: 5 C
- Hexoses: 6 C
- Heptoses: 7 C
5. Monossacarídeos (Oses)
5.3. Classificação
D-Glicose,
uma aldoexose
D-Frutose,
uma cetoexose
5. Monossacarídeos (Oses)
5.3. Classificação
3 Carbonos
D-Gliceraldeído
4 Carbonos
D-Eritrose D-Treose
5 Carbonos
D-Ribose D-Arabinose D-Xilose D-Lixose
6 Carbonos
D-Alose D-Altrose
D-Glicose D-Manose D-GuloseD-Gulose D-Galactose D-TaloseD-Idose
As séries de D-ALDOSES com três a seis átomos de carbono.
5. Monossacarídeos (Oses)
5.3. Classificação
3 Carbonos
Diidroxiacetona
4 Carbonos
D-Eritrulose
5 Carbonos
D-Ribulose D-Xilulose
6 Carbonos
D-Psicose D-Frutose D-Sorbose D-Tagatose
As séries de D-CETOSES com três a seis átomos de carbono.
Série D e L
5.4. Estruturas de Fischer
5.5. Estereoisomeria/Série D e L
Número de estereoisômeros= 2n
n= número de carbonos assimétricos
Fórmulas de projeção de Fischer
Convenção de Fischer para nomear as configurações dos 
enantiômeros do gliceraldeído
Fórmulas geométricas
Projeção de Fischer
Plano do espelho
L-Gliceraldeído D-Gliceraldeído
5.6. Atividade Óptica
Destrógiros (d ou +) e levógiros (l ou -)Isomeria ótica
Rotação específica (D
25): 
D-Glicose: +52,7o
D-Frutose: -92,4o
= poder rotatório específico 
D= luz (lâmpada de sódio)
25= temperatura (oC)
5.7. Epimeria
D-Manose
(Epímero da glicose 
no carbono 2)
D-Galactose
(Epímero da glicose 
no carbono 4)
D-Glicose
5.8. Ciclização de Oses/Estruturas de Harworth
5.8. Ciclização de Oses/Estruturas de Harworth
Rearranjo intramolecular: o carbono da carbonila passa a estabelecer 
uma ligação covalente com um oxigênio de uma OH ao longo da cadeia
5.8. Ciclização de Oses/Estruturas de Harworth
Rearranjo intramolecular: o carbono da carbonila passa a estabelecer 
uma ligação covalente com um oxigênio de uma OH ao longo da cadeia
5.8. Ciclização de Oses/Estruturas de Harworth
Ciclização da glicose e da frutose para formação dos anômeros (a) -D-glicopiranose
e (b) -D-frutofuranose.
D-Glicose
(forma linear)
-D-Glicopiranose 
(Projeção de Harworth)
-D-Frutofuranose 
(Projeção de Harworth)
D-Frutose
(forma linear)
Anômeros  e  da glicose.
5.9. Mutarrotação
- -D-Glicose dissolvida em água: poder rotatório específico inicial de + 112,2o.
- Ocorre diminuição gradativa até 52,7o, permanecendo constante, indicando
equilíbrio entre as formas ,  e linear.
(Poder rotatório de +112,2o )
34% no equilíbrio
(Poder rotatório de +18.7o)
Apenas 0,024 % 
no equilíbrio
66 % no equilíbrio
D-Glicose
-D-Glicopiranose -D-Glicopiranose
mutarrotação
Conformação Espacial dos Monossacarídeos
-glicopiranose em estrutura de 
cadeira
Extremidades em diferentes lados em 
relação ao plano
-D-glicopiranose em estrutura de 
barco
Extremidades no mesmo lado do 
plano; forma muito instável
Ionização da água, ácidos fracos e bases fracas5.10. Derivados de Oses
Ácidos Aldônicos: Oxidação do grupo aldeído a ácido carboxílico.
Ácidos Urônicos: Oxidação do grupo álcool primário das aldoses.
Em C1: ácidos aldônicos
Exs: glicônico,
Galactônico,...
Em C6: ácidos urônicos
Exs: glicurônico
Galacturônico,...
