Apostila Biomoléculas

Prévia do material em texto

Universidade Federal do Piauí
Centro de Educação Aberta e a Distância
BIOMOLÉCULAS
Mariana Helena Chaves 
Maria do Carmo Gomes Lustosa 
Antonia Maria das Graças Lopes Citó 
Ministério da Educação - MEC
Universidade Aberta do Brasil - UAB
Universidade Federal do Piauí - UFPI
Universidade Aberta do Piauí - UAPI
Centro de Educação Aberta e a Distância - CEAD
Mariana Helena Chaves 
Maria do Carmo Gomes Lustosa 
Antonia Maria das Graças Lopes Citó
BIOMOLÉCULAS
Cleidinalva Maria Barbosa Oliveira
Ubirajara Santana Assunção
Zilda Vieira Chaves
Elis Rejane Silva Oliveira
Roberto Denes Quaresma Rêgo
Samuel Falcão Silva
Cleonildo F. Mendonça Neto
Beatriz Gama Rodrigues
Genuvina de Lima Melo Neta
PRESIDENTE DA REPÚBLICA
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
GOVERNADOR DO ESTADO
REITOR DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
SECRETÁRIO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA DO MEC
PRESIDENTE DA CAPES
COORDENADOR GERAL DA UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL
DIRETOR DO CENTRO DE EDUCAÇÃO ABERTA E A DISTÂNCIA DA UFPI
Dilma Vana Rousseff Linhares
Fernando Haddad
Wilson Nunes Martins
Luiz de Sousa Santos Júnior
Carlos Eduardo Bielshowsky
Jorge Almeida Guimarães
Celso Costa
Gildásio Guedes Fernandes
CONSELHO EDITORIAL DA EDUFPI
Prof. Dr. Ricardo Alaggio Ribeiro ( Presidente )
Des. Tomaz Gomes Campelo
Prof. Dr. José Renato de Araújo Sousa
Profª. Drª. Teresinha de Jesus Mesquita Queiroz
Profª. Francisca Maria Soares Mendes
Profª. Iracildes Maria de Moura Fé Lima
Prof. Dr. João Renór Ferreira de Carvalho
COORDENAÇÃO DE MATERIAL DIDÁTICO
TÉCNICOS EM ASSUNTOS EDUCACIONAIS
EDIÇÃO
PROJETO GRÁFICO
DIAGRAMAÇÃO
REVISÃO
REVISÃO GRÁFICA
© 2011. Universidade Federal do Piauí - UFPI. Todos os direitos reservados.
A responsabilidade pelo conteúdo e imagens desta obra é dos autores. O conteúdo desta obra foi licenciado temporária e 
gratuitamente para utilização no âmbito do Sistema Universidade Aberta do Brasil, através da UFPI. O leitor se compromete 
a utilizar o conteúdo desta obra para aprendizado pessoal, sendo que a reprodução e distribuição ficarão limitadas ao âmbito 
interno dos cursos. A citação desta obra em trabalhos acadêmicos e/ou profissionais poderá ser feita com indicação da fonte. 
A cópia deste obra sem autorização expressa ou com intuito de lucro constitui crime contra a propriedade intelectual, com 
sansões previstas no Código Penal.
É proibida a venda ou distribuição deste material.
EQUIPE DE DESENVOLVIMENTO
COORDENADORES DE CURSOS
ADMINISTRAÇÃO
CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
FILOSOFIA
FÍSICA
MATEMÁTICA
PEDAGOGIA
QUÍMICA
SISTEMAS DE INFORMAÇÃO
Francisco Pereira da Silva Filho
Maria da Conceição Prado de Oliveira
Zoraida Maria Lopes Feitosa
Miguel Arcanjo Costa
João Benício de Melo Neto
Vera Lúcia Costa Oliveira
Rosa Lima Gomes do Nascimento Pereira da Silva
Luiz Cláudio Demes da Mata Sousa
As Biomoléculas são moléculas resultantes dos metabolismos: 
primário (carboidratos, lipídios, proteínas) e secundário existentes nos or-
ganismos vivos. As propriedades físicas e químicas das biomoléculas de-
pendem da estrutura molecular que determina o comportamento biológico. A 
maioria das biomoléculas são macromoléculas com função biológica defini-
da e amplamente distribuída nos serem vivos, enquanto que os metabólitos 
secundários são produtos naturais micromoleculares e são formados a partir 
de metabólitos primários, têm ocorrência restrita a uma dada família ou gêne-
ro, além de elevada capacidade biossintética, tanto em relação ao número de 
substâncias produzidas, quanto à sua diversidade em uma mesma espécie. 
Apresentam diversas funções para o organismo que os produzem e muitos 
são de importância comercial tanto na área farmacêutica como alimentar, 
agronômica e de perfumaria, dentre outras. São exemplos de metabólitos 
secundários, os policetídeos, terpenóides, fenilpropanóides, lignanas, neolig-
nanas, cumarinas, flavonóides, canabinóides e alcalóides. 
 Provavelmente, as biomoléculas não são estranhas, pois nós temos 
contato diariamente com alimentos, como por exemplo, chocolate que con-
tém teobromina e teofilina sustâncias responsáveis pela sensação de prazer, 
perfumes e medicamentos que também contém biomoléculas. As biomolécu-
las têm influência na saúde, nutrição e nas relações com o meio ambiente. 
 Lembre-se que este é um texto introdutório para a disciplina de Bio-
moléculas, destinado aos estudantes que participam do Programa de Educa-
ção a Distância da Universidade Aberta do Piauí (UAPI) e que é necessário 
buscar informações em outras fontes (artigos, livros, revistas, web) para um 
melhor aprendizado.
UNIDADE 1
CARBOIDRATOS
Classificação dos carboidratos...........................................................
Designação D e L de monossacarídeos..............................................
Convenção de Cahn-Ingold-Prelog (R) e (S).......................................
Nomenclatura oficial para os monossacarídeos................................
Mutarrotação.....................................................................................
Conformação em cadeira de outros monossacarídeos......................
Formação de glicosídeos....................................................................
Oxidação de monossacarídeos...........................................................
Dissacarídeos......................................................................................
Polissacarídeos...................................................................................
Produtos de ocorrência natural derivados de carboidratos..............
UNIDADE 2
LIPÍDIOS
Classificação dos lipídios....................................................................
Ácidos graxos ....................................................................................
Óleos x gorduras................................................................................
Ceras...................................................................................................
Fosfolipídios ......................................................................................
Fosfatídios..........................................................................................
Esfingolipídios ...................................................................................
Prostaglandinas..................................................................................
Isoprenóides.......................................................................................
11
35
13
14
15
17
18
19
19
22
23
26
32
40
40
46
46
49 
50
51
51
52
UNIDADE 3
PROTEÍNAS E AMINOÁCIDOS
Aminoácidos protéicos ..................................................................
Aminoácidos não protéicos.............................................................
Propriedades ácido-base de aminoácidos......................................
Eletroforese.....................................................................................
Cromatografia em papel (CP).........................................................
Cromatografia em camada delgada (CCD)......................................
Cromatografia de troca iônica........................................................
Ligações peptídicas.........................................................................
Ligações dissulfeto..........................................................................
Estrutura primária de proteínas......................................................
Estrutura secundária de proteínas..................................................
Estrutura terciária de proteínas......................................................
Estrutura quaternária de proteínas.................................................
Enzimas ..........................................................................................Desnaturação de proteínas............................................................
UNIDADE 4
METABÓLITOS SECUNDÁRIOS
Funções e importância dos metabólitos secundários.....................
Metaboloma...................................................................................
Metabolismo secundário: rotas metabólicas..................................
Compostos derivados do acetato: policetídeos..............................
Metabólitos derivados do mevalonato e fosfato de metileritritol: 
terpenóides e esteróides ...............................................................
Monoterpenóides...........................................................................
Sesquiterpenóides...........................................................................
Diterpenóides.................................................................................
Sesterterpenóides ..........................................................................
Triterpenóides.................................................................................
Tetraterpenóides ...........................................................................
Metabólitos derivados do ácido chiquímico: ácido cinâmicos e 
derivados.........................................................................................
Taninos hidrolisáveis.......................................................................
Fenilpropanóides (C6C3)..................................................................
Metabólitos de rota mistas: furanocumarinas, canabinóide, fla-
vonóides e estilbenos.....................................................................
Alcalóides........................................................................................
Roteiro de estudo químico de uma planta......................................
Análise fitoquímica..........................................................................
64
66
66
68
69
70
70
70
71
74
74
76
76
76
76
83
85
85
87
92
96
99
101
103
104
108
109
110
111
117
125
138
140
62
82
UNIDADE 01
Carboidratos
 Carboidratos, também denominados de açúcares ou glicídeos, são os constituintes essenciais de toda 
a matéria viva, estão amplamente distribuídos na natureza, em animais e plantas. São definidos como 
aldeídos e cetonas poliidroxilados que existem basicamente em sua forma cíclica resultante da reação 
intramolecular entre os grupamentos carbonila e hidroxila, formando hemiacetais ou acetais cíclicos. 
Os carboidratos têm diferentes funções biológicas, entre elas, papel estrutural, de reserva energética, 
reconhecimento e comunicação celular. Os carboidratos mais abundantes na natureza são os polis-
sacarídeos amido, glicogênio e celulose.
BIOMOLÉCULAS 11
CArBOIDrAtOS
CARBOIDRATOS
Os carboidratos constituem a classe mais abundante de substâncias 
no mundo biológico, cerca de 50% do peso seco da biomassa da Terra. 
Estas substâncias desempenham importantes funções como: componentes 
estruturais essenciais das células; atuam como sítios de reconhecimento na 
superfície celular (por ex.: o reconhecimento de um carboidrato na superfície 
da parede de um óvulo por um espermatozóide) e fonte de energia metabólica. 
A glicose é o principal glicídeo utilizado como fonte de energia, é uma hexose, 
fabricada por meio da fotossíntese por organismos autotróficos. Já a ribose 
e a desoxirribose são pentoses que participam da constituição de ácidos 
nucleicos. Os carboidratos são os constituintes orgânicos mais abundantes 
das plantas, servem como fonte de energia química para os organismos vivos 
(açúcares e amido), mas também como constituintes importantes de tecidos 
de sustentação, por ex. a celulose.
Os químicos observaram que os carboidratos têm fórmulas 
moleculares que os fazem parecer hidratos de carbono, Cn(H2O)n. Estudos 
estruturais revelaram que essas substâncias não eram hidratos, pois não 
continham moléculas de água intactas, mas o termo ainda persiste.
O carboidrato mais abundante na natureza é a D-glicose. As células 
vivas oxidam a D-glicose no primeiro processo para fornecer energia. 
Quando os animais têm mais glicose do que necessitam para obter energia, 
eles convertem o excesso em um polímero denominado glicogênio, quando 
o animal necessitar de energia, o glicogênio é quebrado em moléculas de 
D-glicose.
 Os alimentos fornecem a D-glicose para os animais, enquanto 
as plantas produzem a glicose pela fotossíntese. As plantas possuem um 
pigmento verde a clorofila que catalisa a conversão de dióxido de carbono e 
unidade 0112
água em açúcar. As plantas sintetizam carboidratos, a partir de CO2 e água, 
enquanto os animais degradam carboidrato a CO2 e água. A fotossíntese em 
algas e vegetais superiores ocorrem nos cloroplastos. A equação global para 
a fotossíntese pode ser escrita como a seguir:
 Sabemos que a fotossíntese inicia-se com a absorção de luz 
através do pigmento verde a clorofila (Figura 1.0). A cor verde da clorofila e, 
consequentemente, a sua habilidade em absorver a luz do sol na região do 
visível é devida principalmente ao seu sistema conjugado estendido. À medida 
que os fótons são aprisionados pela clorofila, a energia torna-se disponível 
para o vegetal em uma forma química que pode ser utilizada para realizar 
as reações que reduzem o dióxido de carbono em carboidratos e oxidam 
a água em oxigênio. Os carboidratos agem como um repositório químico 
principal para energia solar. A energia deles é liberada quando as plantas 
metabolizam os carboidratos em dióxido de carbono e água. O metabolismo 
como a fotossíntese ocorrem através de uma série de reações catalisadas 
por enzimas.
 As clorofilas, pigmentos naturais comuns em todas as células 
fotossintéticas, são moléculas formadas por complexos derivados da porfirina, 
tendo o magnésio como átomo central. Este composto é uma estrutura 
macrocíclica assimétrica totalmente insaturada constituída por quatro anéis 
de pirrol (Figura1.0). As clorofilas a e b encontram-se na natureza numa 
proporção de 3:1. A clorofila b é sintetizada através da oxidação do grupo 
metila da clorofila a para aldeído. 
Figura 1.0 
Estrutura da 
molécula de 
clorofila
BIOMOLÉCULAS 13
 Definições 
Os carboidratos são definidos como aldeídos e cetonas poliidroxilados 
que existem basicamente em sua forma cíclica resultante da reação 
intramolecular entre os grupamentos carbonila e hidroxila, formando 
hemiacetais ou acetais cíclicos (Figura 1.1). Esta é uma reação análoga a 
observada entre aldeídos ou cetonas com alcoóis catalisada por HCl gasoso.
 
