Carboidratos: Estrutura e Isomeria

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BCMOL I Bioquímica Lucas Silva 
 
 
 
 
 
 
• Biomoléculas mais abundantes da Terra. 
• Carboidratos são poli-hidroxialdeídos ou poli-
hidroxicetonas ou substancias que geram esses 
compostos quando hidrolisados. 
• Monossacarídeos, Oligossacarídeos e 
Polissacarídeos 
• Possuem como formula empírica para a maioria 
dos carboidratos: (CH2O)n 
 
• São glicídios simples, não ramificados, não 
hidrolisáveis, hidrossolúveis e constituídos 
apenas por ligações simples entre carbonos. 
• O “n” da formula geral (CnH2nOn) pode variar de 
3 a 7, sendo os mais importantes as pentoses e 
as hexoses. 
• As exceções a formula geral derivam das 
modificações que ocorrem em algumas 
moléculas durante o desempenho de alguma 
função, como ocorre na Desoxirribose (C5H10O4). 
• Açúcares simples constituídos por uma única 
unidade de poli-hidroxicetona ou poli-
hidroxialdeído. 
• Na forma aberta, um átomo de carbono faz uma 
dupla ligação com a carbonila, os outros átomos 
de carbono estão ligados a grupos hidroxilas. 
 
Grupo carbonila na extremidade = Aldose 
Grupo carbonila em outra posição = Cetose 
 
 
• Monossacarídeos com quatro, cinco, seis e sete 
átomos de carbono no esqueleto são chamados, 
respectivamente, de tetroses, pentoses, hexoses 
e heptoses. 
 
➔ 
 
 
• A forma cíclica (Haworth) é a formula espacial da 
glicose que mais se encontra presente no 
organismo, entretanto a Projeção de fisher é a 
estrutura que será quebrada na produção de 
energia. 
• A numeração do carbono deve sempre começar 
do carbono que está mais acima (Carbono 1). 
o Aldose – O carbono 1 está com a carboxila 
o Cetose – O carbono 2 está com a carboxila 
• Na perspectiva de Haworth, a faixa mais escura 
esta mais afastada do nosso plano, ao passo que 
a faixa mais fina está mais próximo a nós. 
• Na projeção de Fisher as linhas horizontais 
ilustram as ligações que saem da pagina e as 
verticais mostram as ligações que estão no plano 
da página. 
 
 
 
 
BCMOL I Bioquímica Lucas Silva 
➔ 
• Poli-hidroxialdeídos: São chamados de Aldose 
• Apresenta um grupamento aldeído na 
extremidade ligado. 
Ex. Glicose 
 
• Poli-hidroxicetonas: São chamados de Cetoses 
• Apresenta um grupamento cetona ligado a dois 
grupos radicais 
Ex. Frutose 
 
 
➔ 
• Todos os monossacarídeos (com exceção da 
molécula di-hidroxiacetona) contêm um ou mais 
centros quirais e, portanto, ocorrem em formas 
isoméricas opticamente ativas. 
• O gliceraldeído, contém um centro quiral (C2) e, 
assim dois isômeros óticos diferentes 
(Enantiômeros) 
• Os isômeros são dextrogiros (D) ou levogiros (L), 
sendo que os que são biologicamente 
importantes apresentam, SEMPRE, isomeria D. 
 
 
 
 Quem define se a molécula será D ou L é a 
hidroxila do último carbono quiral. 
o Hidroxila na esquerda = molécula L 
o Hidroxila na direita = molécula D 
 
 
 
 
 
 EPÍMEROS: São moléculas quase que 
completamente iguais, apresentando apenas 
uma diferença em UM DOS CARBONO, pela 
posição espacial de uma hidroxila. 
 
➔ 
• Em solução aquosa, as aldotetroses e todos os 
monossacarídeos com cinco ou mais átomos de 
carbono no esqueleto ocorrem 
predominantemente como estruturas cíclicas 
(em anel). 
• O grupo carbonila está formando uma ligação 
covalente com oxigênio de um grupo hidroxila 
presente na cadeia. 
• Propriedade inerente aos aldeídos e cetonas 
• A formação dessas estruturas em anel é o 
resultado de uma reação geral entre álcoois e 
aldeídos ou cetonas para formar derivados, 
chamados de Hemiacetais ou Hemicetais e logo, 
Acetais ou Cetais. 
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• A reação de formação do anel ocorre a parir da 
hidroxila espacialmente mais próxima do grupo 
carbonila. 
• As estruturas cíclicas mais estáveis são as 
Furanoses e as Piranoses 
 
 
 
• A estrutura ciclica de uma Aldose é um 
Hemiacetal, pois é formado pela combinação de 
um aldeido e uma hidroxila. 
• A estrutura ciclica de uma Cetose é um 
Hemicetal, pois é formado pela combinação de 
uma cetona e uma hidroxila. 
• Quando a estrutura ciclica é formada surge um 
novo carbono assimetrico e, assim, mais um par 
de isomeros pode ocorrer. Esse átomo de 
carbono é denominado anomérico. 
 
