Aula 09 BQI 2018

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Há três classes principais de carboidratos:
1. MONOSSACARÍDEOS
✓ Unidades básicas - 3C
✓ Tendem a formar estrutura cíclicas em solução 
2. OLIGOSSACARÍDEOS
✓ Formados por monossacarídeos (2 a 20) ligados covalentemente 
✓ Dissacarídeos: mais abundantes 
✓ Frequentemente estão associados com proteínas (glicoproteínas) e lipídeos (glicolipídeos)
3. POLISSACARÍDEOS
✓ Contêm mais de 20 unidades de monossacarídeos - grande massa molecular 
- Papel estrutural e de reserva energética
Classificação:
1. Número de átomos de carbono:
✓ Triose
✓ Tetrose
✓ Pentose
✓ Hexose 
✓ Heptose...
2. Natureza química do grupo carbonila
✓ Aldeído: aldose (ex: 6C – aldoexose = Glicose) -
✓ Cetona: cetose (ex: 6C – cetoexose = Frutose) -
Poli-hidroxialdeídos ou poli-hidroxicetonas
✓ Sólidos cristalinos e incolores
✓ Solúveis em água
✓ Podem ter sabor adocicado 
D-Gliceraldeído L-Gliceraldeído Diidroxiacetona
Possui dois isômeros ópticos 
espaciais – estereoisômeros D e L
Especificidade enzimática
✓ Possuem um ou mais carbonos quirais: isômeros opticamente ativos
✓ Projeções de Fisher: configuração absoluta dos ligantes em torno do carbono quiral 
Número de estereoisômeros: 2n
n= número de C quirais 
Enantiômeros do gliceraldeído
São imagens especulares, porém não se superpõem
Enantiômeros do gliceraldeído
Em direção ao leitor Para longe do leitor
L-aldoses -correspondentes
Cetoses mais comuns 
→cetona no C2
→Normalmente a configuração em C3
diferencia os membros de cada par
Cetose correspondente a aldose:
Inserção de –ul antes do sufixo ose
D-xilose (aldo) → D-xilulose (ceto) 
EPÍMEROS 
Diferem apenas pela configuração de um átomo de carbono 
Monossacarídeos sofrem ciclização intramolecular em solução: estabilidade 
Álcool (OH) reage com grupo carbonila do aldeído e da cetona para formar
hemiacetais/acetais e hemicetais/cetais
O carbono 
hemicetal ou 
hemiacetal é 
chamado
carbono anomérico
Carbono anomérico: pode assumir configurações  e 
Isômeros que diferem apenas na configuração do C anomérico são anômeros
Aldoses C1; Cetoses C2
Anômeros β e α
Carbono anomérico: aldoses C1; cetoses C2
Analogia ao pirano
(composto mais simples 
contendo anel similar)
Analogia ao furano
(composto mais simples 
contendo anel similar)
Ciclos mais comuns
✓ Anéis de 5 ou 6 membros → mais
estáveis que formas lineares
✓ Anéis de 3 ou 4 membros → menos
estáveis que formas lineares
✓ Anéis de 7 ou mais membros →
raramente observados;
Anômeros se inter-convertem em soluções por mutarrotação
✓ Em solução, a D-glicose é uma mistura dos anômeros α e β: mudança de configuração de
átomos – quebra de ligação covalente
✓ Formas lineares e cíclicas coexistem, mas a forma linear está presente em quantidades
mínimas = ~ 0,1%
α-D-Glicopiranose β-D-glicopiranose
(36,4%) (63,6%) 
Furanose - Envelope
CONFÔRMEROS
Conformações diferentes pela rotação das ligações simples, sem quebra de ligações covalentes 
Ciclo-hexano - piranose
Monossacarídeos são agentes redutores 
O carbono anomérico com extremidade livre para reagir - o carbono do grupo carbonil é oxidado a 
carboxil por íons metálicos ( ex: férricos 3+ ou cúprico 2+), que por sua vez serão reduzidos 
Reação de Fehling - Pesquisa açúcares 
redutores 