Figura 1.1 Reação intremolecular entre os grupamentos carbonila e hidroxila.
Classificação dos carboidratos
Os carboidratos mais simples são conhecidos como açúcares 
e a terminação dos nomes da maioria dos açúcares é ose. Existem duas 
classes de carboidratos: simples e complexos. Os carboidratos simples 
são monossacarídeos, enquanto os complexos contêm duas ou mais 
unidades de açúcar interligadas. Os dissacarídeos têm duas subunidades, 
os oligossacarídeos têm de 3 a 10 e os polissacarídeos têm mais de 10 
subunidades de açúcar interligadas. Dissacarídeos, oligossacarídeos e 
polissacarídeos podem ser quebrados em subunidades de monossacarídeos 
por hidrólise.
Classificação dos monossacarídeos 
Os monossacarídeos são classificados de acordo com o número 
de átomos presentes e se eles contêm um grupo aldeído ou cetônico. Um 
monossacarídeo com 3 átomos de carbono é chamado de triose, e um 
unidade 0114
com 6 átomos de carbono é uma hexose. Um monossacarídeo que contém 
um grupo aldeído, como por exemplo a glicose é chamada de aldose; um 
monossacarídeo contendo um grupo cetona é chamado de cetose. Essas 
duas classificações são frequentemente combinadas. 
 
Aplicação farmacológica de monossacarídeos
A glicose é, provavelmente,o mais importante de todos os 
monossacarídeos. Uma solução de glicose (soro glicosado) tem sido utilizada 
como nutritivo em déficit nutricional. A glicose é também usada como um aditivo 
farmacêutico, pois preserva o sal ferroso de oxidação, e até mesmo reduz 
qualquer sal férrico presente. Além dos usos farmacêuticos ou medicinais, a 
glicose é também utilizada em grandes quantidades nos alimentos e produtos 
de confeitaria industriais. A frutose, outro monossacarídeo comum encontrada 
em frutas e mel, é mais solúvel em água do que a glicose e também é mais 
doce. Ela é usada como um adoçante para pacientes diabéticos e, em infusão 
de nutrição parenteral. 
Designação D e L de monossacarídeos
Os monossacarídeos mais simples são os compostos gliceraldeído e 
diidroxicetona. Desses dois compostos, apenas o gliceraldeido possui centro 
estereogênico (Figura 1.2), e por esta razão existem como dois isômeros, ou 
seja, um par de enantiômeros. Enantiômeros são isômeros que são imagem 
um do outro num espelho plano, têm propriedades físicas idênticas, com 
exceção do sentido da rotação do plano da luz polarizada.
O sistema sugerido por Rosanoff da Universidade de Nova York em 
1906 propõe que o (+)-gliceraldeido seja designado por D-(+)-gliceraldeido e o 
(-)-gliceraldeido seja designado por L-(-)-gliceraldeido. Esses dois compostos 
servem de padrões de configuração para todos os monossacarídeos. Um 
monossacarídeo quando numerado, se o último centro estereogênico (o 
penúltimo carbono) tem hidroxila para direita, apresenta à mesma configuração 
do D-(+)-gliceraldeido é designado açúcar D, e um monossacarídeo cujo 
BIOMOLÉCULAS 15
último centro estereogênico numerado tem configuração do L-(-)-gliceraldeido 
é designado açúcar L e tem ,portanto, a hidroxila do penúltimo carbono para 
a esquerda. As formas acíclicas dos monossacarídeos são desenhadas 
verticalmente com o grupo aldeído ou cetona na extremidade ou próximo a 
extremidade. As designações D e L não estão necessariamente relacionadas 
às com as rotações óticas dos açúcares, por exemplo podemos encontrar 
açúcares D(+) ou D(-) e outros que são L(+) ou L(-). Quase todos os açúcares 
encontrados na natureza são da série D.
Convenção de Cahn-Ingold-Prelog (R) e (S)
Figura 1.2 Estrutura do gliceraldeído com os grupos em ordem de prioridade
Na convenção de Cahn-Ingold-Prelog as prioridades 1, 2, 3 e 4 para os 
ligantes do centro estereogênico são definidas com base no número atômico 
do átomo ligado diretamente ao centro estereogênico. As designações R e S, 
assim como D e L são semelhantes, ou seja, não estão relacionadas com as 
rotações óticas dos açúcares nos quais são aplicadas.
Fórmulas estruturais para os monossacarídeos
Emil Fischer, um importante estudioso dos carboidratos que recebeu 
o Nobel em Química em 1902, estabeleceu a configuração estereoquímica da 
D-(+)-glicose. Fischer representou a estrutura desta aldose com a formulação 
de cruz, as linhas horizontais projetam-se em direção ao leitor e as linhas 
verticais projetam-se para trás do plano da página. 
 Muitas das propriedades da D-(+)-glicose podem ser explicadas em 
termos de uma estrutura de cadeia aberta, estruturas 1 e 2 (Figura 1.3). Um 
considerável conjunto de evidências indica que a estrutura de cadeia aberta 
existe no equilíbrio como duas formas cíclicas, representadas nas estruturas 
3, 4 e 5, 6 (Figura 1.3).
As fórmulas cíclicas da D-(+)-glicose são hemiacetais formados 
da reação intramolecular do grupo OH do carbono 5 com o grupo aldeído, 
criando um novo centro estereogênico no C-1, que explica as duas formas 
unidade 0116
possíveis. Essas duas formas cíclicas são diasteroisômeros que diferem 
na configuração de C-1, chamado de carbono anomérico. Na química dos 
carboidratos o átomo de carbono hemiacetálico é chamado de carbono 
anomérico.
Figura 1.3 
As formas cíclicas da glicose são designadas por anômero α e 
anômero β dependendo da disposição do grupo OH do C-1. Na representação 
em cadeira, se o OH for equatorial têm-se o anômero β e se OH for axial têm-
se o anômero α.
Nas representações por fórmula de Hawort o anômero α tem o grupo 
OH trans ao grupo CH2OH e o anômero β têm o grupo OH cis ao grupo 
CH2OH. 
A figura a seguir mostra o mecanismo de ciclização da glicose, com 
formação dos anômeros α e β.
 
BIOMOLÉCULAS 17
Nomenclatura oficial para os monossacarídeos
Na nomenclatura oficial, aplica-se a convenção de Cahn-Ingold-Prelog 
para cada centro estereogênico, de forma que a D-glicose é designada por 
2R,3S,4R,5R-2,3,4,5,6-pentaidroxiexanal (projeção de Fischer).
Estruturas piranósica e furanósica
Geralmente, a forma hemiacetal das aldoexoses contém um anel 
de 6 membros. Algumas vezes, o grupo hidroxila ligado ao C-4 e não ao 
C-5 reage com o grupo carbonila e forma-se um anel de cinco membros. 
Os monossacarídeos podem existir nas formas piranósica ou furanósica, 
unidade 0118
dependendo se o anel contém seis ou cinco átomos respectivamente. Estes 
nomes são originados dos anéis heterocíclicos oxigenados: pirano e furano.
Mutarrotação
Quando a D-(+)-glicose é cristalizada por evaporação de uma solução 
aquosa a 98 ºC, uma segunda forma da D-(+)-glicose com ponto de fusão 
de 150 ºC pode ser obtida. As rotações óticas destas duas formas são bem 
diferentes. Quando uma solução da D-(+)-glicose com ponto de fusão de 146 
ºC é deixada em repouso a rotação ótica cai de +102º para +52,7º. Se for da 
D-(+)-glicose com ponto de fusão de 150 ºC, a rotação ótica aumenta de +19º 
para +52,7º. Este fenômeno é chamado de mutarrotação. 
A mutarrotação ocorre porque começando com qualquer das formas 
puras hemiacetais, o anel pode abrir dando o aldeído acíclico que pode depois 
tornar a fechar dando tanto a forma α como a β. No equilíbrio, a mistura 
contém cerca de 36% da forma α e 64% de forma β. 
Tabela 1.0 Propriedades físicas da α e β-D-gicose
BIOMOLÉCULAS 19
Fonte: Hart e Schuetz, 1983 modificado.
Conformação em cadeira de outros monossacarídeos
 Considerando-se que todos os grupos OH da β-D-glicose estão 
nas posições equatoriais, fica fácil desenhar a conformação em cadeira de 
qualquer outra piranose. Por exemplo, a α-D-galactose é um epímero da β-D-
glicose em C-4 e C-1.
 
