Polissacarídeos: Amido, Glicogênio e Celulose

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Carboidratos – 2a parte
2
9. Oligossacarídeos
 Os humanos não temos 
enzimas para degradar a 
Rafinose, Estaquiose e 
Verbascose, que 
metabolizadas pela 
microbiota intestinal geram 
gases (flatulência). Algumas 
fontes: cebolas, feijão, 
lentilhas, ervilhas, chicória, 
soja, etc.
Fru
Gli
Gal
Gal
Gal
sacarose
rafinose
estaquiose
verbascose
4
10. Polissacarídeos
 Homopolissacarídeos
não ramificados ramificados 
 Heteropolissacarídeos
2 monômeros vários monômeros
não ramificados ramificados
5
10. Polissacarídeos
 Homopolissacarídeos
não ramificados ramificados 
Por que estocar glicose na
forma de polissacarídeos?
Quino
7
10.1. Homopolissacarídeos: amido
• AMIDO: homopolissacarídeo vegetal de glicose, 
com 2 frações: 
• Amilose (10-30%)
• Amilopectina (70-90%) Grãos de amido
8
10.1. Homopolissacarídeos: amido
AMILOSE: [-D-gl icose (1 → 4)]n (n=50 a 50.000) 
Ponta não 
redutora
Ponta
redutora
Amilose
+
9
10.1. Homopolissacarídeos: amido
Amilose
Repetição de unidades de D-glicose 1→ 4
3
2
10
10.1. Homopolissacarídeos: amido
http://www1.lsbu.ac.uk/water/starch.html
11
10.1. Homopolissacarídeos: amido
amilose
12
10.1. Homopolissacarídeos: amido
As sequências  1→ 4 formam uma estrutura helicoidal, que 
forma, com o Iodo, um complexo azul intenso:
13
10.1. Homopolissacarídeos: amido
AMILOPECTINA: [-D-glicose (1 → 4)]n e pontos de ramificação [-D-glicose (1 → 6)]n (n até 106) cada 12-30 resíduos.
14
10.1. Homopolissacarídeos: amido
AMILOPECTINA: [-D-glicose (1 → 4)]n e pontos de ramificação [-D-glicose (1 → 6)]n (n até 106) cada 12-30 resíduos.
http://www1.lsbu.ac.uk/water/starch.html
16
10.1. Homopolissacarídeos: amido
Pontas não 
Redutoras
Pontas 
redutoras
Amilose
Amilopectina
braukaiser.com
foodnews.ch
amilose
amilopectina
18
10.1. Homopolissacarídeos: amido
Hidrólise enzimática:
• Vegetais: 
–Fosforilase do amido ( 1→ 4) (endoamilase)
–Glicosidase ( 1→ 6)
• Animais: 
–-amilase salivar (não existe em outros animais 
como gatos, cachorros, aves e cavalos)
–-amilase pancreática (endoamilase)
–Glicosidase ( 1→ 6)
Plantas e animais: -amilase (exoamilase)
19
10.1. Homopolissacarídeos: amido
Hidrólise enzimática:
Dextrina limite
20
10.2. Homopolissacarídeos: glicogênio
Estocagem de glicose em animais, bactérias, 
leveduras.
Homopolissacarídeo de [-D-glicose (1 → 4)]n e ligações de ramificação [-D-glicose (1 → 
6)]n (n até 50.000) cada 8 a 12 resíduos.
É similar, estruturalmente, à amilopectina, 
porém com mais ramificações (a intervalos 
menores)
21
10.2. Homopolissacarídeos: glicogênio
Grânulos de glicogênio
22
10.2. Homopolissacarídeos: glicogênio
Grânulos de glicogênio
superperformance.blogspot.com
glicogenina
23
10.2. Homopolissacarídeos: glicogênio
terri7291.blogspot.cominformedfarmers.com
Locais de estocagem do 
glicogênio em animais
Tecido muscular: Para utilização Fígado: Para manutenção da 
própria glicemia
24
10.2. Homopolissacarídeos: glicogênio
Grânulos de glicogênio
Glicogênio em um Homem de 70 kg: 
 
245 g (músculo)
 72 g (fígado)
 10 g (glicose livre circulante no sangue)
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10.2. Homopolissacarídeos: glicogênio
Por que os 
animais
precisam estocar
glicogênio?