Diagnóstico de Diabetes I
- Reativo de Fehling: contém íons cobre
(Cu2+) que são reduzidos (Cu+) formando
um precipitado castanho-avermelhado –
dosa-se em espectrofotômetro a
quantidade de glicose
Extremidade
redutora
Essa Glicose não é
mais redutora
Molécula ainda é
redutora, agora chamada
glicosídeo
Carboidratos: Ligações O – glicosídicas (C anomérico e OH de um álcool)
Nucleotídeos e glicoproteínas : Ligações N - glicosídicas (C anomérico e N )
-D-galactopiranosil-(1➔4) -D-glicopiranose
Gal(1➔4 )Glc
Presente no leite 
α-D-glicopiranosil-(1➔2)-β-D-frutofuranosídeo
Glc( 1 1➔ 2)Fru
Dissacarídeo mais abundante – principal produto 
intermediário da fotossíntese; principal maneira de 
transportar açúcar das folhas para outras partes
Açúcar de mesa
α-D-glicopiranosil-(1➔4)-D-glicopiranose
Glc (1 ➔ 4)Glc
Açúcar do Malte 
Primeiro produto obtido durante a digestão do amido
Alguns vegetais – função energética
Açúcar de cereais 
Fabricação de cerveja 
✓ Muitos monossacarídeos unidos por ligações glicosídica - maioria dos carboidratos na natureza (MM > 20.000)
✓ Diferem entre si na unidade de monossacarídeos repetidas, comprimento das cadeias, tipos de ligações e grau
de ramificação
✓ Homopolissacarídeos (1 espécie monomérica) ou heteropolissacarídeos (2 ou mais )
✓ Formam polímeros lineares (maioria)
Polissacarídeos
Homopolissacarídeos ramificados de reserva
Amido – células vegetais
Depositado no citoplasma como grânulos
Amiloplastos
Cloroplastos - folhas
Glicogênio – células animais e fungos
Grânulos citosólicos
✓ Amido: Sementes de cereais (arroz, milho ...); tubérculos e raízes (batata, mandioca ...), feijão e
ervilhas
✓ Glicogênio: mais abundante na musculatura esquelética e fígado
AMIDO
Mistura de polímeros de glicose: amilose (20 – 30%) e amilopectina 
Amilose: cadeias lineares e não ramificadas de resíduos de D-glicopiranose - ligações 1→4
Extremidade
não redutora
C4
Extremidade
Redutora
C1
Amilopectina: cadeias lineares de resíduos de D-glicopiranose unidas por ligações 1→ 4;
ramificação unidas por ligações 1→6 a cada 24-30 resíduos de glicose
Fitas de amilopectinas formam estruturas em 
hélice umas com as outras ou com amilose
Resíduos de glicose são removidos por 
enzimas para produção de energia 
- Amilase
(salivar e pancreática)
Hidrólise da ligações glicosídicas 1→4
Maltose 
Glicosidades: hidrolisam 1→4
GLICOGÊNIO
✓ Semelhante a amilopectina, porém mais ramificado
✓ Ligações entre resíduos de glicose 1→4 e 1→6 nos pontos de ramificação (8 a 12 resíduos) – mais
compacto que o amido
▪ Tem várias extremidades não redutoras e
apenas uma extremidade redutora
▪ Mobilização da glicose em períodos de
necessidade metabólica: glicogênio fosforilase
(1→4)
▪ Armazenamento em forma não monomérica:
energia sem comprometer a estrutura celular
Amido e Glicogênio
Ligações  1→4 proporcionam a formação de uma estrutural tridimensional helicoidal estabilizada 
por ligações entre as cadeias – estável, compacta 
▪ Biologicamente
adequado para a
função de
armazenamento
dessas moléculas
▪ Tecnicamente
utilizada para
detectar amido
Modelo do segmento 
da amilose
Teste qualitativo para detecção de amido:
✓ A amilose forma com o iodo um composto de cor azul, devido ao fato do iodo se intercalar
em uma posição específica no interior da estrutura helicoidal