Formação de glicosídeos
 Aldeídos e cetonas reagem com um equivalente de álcool, na 
presença de catalisadores ácidos, para formar um hemiacetal (ou hemicetal), 
este reage com um segundo mol do álcool para formar acetal (ou cetal).
O acetal ou (cetal) de um açúcar é denominado glicosídeo, e a ligação 
entre o carbono anomérico C-1 e o oxigênio do grupo alcoxi é denominada 
ligação glicosídica. Os glicosídeos são denominados pela substituição 
da terminação ‘e’ do nome do açúcar pelo sufixo ‘ídeo’. Um glicosídeo da 
galactose é um galactosídeo, se o nome piranose ou furanose é usado, o 
acetal é chamado piranosídeo ou furanosídeo.
Alcoois e fenóis são encontrados na natureza geralmente combinados 
com algum açúcar na célula, formando um glicosídeo. A presença de vários 
unidade 0120
grupos hidroxila da porção do açúcar do glicosídeo permite a solubilidade 
destes compostos no citoplasma celular.
A reação de um único anômero com álcool leva a formação tanto de α 
quanto de β-glicosídeos (Figura 1.4). O mecanismo da reação mostra porque 
ambos os glicosídeos são formados (Figura 1.5). 
Figura 1.4
Em uma solução ácida, o grupo OH ligado ao carbono anomérico 
torna-se protonado, e um par de elétrons do oxigênio do anel ajuda a eliminar 
uma molécula de água. O carbono anomérico no íon oxocarbênio resultante 
é hibridizado sp2, por isso parte da molécula é planar. Quando o álcool entra 
por cima em relação ao plano da molécula, forma-se o β-glicosídeo. Quando 
o álcool entra por baixo em relação ao plano da molécula, o α-glicosídeo é 
formado. O mecanismode formação de glicosídeo é mostrado na figura a 
seguir:
 
BIOMOLÉCULAS 21
Figura 1.5 mecanismo de formação dos glicosídeos
Os glicosídeos são estáveis em soluções básicas, entretanto, em 
soluções ácidas, sofrem hidrólise para produzir um açúcar e um álcool. O 
álcool ou fenol obtido pela hidrólise de um glicosídeo é conhecido como 
aglicona. 
Muitos pigmentos de plantas, como flavonóides e antocianinas 
estão presentes na célula como glicosídeos. Como exemplo, a capacidade 
antipirética da casca do salgueiro, é devido ao glicosídeo de gosto amargo, 
denominado salicinina.
unidade 0122
O efeito anomérico
 Quando a glicose reage com o álcool para formar um glicosídeo, tem 
como produto principal o α-glicosídeo. A formação do acetal é reversível, o 
α-glicosídeo formado deve ser mais estável que o β-glicosídeo. A preferência 
de certos substituintes ligados ao carbono anomérico pela posição axial é 
chamada de efeito anomérico. Os substituintes que preferem a posição axial 
têm um par isolado no átomo X ligado ao anel. A ligação C—X tem um orbital σ* 
antiligante. Se um dos pares isolados do oxigênio do anel está em um orbital 
que é paralelo ao orbital σ* antiligante, a molécula pode ser estabilizada pela 
densidade eletrônica do oxigênio, indo para o orbital σ*. O orbital que contém 
o par isolado axial do oxigênio do anel só pode se sobrepor ao orbital σ* se 
o substituinte estiver na posição axial. A consequência da sobreposição de 
orbitais entre o par isolado e o orbital σ* é a ligação C—X mais longa e mais 
fraca que o normal, e a ligação C—O dentro do anel é mais curta e mais forte 
que o normal. 
Oxidação de monossacarídeos
 Agentes oxidantes são utilizados para identificar grupos funcionais de 
carboidratos, na elucidação de suas estruturas e para a síntese. Os agentes 
oxidantes mais importantes são: reagente de Benedict ou Tollens, água 
de bromo, ácido nítrico e ácido periódico. Cada reagente produz um efeito 
diferente quando é deixado reagir com um monossacarídeo.
Reagente de Benedict ou de Tollens: açúcares redutores
O reagente de Benedict (solução básica contendo o íon citrato cúprico) 
e a solução de Tollens [Ag+(NH3)2
-OH] oxidam aldeídos e α-hidrocetonas, 
portanto fornece teste positivo para aldose e cetose. 
A solução de Benedict e a solução de Fehling (contém um íon complexo 
de tartarato cúprico) fornecem precipitados de coloração vermelho-tijolo de 
Cu2O quando eles oxidam uma aldose. Em solução básica, as cetoses são 
BIOMOLÉCULAS 23
convertidas em aldoses, que são oxidadas pelos complexos cúpricos.
 Açúcares redutores reduzem os reagentes de Tollens, Fehling e 
Benedict. Açúcares contendo grupo hemiacetal (ou hemicetal) estão em 
equilíbrio com a forma aberta aldeído ou cetona, portanto são oxidados por 
estes reagentes, deslocando o equilíbrio.
 Os carboidratos que contêm apenas grupos acetais não fornecem 
testes positivos com soluções de Benedict, Fehling e de Tollens, e são 
chamados de açúcares não- redutores. 
Dissacarídeos
 Os dissacarídeos são substâncias formadas por duas subunidades 
de monossacarídeos unidas por uma ligação acetal.
unidade 0124
Sacarose 
O dissacarídeo mais comum é a sacarose (açúcar de mesa) que é 
obtido da cana-de-açúcar e da beterraba. A sacarose é encontrada em todos 
os vegetais fotossintetizantes. A sacarose tem a estrutura mostrada na Figura 
1.6.
Figura 1.6 Representações da estrutura da sacarose
A estrutura da sacarose tem a fórmula molecular C12H22O11. A 
hidrólise da sacarose catalisada por ácido de 1 mol de sacarose produz 1 
mol de D-glicose e 1 mol de D-frutose. A sacarose não é um açúcar redutor, 
nem sofre mutarrotação porque nem a unidade de glicose nem a unidade 
da frutose da sacarose têm grupo hemiacetal, devido as duas terem uma 
união glicosídica que envolve o C-1 da α-D-glicose e o C-2 da β-D-frutose. A 
sacarose é hidrolisada pela enzima a-glicosidase, obtida a partir do fermento, 
e não pela b-glicosidase, mostrando que a porção da glicose é a. Também 
hidrolisa a sacarose, uma enzima que hidrolisa os β-frutofuranosídeos, mas 
não os α-frutofuranosídeos. Essa hidrólise indica uma configuração β na 
parte frutosídica da sacarose.
Maltose
 
A hidrólise do amido pela enzima diastase fornece a maltose.
BIOMOLÉCULAS 25
Quando a maltose é hidrolisada formam 2 moles de D-(+)-glicose. A 
ligação acetal específica é denominada ligação a-1,4’-glicosídica. A maltose 
é hidrolisada por enzimas a-glicosídica e não por enzimas b-glicosídica. É 
um açúcar redutor, portanto, dar teste positivo com os reagentes de Tollens, 
Fehling e de Benedict e sofre mutarrotação.
Figura 1.7 Representações da estrutura da maltose
Celobiose
 A hidrólise parcial da celulose fornece o dissacarídeo celobiose. A 
celobiose difere da maltose por ser formada por duas unidades de β-D-glicose 
unidas por uma ligação β-1,4-glicosídica. Assim como a maltose, a celobiose 
é um açúcar redutor que sofre mutarrotação sendo hidrolisada por enzimas 
b-glicosidase e não por a-glicosidase. A celobiose existe em ambas as formas 
α e β, porque o grupo OH ligado ao carbono anomérico, não estar envolvido 
na formação do acetal, pode estar tanto na posição axial (α-celobiose) quanto 
na posição equatorial (β-celobiose).
Figura 1.8 Representações da estrutura da β-celobiose
Lactose
 A lactose é um dissacarídeo encontrado no leite humano, de vacas 
e de quase todos os mamíferos. Constitui 4,5% do leite de vaca 6,5% do 
unidade 0126
leite humano. É um açúcar redutor e sofre mutarrotação. Quando hidrolisado 
fornece a β-D-glicose e a β-D-galactose. A união é b-1,4-glicosídica entre as 
unidades de β-D-glicose e β-D-galactose. A enzima que quebra as ligações 
β-1,4-glicosídica é a lactase. 
 
Figura 1.9 Representações da estrutura da lactose
Polissacarídeos
São polímeros conhecidos também como glicânios, pois apresentam 
uniões glicosídicas entre monossacarídeos. A massa molecular das 
cadeias polissacarídicas individuais é variável. São classificados como: 
homopolissacarídeos e heteropolissacarídeos. Homopolissacarídeos são 
constituídos por um único tipo de monossacarídeos, como por exemplo, 
glucânio – constituído por unidades monoméricas de glicose e a galactânia - 
constituído por unidades de galactose. Heteropolissacarídeos são constituídos 
por mais de um tipo de monossacarídeo. Três polissacarídeos importantes, 
todos glucânios, são: amido, glicogênio e celulose.
Amido
É a principal reserva alimentar para os vegetais. Ocorre como 
grânulos microscópicos nas raízes e sementes dos vegetais. Algumas fontes 
comerciais importantes de amido: milho, batata, trigo e arroz. O aquecimento 
do amido com água forma uma suspensão coloidal, da qual podem ser 
isolados dois componentes principais: amilose e amilopectina. Muitos amidos 
contêm cerca de 10-20% de amilose e 80-90% de amilopectina. A amilose 
é constituída de cadeias de unidades de α-D-glicose, unidas por ligações 
α-1,4-glicosídicas, formando um polímero não-ramificado.
 
