Bioquímica Aula 3 - Carboidratos

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Carboidratos
Prof. MSc Fábio Cáuper
Bioquímica Estrutural
Funções dos glicídios
Estrutura Química
Conceito e 
Importância
• Substâncias orgânicas mais abundantes na Terra.
• Produzidos pelos seres autótrofos → Fotossíntese.
• Formas mais simples e solúveis → Glicose.
• Polímeros e insolúveis → amido e celulose.
• Combinados de acordo com a formula → (C . H20)n, em que n ≥ 3
Função Energética
Função de Reserva
Função Estrutural (parede 
celular em plantas, algas, 
fungos e bactérias; 
revestimento de 
crustáceos e insetos)
Função de Regulação
Função de Crescimento
Monossacarídeos são aldoses ou cetoses 
→ Os monossacarídeos são aldeídos ou cetonas derivados de
poli-hidroxiálcoois de cadeia linear contendo pelo menos três
átomos de carbono.
→ Eles são classificados de acordo com a natureza química de
seu grupo carbonila e pelo número de seus átomos de
carbono. Se o grupo carbonila for um aldeído, o açúcar será́
uma aldose. Se o grupo carbonila for uma cetona, o açúcar
será uma cetose.
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D-glicose A aldo-hexose D-glicose tem a fórmula (C . H2O)6:
• Todos, exceto dois de seus seis átomos de C, C1 e C6, são centros
quirais.
• A indicação de D ou L é feita de acordo com a convenção de Fischer :
o centro assimétrico mais afastado do grupo carbonila nos D-açúcares
tem a mesma configuração absoluta do D-gliceraldeído (i.e., o –OH no
C5 da d-glicose está à direita na projeção de Fischer).
• Os L-açúcares são as imagens especulares de seus d-açúcares. O
prefixo d é frequentemente omitido porque os açúcaresl são
biologicamente menos abundantes do que os d-açúcares.
Monossacarídeos são aldoses ou cetoses 
• As cetoses mais comuns são aquelas com sua função de 
cetona no C2. A posição do grupo carbonila origina cetoses 
com um centro assimétrico a menos do que suas aldoses
isoméricas; por isso, uma cetoexose possui apenas 23 = 8 
estereoisômeros possíveis (4 açúcares D e 4 açúcares L). As 
cetoses mais comuns são di-hidroxiacetona, ribulose e 
frutose, as quais serão encontradas em nossos estudos do 
metabolismo.
• As D-cetoses com 3 a 6 átomos de carbono. A configuração
em torno do C3 (em vermelho) distingue os membros de cada
par.
• As cetoses biologicamente mais comuns estão marcadas com
quadros.
Monossacarídeos variam em 
configuração e conformação
• Os álcoois reagem com os grupos carbonila dos aldeídos e das
cetonas para formar hemiacetais e hemicetais, respectivamente.
A forma linear da D-glicose produzindo o hemiacetal cíclico β-D-glicopiranose.
Monossacarídeos variam em 
configuração e conformação
A forma linear da D-frutose produzindo o hemicetal cíclico a-D-frutofuranose. Os açúcares cíclicos estão mostrados 
tanto nas projeções de Haworth quanto na forma de bastão embutida no seu modelo semitransparente de volume 
atômico, com C em verde, H em branco e O em vermelho.
Um açúcar com um anel de seis membros é conhecido 
como piranose, em analogia ao pirano, composto simples 
contendo esse anel. De forma similar, os açúcares com 
anéis de cinco membros são designados furanoses, em 
analogia ao furano.
Os açúcares cíclicos tem duas 
formas anoméricas
Quando um monossacarídeo se cicliza, o carbono carbonila, denominado carbono anomérico, torna-se um centro
quiral com duas configurações possíveis. Os dois estereoisômeros que se distinguem em configuração no carbono
anomérico são denominados anômeros. No anômero α, o OH substituinte do carbono anomérico está do lado
oposto do anel do açúcar a partir do grupo CH2OH no centro quiral que designa a configuração D ou L (C5 nas
hexoses). A outra forma é conhecida como anômero β
Anômeros α e β. Os monossacarídeos α-D-glicopiranose e β-D-glicopiranose, desenhados como projeções de
Haworth e modelos de esfera e bastão, interconvertem-se pela forma linear. Eles diferem apenas pela sua
configuração sobre o carbono anomérico, C1.