•Alguns tecidos usam apenas 
glicose como combustível
•Mobilização mais rápida
•Obtenção de energia em 
condições anaeróbicas ou 
aeróbicas
•Os animais não conseguem 
obter glicose a partir de 
gorduras
chelleschons.blogspot.com
26
10.2. Homopolissacarídeos: glicogênio
Hidrólise enzimática:
Glicogênio fosforilase ( 1→ 4) (libera glicose 
1 fosfato = G1P)
Enzima de desramificação ( 1→ 6)(libera 
glicose) 
Fosfoglicomutase: G1P ↔ G6P 
 G6P → glicólise*
(*) vai ver na Bioquímica II
27
10.3. Homopolissacarídeos: celulose
Homopolissacarídeo, unidades de b-glicose unidas 
por ligações 1→4
LdH O2-O6
LdH O5-O3
66
2
LdH = ligação de hidrogênio
28Formação de ligações de H intramoleculares na celulose
10.3. Homopolissacarídeos: celulose
LdH O6-O2
LdH O6-O2
LdH O6-O2
LdH O6-O2
6
6
2
2
LdH O3-O5
LdH O3-O5
LdH O3-O5
LdH O3-O5
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Homopolissacarídeo, unidades de -glicose unidas por 
ligações 1→4 (até 15.000 unidades).
Ocorrência: paredes vegetais e mantos de tunicados 
(invertebrados marinhos) 
Responde por mais da metade do carbono da biosfera.
Ciclo anual: 1012 toneladas (síntese / degradação) 
Hidrólise enzimática: celulases (agem sinergicamente) 
microrganismos simbióticos (ruminantes e cupins) e fungos.
Papel fisiológico importante como fibra insolúvel.
10.3. Homopolissacarídeos: celulose
dietasnaweb.com
30Formação de ligações de H intra e intermoleculares na celulose
10.3. Homopolissacarídeos: celulose
31
10.3. Homopolissacarídeos: celulose
doctortee.com
32
10.3. Homopolissacarídeos: celulose
www.emc.maricopa.edu
33
10.3. Homopolissacarídeos: celulose
Produção de etanol de segunda geração (bioetanol)
•Ligninas
•Hemicelulose
•Celulose 
greenoptimistic.com
gas2.org
34
10.3. Homopolissacarídeos: celulose
Organismos que decompõem a madeira: prospecção de enzimas
microbewiki.kenyon.edu
35
10.3. Homopolissacarídeos: celulose
Organismos que decompõem a madeira: prospecção de enzimas
Traça-de-livros
(tisanuros)
http://pt.wikipedia.org
Traça-de-roupa
www.ddsul.com.br
37
Exoesqueleto de artrópodes (insetos, lagostas, caranguejos, etc.) 
e parede celular de fungos: é o segundo polissacarídeo mais 
abundante.
10.4. Homopolissacarídeos: quitina
en.wikipedia.org
38
10.4. Homopolissacarídeos: quitina
Polímero de N-acetil-glicosamina, ligações  (1→ 4)
39
10.4. Homopolissacarídeos: quitosana
Polímero de glicosamina, ligações  (1→ 4)
www.sigmaaldrich.com
ABC News
www.sciencentral.com
www.chitosanblog.com
40
10.5. Homopolissacarídeos: dextranas
Polímero de glicose ( 1→ 6), com ramificações (1→2. 
1 → 3 ou 1 →4), produzidas por fungos e bactérias.
