Resumo de carboidratos

Prévia do material em texto

Quimica dos carboidratos 
· Biomoléculas mais abundantes na terra
· Maior fonte de energia (parte de ingestão calórica – mamíferos e microrganismos) 
· São elementos estruturais (parece bacteriana, vegetal) 
· Lubrificantes 
· Glicoconjugados 
· Segunda classe de biomoléculas mais abundante nas células (1º é as proteínas)
· Oligossacarídeos na M.P.
· Desóxi-ribose no DNA
· Ribose no RNA
· Glicose no citosol 
· Grânulos de glicogênio no citosol de hepatócitos e miócitos 
· Celulose na parede celular
· Definição de carboidratos:
· Química: São poliidroxialdeídeos ou poliidroxicetonas ou substâncias que liberam esses compostos por hidrólise (ex: D – glicose e D – frutose)
· Biológica: São as biomoléculas mais abundantes na face da Terra
· Funções:
· Papel energético reserva de energia 
· Papel estrutural e proteção parede celular de bactérias e células vegetais 
· Ação lubrificante nas articulações 
· Classificação: 
· Monossacarídeos: 1 unidade poliidroxialdeídica ou poliidroxicetona ex: glicose e frutose
· Oligossacarídeos: Cadeias curtas de unidades monossacarídeas unidas por ligações glicosídicas ex: lactose, sacarose e maltose (dissacarídeos)
· Polissacarídeos: polímeros de unidades monossacarídeas sendo que cada uma unida por ligações glicosídicas ex: glicogênio, amido e celulose
· Monossacarídeos 
· Açúcar mais simples 
· Glicose, frutose, ribose, manose...
· Características químicas:
· Aldeídos ou cetonas
· Sólidos, cristalinos e sabor adocicado
· Solúvel em H20, insolúvel em soluções apolares 
· Classificação:
· N° de carbonos: triose, tetrose pentose e hexose 
· Grupo funcional: aldose (aldeído) ou cetose (cetona) 
 
· Estereosisomeria
· todos os monossacarídeos (menos a diidroxiacetona) tem 1 ou + C* (quiral) 
· Ocorre formas isoméricas opticamente ativas – imagens especulares não sobreponíveis 
· N° de estereoisômeros = 2n, em que n = n° de C* ex: D-Gliceraldeído e L-Gliceraldeídeo 
· Possui atividade óptica 
· Fórmulas de projeção de Fisher: as ligações horizontais ficam para fora do plano e as verticais para trás do plano
· Fórmulas em perspectiva: setas sólidas apontam ao leitor e setas descontínuas apontam para longe do leitor
· Para descobrir qual é a configuração absoluta da molécula, pegamos o carbono quiral mais distante do grupo funcional se a hidroxila estiver à direita é destrógeno, e se estiver à esquerda é levógeno
· Epímeros: isômeros que mudam somente na configuração de um átomo específico de carbono ex: manose e glicose
· L-arabinose: monossacarídeo que predomina na configura
· Atividade óptica: capacidade de desviar o plano da luz para direita (Dextrorrotatório = α +) ou para a esquerda (levorrotatório α -)
Ex: D – glucose: dextrorrotatório α = +52,7°
 D- frutose: levorrotatório α = - 92,4°
· Em solução: 
· monossacarídeos podem agir de forma como se tivesse um centro assimétrico a mais do que as fórmulas estruturais de cadeia aberta indicam
· concluiu que para ter outras 2 formais isoméricas, os monossacarídeos dvem acontecer na forma de anel, sendo resultado de reações intramoleculares que formam hemiacetais ou hemicetais 
· Quando fecha o anel, surge mais um C*, recebendo o nome de carbono anomérico e os isômeros α e β Processo de cicilização da molécula, reação intramolecular (acontece com aldotetrose e todos monossacarídeos com 5 ou mais C)
· Ex: D-glicose α-D – glicopiranose (é α quando a hidroxila desse carbono anomérico está para baixo, quando está para cima é β)
· Ex: aldeideo + álcool = hemiacetal (o anel)
· Ex: cetona + álcool = hemicetal (o anel)
· Mutarrotação: reação da interconversão das formas α e β até atingir o equilíbrio 
· Anéis piranosídicos e furanosídicos não são rígidos, podendo assumir conformações espaciais (anéis piranosídicos pode ter 2 conformações em cadeia) 
· Açúcar redutor: 
· Vai provocar a redução e sofre oxidação 
· Oxidação = perda de elétron aumenta o Nox
· Redução = ganho de elétrons diminuição do Nox 
· Monossacarídeos pode ser oxidado por agentes oxidantes como íon férrico e cúprico 
· Converte grupo aldose (carbonila) em ácido (carboxílico) 
· Glicose e outros açúcares que conseguem reduzir íons férrico ou cúprico é chamado de açúcares redutores 
· Tem que ter C anomérico livre!!
