bioquímica CARBOIDRATOS

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CARBOIDRATOS
Moléculas orgânicas mais abundantes.
Fórmula básica: (CH2O)n.
Glicídios, sacarídeos, açúcares ou hidratos de carbono.
Funções
Principal fonte energética da maioria dos organismos.
Armazenamento de energia.
Estrutural e protetora.
Sinalização, reconhecimento e interação celular.
Composição dos ácidos nucleicos.
MONOSSACARÍDEOS
Estrutura
Funções aldeído ou cetona, associadas a, pelo menos, duas hidroxilas (poliidroxialdeídos/poliidroxicetonas)
Moléculas, em geral, sólidas, polares e de sabor doce.
Cadeia aberta:
Esqueleto não ramificado de 3 a 7 carbonos ligados a uma OH.
Grupo carbonila (CHO) formado por um dos carbonos da cadeia. Quando se encontra em uma das extremidades, o monossacarídeo é chamado de aldose; quando se encontra em outro local, chamado de cetose.
Numeração ocorre a partir do carbono mais próximo da carbonila.
Com exceção da diidroxiacetona, todos os monossacarídeos possuem pelo menos um carbono quiral (n), em que o número de esteroisômeros pode ser calculado por 2^n. 
A maioria das hexoses presente no organismo ocorrem sob a forma D.
Epímeros: dois açúcares isômeros que se diferem pela configuração de apenas um átomo de carbono, localizado na mesma posição de ambas as cadeias. (Glicose e Galactose)
Cadeia fechada:
Predominantes em soluções aquosas para os monossacarídeos com mais de quatro átomos. 
Grupo carbonila se liga covalentemente ao oxigênio de uma hidroxila da cadeia; formando uma estrutura em anel conhecida como hemiacetal (aldose) ou hemicetal (cetose).
Ocorre o surgimento de outro carbono assimétrico, denominado carbono anomérico, que apresenta formas estereoisométricas α e β; que podem sofrer mutarrotação – coexistem em equilíbrio.
Anômeros: dois açúcares isômeros que se diferenciam apenas na configuração em torno do carbono anomérico. 
Piranoses: anéis de 6 elementos; furanoses: anéis de 5 elementos. 
Nomenclatura
De acordo com o número de átomos de carbono presentes e com a posição do grupo carbonila. Aldose = -ose; Cetose = -ulose
Trioses: gliceraldeído/diidroxicetona
Tetroses: etritrose, treose/eritrulose
Pentoses: ribose, xilose/ribulose, xilulose 
Hexoses: glicose, manose, galactose, talose/psicose, frutose, sorbose, tagatose.
Derivados das hexoses = substituição de uma hidroxila por outro grupo, ou pela oxidação de um átomo de carbono a ácido carboxílico. 
Propriedade redutora
Carbono anomérico (do grupo carbonila) pode ser oxidado a carboxila por agentes oxidantes, como o íon cúprico (Cu2+). 
Ligação glicosídica
Ligação covalente entre dois monossacarídeos.
União de grupo hidroxila de um monossacarídeo com o carbono anomérico de outro monossacarídeo – reação catalisada por glicosiltransferases; com a liberação de água.
Formação de um acetal a partir da reação de um hemiacetal ou hemicetal com um álcool.
Dissacarídeos geralmente apresentam apenas uma extremidade redutora; pois possuem apenas um carbono anomérico livre (o outro participou da reação e perdeu seu poder oxidante); 
Exceto quando a reação ocorre entre dois carbonos anoméricos (sacarose), em que o dissacarídeo não possui nenhuma extremidade redutora. 
Pode ser hidrolisada na presença de um ácido, mas é resistente à quebra pela ação de bases.
N-glicosil: reação do carbono anomérico de um monossacarídeo com um N, encontrada em glicoproteínas e em nucleotídeos. 
DISSACARÍDEOS
Lactose: D-galactose + D-glicose (ext. redutora); leite e derivados.
Maltose: D-glicose + D-glicose (ext. redutora).
Sacarose: D-frutose + D-glicose (entre C anom); açúcar de mesa.
Trealose: D-glicose + D-glicose (entre C anom); hemolinfa – insetos.
POLISSACARÍDEOS
Glicanos: polímeros constituídos por no mínimo 20 monossacarídeos ligados por ligações glicosídicas.
Homopolissacarídeos
Apenas um tipo de unidade monomérica
	
	AMIDO
	GLICOGÊNIO
	CELULOSE
	QUITINA
	
Polímero de Glicose:
	Amilose (não ramificadas)
Amilopectina (ramificadas)
	
D-glicose
	
D-glicose com configuração β 
	
N-acetil-D-glicosamina
	
Ligações
	Amilose α-1,4
Amilopectina α-1,4 nas cadeias; α-1,6 nas ramificações
	Cadeia α-1,4
Ramificações a cada 8-12 unid α-1,6
	
β-1,4
	
β-1,4
	Cadeias hidratadas
	
Sim.
	