✓ Como a amilopectina, devido à presença das ramificações, a interação com o iodo será
menor, e a coloração menos intensa e avermelhada
DEXTRANAS – homopolissacarídeos de reserva
✓ Polissacarídeos de bactérias e leveduras
- fonte de glicose para o metabolismo microbiano
- adesão extracelular (biofilmes)
✓ Compostos por resíduos de D-glicose unidos por ligações 1→ 6
✓ Ramificações  1→ 3; alguns  1→ 2 e  1→ 4
✓ Vários tamanhos
Homopolissacarídeos com funções estruturais: Celulose 
✓ Principal componente estrutural da parede celular de plantas: mantém a forma; suporta pressão osmótica;
✓ Polímero linear longo- até 15 mil resíduos de D-glicose unidos por ligações glicosídicas β 1→ 4
Ligações de H inter e intra cadeia: fibrilas insolúveis 
em água; resistência e rigidez
Amido e glicogênio versus Celulose
Ambos são polímeros de glicose - piranose
Padrão de formação de ligações de H entre as unidadesdo polímero é responsável pela estrutura
Livre rotação ao redor das ligações glicosídicas 1→ 4 que ligam os resíduos de D-glicose
✓ β 1→ 4: distendida e
empilhada
✓ Está em uma matriz com
hemicelulose, pectina e
lignina
✓  1→ 4: hélice irregular
Solubilidade e digestão !
• Vertebrados: não possuem enzimas capazes de clivar ligações glicosídicas β 1→ 4
• Simbiontes: Ex: cupins e Trichonympha ; ruminantes e bactérias - celulases
Celulose
• Fermentação da biomassa de celulose para produção de etanol : interesse nas celulases !
• Estrutura rígida e fibrosa tem utilidade para produtos comerciais como papelão, material para
isolamento; componente de algodão; matéria prima para produção de celofane e seda ...
✓ Polímero linear formado por resíduos de N–acetilglicosamina (derivado da glicopiranose)
unidos por ligação β 1→ 4
✓ Possui grupo amina acetilado em C-2 , ao invés de um grupo OH presente na celulose
Homopolissacarídeos com funções estruturais: Quitina 
✓ Resíduos de GlcNAc formam ligações de H uns com os outros nas cadeias adjacentes de quitina
(fibrilas lineares resistentes e insolúveis em água)
✓ Não pode ser digerido por vertebrados
Exoesqueleto de invertebrados (crustáceos, insetos e aranhas) e parede celular da 
maioria dos fungos e de muitas algas
Quitina
Heteropolissacarídeos Estruturais 
Peptidoglicanos
✓ Polímero linear: cadeias polissacarídicas e polipeptídicas ligadas covalentemente por ligações cruzadas
- A unidade repetida do peptidoglicano
é um dissacarídeo (N-acetilglicosamina
e N-acetilmurâmico) - ligações β 1→ 4
- Peptídeos variáveis
✓ Parede celular de bactérias: estrutura/forma e resistência
- Gram-positivas: parede espessa; envolve a MP
- Gram-negativas: parede fina; coberta por uma MP externa complexa
✓ Antibióticos (ex: penicilina) – impedem a formação de ligações
cruzadas, tornando a parede mais fraca à lise osmótica
✓ Lisozima: bactericida – hidrolisa ligações β 1→ 4
✓ Compõem, junto com proteínas fibrosas (ex: colágeno, elastina), a matriz extracelular: “gel” que
preenche os espaços entre os tecidos, mantém as células unidas e fornece um meio poroso para a
difusão de nutrientes e oxigênio para cada célula; tecido conjuntivo
✓ Polímeros lineares compostos por unidades de dissacarídeo repetidas: ácido urônico e N-
acetilglicosamina ou N-acetilgalactosamina