41
10.5. Homopolissacarídeos: dextranas
Usos:
• Cirurgias: antitrombótico
• Pacientes com hipovolemia: diminuição da viscosidade
Sanguínea
• Colírios lubrificantes
• Polímeros para cromatografia (ex: Sephadex)
Streptococcus mutans
e a placa dental
worldental.orgen.wikipedia.org
42
10.6. Homopolissacarídeos: pectinas
Polímero de ácido galacturônico com diversos graus
de metilação (parede celular e camadas intercelulares de 
plantas terrestres (frutas cítricas e maçãs)
Fibras solúveis
Ác. galacturônico
43
10.6. Homopolissacarídeos: pectinas
Usos: Geléias
• Alta metilação: geléias normais
• Baixa metilação: geléias dietéticas
tiojuca.wordpress.com
umpoucodeazul.blogspot.com
44
 Heteropolissacarídeos
2 monômeros vários monômeros
não ramificados ramificados
45
10.7. Heteropolissacarídeos: Agarose
[D-Gal( 1→ 4)3,6-anidro-L-Gal2S]n
600-700 repetições / cadeia
C3 C6
 D-galactose 3,6-anidro-L-galactopiranose.
46
Fonte: algas vermelhas
Forma hélices duplas que se associam formando 
um gel
seafriends.org.nz
fao.org
10.7. Heteropolissacarídeos: Agarose
47
usos: 
 eletroforese de ácidos nucleicos
 meio de cultura para crescimento de bactérias
 cápsulas para medicamentos e vitaminas ou 
dietas de emagrecimento
 laxante, espessante em sopas, sobremesas, etc.
www.pennherb.com en.wikipedia.orgen.wikipedia.org10.7. Heteropolissacarídeos: Agarose
48
10.8. Heteropolissacarídeos: Glicosaminoglicanas 
ou Mucopolissacarídios
Constituição:
 NAc-Glicosamina ou NAc-Galactosamina e 
um ácido urônico
 Às vezes o aminoaçúcar é sulfatado
Compõem a matriz extracelular junto com 
proteínas (colágeno, fibronectina, elastina e 
laminina)
49
10.8. Heteropolissacarídeos: 
Glicosaminoglicanas: hialuronato
50.000 dissacarídeos / cadeia
ác. glicurônico e NAc-Glicosamina
Hialuronidase hidrolisa a ligação
Ácido glicurônico N-acetil-glicosamina
50
10.8. Heteropolissacarídeos: 
Glicosaminoglicanas: hialuronato
 Forma e determina a viscosidade do líquido sinovial das 
articulações e a matriz extracelular de cartilagem e tendões; 
nestes determina a força tênsil e elasticidade 
 Compõe o humor vítreo do olho
51
10.8. Heteropolissacarídeos: 
Glicosaminoglicanas: hialuronato
info
52
10.8. Heteropolissacarídeos: 
Glicosaminoglicanas: heparina
15 a 90 dissacarídeos / cadeia
53
10.8. Heteropolissacarídeos: 
Glicosaminoglicanas: heparina
 Anticoagulante formado nos mastócitos. É usada na 
coleta de sangue para exames ou para transfusões, 
hemodiálise, prevenção de embolia e trombose
 Liga-se à antitrombina, que inibe por sua vez a 
trombina e outras proteases da coagulação
 Possui a maior densidade de carga conhecida em 
macromoléculas
www.oshmanlaw.com
www.wisegeek.com
57
10.8. Heteropolissacarídeos: 
Gomas
São polímeros de carboidratos, formado por mais de um 
tipo de monossacarídeo. Quando hidratadas apresentam 
aparência mucilaginosa e transparente, sendo obtidas 
das sementes ou de exsudado de certos vegetais, algas 
ou fermentação por bactérias.
Exemplos:
•Goma arábica (exsudado de plantas do gênero Acacia)
•Goma locusta (sementes da planta Ceratonia siliqua)
•Goma guar (sementes da planta Cyamopsis tetragonolobus)
•Goma carragena (algas vermelhas: Rhodophyceae)
•Goma xantana (produzida pela bactéria Xanthomonas 
campestris durante a fermentação de substratos contendo D-
glicose)
58
10.8. Heteropolissacarídeos: 
Gomas
•Goma arábica (exsudado de plantas do gênero Acacia)
stairsforbreakfast.com/im-the-it-guy-that-is-i/insta-stalker.com/tag/lamber/
59
11. Glicoconjugados
Além dos papéis antes citados, carboidratos 
podem participar na transmissão de informação:
• destinação de proteínas
• interações célula-célula e célula-matriz
• adesão celular
• migração celular no desenvolvimento
• coagulação sanguínea
• resposta imune
• cicatrização de feridas, etc.