· Reação de Fehling: teste qualitativo para detectar a presença de açúcar redutor pela medida de agente oxidante reduzido pelo açúcar redutor usado no passado pra detectar presença de glicose em urina e sangue 
· Método glicose-oxidase: método atual usado pra quantificar a glicose no sangue 
· Oligossacarídeo 
· Cadeia curta de unidades monossacarídicas unidas por ligações glicosídicas 
· Dissacarídeos: Lactose sacarose, maltose...
· Formação da ligação glicosídica:
· Entre hidroxila de um dos açúcares com o C anomérico do outro açúcar:
· Libera uma molécula de H20
· Maltose é açúcar redutor! (C anomérico livre)
 
· Maltose é resultado da digestão de amido e glicogênio
· Sacarose não é açúcar redutor (seus 2 C anoméricos estão comprometidos)
· Lactose é açúcar redutor
· Encontrado no leite – principalmente livre 
· [ ] varia entre espécies 
· Fonte primária de carboidratos para o desenvolvimento de mamíferos 
· Produzido nas glândulas mamárias de quase todos os mamíferos – principais fontes diéticas de lactose 
· intolerância à lactose ou deficiência da enzima lactase 
· Enzima lactase presente no intestino quebra da lactose resulta em galactose + glicose
· Lactose: 52% sólidos totais do leite desnatado e 70% dos sólidos encontrados no soro do leite
· Controla o volume de leite produzindo atrai água do sangue para equilibrar a pressão osmótica na glândula mamária 
· Quantidade de água do leite e o volume do leite de vacas leiteiras depende da quantidade de lactose secretada pela glândula mamária
· Concentração de lactose no leite é de 5%
· Outros oligossacarídeos:
· Rafinose: na beterraba
· Estaquiose: em raízes comestíveis e leguminosas 
· FOS (fruto-oligossacarídeo, polímeros de frutose): é prebióticos, encontrado em vegetais, sendo fonte de nutrientes para bifidobactérias do TGI inferior (bactérias probióticas que serve para controlar populações intestinais de bactérias patogênicas, como a Salmonella). Surgem de hidrólise da inulina (polissacarídeo de frutose)
· Polissacarídeos 
· Ou glicanos 
· Diferença entre polissacarídeos:
· Tipo de monossacarídeo
· No comprimento da cadeia 
· No tipo de ligação entre as unidades 
· No grau de ramificação
· Classificação:
· Homopolissacarídeo (1 tipo de subunidade), podendo ser linear ou ramificado 
· Heteropolissacarídeo (+ de 1 tipo de subunidade), podendo ser linear ou ramificada
· Homipolissacarídeos de reserva:
· Amido e glicogênio 
· Amido:
· Polímero α-D-Glucose 
· Armazenamento em células vegetais (grandes agrupamentos ou grânulos extremamente hidratados) 
· Abundante em tubérculos: batata mandioca e grãos como milho e arroz
· Formado de amilose e amilopectina 
· A amilose é a parte linear do amido com ligação tipo (α14)
· Amilose tem uma extremidade redutora e uma não-redutora 
· Amilopectina: parte ramificada do amido que tem ligações tipo (α16) no ponto de ramificação. A cada 24 a 30 resíduos de glicose tem um ponto de ramificação.
· Α α-amilase (salivar e de secreção intestinal) vai degradar ligações α14
· O Amido (amilose) tem formato em hélice (conformação + estável) ao invés de reta, como a celulose
· Glicogênio:
· Polímero de α-D-glucose 
· Polissacarídeo de armazenamento em células animais (hepáticas e musculares) 
· Tem cadeia principal linear e cadeira ramificada 
· Mais ramificações que o amido (a cada 8 a 12 resíduos de glicose)
· Se guardarmos a glicose na sua forma polimérica não ocorre aumento da concentração osmótica das células
· Grânulos de glicogênio: moléculas de glicogênio + enzimas de síntese e degradação 
· 7% do peso úmido de hepatócitos é glicogênio
· Homipolissacarídeo de estrutura:
· Celulose:
· Polímero de β-B-glucose
· Unidades de glicose unida por ligações β14
· Polímero linear 
· Fibrosa
· Resistente 
· Insolúvel em H20 – uma estruturaestável
· Os “OH” presentes na estrutura da celulose realizam interações intra-cadeia e inter-cadeia, não podendo formar pontes de H com a H2O
· Não sofre ação de amilases
· Estrutural em vegetais
· Forma pontes de H entre cadeias e intra-cadeias
· Todas as unidades de glicose possuem a mesma conformação
· Ruminantes conseguem usar a celulose como fonte de energia devido microorganismos no rúmen que conseguem degradar a celulose, produzem a celulase
· Somente degrada gramíneas, não consegue plantas arbustivas
· Fungos também podem produzir celulase 
· Quitina
· Polímero linear de N-acetil-D-glucosamina (β14)
· Estrutural no exoesqueleto de artrópodes e crustáceos 
· Peptidoglicanos
· Revestem bactérias protege ela de lise osmótica (na parece celular)
· Heteropolímero (unidades alternadas), formado por:
· N-acetilglicosamina
· Ácido N-acetilmurâmico 
· Interligado por peptídeos pequenos (Alanina, Glutamina, Lisina e glicina)
· Entre os resíduos: ligação β14
· Penicilina, beta – lactâmicos (antibiótico) inibe a enzima transpeptidase (responsável por ligações cruzadasa bactéria é lisada). Na lágrima tem a Lisozima, capaz de romper a ligação β14
· Heteropolissacarídeos:
· Glicosaminoglicanos
· Presentes na matriz extracelular
· Heteropolissacarídeos + proteínas fibrosas
· Mantém células unidas
· Oferece um meio para difusão de nutrientes e O2 para as células (animais e bactérias) 
· São polímeros lineares 
· Composto por unidades repetitivas de dissacarídeos 
· Pode ter unidades sulfatadas (excesso de carga negativa)
· Ex: Ácido hialurônico, heparina, condroitina...
