Carboidratos e Glicoconjugados

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Disciplina: Bioquímica 
 
Profa. MSc. Aline Nascimento 
 
Carboidratos e Glicoconjugados 
Carboidratos 
São as biomoléculas mais abundantes da Terra; 
 
A cada ano a fotossíntese converte mais de 100 bilhões de 
toneladas de CO2 e H2O em celulose e outros produtos 
vegetais; 
 
A oxidação dos carboidratos é a principal via metabólica 
fornecedora de energia para a maioria dos seres não 
fotossintetizantes; 
 
Polímeros insolúveis de carboidratos funcionam tanto como 
elementos estruturais como de proteção nas paredes 
celulares de bactérias e no tecido conjuntivo dos animais; 
 
Glicocálix e moléculas sinalizadoras (glicoconjugados). 
 
São predominantemente poliidroxialdeídos e 
poliidroxicetonas cíclicos, ou substâncias que liberam esses 
compostos por hidrólise; 
 
Alguns são formados exclusivamente por átomos de C, H e 
O, mas outros podem conter átomos de N, S e P; 
 
Estão divididos em três classes principais de acordo com o 
tamanho de suas moléculas: monossacarídeos, 
oligossacarídeos e polissacarídeos; 
Carboidratos 
Monossacarídeos 
Também chamados de açúcares simples; 
 
Consiste em apenas uma unidade de poliidroxialdeído ou 
poliidroxicetona; 
 
Podem apresentar um ou mais grupos OH; 
 
O mais abundante é o açúcar com 6 átomos de carbono na 
molécula, a D-glicose, também conhecida como dextrose; 
 
Monossacarídeos com 6C apresentam 5 grupos OH, átomos 
de carbono nos quais as OH estão ligadas são centros quirais 
que originam estereoisômeros. 
 
• Estereoisômeros com imagens especulares são também 
chamados de enantiômeros (ex: L-gliceraldeído e D-
gliceraldeído). 
Monossacarídeos 
Monossacarídeos 
Apresentam esqueleto molecular constituído por uma cadeia 
de carbonos não ramificada com todos os carbonos ligados 
entre si por ligações covalentes simples; 
 
Na forma de cadeia aberta aparece o grupo carbonila ou na 
extremidade da cadeia (aldose) ou no centro (cetose). 
 
 
Projeção de 
Fischer para 
uma aldose e 
para uma 
cetose 
• Na configuração D, o grupo hidroxila está à direita do 
carbono quiral de maior número, ao passo que, na 
configuração L, está à esquerda. 
• Número de estereoisômeros possíveis: 2 nº de carbonos quirais 
• Quando os isômeros não se sobrepõem e nem são 
imagens especulares uns dos outros são chamados de 
diasteroisômeros. 
Monossacarídeos 
• Os diasteroisômeros que se diferem uns dos outros na 
configuração em somente um C quiral são chamados de 
epímeros. 
• Alguns dos estereoisômeros possíveis são muito mais 
comuns na natureza que outros (ex: açúcares D são mais 
abundantes que açúcares L). 
Monossacarídeos 
 Epímeros 
Monossacarídeos 
Em soluções aquosas as aldotetroses e todos os 
monossacarídeos com 5 ou mais carbonos ocorrem como 
estruturas cíclicas; 
 
A estrutura cíclica é formada pela ligação covalente entre a 
carbonila (carbono anomérico) e o oxigênio de uma hidroxila 
da molécula (ligação hemicetal); 
 
A reação entre aldeídos e cetonas com álcoois formam 
derivados denominados hemiacetais e hemicetais. 
• A ciclização acontece como resultado de interação entre 
carbonos distantes, tais como C-1 e C-5, para formar um 
hemiacetal. Uma outra possibilidade é a interação entre C-2 
e C-5 para formar um hemicetal. 
• O carbono carbonílico torna-se um novo centro quiral 
chamado carbono anomérico. 
• O açúcar cíclico pode assumir duas formas diferentes: α e 
ß, denominados anômeros. 
Monossacarídeos 
• Segundo a projeção de Fischer, o anômero α de um açúcar 
D tem o grupo OH anomérico representado à direita do C 
anomérico, e no ß, à esquerda. 
• Pode haver interconversão entre as formas α e ß. A 
formação de um ou de outro depende da reação 
bioquímica. 
Monossacarídeos 
• Representa mais fielmente a configuração total das 
moléculas. Mostra desenhos em perspectiva como anéis 
planares de 5 ou 6 elementos. 
 5 elementos: furanose 
 6 elementos: piranose 
• Para um açúcar D, qualquer grupo à direita de um C na 
projeção de Fischer fica dirigido para baixo, e aqueles à 
direita ficam para cima. 
• Grupo terminal –CH2OH apontando para cima 
Monossacarídeos 
D-ribose 2-desoxi-D-ribose 
Monossacarídeos 
Aldopentoses 
Monossacarídeos 
Um açúcar com um grupo OH ligado a um C anomérico pode 
reagir com outra hidroxila para formar uma ligação 
glicosídica (R-C-R’). 
Ligações glicosídicas 
As ligações glicosídicas entre as unidades monossacarídicas 
são a base para a formação de oligo e polissacarídeos. 
Formação da ligação glicosídica (maltose) 
Oligossacarídeos 
 