➔ 
• O carbono anomérico é o da carbonila 
participante da reação 
o C1 - Aldeido ou C2 – Cetona. 
• Não necessariamente a reação será com o último 
carbono assimétrico (seguindo a contagem da 
projeção de fisher), porém é a reação 
preferencial. 
• A estrutura tridimensional das moléculas é 
fundamental para o funcionamento da atividade 
de uma enzima. 
• Os carbonos anoméricos alfa e beta diferem 
apenas quanto a posição da hidroxila 
 
 Processo mutarrotacional: a configuração alfa e 
beta não é estática e podem alternar entre si. 
 
 
o Molécula alfa apresenta a hidroxila do carbono 1 
mais afastada do carbono 6. 
o Molécula beta apresenta a hidroxila do carbono 
1 mais próximo ao carbono 6. 
 
Obs.: Os monossacarídeos são agentes redutores 
 
A determinação do nível de glicose no sangue é 
medida a partir desse principio de reação com cobre. 
 
 
• Os oligossacarídeos são carboidratos resultantes 
da união de duas a dez moléculas de 
monossacarídeos. 
• A ligação entre os monossacarídeos ocorre por 
meio de uma ligação glicosídica, formada pela 
perda de uma molécula de água. 
• Os oligossacarídeos são solúveis em água, mas 
como não são carboidratos simples como os 
monossacarídeos necessitam ser quebrados na 
digestão para que o organismo possa aproveitar 
os nutrientes. 
• Os principais oligossacarídeos são os 
dissacarídeos, unidos por ligação glicosídica. 
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➔ 
• As ligações glicosídicas podem ser designadas de 
acordo com a posição do grupo hidroxila no 
carbono anomérico do glicídio envolvido na 
ligação. 
o Se o grupo hidroxila está na configuração 
alfa, a ligação é uma ligação alfa. 
o Se o grupo hidroxila estiver na configuração 
beta, a ligação é uma ligação beta. 
 
• É o carbono anomérico da primeira molécula que 
define o tipo de ligação (se vai ser alfa ou beta). 
E o nome da ligação é dado entre o carbono 1 da 
primeira molécula e o carbono N da hidroxila da 
segunda molécula. 
 
 
 A sacarose só é possível de ser formada com a 
ligação entre os dois carbonos anoméricos das 
moléculas. 
 
• Os polissacarídeos são carboidratos grandes, as 
vezes ramificados, formados pela união de mais 
de dez monossacarídeos ligados em cadeia, 
constituindo, assim, um polímero de 
monossacarídeo, geralmente de hexoses. 
• São insolúveis em água e, portanto, não alteram 
o equilíbrio osmótico das células. 
• Polímeros constituídos de centenas de milhares 
de resíduos de monossacarídeos, geralmente 
glicose, formando cadeias lineares ou 
ramificadas. 
 
 
 
 Homopolissacarídeos: Contêm apenas uma 
única espécie monomérica em toda a molécula, 
ou seja, apresenta apenas um tipo de molécula 
na sua constituição 
 Heteropolissacarideos: Contêm dois ou mais 
tipos diferentes de monossacarídeos, ou seja, 
apresenta mais de um tipo de molécula na 
constituição 
 
 
 
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➔ 
 AMIDO: Amilose + Amilopectina 
• Amilose: 
o Homopolissacarideo não ramificado. 
o Formada por resíduos de glicose 
o Formam um polímero linear 
o As ligações glicosídicas são alfa 1-4 e tendem 
a assumir um arranjo helicoidal 
 
• Amilopectina: 
o Constitui 70% do amido 
o Menos hidrossolúveis que a amilase 
o Unidas por ligações glicosídicas alfa-1,4 
o Apresenta uma ramificação a cada 24-30 
moléculas de glicose. 
 
 
 GLICOGENIO 
o Polimero de resíduos de glicose – 
Homopolimero. 
o Ligados por ligações glicosídicas alfa-1,4 com 
ligações alfa-1,6 nas ramificações 
o É mais ramificado e mais compacto que o amido. 
o Principal polissacarídeo de armazenamento das 
células animais. Abundante no fígado (7% do 
peso) e está bastante presente nos músculos. 
 
 CELULOSE: 
• Homopolissacarídeo linear e nãoramificado 
• Fibrosa, flexível e insolúvel em água 
• Ligação beta(1-4) que impossibilita a sua 
digestão por animais 
 
 GLICOCONJUGADOS: 
o Proteoglicanos: São macromoléculas da 
superfície celular ou da matriz extracelular, nas 
quais uma ou mais cadeias de 
glicosaminoglicanos sulfatados estão 
covalentemente unidas a uma proteína de 
membrana ou a uma proteína secretada. 
 
o Glicoproteínas: São proteínas que contêm um ou 
alguns oligossacarídeos de complexidades 
variadas a elas unidos covalentemente. 
Costumam ser encontradas na superfície externa 
da membrana plasmática (como parte do 
glicocálice), na matriz extracelular e no sangue. 
 
o Glicoesfingolipídeos: São componentes da 
membrana plasmática nos quais a cabeça 
hidrofílica é um oligossacarídeo. Os 
oligossacarídeos servem como pontos 
específicos para o reconhecimento por lectinas. 
Os neurônios são ricos em glicoesfingolipídeos, 
os quais auxiliam na condução nervosa e na 
formação da mielina. Os glicoesfingolipídeos 
também são importantes para a transdução de 
sinal nas células. 
 
 QUITINA 
 GLICOSAMINOGLICANOS 
 ÁCIDO HIALURÔNICO