Aula9_Carboidratos

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Carboidratos
Licenciatura em Química
20082008
Bioquímica I
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Carboidratos
Carboidratos: biomoléculas mais abundantes na face da Terra.
(glicídeos, sacarídeos ou hidratos de carbono)
100 bilhões de toneladas de 
CO2 e H2O
Celulose e produtos vegetais 
por ano
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Carboidratos
FUNÇÕES NAS FORMAS DE VIDA
� Fonte de Energia (oxidação)
� Reserva de Energia Amido (vegetal) e Glicogênio (animal)
� Elementos Estruturais
Vegetal (celulose) e bactérias• DNA e RNA 
• Parede celular 
• Exoesqueleto 
• Matriz extracelular
Quitina (insetos)
� Reconhecimento e adesão celular
Glicoconjugados 
(+ proteínas ou lipídeos)
� Sinalização e Localização
Glicose e sacarose
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Carboidratos
O que são carboidratos ?
Poliidroxialdeídos ou Poliidroxicetonas
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Carboidratos
CLASSIFICAÇÃO
- Monossacarídeos (açúcar simples): D-glicose, D-frutose 
- Dissacarídeos: sacarose (glicose+frutose)
- Oligossacarídeos: (cadeias curtas de monossacarídeos)
- Glicoconjugados: açúcar + (proteína ou lipídeo)
Ligações Glicosídicas
- Polissacarídeos (+20 unidades, centenas ou milhares):
- cadeia simples: celulose
- cadeia ramificada: glicogênio
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Monossacarídeos
MONOSSACARÍDEOS
Aldeídos ou cetonas com uma ou mais hidroxilas na cadeia
Ligações C-C, cadeia não ramificada
Átomos de carbono (com hidroxilas) são centros quirais (estereoisômeros)
Incolores, sólidos cristalinos, solúveis em água, insolúveis em solventes
Sabor doce (açúcares)
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Monossacarídeos
ALDOSES E CETOSES
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Monossacarídeos
ALDOSES E CETOSES
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Monossacarídeos
Nomenclatura
Cetoses (cetona)
Aldoses (aldeído)
Triose 
Tetrose 
Pentose 
Hexose 
Heptose
Aldopentose
Cetopentose
Forma cetose recebe um 
“ul” no nome da aldose 
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Monossacarídeos
Estereoquímica dos monossacarídeos
Monossacarídeos - centros quirais - isômeros opticamente ativos
exceto
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Monossacarídeos
23 22
24 = 16 estereoisômeros
Nº estereoisômeros 
2n
n= centros quirais
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Monossacarídeos
Sistema D, L - Fischer, 1891
gliceraldeído
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Monossacarídeos
Compara centro quiral mais 
distante do C carbonílico
Estereoisômeros D e L dos 
monossacarídeos
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Monossacarídeos
Epímeros: 
diferem na 
configuração 
de um carbono
D-glicose – D-manose (C2)
D-glicose – D-galactose (C4)
Estereoisômeros D das Aldohexoses
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Monossacarídeos
Monossacarídeos comuns possuem estruturas cíclicas!
Em solução aquosa formam-se estruturas cíclicas em que o 
grupo carbonila forma uma ligação covalente com uma 
hidroxila da cadeia.
1% fica linear 
33% forma αααα
66% forma ββββ
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Monossacarídeos
Formação das 
estruturas cíclicas da 
D-Glicose
Hemiacetal 
intramolecular
Carbono 1 
anomérico
Estereoisômeros
α e β
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Monossacarídeos
Anéis de 6 átomos → PIRANOSES
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Monossacarídeos
Estrutura Cíclica das Cetohexoses
2
5
FURANOSES
Anéis de 5 
átomos
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Monossacarídeos
Anel piranosídico não é plano!