BIOMOLÉCULAS 27
 A formação de hélices favorece a formação de ligações de hidrogênios 
com água, justificando a solubilidade do amido em água quente. A amilose 
em solução assume uma estrutura helicoidal. O formato tubular com cerca de 
seis unidades de glicose em cada volta da hélice permite formar complexo 
com moléculas pequenas que se encaixam na espiral. A cor azul intensa do 
amido com o iodo se deve a este complexo.
Figura 1.10 Representação da estrutura da amilose
A amilopectina tem uma estrutura semelhante a da amilose, por 
exemplo, uniões α-1,4-glicosídica, exceto o fato de na amilopectina as cadeias 
serem ramificadas. As ramificações ocorrem entre C-6 de uma unidade de 
unidade 0128
β-D-glicose e o C-1 de outra unidade de β-D-glicose, ocorrendo em intervalos 
de 20-25 unidadesde glicose. A amilopectina pode conter até 106 unidades 
de glicose. 
O amido é hidrolisado enzimaticamente em várias etapas, após a 
ingestão. Esta hidrólise se inicia na boca pela amilase presente na saliva e em 
continuidade com amilase adicional do suco pancreático. A maltose produzida 
é hidrolisada a glicose no intestino com ajuda da enzima α-glicosidase.
Glicogênio
Polissacarídeo com estrutura semelhante àquela da amilopectina, 
porém, é muito mais ramificado. As ramificações podem ocorrer a cada 
8 a 12 unidades de glicose. Tem massa molecular muito alta (talvez 100 
milhões). É armazenado principalmente no fígado, transformado em ácido 
lático nos músculos durante os exercícios e serve de reserva de carboidratos 
para os animais. Permanece dentro da célula, onde é necessária como fonte 
pronta de glicose (energia). Provavelmente, esta seja também a função da 
amilopectina para os vegetais. 
Celulose
 A celulose é um polissacarídeo que constitui o material estrutural 
de plantas superiores. A madeira é composta aproximadamente de 50% de 
BIOMOLÉCULAS 29
celulose enquanto no algodão contém cerca de 90%. A celulose tem estrutura 
semelhante à da amilose, entretanto as unidades de β-D-glicose neste 
polissacarídeo estão unidas por ligações β-1,4-glicosídicas.
 As ligações α-1,4-glicosídicas, presentes na amilose, são mais fáceis 
de hidrolisar. As ligações β-1,4-glicosídicas da celulose permitem a formação 
de ligações de hidrogênios intramolecular forçando um arranjo linear (Figura 
1.11). A união de muitas cadeias de celulose fornece um polímero insolúvel, 
fibroso, rígido, que é ideal como material de parede celular para vegetais.
 
Figura 1.11 Fragmento de celulose mostrando as ligações de hidrogênio intramolecular
Derivados da celulose
A celulose processada é usada para a produção de papel e celofane. 
Cada unidade de glicose da celulose tem 3 grupos hidroxila livre que podem 
ser usados para transformar a celulose em derivados, como nitrato de 
celulose e acetato de celulose.
Nitratos de celulose
Quando a maioria dos grupos hidroxilas está nitrado, tem-se o algodão 
de pólvora, um eficiente explosivo usado na preparação de pós explosivos que 
não produzem fumaça. Quando em média 2,3 grupos hidroxilas por unidade 
de glicose são nitrados, tem-se a piroxilina. O celulóide feito de piroxilina, 
cânfora e álcool, é altamente combustível, mas não é explosivo. 
unidade 0130
Acetato de celulose
O triacetato de celulose, preparado a partir da celulose e anidrido 
acético, é utilizado na indústria têxtil.
 O raiom é produzido através do tratamento da celulose com dissulfeto 
de carbono em solução básica, como por exemplo, NaOH. A reação converte 
a celulose em um xantato solúvel: 
A solução de xantato de celulose é passada através de um pequeno 
orifício em uma solução ácida, para regenerar os grupos OH da celulose, 
fazendo com que ele precipite como uma fibra ou película. As fibras são raiom 
e as películas depois de fibras amaciadas com o glicerol é o celofane. 
BIOMOLÉCULAS 31
Quitina
É um polissacarídeo estruturalmente semelhante à celulose. A quitina 
é o principal componente estrutural da casca de crustáceos e do exoesqueleto 
dos insetos. Tem ligações β-1,4-glicosídicas. Ela difere da celulose por ter na 
posição C-2 a hidroxila substituída por um acetiloamino. As ligações β-1,4-
glicosídicas conferem à quitina rigidez estrutural.
Figura 1.12 Representação da estrutura da quitina
Quitosana
Quitosana é um polissacarídeo, obtido por desacetilação da quitina 
de alta massa molecular, classificada como uma poliamina na qual os 
grupos amino estão disponíveis para preparação de derivados e formação 
de sais com ácidos. Apresenta grande quantidade de poros, provendo desta 
maneira uma grande capacidade de adsorção de materiais, incluindo metais. 
A presença de grupos amina permite que a quitosana tenha uma grande 
afinidade com enzimas, podendo servir de suporte para imobilização. Muita 
atenção tem sido dada à quitina, quitosana e aos seus oligômeros como 
materiais bioativos naturais, devido a sua não-toxicidade, biocompatibilidade 
e biodegradabilidade. Estes materiais têm importantes propriedades 
estruturais e funcionais que os tornam atrativos para uma grande variedade 
de aplicações em muitos campos, como alimentos, e nutrição, biomedicina, 
saúde, biotecnologia, agricultura, veterinária e proteção ambiental. 
Dextranas
As dextranas são polímeros de glicose obtidos por fermentação 
da sacarose, usados como dispersante de plasma sanguíneo. Apesar das 
dextranas serem solúveis em água, o tratamento com substâncias químicas 
unidade 0132
para produzirem ligação cruzada em cadeias de polissacarídeos fornece um 
gel, denominado Sephadex, utilizado como fase estacionária em cromatografia 
por exclusão. As dextranas constituem uma classe de polímeros de fórmula 
empírica (C6H10O5)n cujo monômero é α-D-glicopiranosila. 
Produtos de ocorrência natural derivados de carboidratos
Desoxiaçúcares são açúcares nos quais o grupo hidroxila é substituído 
por um hidrogênio. O ácido ribonucléico (RNA) é constituído por ribose, 
enquanto o açúcar do ácido desoxirribonucléico (DNA) é a desoxirribose. 
O ácido ascórbico (vitamina C) é uma substância natural encontrada em 
frutas cítricas e no fígado da maioria dos vertebrados é obtida por síntese 
enzimática a partir da glicose. 
Os carboidratos que se juntam através de uniões glicosídicas aos 
lipídios e as proteínas são chamados de glicolipídios e glicoproteinas, 
respectivamente, têm funções que cobrem o espectro de atividades da 
célula. O tipo sanguíneo (A, B, AB ou O) é determinado pela natureza do 
açúcar ligado à proteína na superfície externa das células vermelhas do 
sangue (hemácias). Cada tipo de sangue está associado com uma estrutura 
de carboidrato diferente. 
A heparina é um anticoagulante que impede a formação excessiva 
de coágulo quando ocorre um ferimento. É um polissacarídeo formado por 
unidades de glicosamina, ácido glicurônico e ácido idurônico. A Tabela 1.2 
mostra a doçura relativa de alguns adoçantes.
Uma molécula para ter sabor doce deve se ligar a um receptor numa 
célula da língua associada ao paladar. A ligação molécula-receptor faz um 
impulso nervoso passar da papila gustativa ao cérebro, onde a molécula 
é interpretada como doce. Os açúcares diferem em medida de “doçura”. A 
doçura relativa da glicose é 1,00; da sacarose é 1,45 e da frutose é 1,65 (o 
mais doce de todos os açúcares). Nem todo carboidrato é doce e nem toda 
substância doce é carboidrato. A tabela 2 mostra a doçura relativa de alguns 
adoçantes.
Os adoçantes dietéticos podem ser divididos em dois grupos: não 
nutritivos e nutritivos.
Os adoçantes não nutritivos (sacarina, ciclamato, acessulfame-k, 
sucralose e steviosídio) fornecem doçura, não contêm calorias além de serem 
utilizados em quantidades muito pequenas. Os adoçantes nutritivos (frutose, 
sorbitol e aspartame) fornecem energia e textura aos alimentos, geralmente 
contêm valor calórico semelhante ao açúcar e são utilizados em quantidades 
maiores em relação aos não nutritivos.
Para refletir: 
Nem tudo 
que é doce é 
açúcar!
BIOMOLÉCULAS 33
A sacarose e a frutose são os adoçantes naturais mais comuns. 
O primeiro adoçante sintético descoberto foi à sacarina em 1878. Por não 
ter valor calórico, quando se tornou comercialmente disponível a sacarina 
tornou-se um importante substituto da sacarose. Sendo também importante 
para os diabéticos que precisam limitar o consumo de sacarose e glicose. 
Estudos têm mostrado que a sacarina é um substituto seguro do açúcar.
A dulcina, adoçante sintético, descoberto em 1884, foi retirada do 
mercado em 1951, após questionamento sobre sua toxicidade. 
O ciclamato de sódio tornou-se um adoçante não nutritivo muito usado 
nos anosde 1950, mais foi banido dos Estados Unidos cerca de 20 anos mais 
tarde, em conseqüência de estudos que pareciam demonstrar que grandes 
quantidades de ciclamato de sódio poderiam causar câncer de fígado em 
camundongos. Estudos mostraram que a mistura de ciclamato e sacarina 
produzia tumores em animais, e a FDA consequentemente a proibiu, mas no 
Brasil essa mistura continua a venda. 
O aspartame é talvez o adoçante artificial de maior sucesso, é um 
metil éster de um dipeptídeo formado a partir da fenilalanina e do ácido 
aspártico. No entanto, ele sofre hidrólise lenta em solução e se decompõe com 
o aquecimento. Pessoas com fenilcetonúria, doença genética caracterizada 
pelo defeito ou ausência da enzima fenilalanina hidroxilase, não podem utilizar 
o aspartame porque seu metabolismo provoca um aumento da fenilalanina 
derivada do aspartame.
O alitame é um composto equivalente ao aspartame, mas com 
propriedades melhoradas. 
A sucralose é um derivado sintético triclorado da sacarose. É mais 
doce do que a sacarose, estável a temperatura de cozimento e não provoca 
cárie dentária. 
O steviosídio é um adoçante natural obtido das folhas da espécie 
Stevia rebaudiana com 3–10% de rendimento. As folhas de Stevia rebaudiana 
(Bertoni) Bertoni acumulam pelo menos oito glicosídeos do esteviol e as 
concentrações variam amplamente. O steviosídio é disponível comercialmente 
com o nome de stevia. A figura a seguir apresenta a estrutura de adoçantes. 
 