Alditóis: Redução do grupo carbonila  Poliidroxiálcool
Desoxiaçúcares: Substituição de um OH por H
Exemplo: Desoxirribose (-D-2-desoxirribofuranose), derivada da ribose
Tamarisco (Tamarix gallica )
Aminoaçúcares: Adição de NH2.
Variação da força ácida entre os 
ácidos fracos
Açúcares Fosfatados (Ésteres Fosfóricos)
- Condensação de PO4
- com um dos grupos OH, 
D- Ribose-5-fosfato
Fosforilação impede 
difusão p/ fora da 
célula
5.11. Poder Redutor de Oses
-D-Glicopiranose
D-Glicose
(forma linear)
D-Gliconato
5.11. Poder Redutor de Oses
O
C
H
C
C
C
CH
2
OH
H
H
H
OH
OH
HO
C OHH
O
C
H
C
C
C
CH
2
OH
H
H
H
OH
OH
HO
C OHH
H
O
C
C
C
C
CH
2
OH
H
H
H
OH
OH
HO
C OHH
OH
OO
OOH H
Cu
Cu O
OH
H
Cu
Cu
NaOH
OXIDAÇÃO DE GLICÍDEO
ENOLIZAÇÃO
ENOL FORTEMENTE
REDUTOR
REDUÇÃO DO COBRE
Cu HCu +H
HIDRÓXIDO
CUPROSO
(amarelo)
H2O
O
ÓXIDO CUPROSO
(vermelho tijolo)
Hidróxido Cúprico
(azul)
1/2 O2
H2O
(D - Glicose)
ÁCIDO ALDÔNICO (Ácido D - Glicônico)
Açúcar redutor + Cu2+ Ácidoaldônico + Óxido cuproso
Reação de redução dos glicídeos
OH-
O desenvolvimento de um precipitado de coloração vermelho-tijolo
indica que os íons Cu2+ do reagente de Benedict foram reduzidos a Cu+,
indicando presença de açúcar redutor.
6. OSÍDEOS
6.1. HETEROSÍDEOS
6.2. HOLOSÍDEOS
6.2.1. Oligolosídeos (Oligossacarídeos)
6.2.1.1. Dissacarídeos
Ex.:
O
N
N
NH
2
O
CH
2OH
1
2
Ponte ' - 1
Citidina
3
4
5
6
1' 
2'3'
4'
5'
Figure 2-10 Acid-base titration curves of 1-L solutions of 1M acetic acid, H2PO4
–, and NH4
+ by a strong base.
O--D-galactopiranosil-(14)--D-glicopiranose
Gal(14)Glc
LACTOSE (Forma )
Exemplos:
Figure 2-11 Distribution curves for acetic acid and acetate ion.
O--D-glicopiranosil-(16)--D-glicopiranose
Glc(16)Glc
ISOMALTOSE (Forma )
Figure 4-6 Titration curve of glycine.
O--D-glicopiranosil-(14)--D-glicopiranose
Glc(14)Glc
CELOBIOSE (Forma )
6.2.1.2. Outros oligossacarídeos
 Oligossacarídeos da família da rafinose
*Transporte em abóbora, reserva em sementes de soja, ervilha, feijão e lentilha.
Figure 4-6 Titration curve of glycine.
6.2.1.2. Outros oligossacarídeos
Funções dos oligossacarídeos no reconhecimento e adesão da superfície celular
Glicolipídeo
Proteína de
membrana
plasmática
Cadeia de 
oligossacarídeo
Selectina 
P
Glicolipídeo
Toxina
Vírus Bactéria Linfócito
Figure 4-6 Titration curve of glycine.
6.2.2. Polissacarídeos (Poliolosídeos)
Homopolissacarídeos
Heteropolissacarídeos
Linear Ramificado
Linear
Neste exemplo com 
dois tipos de 
monômeros
Ramificado
Neste exemplo com 
três tipos de 
monômeros
P
a
g
e
 3
6
6
6.2.2.1. Amido
Grânulos de amido
Grânulos de amido em cloroplasto formados a partir de D-glicose 
durante a fotossíntese
P
a
g
e
 3
6
6
6.2.2.1. Amido
P
a
g
e
 3
6
6
Amilose
Unidades de D-glicose unidas por ligação  1 4
P
a
g
e
 3
6
6
Amilose
A conformação das ligações  1 4 na amilose, amilopectina e 
glicogênio faz com que esses polímeros assumam uma estrutura 
helicoidal compacta
Índice de amido e ponto de colheita de maçãsComplexo amilose e iodo tem coloração púrpura
Amilose
Amilopectina
Finais não-redutores
Porção ramificada
Final-redutor
Final-redutorFinalnão-redutor
Espiral hekicoidal
Ligação  (14)
Ligação  (16)
Ligação  (14)l
Amilopectina
Amilopectina. Os resíduos de glicose nos pontos de 
ramificação estão indicados em vermelho.