São compostos por cadeias curtas de unidades 
monossacarídicas ligadas entre si por ligações glicosídicas 
(ocorrem quando a OH de um açúcar reage com o C 
anomérico da outra molécula de açúcar); 
 
Os mais abundantes são os dissacarídeos, formados por 2 
unidades de monossacarídeos ligadas (Ex.: sacarose); 
 
Trioses, pentoses, hexoses (mas não são encontrados livres, 
apenas associados a lipídios e proteínas, formando os 
glicoconjugados. 
Oligossacarídeos 
Oligossacarídeos 
A partir de 20 unidades monossacarídicas até centenas ou 
milhares; 
 
Também conhecidos como glicanos; 
 
Podem apresentar cadeias lineares como a celulose ou 
ramificadas como o glicogênio; 
 
Os polissacarídeos de origem vegetal (amido e celulose) 
consistem em unidades repetitivas de D-glicose 
(homopolissacarídeos), diferindo entre si pelo tipo de ligação 
glicosídica e portanto possuem propriedades e funções 
biológicas diferentes; 
 
Heteropolissacarídeos: matriz extra-celular (proteção, 
suporte e forma aos tecidos). 
 
Polissacarídeos 
Polissacarídeos 
• São polímeros de α-D-glicose, que ocorrem nas células de 
plantas. 
• Enzimas que hidrolisam o amido: α e ß amilase, que 
atacam as ligações α (1 → 4), e enzimas desramificadoras, 
que degradam α (1 → 6). 
 
Polissacarídeos: Amido 
AMILOPECTINA AMILOSE 
Polissacarídeos: Amido 
São polímeros de α-D-glicose, 
que ocorrem em animais, sendo 
uma forma de armazenamento 
de energia; 
 
Possui cadeia ramificada, com 
ligações α (1 → 4) e α (1 → 6) 
nos pontos de ramificação; 
 
A glicogênio-fosforilase remove 
unidades de glicose do 
glicogênio (uma por vez) a partir 
do final não-redutor. 
Polissacarídeos: Glicogênio 
Polissacarídeos 
 
 
 
 
 
Por que os animais não estocam glicose na 
forma monomérica e sim na forma de 
glicogênio? 
• Nesse caso, um grupo OH do açúcar parental é substituído 
pelo grupo amino (-NH2) ou um de seus derivados. 
• Dois exemplos importantes: N-acetil-ß-glicosamina e seu 
ácido derivado N-acetil-ß-murâmico. Ambos são 
componentes da parede celular bacteriana. 
Aminoaçúcares 
Parede celular: 
peptidioglicana 
 
Gram-positivas- com 
pentaglicina (S. aureus) 
 
Gram-negativas- sem 
pentaglicina (E.coli) 
 
Lisozima (lágrima) - cliva 
ligação β-1-4 NAcGlcN-
NAcMur 
Aminoaçúcares 
Matriz extracelular 
Heteropolissacarídeos 
(glicosaminoglicanas): 
família de polímeros 
lineares composto por 
repetição de um 
dissacarídeo (açúcar 
aminado e na maioria das 
vezes ácido urônico); 
 
Ligados covalentemente a 
proteínas: proteoglicanas; 
 
