6 - Química de Carboidratos (1)

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2º Bimestre
Profª Andressa Soldera da Silva
Cronograma
Teóricas
	Data	Aula	Tema
	04/05	6	Química de Carboidratos
	11/05	7	Química de Carboidratos e Conceitos de Bioenergética
	18/05	8	Via Glicolítica e Fermentações
	25/05	9	Ciclo do Ácido Cítrico e Fosforilação oxidativa
	01/06	10	Gliconeogênese, Glicogênese e Glicogenólise
	08/06	11	Via das pentoses fosfato
	15/06	12	Feriado
	22/06	13	Atividade em sala
	29/06	-	Avaliação Bimestral
	06/07	-	Devolutiva de Provas
	27/07	-	Avaliação Substitutiva do primeiro semestre
Cronograma
Práticas
	Data	Aula	Tema
	04/05	6	Carboidratos – turma 1
	11/05	7	Carboidratos – turma 2
	18/05	8	Urease – turma 1
	25/05	9	Urease – turma 2
	01/06	10	Extração do amido – turma 1
	08/06	11	Extração do amido – turma 2
	15/06	12	Feriado
	22/06	13	-
	29/06	-	-
	06/07	-	-
	27/07	-	-
Avaliações
Caso clínico – 2,0 pontos
Atividade em sala – iniciada e terminada em sala – 1,0 ponto
Avaliação bimestral (Prova) - 7,0 pontos
Química de Carboidratos
Carboidratos
Biomolécula mais abundante no planeta
Oxidação – principal via de produção de energia na maioria das células não fotossintéticas
Diversas funções:
FONTE DE ENERGIA (glucose) - manutenção da vida
Fonte de carbono na SÍNTESE DE OUTROS COMPONENTES CELULARES
Forma de ARMAZENAMENTO de energia (amido, glicogênio)
ELEMENTO ESTRUTURAL das células e tecidos (celulose, quitina)
Atividades biológicas
Processos de reconhecimento e na adesão celular (DURAND, 1992; SOEDA et al. 1994; ROCHA et al. 2001; LAI & TU, 2012) ;
Ação estimulatória do sistema imune (ROSS e VETVICKA, 1993);
Inibição de metástases tumorais (PARISH e SNOWDEN, 1988); 
Inibição de fatores de crescimento de fibroblastos (HOFFMAN, 1993; ONNO et al. 2012);
Anti-tumoral (FERNANDEZ et al. 1989; ZHUANG et al. 1995; CARNEIRO LEÃO et al. 1998; ZHOU et al. 2012; XU et al. 2012).
Atividade anticoagulante (MASSIMO et al. 2012)
Atividade antiviral (RINCAO et al. 2012; MORYA et al. 2012)
Fórmula Geral
Cn(H2O)n
Ex: glucose - C6H12O6 ou C6(H2O)6
Carboidratos
Compostos POLIHIDROXILADOS, contendo uma função ALDEÍDO OU CETONA
 Maior parte da ingestão calórica (açúcar ou amido) – homem, animais e microorganismos
 Posição CENTRAL METABOLISMO (síntese de carboidratos - CO2 e H2O) 
Carboidratos
Presença de aldeído na extremidade – ALDOSES
Presença de cetona em qualquer posição – CETOSES
Classificação	
MONOSSACARÍDEOS
 OLIGOSSACARÍDEOS
POLISSACARÍDEOS
Monossacarídeos
Uma ÚNICA UNIDADE de polihidroxialdeído ou polihidroxicetona
NÃO podem ser hidrolisados a compostos mais simples
Formam pontes de hidrogênio com a água
Possuem de 3 a 9 CARBONOS
D-glucose – monossacarídeo mais abundante na natureza
Características
Em geral são:
SÓLIDOS
CRISTALINOS
INCOLORES
MUITO SOLÚVEIS em ÁGUA (insolúveis em solventes não polares)
Muitos têm SABOR DOCE
Apresentam CARBONO ASSIMÉTRICO (C*) – estereoisômeros (exceto dihidroxicetona)
Classificação – Número de carbonos
3C- TRIOSES – gliceraldeído (aldose), dihidroxicetona (cetose)
4C- TETROSES - eritrose
5C- PENTOSES - arabinose, xilose, ribose (RNA), desoxiribose (DNA)
6C- HEXOSES - manose, galactose e glucose (aldoses), frutose (cetose)
Aldoses
Cetoses
Reação de ciclização
Reação de ciclização
Anômeros (α e β)
Formas ISOMÉRICAS dos monossacarídeos - DIFEREM na configuração ao redor do átomo de C1
C1 – CARBONO ANOMÉRICO (hemiacetal)
 OH 

 
 OH 
C1 
C1 
Formas cíclicas dos monossacarídeos
Derivadas do FURANO (anel de 4 átomos de carbono) - FURANOSÍDICAS
Derivadas do PIRANO (anel de 5 átomos de carbono) - PIRANOSÍDICAS
Projeção de Haworth 
Representa as FORMAS EM ANEL DOS MONOSSACARÍDEOS
COPLANARES (no mesmo plano)
Projeção de Haworth
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 (cadeira)
Grupo terminal –CH2OH apontando para cima
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.
Fórmulas conformacionais
TRIDIMENSIONAIS
Importantes na determinação das propriedades biológicas e função dos polissacarídeos
 BARCO CADEIRA 
Monossacarídeos modificados
Oligossacarídeos
2 A 10 unidades de monossacarídeos 
Ligações glicosídicas (covalente)
Ligação glicosídica
α 1→4
β 1→4
α 1→6
Dissacarídeos importantes
LACTOSE (presente no leite) – glucose + galactose (ligação β 1→4) 
MALTOSE – glucose + glucose (ligação α 1→4) 
SACAROSE (açúcar da cana) – glucose + frutose (ligação α 1→2) 
Monossacarídeos: reações de óxido redução
Oxidação fornece:
 energia ;
CO2 e H2O.
