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Carboidratos & Estrutura e Função - Paulo Preté 1 
CARBOIDRATOS - ESTRUTURA E FUNÇÃO BIOLÓGICA 
 
 
IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA 
 
 Os carboidratos, uma das quatro classes principais de biomoléculas representam a 
maior parte da ingestão calórica do homem, da maioria dos animais e também de 
muitos microrganismos. Sendo uma excelente fonte para reserva energética. O 
amido e o glicogênio são depósito temporários de glicose nos vegetais e animais 
respectivamente. 
 
 Essas moléculas são de extrema importância na expressão da informação genética. 
As oses ribose e desoxirribose formam parte do esqueleto estrutural do DNA e RNA. 
Permitindo a flexibilidade dos anéis de oses. 
 
 Os polímeros insolúveis de carboidratos atuam como elementos estruturais e de 
sustentação nas paredes celulares de plantas e bactérias e também no tecido 
conjuntivo e de revestimento celular dos animais, e nos exoesqueletos de artrópodes. 
 
 Apresentam-se ligados a outras macro-biomoléculas (proteínas e lipídeos) resultando 
nas glicoproteínas, proteoglicanas e glicolipídeos importantes no reconhecimento 
celular. 
 
 
ESTRUTURA E CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS 
 
 O nome carboidrato deve sua origem ao fato da maioria das substâncias desta classe 
apresentar fórmulas empíricas com proporção 1:2:1 entre os átomos de carbono, 
hidrogênio e oxigênio, sugerindo a idéia de carbono hidratado ou hidrato de carbono. 
 
 Podem ser definidas pelo número de unidades de açúcar em monossacarídeo, 
oligossacarídeo ou polissacarídeo. Sacarídeo, deriva de uma palavra grega que 
significa açúcar. 
 
 São poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas ou então substâncias que por hidrólise, 
liberam esses compostos. Exceto os monossacarídeos ou açucares simples, que 
consistem de uma única unidade poliidroxialdeído ou cetona. 
 
 
MONOSSACARÍDEOS 
 
 Os monossacarídeos são sólidos, cristalinos, incolor, solúveis em água e insolúveis 
em solventes não polares e muitos tem sabor doce. O monossacarídeo mais 
abundante é o açúcar com 6 átomos de carbono - D-glicose. O monossacarídeo tem a 
fórmula empírica (CH2O)n onde n=3 ou maior que três: 
 
 São açúcares simples e consiste de uma única unidade poliidroxialdeído ou cetona. 
Um dos átomos de carbono é unido a um átomo de oxigênio por dupla ligação 
formando um grupo carbonila - os demais átomos de carbono está ligado a grupo 
hidroxila. 
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 Aldose - o grupo carbonila está na extremidade da cadeia, o monossacarídeo é um 
aldeído. Cetose - quando o grupo carbonila estiver em qualquer outra posição da 
cadeia o monossacarídeo é uma cetona. 
 
 Os monossacarídeos participam de diversas reações químicas, principalmente de 
reações de óxido-redução. Oxidação é o nome dado ao fenômeno de perder elétrons, 
promovido por agente redutores que atuam como doadores de elétrons, reduzindo 
alguém. Redução, consiste no contrário, aceite de elétrons, promovido agentes 
oxidantes, que atuam como receptores de elétrons, oxidando alguém. 
 
 Os monossacarídeos simples reduzem agentes oxidantes, isto é, o açúcar é oxidado 
no grupo carbonila e o agente oxidante é reduzido. A glicose e outros açúcares 
capazes de reduzir agentes oxidantes são chamados de açúcares redutores. 
 
 Esta propriedade é muito útil na análise dos açúcares. Pela dosagem do agente 
oxidante reduzido por uma solução de açúcar possível determinar a concentração 
dessa solução. Desta forma podemos medir a concentração de glicose no sangue e 
na urina no diagnóstico do diabetes mellitus nos portadores desta afecção, onde o 
nível de glicose no sangue é anormalmente alto e ocorre uma excreção urinária 
excessiva desse açúcar. 
 
 
OLIGOSSACARÍDEO 
 
 Oligo (do grego-poucos) consistem de pequenas cadeias de unidades 
monossacarídicas unidas entre si por ligações covalentes (ligações glicosídicas). Os 
dissacarídeos são os mais abundantes dos oligossacarídeos. São formados por duas 
unidades de monossacarídeos unidos entre si covalentemente. Os dissacarídeos mais 
abundantes na natureza são, sacarose, maltose e lactose. 
 
 Maltose - a maltose é originada da hidrólise do amido e, por sua vez é hidrolisada a 
glicose pela maltase, enzima intestinal específica para ligação (1 4). 
 
 Lactose - presente apenas no leite é um dissacarídeo que por hidrólise libera D-
galactose e D-glicose. Durante a digestão, a lactose sofre hidrólise enzimática pela 
lactase secretada pelas células da mucosa intestinal. 
 