Proteínas (colágenos, 
laminina, fibronectina, 
elastina. 
• As glicoproteínas contêm resíduos de carboidratos além 
da cadeia polipeptídica (Ex: anticorpos). 
• Os carboidratos também atuam comodeterminantes 
antigênicos, que os anticorpos reconhecem e aos quais se 
ligam. 
• As distinções entre os grupos sanguíneos dependem das 
porções oligossacarídicas das glicoproteínas na superfície 
dos eritrócitos. 
Glicoconjugados 
• Compreende os proteoglicanos, as glicoproteínas e os 
glicolipídios. Agem no reconhecimento, na adesão célula-
célula e célula-matriz, na migração celular no 
desenvolvimento, na resposta imune, na cicatrização de 
lesões. 
Conceito: substâncias orgânicas oleosas, pouco solúveis 
em água; 
 
Funções: 
reserva energética (gorduras e óleos); 
estrutural (fosfolipídios e esterois); 
protetora; 
reconhecimento (glicolipídios); 
atividades biológicas (co-fatores enzimáticos, hormônios, 
transportadores de elétrons, mensageiros intracelulares). 
Lipídios 
São derivados dos hidrocarbonetos, são altamente 
reduzidos e por isso, sua oxidação é altamente exergônica; 
São ácidos monocarboxílicos, contendo grupo carboxila 
ionizável e uma “cauda” hidrocarbonada de comprimento 
entre 4 e 36 carbonos; 
Geralmente, no par de átomos de C, devido à sua origem 
biossintética, uma vez que são derivados da condensação 
de unidades de acetato (2C); 
Podem ser saturados ou insaturados; 
Quanto maior o comprimento da cadeia, maior o ponto de 
fusão. 
Ácidos graxos 
Grupamento 
carboxilato 
Cadeia 
hidrocarbonada 
Ácido esteárico (18:0) 
Ponto de fusão: 69,6C 
ácidos graxos 
saturados 
 
Ácido oléico [18:1(9)] 
Ponto de fusão: 13,4C 
Mistura de ácidos graxos 
saturados e insaturados 
 
glicerol 
Um triacilglicerol misto com 2 ou mais ácidos graxos ≠s. 
São ésteres 
de ácidos 
graxos do 
glicerol. 
 
Armazenam energia na forma de gotículas de gordura nos 
adipócitos. 
Lipídios de 
armazenamento 
(neutros) 
Lipídios de membrana 
(polares) 
Triacilgliceróis 
Fosfolipídios 
Glicerofosfolipídios Esfingolipídios Esfingolipídios 
Glicolipídios 
Ácidos graxos 
Ácidos graxos 
Ácidos graxos 
Ácidos graxos 
Ácidos graxos Ácidos graxos Ácidos graxos 
g
li
c
e
ro
l 
g
li
c
e
ro
l 
e
s
fi
n
g
o
s
in
a
 
e
s
fi
n
g
o
s
in
a
 
Lipídios de membrana 
Lipídios de membrana 
Glicerofosfolipídio 
(estrutura geral) 
Ácido graxo saturado 
(ex. ácido palmítico) 
Ácido graxo insaturado 
(ex. ácido oléico) 
Grupo cabeça 
substituinte 
Lipídios de membrana 
Lipídios de membrana 
Fosfatidilcolina 
Lipídios de membrana 
Lipídios de membrana 
Esfingomielina 
Lipídios de membrana 
Funções 
Define os limites externos das células; 
 
Regula as trocas com o ambiente; 
 
Serve como comunicação entre a célula e seu meio 
ambiente; 
 
Suporte estrutural: proteínas e junções. 
Lipídios de membrana 
Constituintes 
Lipídios (bicamada) de membrana – anfipáticos; 
Proteínas; 
Carboidratos: glicoproteínas e glicolipídios. 
Face externa 
Face interna 
glicolipídio 
Cadeias de 
ácidos graxos 
não-polares 
Cabeças polares 
dos lipídios de 
membrana 
Proteína 
periférica 
Proteína integral 
(hélice única 
transmembrana 
esterol 
Proteína periférica 
covalentemente 
ligada ao lipídio 
Proteína integral 
(hélices múltiplas 
transmembrana 
Cadeias de 
oligossacarídeo 
da glicoproteína 
Bicamada 
lipídica 
Lipídios de membrana 
Cabeça 
polar 
Núcleo 
esteroidal 
Cadeia 
alquila 
lateral 
Colesterol 
Constituinte das 
membranas; 
Precursor de 
hormônios; 
Constituinte dos 
ácidos biliares, 
agem 
emulsificando as 
gorduras para 
que fiquem mais 
acessíveis às 
lipases. 
Esterois: precursores de hormônios 
Anti-
inflamatórios 
Hormônios 
Obrigada pela 
atenção!