Heteropolissacarídeos de Matriz Extracelular
Glicosaminoglicanos
Glicosaminoglicanos
a) ÁCIDO HIALURÔNICO
✓ Resíduos alternados de ácido-D-glicurônico e N-acetilglicosamina : alternando β 1→ 3 e β 1→ 4
✓ Polímero longo
β 1→ 4β 1→ 3
ÁCIDO HIALURÔNICO 
✓ Gera a consistência gelatinosa do humor vítreo dos olhos
✓ Compõe líquido sinovial (lubrificar articulações)
✓ Compõe matriz de cartilagem, tendões – confere resistência a tensão; elasticidade
✓ Derme – preenche espaços entre o colágeno e a elastina; hidratação, elasticidade
* Constitui tecido conjuntivo
✓ Contêm ácido idurônico ligado a N-acetil-glicosamina:  1→ 4
✓ Polissacarídeo sulfatado
b) HEPARINA 
ácido idurônico N-acetilglicosamina sulfatada
Glicosaminoglicanos
✓ Não constitui o tecido conjuntivo
✓ Ocorre quase exclusivamente em grânulos intracelulares dos mastócitos – ação anticoagulante
β 1→ 4β 1→ 3
✓ Macromoléculas presentes na superfície celular ou na matriz extracelular
✓ Açúcares sulfatados ligados covalentemente a um trissacarídeo que serve como ponte para a ligação
ao resíduo de serina nas proteínas
Glicoconjugados: proteoglicanos
Glicosaminoglicano
sulfatado
Ligação O-glicosídica 
entre C anomérico
da xilose ao grupo 
OH do resíduo de Ser
(cerne proteíco)
• Proteolicanos também se associam de modo covalente a cadeias longas de ácido hialurônico
( glicosaminoglicano não-sulfatado)
FUNÇÕES
✓ Interagem com outros componentes de membrana
- Promovem adesão celular e comunicação intracelular; sinalização celular
✓ Glicosaminoglicanos que compõem os proteoglicanos têm grupos
polares e cargas negativas que atraem cátions e água:
- Confere à matriz extracelular hidratação, elasticidade e resistência
à compressão
Tecido conjuntivo - Cartilagem:
* Rede de fibrilas de colágeno preenchida por proteoglicanos
* Oligossacarídeos O–Ligados *
Ligação O-glicosídica 
C anomérico do N-Acetilgalactosamina (GalNAc) 
ligado ao grupo OH de Ser ou Thr
* Oligossacarídeos N–Ligados *
Ligação N-glicosídica 
C anomérico do N-Acetilglicosamina (GlcNAc) 
ligado o N da amida de um resíduo de Asn
Glicoconjugados: Glicoproteínas
✓ Proteínas glicosiladas: oligossacarídeos ligados covalentemente a resíduos de aa específicos
✓ Comumente encontradas na superfície externa da MP; matriz extracelular, sangue; Golgi
✓ Atuam como anticorpos (imunoglobulinas) no reconhecimento de antígenos; ação hormonal;
proteínas integrais de membrana ...
Glicoconjugados: Glicolipídeos e Lipopolissacarídeos componentes de membrana
Glicolipídeos
✓ Carboidrato covalentemente ligados a lipídeos
✓ Constituem o glicocálix - reconhecimento celular e adesão
Glicoesfingolipídeos: principais glicolipídeos presentes nos tecidos 
animais - tecido nervoso
Lipopolissacarídeos
✓ Polissacarídeos ligados covalentemente a lipídeos
✓ Componentes da MP externa de bactéria Gram-negativa: adesão celular; endotoxinas
ativadoras de resposta imunológica
Região variável entre bactérias
Antígeno O 
N-acetilglicosamina P 
faz ligação éster com 
lipídeo
O código de carboidratos pode “ser lido” por lectinas bacterianas – comumente
encontradas na superfície externa da célula - controlam a adesão bacteriana
Helicobacter pylori- lectina interage com oligossacarídeos da superfície
das células do epitélio do estômago
Carboidratos: moléculas informacionais