P
a
g
e
 3
6
7
Amilopectina
A amilopectina está organizada em camadas em grânulos de amido. O final redutor está
indicado em vermelho.
P
a
g
e
 3
6
7
P
a
g
e
 3
6
7
Amilose
Amilopectina
Finais
redutores
Finais não-
redutores
Organização provável da amilose e da amilopectina em grânulos de amido
6.2.2.2. Frutanas
P
a
g
e
 3
6
7
P
a
g
e
 3
6
7
 Polímeros de frutose solúveis.
 Sintetizados e armazenados em vacúolos
 Encontrados em tubérculos de plantas ornamentais como dálias.
 Principal carboidrato encontrado em cebola.
 Trigo, cevada e outras gramíneas de clima temperado armazenam em folhas e
caules.
 Sabor doce, não digerido por humanos: Adoçante livre de calorias.
 A unidade básica de uma frutana é o trissacarídeo denominado cestose:
sacarose ligada à frutose.
P
a
g
e
 3
6
7
P
a
g
e
 3
6
7
6.2.2.2. Frutanas
6-Cestose (10-200 resíduos de frutose)
Freqüentemente encontrada em gramíneas.
1-Cestose (Inulina) (Acima de 50 resíduos de frutose)
Encontrada em tubérculos de dália.
Neocestose 
(As menores frutanas. Apenas 5-10 resíduos de frutose)
Encontrada em trigo e cevada (Graminanas).
P
a
g
e
 3
6
7
Grânulos de glicogênio (em rosa) no citoplasma de células de fígado.
P
a
g
e
 3
6
7
6.2.2.3. Glicogênio
6.2.2.4. Polissacarídeos de parede celular vegetal
(A) O parênquima esponjoso da folha de Zinnia minimiza o contato entre células e maximiza a superfície celular para as
trocas gasosas. (B) Formas especializadas de células epidérmicas refletem a luz para destacarem as cores de pétalas.
(C) Espessamento secundário de um traqueídeo evita o colapso da parede pela tensão criada pelo fluxo da transpiração.
(D) Um tricoma com ramificações em Arabidopsis, consistindo em uma modificação de célula epidérmica.
6.2.2.4. Polissacarídeos de parede celular vegetal
As paredes celulares primárias são capazes de expansão. A lamela média é formada durante a divisão celular e cresce
coordenadamente durante a expansão celular. O contato entre certas células é mantido pela lamela média, e os espaços
entre células são frequentemente preenchidos com polissacarídeos ricos em pectinas. Em células velhas, o material dos
espaços intercelulares é algumas vezes degradado e forma um espaço poroso.
Segmentos de duas cadeias de
celulose paralelas interligadas por
pontes de hidrogênio
Fibras de celulose em parede celular 
6.2.2.4. Polissacarídeos de parede celular vegetal
6.2.2.4.1 Celulose
 Principal carboidrato constituinte da parede celular vegetal.
Unidades de D-glicose unidas por ligação  1 4. Em 
média 2.000 a 8.000 resíduos de ose.
Glicose Glicose
Celulose
As fibras de celulose consistem de pelo menos 40 cadeias estendidas e paralelas de celulose.
As cadeias de glicano são emparelhadas lateralmente para formar as folhas e as folhas são
empilhadas verticalmente. A estrutura final é estabilizada por pontes de hidrogênio, originando
as microfibrilas que compoem a parede celular.
Parede 
celular
Microfibrila
de celulose
Hemicelulose
Domínios cristalinos
Ligação glicosídica -(1 4 )
Unidades repetidas de celobiose
Modelo estrutural de uma 
microfibrila de celulose.