62
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas
• Têm um ou vár ios o l igossacar ídeos de 
complexidade variável ligados a uma proteína. 
• Membrana celular (face externa), matriz 
extracelular, sangue. 
• Dentro da célula: complexo de Golgi, grânulos 
de secreção, lisossomos.
• Ricas em informação: formam sí t ios de 
reconhecimento e têm elevada afinidade por 
outras proteínas.
63
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas
Papéis atribuídos à porção carboidrato de glicoproteínas:
 estrutural
 podem afetar a estabilidade ou atividade da proteína
• marcadores celulares e fatores de reconhecimento da 
superfície celular, marcadores imunoquímicos (ex: sistema 
ABO)
• ligação de vírus (gripe, herpes, etc.)
• ligação célula-célula
• reconhecimento óvulo-espermatozóide
• sinais para crescimento celular
• marcação para transporte a lisossomos, marcação para 
clivagem / destruição
• enovelamento de proteínas
64
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas
célula animal
65
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas
Ligações a proteínas:
ligação-O: 
Serina ou Treonina
ligação-N: Asparagina
66
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Antígenos do 
sistema sanguíneo ABO
67
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Antígenos do 
sistema sanguíneo ABO
Seria possível transformar um 
tipo de sangue em outro?
69
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Hemoglobina 
glicada
Uso: acompanhamento de diabéticos ou pré-diabéticos.
http://usmle.biochemistryformedics.com
70
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Hemoglobina 
glicada
71
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Hemoglobina 
glicada
A hiperglicemia, 
através da 
hemoglobina glicada, 
prejudica o efeito 
protetor do "bom 
colesterol" (lipoproteína 
HDL) e aumenta o 
risco de doenças 
cardiovasculares.
www.onlinejacc.org/content/66/16/1791
73
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Hemoglobina 
glicada
gabitogrupos.com
74
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Hemoglobina 
glicada
withfriendship.com
75
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Mureína
(parede de bactérias)
N-acetil-glicosamina
(NAG) e ác. 
N-acetil-murâmico (NAM) 
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Mureína
(parede de bactérias)
www.sigma-aldrich.com
77
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Mureína
LISOZIMA
78
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Mureína
LISOZIMA
absolutefitnessresource.comsandy515.deviantart.com
(1923, Alexander Fleming
(Nobel em 1945 em Fisiologia
ou Medicina)
en.wikipedia.org
79
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Mureína
Espessura: 20-80 nm 7-8 nm
 Bactérias Gram positivas Bactérias Gram negativas
80
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Mureína
 Bactérias Gram positivas Bactérias Gram negativas
81
11.2. Glicoconjugados: 
Glicoproteínas: ex. Mureína
Fleming,
1928
Ação da penicilina 
sobre as enzimas 
transpeptidases
en.wikipedia.org
87
11.2. Glicoconjugados: Glicolipídeos
São lipídeos de 
membrana nos 
quais a porção 
carboidrato 
compõe a parte 
hidrofílica. Tal qual 
as glicoproteínas, 
agem como sítios 
de reconhecimento 
de proteínas que 
ligam carboidratos.
88
11.2. Glicoconjugados: Glicolipídeos
AbeOAc: 3,6-dideoxihexose acetilada
Kdo: ácido 3-deoxi-D-mano-octonico
Hep: L-glicero-D-manoheptose 89
11.2. Glicoconjugados: Glicolipídeos
bs.kaist.ac.kr
LPS (lipopilissacarídeos): 
São tóxicos e determinam a síndrome 
do choque séptico (redução acentuada 
da pressão) (Bactérias Gram negativas)
90
11.3. Glicosídeos 
Amigdalina
(sementes de 
amêndoas 
amargas) 
Glicosídeo 
cianogênico
91
11.3. Glicosídeos 
Digitoxina 
(Digitalis 
purpurea) 
tradepar.com.br
netdrugs.info
Para insuficiência cardíaca