 Quase todas crianças recém-nascidas são capazes de digerir lactose. Em contraste, 
adultos de certos grupos populacionais têm deficiência de lactase e tornam-se 
intolerantes ao leite. 
 
 3% dos Dinarmarqueses e 97% dos Tailandeses apresentam ontolerância à Lactose. 
Nessa situação a lactose acumula-se na luz intestinal, resultando os sintomas clínicos 
que são distensão abdominal, náuseas, cólicas, dor e diarréia. 
 
 Sacarose ou açúcar da cana, consiste de dois açúcares de 6 átomos de carbono - 
glicose e frutose unidas covalentemente. É sintetizada por muitas plantas, mas não 
ocorrem nos animais superiores. 
 
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 Os animais não podem absorver a sacarose, para ser aproveitada ela precisa sofrer a 
ação da enzima sacarase ou invertase, que degrada em monossácarídeos. Entre os 
dissacarídeos mais comuns, a sacarose apresenta o sabor mais doce. 
 
 Para pacientes diabéticos e obesos foram desenvolvidos adoçantes artificiais sem 
nenhum valor calórico alimentar. Estimulam as mesmas estruturas linguais 
estimuladas pelos açúcares. Ex. sacarina. 
 
 
POLISSACARÍDEOS 
 
 Consistem de longas cadeias com centenas ou milhares de unidades 
monossacarídicas. São formas biológicas de reserva de monossacarídeos ou são 
elementos estruturais de parede celular e tecido conjuntivos. 
 
 Pela hidrólise ácida completa ou ação enzimática liberam monossacarídeos ou seus 
derivados. Polissacarídeos também chamados de glicanos diferem entre si pelo tipo 
de suas unidades monossacarídicas recorrentes, no comprimento de suas cadeias e 
no grau de ramificação. 
 
 São classificados em duas espécies: Homopolissacarídeo - um só tipo de unidade 
monomérica ou Heteropolissarídeo - dois ou mais tipos de unidades monoméricas. 
 
 
OS POLISSACARÍDEOS ATUAM COMO COMBUSTÍVEL DE RESERVA 
 
 Amido reserva característica de células vegetais, especialmente em raízes tuberosas, 
como a batata e em algumas sementes como a do milho.Contém dois tipos de 
polímeros da glicose: -amilose que são cadeias longas não ramificadas de unidades 
de glicose unidas por ligação (14). Tem peso molecular variando entre poucos 
milhares até 500.000; e amilopectina que são cadeias ramificadas e de alto peso 
molecular. 
 
 Quando fervermos a batata, a amilose é extraída pela água quente que se torna 
leitosa e opalescente. A amilopectina não é extraída e constitui a maior parte do 
amido existente na batata cozida. 
 
 Glicogênio - principal polissacarídeo de reserva na células animais, constituído de 
glicose mas possuindo um maior número de ramificações e sendo mais compacta que 
a amilopectina; peso molecular de vários milhões. Abundante no fígado - 7% da 
massa úmida do órgão, e também presente nos músculos esqueléticos. Enzimas 
denominadas por Amilases no trato digestivo são responsáveis pela hidrolise do 
glicogênio e o amido obtido na alimentação. 
 
 Dextran ou Dextrana - polissacarídeos de reserva alimentar em leveduras e 
bactérias, também contém só unidades de glicose, mas diferem de amido e da glicose 
por serem as unidades unidas quase exclusivamente por ligações -1-6. 
 
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CARBOIDRATO & PAREDE CELULAR 
 
 
Parede Celular de Células Vegetais 
 
 São envolvidas por estruturas polissacarídicas rígidas e muito resistentes comparável 
ao plástico reforçado com fibra de vidro. Consistem de camadas entre cruzadas de 
longasfibras de celulose, as quais são mais resistentes que fios de aço de mesmo 
diâmetro. Essa rede é impregnada com polissacarídeos de tipos diferentes e de uma 
substância polimérica chamada lignina. 
 
 Celulose - É um polissacarídeo vegetal com função estrutural em vez de nutricional. É 
o composto orgânico mais abundante na biosfera. É um polímero não ramificado de 
glicose unidas por ligações -1,4, cuja configuração permite que a celulose forme 
cadeias retas bem longas com uma alta força de tensão. A celulose tem estrutura 
fibrosa, resistente e insolúvel na água. 
 
 Os mamíferos não têm celulase e, portanto, não podem digerir madeira e fibras 
vegetais. Nos Ruminantes (gado, caprino) o rúmen abriga microrganismos que 
secretam celulase. Nos Térmitas (cupins) o sistema digestivo abriga o microrganismo 
Trichonymha, que secreta celulase, necessária para o uso da celulose por estes 
insetos. 
 