Cadeias de glucano (14)
6.2.2.4.2. Hemiceluloses
 Classe de polissacarídeos que se ligam por pontes de H às microfibrilas
de celulose. Ligam transversalmente as microfibrilas de celulose.
 Podem revestir as microfibrilas e também são longas o suficiente para
atingir a distância entre as microfibrilas e ligá-las formando uma rede.
 As hemiceluloses consistem em uma variedade de polissacarídeos que
contêm além de D-glicose, outros carboidratos como a D-xilose, D-manose,
D-galactose, D-fucose, L-arabinose.
 Os dois principais grupos de polímeros capazes de realizarem ligações
cruzadas são:
 Xiloglucanos (XyGs)
 Glucuronoarabinoxilanos (GAXs)
Exemplo de Arabinoxiloglucano. As linhas tracejadas delimitam as unidades do dissacarídeo de glicose unidas por ligação 
(14) pertencente à cadeia principal do glicano de ligação cruzada. As flechas indicam as ligações que podem ser clivadas por
endo--D-glucanase de Trichoderma. Os dois oligômeros presentes podem ser AAG ou XAG, se unidades de Ara estão ligadas.
Exemplo de Glicuronoarabinoxilano. As linhas tracejadas delimitam as unidades do dissacarídeo de xilose unidas por ligação 
(14) pertencente à cadeia principal do glicano de ligação cruzada.
 Mistura de polissacarídeos heterogêneos ramificados e altamente hidratados ricos em ácido D-
galacturônico, unidos por ligação  14.
 Formam uma fase gel hidratada na qual está implantada a rede celulose-hemicelulose. Atuam
como preenchimento hidrofílico, impedindo a agregação e o colapso da rede de celulose.
Determinam a porosidade da parede celular e provêm superfícies carregadas que modulam o
pH e balanço iônico.
 Permitem adesão da lamela média e servem como moléculas de reconhecimento que alertam
as células dapresença de organismos simbióticos, patógenos e insetos.
 Enzimas da parede celular podem se ligar à rede de pectina com cargas restringindo suas
atividades a determinadas regiões da parede celular.
6.2.2.4.3. Pectinas
Íons de cálcio e magnésio atuam como mediadores nas interações 
eletrostáticas entre as cadeias de pectina. 
 Alguns dos grupos carboxila são esterificados por grupamentos metila. Por outro lado, ocorrem
zonas de resíduos não esterificados através dos quais cadeias adjacentes de ácido poligalacturônico
podem ser interligadas por pontes de Ca2+ ou Mg2+.
 Quando os íons Ca2+ ou Mg2+ não estão presentes, a pectina é um composto solúvel. Os sais de
Ca2+ ou Mg2+ da pectina formam um gel amorfo, deformável, apto a se expandir. A indústria alimentícia
faz uso desta propriedade no preparo de geleias.
Hemiceluloses
Microfibrila
de celulose
Pectinas
Ramnogalacturonano I
(uma pectina)
Proteína
estrutural
Diagrama esquemático dos principais componentes estruturais da parede celular primária e seu arranjamento mais
provável. As camadas de microfibrilas de celulose são entrecruzadas por pontes de hidrogênio e uma rede de hemicelulose.
Esta rede coexiste com uma rede de polissacarídeos de pectina. A rede de celulose e hemicelulose fornece força tensora,
enquanto a rede de pectina resiste à compressão.
PEPTÍDEOS
Camadas de polímeros
6.2.2.5. Quitina
Polímero de unidades de -D-2-N-acetil-glicosamina unidas por ligação  1 4
6.2.2.6. Glicosaminoglicanos
Ex.: Ácido hialurônico
ácido glicurônico N-acetil glicosamina
 ácido glicurônico (b13) N-acetil glicosamina
• polissacarídeo ácido
• alta densidade e viscosidade
• matriz extracelular
funções: lubrificantes articulações (fluidos sinoviais)
tendões e cartilagens (elasticidade e resistência) 
tecido conjuntivo (mucosas)
Interações entre células e matriz extracelular
Filamentos de actina
Integrina
Proteoglicano: glicosaminoglicano(s)
ligado(s) covalentemente à proteína
Fibronectina
Fibras de colágeno 
Entrecruzadas
Membrana plasmática