• Também conhecidos como glicanos, consistem em monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas.
• São classificados como homopolissacarídeos ou heteropolissacaídeos quando consistem em um ou mais tipos
de monossacarídeos.
• Apesar de as sequências de monossacarídeos dos heteropolissacarídeos poderem, a princípio, ser mais
variadas do que as das proteínas, muitas são compostas por apenas poucos tipos de monossacarídeos que se
alternam em uma sequência repetitiva.
Polissacarídeos
• Os polissacarídeos, ao contrário das proteínas e dos ácidos nucleicos, formam polímeros
ramificados e lineares. Isso ocorre porque as ligações glicosídicas podem ser formadas por
qualquer grupo hidroxila de um monossacarídeos.
Ligação 
Glicosídica
Forma-se pela condensação (eliminação de uma molécula de água), de
duas hidroxilas de monossacarídeos, sendo que, pelo menos uma
delas seja a hidroxila anomérica.
Ligação Glicosídica
CH OH
2
H
H
OH
H
OH
H
OH
H
OH
1
23
4
5
6
O
CH OH
2
H
H
OH
H
OH
H
OH
H
OH
1
23
4
5
6
O
+
H O
2
CH OH
2
H
H
H
OH
H
OH
H
OH
1
23
4
5
6
O
CH OH
2
H
H
OH
H
OH
H
OH
H
O
1
23
4
5
6
O
Ligação glicosídica (α – 1,4)
Maltose
*
A Lactose e a Sacarose são dissacarídeos
A lactose ocorre naturalmente apenas no leite, onde sua concentração varia de 0 a 7%.
O-β-d-galactopiranosil-(1 → 4)-d-glicopiranosenome sistemático para a lactose
Especifica
Seus monossacarídeos
Seu tipo de anel e o modo pelo qual eles 
são ligados
• O símbolo (1 → 4) combinado com β no prefixo indica que a ligação glicosídica liga o C1 do anômero β da
galactose ao O4 da glicose.
• Observe que a lactose tem um carbono anomérico livre no seu resíduo de glicose, sendo por isso um
açúcar redutor.
A Lactose e a Sacarose são dissacarídeos
O dissacarídeo mais abundante é a sacarose, a principal forma pela qual os 
carboidratos são transportados nas plantas.
O-β-D-glicopiranosil-(1 → 2)- β-D-fructofuranosídeonome sistemático para a lactose
• Indica que o carbono anomérico de cada açúcar (C1 na glicose e C2 na frutose) participa na
ligação glicosídica e, por isso, a sacarose é um açúcar não redutor.
Adoçantes artificiais
Adoçantes artificiais
A Celulose e a Quitina são polissacarídeos estruturais
• A celulose, principal componente estrutural da parede celular das plantas.
• Responsável por mais da metade do carbono presente na biosfera: estima-se que
aproximadamente 1015 kg de celulose sejam sintetizados e degradados
anualmente.
• A celulose é um polímero linear de até 15.000 resíduos de D-glicose ligados por
ligações glicosídicas β(1 → 4):
• Estudos por raios X e outros estudos de fibras de celulose
revelaram que as cadeias de celulose são fitas planas em
que anéis de glicose sucessivos são virados a 180o em
relação a outros. Isso permite ao grupo C3-OH de cada
resíduo de glicose formar uma ligação de hidrogênio com
o oxigênio (O5) do anel do próximo resíduo.
• As cadeias paralelas de celulose formam folhas com
ligações de hidrogênio intercadeias, incluindo ligações
O2—H...O6 e ligações O6—H...O3.
Modelo da Celulose
A Celulose e a Quitina são polissacarídeos estruturais
• A quitina é o principal componente estrutural do exoesqueleto de invertebrados
como crustáceos, insetos e aranhas, estando também presente na parede celular
da maioria dos fungos e de muitas algas.
• É, portanto, tão abundante quanto a celulose. A quitina é um homopolímero de
resíduos de N-acetil-D-glicosamina unidos por ligações β(1 → 4).
• Ela se diferencia quimicamente da celulose apenas porque cada grupo OH do C2 é
substituído por uma função acetamida. As análises de raios X indicam que a quitina
e a celulose têm estruturas similares.