Parede Celular Bacteriana 
 
 É um revestimento poroso, embora rígido, que envolve toda a célula protegendo a 
delicada membrana celular e o citoplasma em seu interior. É constituída por cadeias 
polissacarídicas formadas por dois tipos de monossacarídeos dispostos de forma 
alternada: N-acetil-d-glicosamina e um açúcar complexo com 9 átomos de carbono, o 
ácido N-acetilmurâmico. 
 
 Peptidoglicana -nome da parede celular da bactéria piogênica Staphylococcus 
aureaus. Penicilina representa um antibiótico que inibe os passos finais da síntese 
enzimática das peptidoglicanas pelos microrganismos sensíveis à penicilina, 
impedindo o crescimento normal destas células 
 
 Quitina constitui um material insolúvel e resistente das carapaças ou exoesqueleto, 
de lagosta caranguejo e de muitos insetos. Um polímero linear de N-acetil-glicosamina 
- a rede de quitina das carapaças da lagosta e caranguejo é impregnada de carbonato 
de cálcio. 
 
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GLICOPROTEÍNAS 
 
 São proteínas que contém carboidratos ligados covalentemente, que podem ser 
monossacarídeos ou oligossacarídeos relativamente pequenos. Presente como 1% ou 
30% na molécula. Ex.: maioria das proteínas externas das células, das secretadas 
para ao exterior celular(as do plasma sangüíneo). 
 
 Proteínas anticongelantes - glicoproteínas presentes em algumas espécies de 
peixes do ártico, no bacalhau, etc. Estrutura primária repetida A-A-T 50 vezes. 
Diminuem o ponto de congelamento da água. Não se formam cristais de gelo. 
 
 Superfície de células - as células do intestino possuem um envoltório- glicocálix - 
constituído de glicoproteínas. 
 
 Reconhecimento celular - unidades glicídica presentes nas proteínas marcam a 
passagem do tempo, para indicar que as proteínas que as portam devem ser tiradas 
de circulação. Lectinas - são sondas proteícas de vegetais que reconhecem 
carboidratos específicos das glicoproteínas de membrana. 
 
 Molécula de adesão neuronal (N-CAM) - uma molécula de N-CAM em um neurônio 
liga-se à sua correspondente em outro neurônio, para estabelecer contato e iniciar 
uma ligação permanente 
 
 
PROTEOGLICANAS 
 
 As proteoglicanas são encontradas na substância fundamental, ou cimento 
intercelular, substância gelatinosa que preenche os espaços entre as células da 
maioria dos tecidos. 
 
 Estes compostos diferem das glicoproteínas, pois os mucopolissacarídeos ácidos 
(carboidratos) ligados covalentemente a proteínas correspondem a 95% do peso total, 
e nas glicoproteínas temos a predominância da parte protéica em relação ao 
carboidrato. 
 
 Os mucopolissacarídeos ou glicosaminoglicanas consistem de dissacarídeos 
(heteropolissacarídeo). Muco vem de mucina onde primeiro foi descoberto 
(secreções). Ex.: ácido hialurônico - presente na substância fundamental e 
Heparina - inibidor da coagulação - gerada por células do revestimento dos vasos 
sanguíneos - isolada de tecido pulmonar é usada em Medicina para inibir a 
coagulação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Carboidratos & Estrutura e Função - Paulo Preté 6 
ESTUDO DIRIGIDO DE ESTRUTURA E FUNÇÃO DE CARBOIDRATOS 
 
 
 
ROTEIRO DE ESTUDO 
 
01. Circule nas estruturas abaixo o grupo carbonila e o grupo aldeído e classifique os 
carboidratos em aldose ou cetose: 
 
02. Defina o que vem a ser sacarídeo, carboidrato, açúcar e classifique quanto ao número de 
unidades monoméricas: 
 
03. Classificar os Polissacarídeos quanto a sua função em animais e vegetais. Comente sobre 
as principais importâncias biológicas destes polímeros. 
 
04. O glicogênio é um polímero de glicose e constitui uma forma de reserva deste açúcar em 
animais. A partir dessa informação esquematize como seria a estrutura do glicogênio e 
responda: 
a) Localização celular destas reservas em animais; 
b) Localização deste polímero em mamífero; 
c) Papel do glicogênio 
d) Indique no seu esquema a porção da molécula que sofre alongamento ou encurtamento. 
 
05. Demonstre na figura abaixo como se faz a numeração da cadeia de um monossacarídeo 
cíclico e o classifique em isômero D ou L: 
 
 
06.Escreva as fórmulas de: sacarose, maltose, lactose e celobiose. 
07.O que são ligações glicosídicas dos tipos a (  1,4) e a ( 1,4)? 
 
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08.Diferencie os polissacarideos amido, glicogênio e celulose quanto às ligações glicosídicas. 
Esquematize as três macromoléculas e fale de suas funções. 
09.Como se dividem os polissacarideos? Dê exemplos. 
10.O que são dextranas, frutanas e hemicelulose? 
11.O que são N-glicosideos, o-metílicos, açúcares-alcoóis e amino-açúcares