Sim
	
Não
	
Não
	Ramificação
	Menos
	Muitas
	Não
	Não
	Função
	Reserva de vegetais.
	Reserva de animais: fígado e musc esq.
	Estrutural para plantas.
	Exoesqueleto de artrópodes
	OBS.:
	
	Possui apenas uma extremidade redutora; ramificações não-redutoras.
	Fibroso, firme e insolúvel em água. Enzima celulase indisponível na maioria dos seres.
	Fibras longas e resistentes. 
A glicose não é usada diretamente como reserva energética uma vez que a concentração real do glicogênio é muito menor do que seria a concentração de glicose equivalente no citosol; o que aumentaria a osmolaridade celular, provocando a lise da célula. Além disso, a elevada concentração de glicose dificultaria a captação de mais glicose, em função do gradiente de concentração.
Heteropolissacarídeos:
Compostos por duas ou mais tipos de unidades monoméricas.
Peptidoglicanos:
Unidades: N-acetilglicosamina + ácido N-acetilmurâmico.
Ligações: β-1,4 – polímeros lineares.
Função: componente da parede celular bacteriana, interligado por pequenos peptídeos (foco da penicilina).
Glicosaminoglicanos:
Unidades: dissacarídeos – açúcar aminado N-acetilado (N-acetilglicosamina ou N-acetilgalactosamina) + açúcar ácido (ácido D-glicurônico ou ácido L-urônico).
Cadeias longas, lineares, de carga negativa.
Função: constituinte da matriz extracelular; garante viscosidade, adesão e resistência à compressão.
Geralmente encontram-se associados a proteínas, formando proteoglicanos. 
Carga negativa garante conformação estendida em solução, sendo cercadas por moléculas de água, evitando a repulsão. 
Quando juntos, deslizam uns sob os outros -> lubrificação da secreção mucosa e do líquido sinovial.
Quando comprimidos, água entre as cadeias é eliminada, diminuindo o volume. Ao cessar, há restituição -> resistência.
Síntese no RER; exportação via CG.
Degradação via lisossomos, por hidrolases ácidas, após fagocitose. 
	
	Composição
	Localização
	Função
	Ácido hialurônico
	Ácido D-glicurônico e N-acetilglicosamina
	Articulações, olhos, MEC de cartilagens e tendões
	Lubrificante nas articulações; consistência ao humor vítreo; resistência à tensão
	Dermatan-sulfatado
	Ácido L-urônico e N-acetilgalactosamina
	Pele, vasos sanguíneos e válvulas cardícas
	Flexibilidade
	Heparan-sulfatado
	Ácido L-urônico e D-glicorônico e glicosamina
	Membrana basal e superfícies celulares
	Interação com proteínas, fatores de crescimento, enzimas.
	Heparina
	Fração do heparan-sulfatado
	Mastócitos.
	Inibe a coagulação, inibindo a trombina.
	Queratan-sulfatado
	N-acetilglicosamina e galactose (não tem ácido)
	Cartilagens, ossos e estruturas córneas. 
	Consistência.
	Sulfato de condroitina
	Ácido D-glicurônico e N-acetilgalactosamina
	Cartilagens, tendões, ligamentos e parede da aorta. 
	Resistência.
GLICOCONJUGADOS
Carboidratos associados à proteínas ou lipídeos.
 
	
	Proteoglicanos
	Glicoproteínas
	Glicolipídeos
	Lipopolissaca-rídeos (LPS)
	
Composição
	
Glicosaminoglica-nos ligados à proteína central
	Oligossacarídeos unidos a proteínas.
- O ligadas: serina/treonina
-N ligadas: asparagina
	
Oligossacarídeos ligados a longas cadeias de hidrocarboneto
	
Oligossacarídeos e lipídeos.
	Local
	Superfície celular ou MEC
	Algumas organelas, superfície celular, MEC e sangue.
	Membrana plasmática, neurônios.
	Membrana externa de bactérias gram negativas.
	
Função
	Adesão, modulação de sinalização e lubrificação.
	Reconhecimento celular, endereçamento proteico, ação hormonal.
	
Reconhecimento celular e transdução de sinais.
	Imunidade de organismos infectados (alvo das imunoglobu-linas).
	Exemplos
	
-
	LH, FSH, glicocálice, mucina, imunoglobulinas.
	Glicoesfingo-
lipídeose gangliosídeos.
	
-
LECTINAS
Proteínas com domínio de ligação a carboidratos, encontradas na superfície externa das células.
Interação lectina-carboidrato altamente específica.
Elevada complementariedade molecular.
Auxiliam no reconhecimento, sinalização e adesão celular, e no direcionamento intercelular de proteínas.
Exemplos:
Hormônios de glicoproteína + lectinas no fígado -> promovem destruição do hormônio e regulação de sua concentração no sangue.
Selectinas -> controle de diapedese dos leucócitos em resposta inflamatória.
Vírus influenza -> sua lectina é indispensável para sua entrada nas células hospedeiras.
Helicobacter pylori -> lectine adere a oligossacarídeos da superfície estomacal.