· Um dos monossacarídeos é a N-acetilglicosamina ou a N-acetilgalactosamina. O outro monossacarídeos geralmente é um ácido urônico (geralmente ácido D-glicurônico ou ácido L-idurônico)
· Ácido hialurônico (glicosaminoglicano): Lubrificante de articulações, geralmente consistência gelatinosa no humor vítreo nos olhos de vertebrados e presente na matriz extracelular de cartilagens e tendões. Cadeias de glicosaminoglicanos forma géis hidratados
· A matriz fica carregada negativamente, assim atrai cátions que vão aumentar a quantidade de H2O absorvida e criam uma pressão por inchaço. auxílio na resistência
· Glicosaminoglicanos que ajudam na resistência:
· Sulfato de condroitina = resistência na tensão de cartilagens, tendões, ligamentos e paredes da aorta
· Dermatan-sulfato = ajuda na flexibilidade da pele, presente em vasos sanguíneos e válvulas cardíacas 
· Queratan – sulfatos = nas cartilagens, ossos e em estruturas córneas de células mortas (chifres cabelos, cascos, unhas e garras)
· Heparan-sulfato = interação com proteínas, fatores de crescimento, componentes da m.e.c, enzimas e fatores no plasma
· Heparina = forma fracionada do heparan-sulfato, sendo um agente terapêutico usado na inibição da coagulação sanguínea, adicionada a amostras de sangue coletadas por análises clínicas e ao sangue doado por transfusão, impedindo coagulações 
· Glicoconjugados
· Moléculas formados de um carboidrato ligado de forma covalente em uma proteína ou lipídio
· São os proteoglicanos, glicoproteínas e glicolipídios
· Proteoglicanos
· Compostos de glicosaminoglicanos + proteínas 
· São glicoconjugados 
· Lubrificante de articulações 
· Componentes estruturais do tecido conjuntivo 
· Em outros tecidos faz a adesão das células para a M.E (agregados de proteoglicanos) e ligam fatores que estimulam a proliferação celular
· Glicoproteínas
· Oligossacarídeos ligados de forma covalente a proteínas 
· Percentual de peso menor do que proteoglicanos 
· É componente das membranas celulares glicocálice (extensão da M.P superfície recoberta por camada de carboidratos = ajuda no reconhecimento e adesão celular, além de proteger)
· São proteínas de secreção:
· Mucinas
· Imunoglobulinas (anticorpos) 
· Hormônios (hormônio folículo-estimulante, hormônio luteinizante e hormônio estimulante da tireoide)
· Proteínas do leite principal proteína do soro do leite: α-lactalbumina, que é glicosilada
· Glicolipídios 
· Lipopolissacarído Baceriano (LPS)
· Presente em bactérias gram negativas (ex: Salmonella typhimurium) 
· Porção lipídica é conhecida como endotoxina 
· Bactérias diferem sutilmente pela porção do açúcar do LPS
· Porção do açúcar define o sorotipo da bactéria
· Dobramentos dos homopolissacarídos:
· Monossacarídeos podem formar estruturas macromoleculares tridimensionais que são estabilizadas por interações fracas (ligação de H, Interação de Van der Waals e interações eletrostáticas p/ polímeros carregados)
· Glicogênio e amilose (amido), por causa das ligações α14, conformação mais estável é a helicoidal apertada e estabilizada por pontes de H
· Na amilose o centro da hélice tem conformação para acomodar íons de iodo, formando um complexo azul intenso interação base do teste do iodo para identificar a presença de amilose 
· Celulose: suas ligações β14 não deixa formar curvas, deixando a conformação mais estável sendo ela estendida. Cadeias estendidas lado a lado são estabilizadas por pontes de H, o que forma fibras supramoleculares retas e estáveis, sendo resistente à tensão.
·