Aldoses são chamadas açúcares redutores
Cetoses também atuam como açúcares redutores, pois se isomerizam a aldoses.
Açúcares redutores
Carboidratos doadores de elétrons (reduzem os agentes oxidantes) 
Na formação de sacarose, o C anomérico da frutose (C-2) e o C anomérico da glucose (C-1), isto é, ambos terminais redutores, ligam-se entre si, sendo essa a razão pela qual a sacarose é um 
açúcar não redutor
Na maltose, um dos terminais redutores fica livre, pelo que se considera ser um açúcar redutor
Monossacarídeos: reações de óxido redução
Além de açúcares oxidados, há açúcares reduzidos importantes, como os desoxiaçúcares, onde um grupo OH é substituído por um átomo de H (ex: D-2 desoxirribose).
β-D-Desoxirribose
Monossacarídeos – reações de esterificação
Os grupos hidroxila, reagindo com ácidos, podem formar ésteres.
Os ésteres de fosfato são frequentemente formados pela transferência de um grupo Pi do ATP para formar um açúcar fosforilado e ADP (metabolismo).
hexoquinase
Formação de glicosídeos
Um açúcar com um grupo OH ligado a um C anomérico pode reagir com outra hidroxila para formar uma ligação glicosídica (R-C-R’).
Polissacarídeos
MAIORIA de todos os carboidratos
MAIS DE 10 UNIDADES monossacarídicas unidas por ligações glicosídicas
ALTA MASSA MOLAR
podem ser HIDROLISADOS POR ÁCIDOS OU ENZIMAS
As figuras mostram as ligações glicosídicas e sua relação com a formação de estruturas ramificadas.
No que se diferem os polissacarídeos?
DIFEREM ENTRE SI NA NATUREZA das unidades monossacarídicas
COMPRIMENTO de suas CADEIAS
GRAU DE RAMIFICAÇÃO
Classificação
	HOMOPOLISSACARÍDEO		HETEROPOLISSACARÍDEO	
	Linear	Ramificado	Linear	Ramificado
	Constituídos por somente um tipo de monossacarídeo
Ex.: Amido, Glicogênio, Celulose, Quitina		Constituídos por mais de um tipo de monossacarídeos
Ex.: Ácido Hialurônico, Keratan-Sulfato, Condroitin-Sulfato	
Amido
São polímeros de α-D-glicose, que ocorrem nas células de plantas.
Podem ser distinguidos uns dos outros pelo grau de ramificação da cadeia. Ex: a ligação da amilose é α (1 → 4) e a da amilopectina α (1 → 6).
Enzimas que hidrolisam o amido: α e β amilase, que atacam as ligações α (1 → 4), e enzimas desramificadoras, que degradam α (1 → 6).
Glicogênio
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. 
Celulose
É o principal componente estrutural das plantas, especialmente de madeira e plantas fibrosas. 
É um homopolissacarídeo linear de β-D-glicose, e todos os resíduos estão ligados por ligações glicosídicas β (1 → 4).
Cadeias individuais reunidas por pontes de H, que dão às plantas fibrosas sua força mecânica.
Os animais não possuem as enzimas celulases que atacam as ligações β, que são encontradas em bactérias incluindo as que habitam o trato digestivo dos cupins, animais de pasto, como gado e cavalo.
Estrutura
Estrutura polimérica da celulose. Longas cadeias que podem se unir por pontes de hidrogênio.Quitina
É semelhante à celulose, em estrutura e função, com resíduos ligados por ligações glicosídicas β (1 → 4).
Difere-se da celulose na natureza de monossacarídeos; na celulose o monômero é a β-D-glicose, e na quitina o monômero é a N-acetil- β-D-glicosamina.
Possui papel estrutural e apresenta boa resistência mecânica (filamentos individuais unidos por pontes de H).
Heteropolissacarídeos
Compostos por DOIS OU MAIS TIPOS de monossacarídeos
Chamados de MUCOPOLISSACARÍDEOS ÁCIDOS – presentes na Matriz extracelular dos tecidos
Glicoproteínas
As glicoproteínas contêm resíduos de carboidratos além da cadeia polipeptídica (ex: anticorpos).
Os carboidratos também atuam como determinantes antigênicos, que os anticorpos reconhecem e aos quais se ligam.
As distinções entre os grupos sangüíneos dependem das porções oligossacarídicas das glicoproteínas na superfície dos eritrócitos.
Em todos os tipos sangüíneos, a porção oligossacarídica contém L-fucose (desoxiaçúcar).
Os diversos tipos sanguíneos se diferenciam pela porção oligossacarídica das glicoproteínas na superfície dos eritrócitos, que atuam como determinantes antigênicos. Em todos os tipos sanguíneos o açúcar L-fucose está presente.
Outros heteropolissacarídeos
Referências
L, . N. D.; MICHAEL , Cox. Princípios de Bioquímica: LEHNINGER, A. L. NELSON, D.D COX, M.M . Princípios de Bioquímica . ed. , .. 4a. ed. São Paulo: Sarvier, 2006. ISBN 8573781661 
DEVLIN , Thomas M. Manual de bioquímica com correlações clínicas. São Paulo: Blucher, 2007. ISBN 9788521204060 
K , Campbell Mary. Bioquímica / Mary K. Campbell. 3. e. ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. ISBN 8573076763