unidade 0134
Tabela 1.2 Doçura relativa à sacarose de alguns adoçantes
 
BIOMOLÉCULAS 35
Fonte: Chemello, E. A. 2005 modificado
exeRCíCIO
1. Represente a estrutura D-galactose usando projeção de Fisher e dê o 
nome sistemático a este açúcar.
2. O que são epímeros?
3. O que significa as designações D e L no nome dos açúcares?
4. Qual é a diferença estrutural entre o anômero α e o β quando representados 
na conformação em cadeira e fórmulas de Hawort?
5. O que se entende por um carbono anomérico?
6. O que são glicosídios? Dê exemplos.
7. O que é um açúcar redutor?
8. Dê o nome das substâncias a seguir e indique se cada uma delas é um 
açúcar redutor ou não redutor
9. Porque mesmo partindo de um anômero α ou β de um açúcar, obtém-se 
a mistura dos glicosídios α e β?
10. Qual é a principal diferença estrutural entre:
a. Amilose e celulose?
b. Amilose e amilopectina?
c. Amilopectina e glicogênio?
d. Celulose e quitina?
e. Celulose e quitosana?
11. Porque algumas pessoas, cães e gatos são intolerantes a lactose? Quais 
os problemas advindos da intolerância a lactose?
12. Porque a sacarose contribui para produção de placa dentária?
13. Porque pessoas com sangue tipo O podem doar sangue para pessoas 
com tipo sanguíneo A, B e AB, sendo assim, consideradas doadoras 
universais?
UNIDADE 02
Lipídios
Os lipídios são substâncias de origem biológica, insolúveis ou pouco solúveis em água e solúvel em 
solventes orgânicos, que desempenham grande importância biológica como: reservas energética, com-
ponentes de membranas celulares, hormonais, impermeabilizantes, antioxidantes, isolamento térmico, 
agente emulsificante no trato digestivo, co-fatores enzimáticos e mensageiros intracelulares. Os ácidos 
graxos são ácidos carboxílicos com cadeias hidrocabônicas longas, os que apresentam mais de uma 
ligação dupla são chamados ácidos graxos poliinsaturados. Os triacilgliceróis que são sólidos a tempera-
tura ambiente são chamados de gorduras e os líquidos são os óleos. Os terpenóides e esteróides são 
formados por átomos de carbonos em múltiplos de cinco. O esqualeno é o precursor dos esteróides 
(C18-C30) e triterpenóides (C30).
BIOMOLÉCULAS 39
LIPíDIOS
LIPÍDIOS
 
 Os lipídios são substâncias de origem biológica, tendo como característica 
comum serem insolúveis ou pouco solúveis em água e solúvel em solventes 
orgânicos. A denominação lipídios vem do grego onde lipos = gordura. Os 
lipídios desempenham grande importância biológica como: reservas energética 
(acilgliceróis, presentes em óleos e gorduras), componentes de membranas 
celulares, hormonais (esteróides), impermeabilizantes (ceras), antioxidantes 
(vitamina A e E), isolamento térmico, agente emulsificante no trato digestivo, co-
fatores enzimáticos e mensageiros intracelulares. Os lipídios apresentam uma 
variedade de estruturas sendo algumas delas ilustradas nos exemplos seguintes:
O
COOH
H
HHO
OH
PGE1
(prostaglandina)
limoneno
(terpenóide)
O
O
O
R
O R'
O
R"
O
triacilglicerol
R, R', R'' = alquila
(componente principal
de óleo ou gordura)
HO
H
H H
colesterol
(esteróide)
CH2OH
vitamina A
(terpenóide)
+
P
O-
O OCH2CH2N(CH3)3
O
O
O
R
O R
O
lecitina
R=alquila
(fosfatídio)
unidade 0240
 
Classificação dos lipídios
Os lipídios podem ser classificados em dois grupos: saponificáveis e 
insaponificáveis. Os lipídios saponificáveis são os acilglicerois, fosfolipídios 
e ceras, pois são ésteres, enquanto que os insaponificáveis são terpenos e 
esteróides que não contém grupo funcional éster.
Ácidos graxos 
Ácidos graxos são ácidos monocarboxílicos que se classificam de acordo 
com a cadeia hidrocarbônica, com o número de carbonos e a necessidade na 
dieta alimentar. Os ácidos graxos ocorrem na sua forma livre ou esterificada 
como nos acilgliceróis presentes em óleos e gorduras, nos fosfolipídios e ceras.
Os ácidos graxos podem ser classificados quanto ao grau de saturação 
da cadeia lateral como saturados ou insaturados (mono ou poliinsaturados). 
Quanto ao tipo de cadeia hidrocarbônica como linear, ramificada, cíclica ou 
hidroxilada. Quanto ao número de carbonos presentes na cadeia: par, ímpar, 
cadeia curta (4-8C), cadeia média (8-14C) ou cadeia longa (>14C). Quanto 
à necessidade da dieta, os ácidos graxos podem ser classificados como: 
essenciais (o organismo animal não sintetiza e precisa ser adquirido na dieta) e 
não essenciais (o organismo sintetiza). 
O ácido ricinoléico, componente principal dos triacilgliceróis do óleo 
de mamona (Ricinus communis), é um exemplo de ácido graxo insaturado de 
cadeia hidroxilada. Dentre as aplicações mais promissoras do óleo de mamona, 
destaca-se o biodiesel e as próteses de poliuretano utilizadas na medicina.
O ácido cerebrônico é um ácido graxo hidroxilado encontrado no cérebro.
Notação simplificada para representação de ácidos graxos
O nome do ácido graxo vem do hidrocarboneto correspondente. Uma 
forma apropriada de representação dos ácidos graxos que indica o comprimento 
da cadeia com número, posição e estereoquímica das duplas ligações está 
representada no esquema abaixo. As ligações duplas presentes podem ser 
CH3(CH2)21 CH
OH
COOH
OH
OOH
ácido ricinoléico ácido cerebrônico
BIOMOLÉCULAS 41
descritas em número e posição, como por exemplo, o ácido linoléico que possui 
18 átomos de carbonos e duas ligações duplas cis (Z), entre os carbonos 9 e 10, 
e entre os carbonos 12 e 13: 
Outra maneira de representar a posição das ligações duplas nos ácidos 
graxos utiliza números na forma de sobrescrito à letra grega maiúscula Δ (delta); 
o ácido graxo linoléico é, por exemplo, designado como 18:2 (Δ9,12)
A numeração da cadeia dos ácidos graxos é feita a partir do carbono 
da carboxila o qual corresponde ao C-1, entretanto, pode ser feita também a 
partir metila terminal (Numeração Ômega), que corresponde ao carbono ω-1, 
conforme exemplificado a seguir com o ácido oléico (18:1, Δ9): 
 
A maioria dos ácidos graxos naturais tem um número par de átomos de 
carbono e cadeias não-ramificadas, pois são biossintetizados a partir de unidades 
com dois carbonos. A primeira ligação dupla de um ácido graxo insaturado 
surge entre o C-9 e C-10, e o restante das ligações duplas são introduzidas em 
direção à carboxila (nos vegetais)ou em direção à metila (nos animais) e sempre 
separadas por um grupo metileno (CH2). A tabela 2.0 apresenta uma relação de 
ácidos graxos saturados e insaturados de ocorrência natural. 
Tabela 2.0. Ácidos graxos saturados e insaturados de ocorrência natural 
18:2 (9c,12c)
número de átomos de carbonos
número de ligações duplas
posição da ligação dupla
estereoquímica da ligação dupla (c = cis/Z; t = trans/E)
= 18:2 �9,12
CH
CH
CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2
HOOCCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2
�-�
C-1
unidade 0242
Fonte: Dewick, 2009 modificado.
Propriedades dos ácidos graxos
As propriedades físicas dos ácidos graxos dependem do tamanho da 
cadeia hidrocarbônica e do grau de insaturação. Cadeias de ácidos graxos 
saturados adotam muitas conformações, podendo ser estendidas em um 
alinhamento regular, aumentando a área de contato entre elas, desta forma, as 
forças de van der Waals são maiores e consequentemente os ácidos graxos 
saturados têm pontos de fusão mais altos. O ponto de fusão aumenta com 
aumento da massa molecular. Ligações duplas com configuração cis impõem 
ao ácido graxo insaturado uma curvatura rígida à cadeia carbônica impedindo 
o alinhamento regular e diminuindo as atrações de van der Waals entre as 
moléculas, por esta razão, os ácidos graxos insaturados têm ponto de fusão mais 
baixo. O ponto de fusão dos ácidos graxos diminui com aumento do número de 
insaturações.
 
BIOMOLÉCULAS 43
As propriedades químicas dos ácidos graxos estão associadas ao 
caráter ácido da carboxila, detergência e a formação de ésteres. 
Os sais de sódio de ácidos carboxílicos de cadeia longa são sabões, 
produzidos através das reações de saponificação. Geralmente, as micelas de 
sabão são aglomerados esféricos de ânions carboxilatos dispersos por toda a 
fase aquosa, onde os ânions são empacotados com os grupos carboxilatos (com 
carga negativa, parte polar) na superfície e com as cadeias de hidrocarboneto 
(parte apolar) para o interior. Os sabões se dissolvem na água devido à formação 
de micelas. 
Os detergentes têm cadeias longas apolares com grupos polares 
(geralmente sulfonatos de sódio ou sulfato de sódio) nas extremidades. Os 
detergentes funcionam de maneira semelhante aos sabões, porém eles oferecem 
vantagens, pois funcionam bem em água ‘dura’ (água que contém íons Fe2+, 
Fe3+, Ca2+ e Mg2+), pois não formam sais insolúveis com estes íons, como fazem 
os sabões. 
Os ácidos graxos trans são produzidos por fermentação no rúmen de 
animais produtores de leite e obtidos de derivados da carne, sendo também 
produzidos durante a hidrogenação de óleos vegetais. Dietas ricas em ácidos 
graxos trans estão relacionadas com níveis sanguíneos aumentados das 
lipoproteínas LDL (mau colesterol) e níveis diminuídos de HDL (bom colesterol), 
sendo recomendável evitar o consumo de grandes quantidades de ácidos graxos 
trans.
Os ácidos graxos linolênico (ômega-3) e linoléico (ômega-6), são 
ácido graxo saturado mistura de ácido graxo saturado e insaturado
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
água
R COOH R COO + H
caráter ácido
R COOH R COO + H2
detergência sabão
+ NaOH Na O
unidade 0244
essenciais para os mamíferos, portanto devem ser incluídos na alimentação. 
Acredita-se que o ômega-3 de cadeia longa incorporado na dieta tem efeitos 
benéficos, pois reduz o risco de ataques cardíacos e diminui determinadas 
doenças auto-imunes. O óleo de peixe como, por exemplo, atum e salmão são 
fontes de ácidos graxos ômega-3.
Biossíntese de ácidos graxos
A biossíntese de ácidos graxos ocorre no citosol, parte solúvel e viscosa 
do citoplasma, a partir da acetil-CoA por um complexo enzimático chamado 
ácido graxo sintetase. A acetil-CoA é o precursor de todos os átomos de carbono 
da cadeia de um ácido graxo e se origina a partir da descarboxilação do ácido 
pirúvico. 
 