Impedimento 
estérico
Mais favorecida 
OH equatoriais
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Organismos vivos possuem derivados das hexoses
Glicoproteínas de plantas
Parede celular 
Bacteriana
Impede saída 
da célula
Glicoproteínas de animais
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Monossacarídeos são Agentes Redutores
Reação de Fehling
Reação de Benedict
Reação de Tollens
Detecção de açúcar 
redutor
pH alto: óxido cuproso (vermelho)
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DISSACARÍDEOS 
E 
POLISSACARÍDEOS
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Dissacarídeos
Monossacarídeos ligados por uma ligação O-glicosídica
(o grupo hidroxila de uma molécula reage com o carbono anomérico de 
outra molécula)
Sacarose, Maltose, Lactose
DISSACARÍDEOS
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Formação da Maltose
• Mutarrotação
• Poder redutor
Extremidade
Não-redutora
Extremidade
Redutora
Ligação glicosídica C1 - C4
Ligação pode ser quebrada por hidrólise ácida (quente)
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Dissacarídeos Redutores
LACTOSE (β-D-galactopiranosil-(β1 → 4)-D-glicopiranose)
β-galactose β-glicose
Ligações em β: mais 
estáveis, estrutura estendida
Giro 180o
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Dissacarídeos NÃO Redutores
SACAROSE: Glc (α1↔ 2β) Fru
Fru (β2 ↔ 1α) Glc
Carbonos 
anoméricos
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POLISSACARÍDEOS (Glicanos)
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Polissacarídeos
Diferem
Unidades 
Tipos de ligação 
Tamanho 
Ramificação
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Polissacarídeos
AMIDO
Polímero de glicose 
Reserva energia em vegetais: batata (tubérculo), milho (sementes)
Reserva no cloroplasto
Grânulos na batata
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Polissacarídeos
AMIDO : Amilose (20%) + Amilopectina (80%) 
Ligações α1→4
PM: milhares até alguns milhões
Hidratado
Amilose: (cadeia longa não ramificada)
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Polissacarídeos
Amilopectina (cadeia longa, até 100 milhões de peso)
Ligações α1→4 
Ramificações α1→6 (uma a 
cada 30 unidades)
AMIDO : Amilose (20%) + Amilopectina (80%) 
ramificação
Cadeia principal
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Polissacarídeos
Estrutura tridimensional da Amilopectina
Mais estável 
curvada
Estrutura helicoidal
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Polissacarídeos
GLICOGÊNIO
Reserva energia em ANIMAIS (Polímero de glicose )
Ligações (α 1→ 4) - cadeias
Ligações (α 1→ 6) - ramificações (a cada 12 unidades)
PM: milhões, hidratado
Grânulos nos hepatócitos
Fígado e músculo esquelético
Grânulos: agregados menores + 
moléculas únicas + Enzimas de síntese 
e degradação
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Polissacarídeos
GLICOGÊNIO
Centro dos grânulos nos hepatócitos
Síntese e 
degradação
Grânulos contribuem 
pouco para 
osmolaridade do citosol
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Polissacarídeos
CELULOSE
Polímero de glicose (15.000 unidades)
Função Estrutural: Parede celular de VEGETAIS
Ligações (β 1→ 4) (cadeia estendia mais estável)
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Polissacarídeos
Pontes H
Fibras 
Supramoleculares
Fibras: 
Grau de hidratação baixo
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Polissacarídeos
Fibra Celulósica Obs: Cupins possuem 
bactéria intestinal que 
secreta celulase e quebra 
(β1→4)
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Polissacarídeos
QUITINA
Polímero de glicose 
Função Estrutural: Exoesqueleto de artrópodes
Ligações ( β 1→ 4) (cadeia estendia mais estável)
Substituição em C2 por grupo amino acetilado (diferença da celulose)
N- acetilglicosamina
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Polissacarídeos
Heteropolissacarídeos
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Polissacarídeos
PEPTIDEOGLICANOS
Parede de bactérias
peptídeo
Ponte de
pentaglicina
Lisozima (quebra β 1→ 4) 
(lágrima)
Penicilina (antibiótico) inibe 
síntese de peptídeos da parede
Ligações (β 1→4)
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Polissacarídeos
GLICOCONJUGADOS
FUNÇÕES
Endereçamento de proteínas
Mediadores de INTERAÇÕES celulares
Proteína 
ou 
Lipídeo
+ carboidrato
Proteoglicanos, Glicoproteínas, Glicolipídeos
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Polissacarídeos
PROTEOGLICANOS
Matriz
extracel
célula
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Polissacarídeos
Elastase (protease)
GLICOPROTEÍNAS
Na estrutura da proteína
Número de 
combinações de 
açúcares
Aumenta variedade e 
especificidade
Anticorpos
Hormônios
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Polissacarídeos
GLICOLIPÍDEOS
Lipídeo + Carboidrato
Ex: Gangliosídeos (Eucariotos): superfície (grupos sanguíneos)
Lipossacarídeos de bactérias
lipídeo
Salmonella