Resumo carboidratos

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Atividade carboidratos
Funções:
· Elementos estruturais e protetores nas paredes celulares bacterianas e vegetais;
· Lubrificam as articulações e auxiliam o reconhecimento e adesão intercelular;
· Reserva energética;
· Bons carreadores (em medicamentos, por exemplo)
Os carboidratos são poli-hidroxialdeídos e poli-hidroxiacetonas. Sua fórmula é (CH2O)n e pode conter Nitrogênio, Fósforo ou Enxofre. Existem três tipos de carboidratos: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos 
Monossacarídeos
São os carboidratos mais simples e são formados por um grupo aldeído ou cetona e uma ou mais hidroxilas ligadas à cadeia. Os carbonos nos quais os grupos OH estão ligados são centros quirais, o que dá origem à enantiômeros. São solúveis em água, mas insolúveis em solventes orgânicos. Na forma de cadeia aberta, um dos átomos de carbono está ligado duplamente a um átomo de oxigênio, formando um grupo carbonil e, os outros átomos de carbono estão ligados à um grupo hidroxila. Os monossacarídeos mais simples possuem três carbonos, no mínimo. 
Todos os monossacarídeos, com exceção da di-hidroxiacetona, contém um ou mais átomos de carbono assimétricos. 
Observação: uma molécula com n centros quirais, pode ter 2n esteroisômeros. 
Nomenclatura:
Quando a hidroxila ligada ao carbono quiral mais distante da função está do lado direito, se tem um D-açúcar. 
Quando a hidroxila ligada ao carbono quiral mais distante da função está do lado esquerdo, se tem um L-açúcar.
· Epimerismo
Quando dois açúcares que diferem apenas na configuração de um carbono.
· Ciclização
Em solução aquosa, todos os monossacarídeos com cinco ou mais carbonos ocorrem predominantemente como estruturas cíclicas (em anel), pois se precisa de muita energia para manter a molécula na forma linear. A formação dessas estruturas em anel é o resultado de uma reação entre álcoois e aldeídos ou cetonas para formar derivados chamados de hemiacetais ou hemicetais. Quando se adicionam duas moléculas de álcool, produzem o acetal ou cetal completo e a ligação formada é uma ligação glicosídica. 
A reação com a primeira molécula de álcool cria um centro quiral adicional (o carbono do carbonil) produzindo dois estereoisômeros (α e β). 
Os anéis que possuem 6 membros são denominados piranoses, e os com 5 membros, furanoses. O carbono anomérico é o átomo de carbono a carbonila que se torna quiral após a Ciclização.
Traçando um eixo horizontal imaginário, é possível analisar algumas condições. Se a hidroxila do C1 (no caso das aldoses) ou do C2 (no caso das cetoses) está no mesmo plano do heteroátomos, se trata um composto β; se a hidroxila está em um plano diferente, é um composto α.
A mutarrotação é a rotação mútua (interconversão) entre as estruturas α e β, passando pela estrutura linear, quando o composto está em solução aquosa.
· Açúcares redutores
Os monossacarídeos podem ser oxidados por íons cúprico (Cu2+). O carbono do grupo carbonila é oxidado à carboxila. Para o açúcar oxidar, este deve estar em sua estrutura linear. Para que o açúcar seja redutor, a hidroxila ligada ao carbono que era da carbonila (carbono anomérico) deve estar livre. 
Quando há outras moléculas ligadas à hidroxila do carbono anomérico ou quando este participa de uma ligação glicosídica, ocorre impedimento na ruptura da ligação covalente e abertura da estrutura cíclica para que açúcar retome a estrutura linear e possa oxidar. Assim, quando incapaz de voltar à estrutura linear, o açúcar não oxida outras moléculas, perdendo sua capacidade redutora. A ruptura da ligação é feita por enzimas.
· Dissacarídeos 
Os dissacarídeos são dois monossacarídeos unidos covalentemente por ligação glicosídica. A ligação glicosídica é formada quando um grupo hidroxila de uma molécula de açúcar reage com carbono anomérico do outro. Exemplo de dissacarídeo: maltose, lactose e sacarose. 
Na descrição de dissacarídeos ou polissacarídeos, a extremidade de uma cadeia com um carbono anomérico livre (não envolvido em ligação glicosídica) normalmente é chamada de extremidade redutora.
A maltose como possui um carbono anomérico livre, ela é um açúcar redutor. Mas, a sacarose e trealose não são açúcares redutores. 
· Nomenclatura de dissacarídeos:
1) Configuração anomérico da unidade à esquerda;
2) Diferenciar furano de pirano;
3) Grupo redutor comprometido na ligação=osil. Grupo redutor livre= ose. Dois grupos redutores comprometidos;
4) Número dos carbonos envolvidos na ligação glicosídica (entre parênteses e com seta);
5) Segunda unidade. A terminação da segunda unidade é “ose”, caso o carbono anomérico esteja livre ou “esídio”, caso o carbono anomérico dela esteja impedido/ligado com a primeira unidade. Se existir mais unidades, a segunda também termina em “sil” e se segue a nomenclatura.