O CO2 é usado para ativar a acetil-CoA, transformando-a em malonil-
CoA. 
Etapas da biossíntese de ácido graxos: 
Etapa 1: a acetil-CoA é inicialmente conectada a uma proteína de baixa massa 
molécula chamada ACP (proteína carreadora de grupos acilas)
Etapa 2: a acetil-ACP é transferida para uma outra enzima (que tem grupo –SH) 
no complexo sintetase, onde é mantida para uso posterior.
 
O
HO
HO
HO
HO
OH
D-glicose
H3C CO2H
O
ácido pirúvico
glicólise descarboxilação
CH3C
O
SCoA
acetil-CoA
CoA SH
CH3C
O
SCoA
acetil-CoA
+
(como HCO3
-)
enzima
HOCCH2C S CoA
O O
malonil-CoA
CO2
CH3C
O
SCoA
acetil-CoA
+ ACP SH
enzima
CH3C
O
ACP + CoA SH
BIOMOLÉCULAS 45
Etapa 3: a malonil-CoA é transportada para a ACP.
Etapa 4: a condensação de acetil-S-sintetase com malonil-S-ACP formando 
acetoacetil-S-ACP 
Etapa 5: a acetoacetil-S-ACP é convertida a butiril-S-ACP em uma sequência de 
três reações (redução, desidratação e redução). Deste modo e, após hidrólise de 
butiril-S-ACP, o ácido graxo de 4C é biossintetizado.
 
A etapa seguinte para formação de ácidos com mais de quatro carbonos 
é iniciada com a transferência do grupo butirila para a sintetase. As etapas 
4 e 5 são repetidas com butiril-S-sintetase como iniciador ao invés de acetil-
sintetase, condensando-se com malonil-S-ACP (continuador). O ácido palmítico 
(16:0) é formado a partir de 8 unidades de acetil-CoA, sendo a primeira como 
CH3C
O
ACP + sintetase SH CH3C
O
S sintetase + ACP SH
HOCCH2C S CoA
O O
malonil-CoA
+ ACP SH + CoA SHHOCCH2C S ACP
O O
HOCCH2C S ACP
O O
CH3C
O
S sintetase + CH3C
O
CH2C S ACP
O
acetoacetil-ACP
+ CO2+
iniciador continuador
sintetase SH
CH3CH2 CH2C S ACP
O
+ sintetase SH CH3CH2 CH2C S sintetase
O
+ ACP SH
butiril-ACP
CH3C
O
CH2C S ACP
O
acetoacetil-ACP
NADPH, H+
redução
CH3CH CH2C S ACP
OH O
(R)-�-hidroxibutiril-ACP
desidratação
CH3CH CHC S ACP
O
CH3CH2 CH2C S ACP
O
NADPH, H+
butiril-S-ACP
unidade 0246
acetil-CoA e as 7 restantes como malonil-CoA. A partir do ácido palmítico são 
sintetizados ácidos graxos de cadeia insaturada ou mais longa através de 
reações catalisadas por enzimas que desidrogenam ou aumentam a cadeia 
carbônica. A primeira ligação dupla se forma no carbono C-9 (contando a partir 
da carboxila) e estereoquímica Z (cis). Os vegetais inserem a segunda ligação 
dupla no C-12 e a terceira no C-15 (em direção a metila terminal), enquanto que 
os animais inserem a segunda ligação dupla no C-7 (em direção a carboxila).
Acilgliceróis
Os acilgliceróis são ésteres de ácidos graxos com o álcool glicerol. Na 
dieta, os acilgliceróis, presentes em óleos e gorduras, fornecem ao corpo 2,5 
vezes mais energia (9500 cal/g) do que a massa equivalente de carboidratos 
ou proteínas. Os acilgliceróis também são utilizados na preparação de sabões 
e detergentes sintéticos, como matéria prima para produção de glicerol e na 
produção de biodiesel.
Óleos x gorduras
Quimicamente, óleos e gorduras são ésteres de glicerol (cerca de 95%), 
principalmente triacilgliceróis.
Triacilgliceróis, também chamados de triglicerídeos são substâncias nas 
quais os três grupos hidroxila do glicerol se encontram esterificados com ácidos 
graxos. Os radicais R’, R’’ e R’’’ podem ser saturado ou insaturado. 
A diferença entre óleos e gorduras é determinada pelo seu ponto de 
fusão. Esta diferença é dependente do clima, variações metereológica e outras 
variáveis físicas. Os triacilgliceróis constituídos em grande parte de ácidos 
graxos saturados que têm pontos de fusão altos e são sólidos a temperatura 
ambiente são conhecidos como gorduras, enquanto os triacilgliceróis com alta 
proporção de ácidos graxos insaturados são poliinsaturados têm ponto de fusão 
mais baixos e são conhecidos como óleos. 
glicerol
CH2 OH
CH OH
CH2 OHtriacilglicerol
CH2 O
CH
CH2 O
O C
O
R''
C
O
R'''
C
O
R'
BIOMOLÉCULAS 47
As margarinas são misturas de óleos vegetais parcialmente hidrogenados 
para adquirirem a consistência sólida, tendo como matérias primas comuns 
os óleos de algodão, soja ou amendoim. O produto é misturado com leite e 
artificialmente colorido para simular o sabor e aparência da manteiga. As 
margarinas contem 66% de acilgliceróis saturados e 34% de acilgliceróis 
insaturados. É importante manter uma dieta equilibrada entre as quantidades 
de acilgliceróis saturados e insaturados para reduzir a chance de deposição 
de material lipídico no sistema vascular, por exemplo, nas artérias, causando 
arteriosclerose (endurecimento das artérias).
 Reações de acilgliceróis
Hidrogenação
Os acilgliceróis insaturados podem ser transformados em acilgliceróis 
saturados por hidrogenação catalítica. A reação causa um “endurecimento”, pois 
transforma óleos vegetais (líquidos) em produtos sólidos. 
Saponificação
É a reação de transformação dos acilgliceróis de óleos e gordura em 
sal de ácido graxo (sabão), por aquecimento com água e uma base (NaOH ou 
cinzas de madeira). A matéria prima utilizada é sebo de gado ou ovelha, óleo de 
côco, etc. 
 
oleato de glicerila (oleína)
p.f. -17
o
C
3H2/Ni
calor
estearato de glicerila (estearina)
p.f. 55
o
C
CH2OC(CH2)7CH
O
CH(CH2)7CH3
CHOC(CH2)7CH CH(CH2)7CH3
O
CH2OC(CH2)7CH CH(CH2)7CH3
O
CH2OC(CH2)16CH3
CHOC(CH2)16CH3
CH2OC(CH2)16CH3
O
O
O
unidade 0248
Transesterificação
É a reação de transformação dos acilgliceróis de óleos e gorduras em 
ésteres, por tratamento com álcool em presença de um catalisador básico, ou 
ácido. É o processo industrialmente usado para obtenção de biodiesel. A reação 
utiliza o álcool de cadeia curta (MeOH ou EtOH) e o catalisador básico mais 
usado é o NaOH devido ao baixo custo. A reação de transesterificação tem como 
subproduto o glicerol.
 
Análise de óleos e gorduras
Algumas propriedades dos óleos e gorduras são determinadas pelo 
tamanho médio da cadeia hidrocarbônica e pelo grau de insaturação. Muitos 
métodos analíticos foram desenvolvidos para o controle de qualidade de gorduras 
e óleos usados como matéria-prima de produtos industriais, dentre eles pode 
destacar o número de saponificação e o número de iodo. 
O índice de saponificação (IS) é definido pelo número de miligramas de 
KOH necessário para saponificar 1 g de óleo ou gordura. A reação que ocorre 
é a saponificação formando sais de ácidos graxos (sabão). O IS indica a massa 
+ MeOH CH3(CH2)10CO2Me
biodiesel
CH2OCR
CHOCR
CH2OCR
O
O
O
NaOH
acilglicerol
+ 3Na+OH- calor +CH3(CH2)10CO2-Na+
laurato de sódio
(um sabão)
glicerol
CHOH
CH2OH
CH2OH
laurato de glicerila
(do óleo de babaçu)
CH2OC(CH2)10CH3
O
CH2OC(CH2)10CH3
O
CH2OC(CH2)10CH3
O
BIOMOLÉCULAS 49
molecular média dos ácidos graxos dos acilgliceróis, quanto maior o IS menor a 
massa molecular. 
O índice de iodo é o número de gramas de iodo que reage com 100 g 
de óleo ou gordura. A reação que ocorre é a adição de iodo às ligações duplas. 
Quanto maior o índice de iodo maior é o número de ligações duplas nas cadeias 
hidrocarbônicas dos ácidos graxos.
Os óleos e gorduras não são analisados por cromatografia gasosa (CG) 
e por cromatografia gasosa acoplada a espectometria de massas (CG/EM) 
diretamente, pois os triacilgliceróis têm alta massa molecular, portanto não são 
voláteis. É necessário a transeterificação dos acilgliceróis com formação dos 
ésteres metílicos que são mais voláteis do que os triacilgliceróis. Os ésteres 
metílicos obtidos da transesterificação dos triacilgliceróis são identificados e 
quantificados. 
Ceras
As ceras são ésteres de ácidos graxos com álcoois, ambos de cadeia 
longa. O álcool de uma cera pode ser um esteróide ou triterpenos (lipídios 
insaponificáveis). As ceras são geralmente quebradiças e duras, menos 
gordurosas do que as gorduras sendo utilizadas para fazer polimento, cosméticos 
e velas. A lanolina (lã de carneiro), a cera de abelha e a cera carnaúba são 
empregadas na fabricação de pomadas, polidores e loções. As ceras executam 
diversas funções relacionadas à suas propriedades de repelir a água e sua 
consistência firme. Certas glândulas da pele secretam ceras para proteger 
os pêlos e a própria pele, deixando-os flexíveis e impermeáveis, nos vegetais 
as ceras impedem a evaporação excessiva de água e protegem a planta de 
parasitas. 
Fosfolipídios 
Os fosfolipídios (ou fosfoacilgliceróis) são semelhantes aos triacilgliceróis, 
exceto pelo fato de um grupo OH terminal do glicerol ser esterificado por ácido 
fosfórico ao invés de ácido graxo. Os fosfolipídios são componentes principais 
das membranas celulares (40%).
C15H31C O
O
C30H61
palmitato de miricila
(componente principal
de cera de abelha)
RCO
H
O éster do lanosterol
um componente
da lanolina
C25H51 C
O
O C30H61
cerotato de miricila
(componente principal
da cera de carnaúba)
unidade 0250
A fluidez da membrana é controlada pelos ácidos graxos componentes 
dos fosfolipídios. Ácidos graxos saturados diminuem a fluidez das membranas, 
pois suas cadeias hidrocarbônicas podem alinhar-se regularmente, aumentando 
as forças de van der Waals, enquanto que os ácidos graxos insaturados aumentam 
a fluidez porque suas cadeias hidrocarbônicas não se alinham regularmente. 
O colesterol diminui a fluidez da membrana sendo encontrado somente em 
membranas de animais, por isso são mais rígidas que as membranas vegetais.
Fosfatídios
Os ácidos fosfatídicos são fosfoacigliceróis mais simples e estão 
presentes em pequenas quantidades nas membranas. Os fosfoacilgliceróis 
mais abundantes nas membranas contêm um segundo grupo éster de fosfato 
(fosfatídios).
Os álcoois mais comuns na formação da segunda ligação éster nos 
fosfolipídios (fosfatídios) são a etanolamina, colina e L-serina, os quais estão 
presentes na estrutura dos correspondentes fosfatídios fosfatidiletanolamina ou 
cefalinas; fosfatidilcolina ou lecitinas e fosfatidilserina.
As lecitinas são usadas como agentes emulsificantes em maionese 
para evitar a separação dos componentes aquosos e lipídicos. Os fosfatídios 
assemelham-se aos sabões porque contêm grupos polares e apolares, 
dissolvendo-se em meio aquoso formando micelas. 
 