Polissacarídeos
Os polissacarídeos diferem uns dos outros, na identidade das unidades de monossacarídeos repetidas, no comprimento das cadeias, nos tipos de ligações unindo as unidades e no grau de ramificação. Existem duas divisões de polissacarídeos: homopolissacarídeos e heteropolissacarídeos. Os homopolissacarídeos possuem somente uma única espécie monomérica enquanto que os heteropolissacarídeos contém dois ou mais unidades monoméricas. Possuem funções de armazenamento, estruturais em paredes celulares de plantas e exoesqueleto de animais e suporte extracelular para organismos de todos os reinos. 
· Homopolissacarídeos de reserva energética
O amido, presente em células vegetais, e o glicogênio, em células animais. Por possuírem vários grupos hidroxila expostos podem formar ligações de hidrogênio com a água e por isso, são extremamente hidratadas. 
O amido é composto por amilose e amilopectina. A amilose não é ramificada e possui resíduos de D-glucose por ligações (α14) e possui uma ponta redutora. A amilopectina é altamente ramificada sem ponta redutora e as ligações glicosídicas que unem os resíduos de glucose são (α14) e nos pontos de ramificação (que ocorrem a cada 24 a 30 resíduos) são ligações (α16) que produzem uma estrutura compacta. A sequência de glucoses deixa um carbono anomérico livre em uma das extremidades, mas, por ser uma única ponta, falamos que não é um açúcar redutor (para ser redutor precisa sofrer hidrólise nas ligações covalentes através de enzimas do organismo – em laboratório pode ser usado um ácido ou base forte e aquecimento). Possui uma formação helicoidal proporcionada pelas ligações intramoleculares (α14) que evita a interação com a água - se fosse armazenado em sua forma monossacarídica ocorreria a lise da célula por causa da interação com água. 
O glicogênio é o principal polissacarídeo de armazenamento em células animais e é encontrado, principalmente, no fígado. A estrutura é similar à amilopectina, porém, é mais ramificado (uma ramificação a cada 8 ou 12 resíduos) e mais compactado que o amido. Cada ramificação de glicogênio termina com uma unidade de açúcar não redutora e apenas uma extremidade redutora. Quando o glicogênio é utilizado como fonte de energia, as unidades de glucose são removidas uma de cada vez a partir da extremidade não redutora. As enzimas de degradação, que agem apenas em terminais não-redutores, podem agir simultaneamente em muitos terminais, acelerando o processo. 
As dextranas são polissacarídeos de bactérias e leveduras e é composto por resíduos de D-glucose em ligações (α16); todos têm ramificações (α13) e, alguns com ramificações (α12) ou (α14). 
· Homopolissacarídeos de função estrutural 
A celulose é uma substância fibrosa, resistente e insolúvel em água e é encontrada na parede celular das células vegetais. É um homopolissacarídeo linear e não ramificado formado por D-glucose na configuração β e ligados por ligações glicosídicas (β14). A maioria dos animais vertebrados não consegue utilizar a celulose como combustível pois, não possuem a enzima que hidrolisa as ligações (β14). Por conta das ligações (β14) não formam hélices em solução, mas, formam fibras dando rigidez. 
A quitina é um homopolissacarídeo linear composto por resíduos de N-acetilglicosaminaem ligações (β14) e a diferença com a celulose é a substituição de um grupo de hidroxila no C-2 por um grupo de amina acetilado. É encontrado nos exoesqueletos dos artrópodes. 
· Heteropolissacarídeos estruturais 
Os glicosaminoglicanos são polímeros lineares compostos por unidades de dissacarídeo repetidas. Um dos monossacarídeos são N-acetilgalactosamina ou N-acetilglicosamina; o outro, na maioria dos casos é um ácido urônico. Alguns contém grupos sulfato esterificados. Possuem em solução uma conformação estendida para minimizar as forças de repulsão entre os grupos carboxilato e sulfato, na qual os grupos carboxilato situam-se em lados alternados da hélice em formato de bastão. São encontradas apenas em animais e bactérias.
O ácido hialurônico contém resíduos alternados de ácido D-glicurônico e N-acetilglicosamina e funcionam como lubrificantes no líquido sinovial das articulações e geram a consistência gelatinosa do humor vítreo nos olhos dos vertebrados. Em pH fisiológico está em sua forma de hialuronato.
O sulfato de condroitina auxilia na resistência à tensão das cartilagens, dos tendões, dos ligamentos e das paredes da aorta. É composto por ácido glucorônico e N-acetilgalactonamina sulfatada. 
O heparan-sulfato é sintetizado por todas as células animais e contém arranjos variados por todas as células animais e contém arranjos variados de açúcares sulfatados e não sulfatados. A heparina é um agente terapêutico utilizado para inibir a coagulação sanguínea por conseguir se ligar a antitrombina, um inibidor de proteases.