ácido fosfatídico
CH
CH2
O
O
C
P
O
R"
O
OH
O-
CH2 O C
O
R'
configuração R
BIOMOLÉCULAS 51
Esfingolipídios 
Os esfingolipídios são encontrados nas membranas como os principais 
componentes das bainhas de mielina nas fibras nervosas. Os esfingolipídios 
contêm esfingosina ao invés do glicerol. Na esfingomielina o grupo OH primário 
da esfingosina está ligado a fosfocolina ou a fosfoetanolamina, enquanto no 
cerebrosídio o grupo OH primário da esfingosina está ligado a um resíduo de 
açúcar através de uma junção β-glicosídica.
Prostaglandinas
As prostaglandinas são um grupo de ácidos graxos C20 modificados 
por ciclização, com no mínimo uma ligação dupla e vários grupos funcionais 
contendo oxigênio. O esqueleto básico do ácido graxo ciclizado contém um 
anel ciclopentano derivado da cadeia dos ácidos eicosatrienóico (20:3, Δ8,11,14), 
araquidônico (20:4, Δ5,8,11,14) e eicosapentaenóico (20:5, Δ5,8,11,14,17), os quais 
geram as prostaglandinas PGE1, PGE2 e PGE3, respectivamente, como descrito 
no esquema a seguir.
CH2
CH
CH2
O
O
O
C
C
P
O
R'
O
R"
O
OCH2CH2NH3
O-
CH2
CH
CH2
O
O
O
C
C
P
O
R'
O
R"
O
OCH2CH2N
O-
CH3
CH3
CH3
+
+
CH2 O P
O
OCH2CHCOO
-
O- NH3
CH2 O C
O
R'
CH O C
O
R"
fosfatidiletanolamina
(cefalina)fosfatidilcolina
(lecitina)
fosfatidilserina
HOCH2CH2N(CH3)3HO
-+
colina
HOCH2CH2NH2
etanolamina
(2-aminoetanol)
HOCH2 C CO2
-
NH3
H
+
L-serina
C
CH3(CH2)12
C
H
H CHOH
CHNHC(CH2)22CH3
CH2OPOCH2CH2N(CH3)3
O
O
O-
+
esfingomielina
(esfingolipídio)
C
CH3(CH2)12
C
H
H CHOH
CHNH2
CH2OH
esfingosina
O
OH
OH
CH2OH
OH
C
CH3(CH2)12
C
H
H CHOH
CHNHC(CH2)22CH3
CH2
O
O
cerebrosídio
(esfingolipídio)
unidade 0252
 
Os ácidos graxos que dão origem aos precursores das prostaglandinas 
(ácidos eicosatrienóico, araquidônico e eicosapentaenóico) são os ácidos: 
linoléico 18:2 (ω-6) e linolênico 18:3 (ω-3).
Prostaglandinas foram isoladas, inicialmente, do fluido seminal, na 
década de 30, supondo-se que tais substâncias fossem oriundas da próstata 
foram chamadas de prostaglandinas. As prostaglandinas ocorrem em quase 
todos os tecidos dos mamíferos, em baixas concentrações e têm envolvimento 
com: batimentos cardíacos, controle da pressão sanguínea, coagulação do 
sangue (inibindo a agregação plaquetária), concepção, fertilidade, respostas 
alérgicas e inflamatórias. Algumas prostaglandinas induzem a inflamação e 
outras aliviam. A aspirina (analgésico e antiinflamatório) age bloqueando a 
síntese de prostaglandinas a partir do ácido araquidônico. 
Isoprenóides
Os terpenos são constituídos de duas ou mais unidades de C5 conhecidas 
como unidades de isopreno. Os vegetais não sintetizam terpenos a partir do 
isopreno, mas o reconhecimento da unidade isoprênica como componente da 
estrutura dos terpenos ajuda a elucidar as estruturas deles. A junção cabeça-
cauda de unidades de isopreno ativada para formar os terpenos é chamada de 
regra do isopreno.
isopreno
cabeça cauda
unidade C5
BIOMOLÉCULAS 53
Os isoprenóides são lipídios insaponificáveis classificados em dois 
grandes grupos: terpenóides e esteróides. São biossintetizados a partir do 
ácido mevalônico e/ou do fosfato de metileritritol os quais originam unidades de 
isopreno ativado: difosfato de dimetil alila (DMAPP) e difosfato de isopentenila 
(IPP). O ácido mevalônico e/ou fosfato de metileritritol originam os terpenoides 
enquanto que o ácido mevalônico origina os esteróides.
A maioria dos terpenos ainda não tem função definida para os organismos 
que os produzem e não são amplamente distribuídos na natureza, têm ocorrência 
restrita, portanto não fazem parte do grupo de metabólitos primários. Muitas 
fragrâncias e sabores encontrados nas plantas são terpenos conhecidos como 
óleos essenciais.
Um exemplo de terpeno bastante conhecido é o esqualeno que foi isolado 
inicialmente do fígado de tubarão, porém é uma substância de ampla ocorrência 
em animais e vegetais. Apresenta função biológica importante, pois é precursor 
dos esteróides, substâncias conhecidas como “reguladores biológicos”.
Alguns terpenóides são considerados metabólitos primários como os 
carotenóides (40 átomos de carbono) que estão presentes em quase todos os 
vegetais verdes e nos animais: α, β e γ-carotenos são precursores da vitamina A.
OPP
difosfato de isopentenila
IPP (C5)
OPP
difosfato de dimetilalila
DMAPP (C5)
ácido mevalônico fosfato de metileritritol
união cabeça-cauda
OPP
esqualeno
unidade 0254
 A vitamina A (retinol) é importante não apenas na visão, por exemplo, 
os animais jovens com alimentação deficiente em vitamina A não crescem. Cada 
molécula de b-caroteno fornece duas de vitamina A. Os carotenos e a vitamina 
A são importantes antioxidantes lipossolúveis. A vitamina E é um exemplo de 
terpenóide considerado metabólito primário, devido a sua ampla distribuição 
e função biológica definida. As cadeias de ácidos graxos insaturados dos 
fosfolipídios são susceptíveis à reação com O2. A oxidação dos fosfolipídios pode 
levar à degradação das membranas. A vitamina E é um antioxidante lipossolúvel 
importante na proteção das cadeias de ácidos graxos dos fosfolipídios da 
degradação via oxidação.
Os esteróides são caracterizados por apresentarem em suas estruturas 
o sistema peridrociclopentanofenantreno. Os átomos de carbono desse sistema 
são numerados como na figura abaixo, e os quatro anéis são designados por 
letras A, B, C, e D.
Em muitos esteróides as junções de anéis B,C e C,D são trans. A junção 
de anéis A,B pode ser cis ou trans. Estas possibilidades de junção de anéis dão 
origem a dois grupos de esteróides: série 5α (A,B trans) e série 5β (A,B cis) 
Na série 5α o H do carbono 5 está abaixo do plano ou para trás (cunha 
tracejada) e na série 5β o H do carbono 5 está acima do plano ou para frente 
(cunha sólida).
R
A B
C D1
3
5
7
10
11
13
14
15
17
18
19
peridrociclopentanofenantreno
BIOMOLÉCULAS 55
 
A natureza do grupo R na posição 17 determina principalmente o nome 
base de um esteróide individual.
O colesterol é um dos esteróides naturais mais abundantes, 
biossintetizado a partir do esqualeno. É constituinte das membranas celulares, 
juntamente com os fosfolipídios e proteínas. Pode ser isolado de quase os todos 
os tecidos animais. Os cálculos biliares são uma fonte particularmente rica de 
colesterol. O colestrol é intermediário na biossíntese de esteróides em animais 
e fungos. É o precursor dos hormônios esteroidais, ácidos biliares, vitamina D e 
lipoproteínas, mas também está correlacionado com doenças cardiovasculares, 
arteriosclerose, etc. 
Na linguagem comum “colesterol” não se refere necessariamente ao 
esteróide isolado, mas normalmente a mistura que contém colesterol, outros 
lipídios e proteínas. Estes agregados que lembram micelas, são responsáveis 
pelo transporte do colesterol pelo ambiente aquoso, sendo denominados:
Lipoproteínas de alta densidade (HDL) “colesterol bom” transportam os 
lipídios dos tecidos para o fígado para degradação e excreção.
Lipoproteínas de baixa densidade (LDL) “colesterol ruim” transportam os 
lipídios biossintetizados no fígado para os tecidos.
A concentração de colesterol total deve ser inferior a 200 mg/dl. De 
modo ideal, a concentração de LDL-colesterol deve ser inferior a 130 mg/dl e a 
de HDL-colesterol deve ser superior a 35 mg/dl. A concentração da HDL deve 
H
H H
R
H
5
17
19
H androstano
H (com H também substituindo o CH3)
19
estrano
R Nome
CH2CH3 pregnano
20 21
CHCH2CH2CH3 colano
CH3
20
21
22 23 24
CHCH2CH2CH2CHCH3 colestano
CH3 CH3
20
21
22 23 24 25 26
27
série 5� de esteróides
(todas as junções de anéis são trans)
CH3
H
CH3
HH
H
R
A B
C
D
1
5
6
8
9
14
17
10
13
CH3
CH3
HH
H
R
H
13
1
5
6
8
9
14
17
10
série 5� de esteróides
(a junção A,B é cis)
unidade 0256
representar mais de 25% do colesterol total. O risco de infarto do miocárdio é 
mais do que o dobro quando a concentração de colesterol total aproxima-se de 
300 mg/dl. 
Os hormônios sexuais são classificados: Hormônios sexuais femininos, 
ou estrógenos, hormônios sexuais masculinos, ou andrógenos e hormônios da 
gravidez ou progestinas.
O estradiol é secretado pelos ovários e promove o desenvolvimento das 
características femininas secundárias que aparecem no início da puberdade, 
enquanto a estrona é a forma metabolizada do estradiol que é excretada. 
A testoterona, secretada pelos testículos, é o hormônio que promove o 
desenvolvimento das características masculinas secundárias como o crescimento 
de pêlos no rosto e no corpo, o engrossamento da voz, o desenvolvimento 
muscular e a maturação dos órgãos sexuais masculinos. 
A androsterona é a forma metabolizada da testosterona que é excretada 
na urina.
 
A progesterona prepara o útero para implantação do óvulo fertilizado, é a 
mais importante progestina(hormônio da gravidez). Sua presença é necessária 
durante toda a gravidez. Suprime a ovulação, portanto justifica aparentemente 
o fato de mulheres não poderem engravidar novamente enquanto grávidas. A 
noretindrona é uma progestina sintética usada como anticoncepcional.
 
HO
O
H H
H
estrona
HO
OH
H H
H
estradiol
OH
H H
H
O
testosterona
HO
O
H H
H
H
androsterona
BIOMOLÉCULAS 57
Existem no mínimo 28 hormônios diferentes isolados do córtex adrenal, 
parte das glândulas adrenais que se localizam acima dos rins. Neste grupo estão 
incluídos dois esteróides: cortisona e cortisol. Os esteróides adrenocorticais estão 
aparentemente envolvidos na regulação de um grande número de atividades 
biológicas: metabolismo de carboidratos, lipídios e proteínas; balanço de água e 
de eletrólitos; reações a fenômenos alérgicos e inflamatórios. 
Em 1919 foi demonstrado que a luz ajudava a curar o raquitismo, doença 
da infância caracterizada pelo crescimento pobre dos ossos. Posteriormente, foi 
descoberto que irradiação de determinados alimentos aumentava as propriedades 
anti-raquíticas. Em 1930, as pesquisas levaram ao esteróide ergosterol que a 
ser irradiado transforma-se na vitamina D2. A reação fotoquímica que ocorre é 
mostrada a seguir:
 
C
H H
H
O
O
CH3
progesterona
OH
H H
H
O
C C
H
noretindrona
(progestina sintética
usada como anticoncepcional)
O
H H
H
O
C
CH2OH
O
OH
cortisona
C
H H
H
O
HO
O
OH
cortisol
CH2OH
unidade 0258
Sitosterol e estigmasterol são fitoesteróis amplamente distribuídos. 
Diosgenina, obtida da videira mexicana (Dioscorea), é usada na síntese 
comercial de cortisona e hormônios sexuais. 
 Olestra é um substituinte comercial da gordura com caloria zero, 
levou 30 anos para ser desenvolvido pela Companhia Procter & Gamble e tem 
aparência e sabor de gorduras naturais. É um composto sintético com uma nova 
combinação de componentes naturais. Trata-se de um derivado da sacarose 
com 6 dos 8 grupos hidroxilas esterificado com ácidos graxos derivados dos 
óleos de semente de algodão ou óleo de soja.
A presença de ésteres de ácidos graxos na estrutura do olestra confere 
sabor e as propriedades culinárias da gordura comum. 
O olestra não é digestível e passa no trato digestivo sem modificações e, 
portanto não adiciona calorias à alimentação. Neste processo, o olestra associa-
se e carrega vitaminas lipossolúveis como A, D, E e K. Nos alimentos preparados 
com olestra são adicionadas estas vitaminas para compensar as perdas. Não há 
relatos de efeitos incômodos digestivos por pessoas que comem salgadinhos. 
Olean é a marca registrada para o olestra. 
 
HO
H H
ergosterol
luz UV
temperatura
ambiente
vitamina D2
H H
HO
HO
H H
estigmasterol
(obtido comercialmente
do óleo de soja)
HO
H H
sitosterol
diosgenina
HO
H H
O
H
O
Para refletir: 
Olestra substituinte 
da gordura com 
sabor
BIOMOLÉCULAS 59
exeRCíCIO
1. Desenhe as formas de ressonância para o radical formado quando um átomo 
de hidrogênio do C-10 do ácido araquidônico é removido.
2. Em qual posição da cadeia hidrocarbônica de um ácido graxo, os animais e 
vegetais introduzem a segunda ligação dupla?
3. Escreva as equações para a saponificação e hidrogenação e hidrólise do 
linoleato de glicerila.
4. Como varia o índice de saponificação com a massa molecular?
5. Como varia o índice de iodo com o grau de insaturação?
6. Escreva o mecanismo para a formação da acetoacetil-CoA a partir de duas 
unidades de acetil-CoA. Como se chama este tipo de reação?
7. Na biossíntese do ácido láurico, quais dos átomos de carbonos provêm da 
acetil-CoA e quais são provenientes da malonil-CoA?
8. Quais as principais diferenças entre óleo e gordura?
9. Qual éster apresentaria ponto de fusão mais alto: tripalmitoleato de glicerila 
ou tripalmitato de glicerila?
10. Qual é a diferença entre sabão e detergente?
11. A membrana fosfolipídica dos animais como cervos e alces apresenta um 
O
O
R
R
R R
O
R
R
R
R
olestra (6 dos 8 grupos R são
ésteres de ácidos graxos)
unidade 0260
grau mais elevado de insaturação nas células mais próximas das patas do 
que nas células próximas ao corpo. Explique como esta característica pode 
ser importante para a sobrevivência.
12. Mostre o mecanismo da reação de junção das unidades de isopreno ativado 
DMAPP e IPP.
13. Uma das junções do esqualeno é do tipo cauda-cauda e não cabeça-cauda. 
Localize a junção cauda-cauda e responda: o que isto sugere sobre como o 
esqualeno é biossintetizado na natureza?
14. O licopeno é um dos carotenos que ocorre no tomate. Pesquise a estrutura 
do caroteno e indique as unidades de isopreno. Existe semelhança entre o 
modo como o esqualeno e os carotenos são biossintetizados? Justifique.
15. O substituinte OH do anel A do colesterol é α ou β? Atribua os oito centros 
estereogênicos da estrutura do colesterol.
16. Em um esteróide com junção de anéis A,B trans, diga se os substituintes nas 
posições indicadas são equatorial ou axial:
a) β em C-1 b) α em C-2
c) α em C-6 d) β em C-7
UNIDADE 03
Proteínas e Aminoácidos
Proteínas e peptídeos são polímeros de aminoácidos unidos por ligações amídicas. As proteínas 
desempenham funções importantes para os seres vivos: estrutural, hormonal, anticorpos (imunização) 
e enzimática. Os aminoácidos diferem no substituinte ligado ao carbono α. As ligações que unem os 
resíduos de aminoácidos são chamadas de ligações peptídicas. As proteínas podem ser definidas com 
base em diferentes níveis de organização estrutural: primária, secundária, terciária e quaternária.
BIOMOLÉCULAS 63
PrOtEíNAS E AMINOáCIDOS
PROTEÍNAS E AMINOÁCIDOS
Os polímeros biológicos são polissacarídeos, proteínas e ácidos 
nucléicos. As proteínas dentre os biopolímeros possuem as funções mais 
diversificadas. A palavra proteína provém do grego protos, que significa primeiro 
ou de primeira importância. As proteínas desempenham quatro funções 
importantes para os seres vivos: estrutural ou plástica, hormonal, anticorpos 
(imunização) e enzimática. São polímeros de aminoácidos unidos por ligação 
amídica que contém de 40 a 4000 resíduos de aminoácidos.
As proteínas têm muitas funções biológicas, como por exemplo, a 
queratina que é uma proteína estrutural que faz parte da composição de 
pêlos, cascos, chifres, penas, pele e da camada grossa mais externa da pele. 
O colágeno que é uma proteína estrutural, principal componente de ossos, 
músculos e tendões. As proteínas coaguladoras do sangue protegem o sistema 
vascular quando ele sofre lesões. A principal proteína de proteção do sangue 
é a gamaglobulina, também chamada de anticorpo. As enzimas são proteínas 
que catalisam reações químicas que ocorrem nos seres vivos e alguns dos 
hormônios que regulam estas reações também são peptídeos. As proteínas 
são responsáveis pelo transporte e armazenamento de oxigênio no corpo e a 
contração dos músculos.
Quando uma proteína é tratada com solução aquosa ácida sob 
aquecimento, ocorre hidrólise formando uma mistura de aminoácidos. As 
proteínas podem ser classificadas quanto ao número de resíduos: o dipeptídeo 
contém dois resíduos de aminoácidos; o tripeptídeo contém três resíduos de 
aminoácidos; o oligopeptídeo contém três a dez resíduos de aminoácidos e o 
polipeptídeo contém muitos resíduos de aminoácidos.
Todos os aminoácidos obtidos da hidrólise das proteínas são 
α-aminoácidos, isto é, o grupo amino está ligado ao átomo de carbono adjacente 
à carboxila, ou seja, ao carbono α. Com exceção da glicina, o aminoácido mais 
unidade 0364
simples, todos têm um centro estereogênico, quase todos os aminoácidos 
naturais têm