Bioquímica - Carboidratos

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Daniela Luiza Dorini – Bioquímica Geral - Farmácia 
 Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes da Terra. 
 São poli-hidroxialdeídos ou poli-hidroxicetonas, ou substâncias que, quando 
hidrolisadas, geram esses compostos. 
 Muitos possuem a formula empírica (CH2O)n, alguns possuem nitrogênio, fósforo 
ou enxofre. 
 Há três classes principais de carboidratos: 
1. Monossacarídeos – uma única unidade poli-hidroxialdeídos ou poli-
hidroxicetonas, o mais abundante é o açúcar de 6 carbonos D-glicose, 
chamado de dextrose. 
2. Oligossacarídeos – cadeias curtas de unidades de monossacarídeos, ou 
resíduos, ligados por ligações glicosídicas, os mais abundantes são os 
dissacarídeos, com duas unidades. 
a. Um exemplo é a sacarose, constituído por D-glicose e D-frutose. 
3. Polissacarídeos – polímeros de açúcar que contêm mais de 20 unidades. Alguns 
possuem cadeias lineares como a celulose, outros são ramificados, como o 
glicogênio. 
MONOSSACARÍDEOS E DISSACARÍDEOS 
 Os monossacarídeos são aldeídos ou cetonas com dois ou mais grupos hidroxila. 
POLIHIDROXICETONA ou POLIHIDROXIALDEÍDO 
POLI – vários, no caso dois ou mais 
HIDROXI – grupos hidroxila 
CETONA ou ALDEÍDO – grupamento funcional que varia 
 As duas famílias de monossacarídeos são aldoses e cetoses. 
 Os esqueletos dos monossacarídeos comuns são compostos por: 
 Cadeias de carbono não ramificadas, em que todos os átomos de carbono 
estão unidos por ligações simples 
 Um dos átomos de carbono está ligado por ligação dupla a um átomo de 
oxigênio, formando um grupo carbonil. 
 Carbonil na extremidade – é uma aldose. 
 Carbonil em qualquer outro carbono – é uma cetose. 
 Os outros átomos de carbono estão ligados, cada um, a um grupo hidroxila. 
 Os monossacarídeos mais simples são as trioses de três carbonos: 
 Gliceraldeídos (aldotrioses) 
 Di-hidroxiacetona (cetotriose) 
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 Outros monossacarídeos: 
 Tetroses – quatro carbonos 
 Pentoses – cinco carbonos 
 Hexoses – seis carbonos 
 Heptoses – sete carbonos 
 Há aldoses e cetoses para cada um dos comprimentos de cadeia: 
 Aldotetroses e cetotetroses. 
 Aldopentoses e cetopentoses. 
 
 
 
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Enantiômeros 
 Com exceção da di-hidroxiacetona, todos os monossacarídeos possuem um ou 
mais carbonos quirais, ocorrendo formas isoméricas opticamente ativas. 
 Uma molécula com n centros quirais pode ter 2n estereoisômeros 
 O gliceraldeído tem 21 = 2 
 As aldo-hexoses possuem quatro centros quirais, têm 24 = 16. 
 Para cada comprimento de cadeia os estereoisômeros podem ser divididos em 
dois grupos, os quais diferem quanto a configuração do centro quiral mais 
distante do carbono do carbonil: 
 Isômero D – configuração é mesma daquela do D-gliceraldeído, o grupo 
hidroxila do carbono de referência está à direita. 
 Isômero L – configuração é mesma daquela do L-gliceraldeído, quando o 
grupo hidroxila está à esquerda. 
 Das 16 hexoses possíveis, 8 estão na forma D e oito na forma L. 
 
Representações cíclicas 
 Monossacarídeos de 5 ou mais carbonos estão na forma cíclica: 
 Furanoses 
 Piranoses 
 O grupo carbonil forma uma ligação covalente com o oxigênio de um grupo 
hidroxila. 
 A ciclilização faz com que o carbono do grupo carbonila fique assimétrico, sendo 
assim, dependendo da posição da hidroxila ele pode ser  ou . 
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 As estruturas cíclicas dos açúcares são representadas mais corretamente pelas 
fórmulas em perspectiva de Haworth do que pelas projeções de Fisher. 
 
DISSACARÍDEOS 
 São oligossacarídeos formados por dois monossacarídeos, por meio de uma 
ligação glicosídica. 
 Grupo hidroxila de uma molécula reage com o carbono anomérico de outra. 
 São prontamente hidrolisadas por ácido, mas resistem à clivagem por base. 
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 Estrutura dos dissacarídeos mais comuns 
 
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Dissacarídeo Composição Enzima 
Maltose Glicose + glicose Maltase 
Sacarose Glicose + frutose Sacarase 
Lactose Glicose + galactose Lactase 
 
 
Nomenclatura de dissacarídeos 
 Por convenção, o nome descreve o composto a partir de seu terminal não-redutor 
colocado à esquerda, sendo, então, construído na seguinte ordem: 
1. A configuração (α ou β) do átomo de carbono anomérico que reúne a primeira 
unidade de monossacarídeo (à esquerda) à segunda unidade deve ser 
determinada; 
2. É escrito o nome da unidade da extremidade não-redutora. Para distinguir as 
estruturas dos anéis, cinco ou seis átomos, adiciona-se ao nome os termos 
“furano” ou “pirano”. Para a primeira unidade de monossacarídeo, devemos 
adicionar a terminação osil; 
3. Os dois átomos de carbono reunidos pela ligação glicosídica devem ser 
indicados entre parênteses, com uma seta conectando os dois números (1→4) 
ou separados por vírgula (1,4). 
4. Escreve-se o nome da segunda unidade, designando por meio das 
terminações ose ou osídeo quando ela for um açúcar redutor ou não-redutor, 
respectivamente. 
a. Açúcar redutor: é o dissacarídeo que possui uma hidroxila livre no C-1 
(nas aldoses, por exemplo) ou no C-2 (nas cetoses, por exemplo). Para eles, 
faz-se uso da terminação ose. Deste modo, receberão o sufixo ose os 
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dissacarídeos que apresentarem a ligação glicosídica 1→4 ou 1→6, uma 
vez que os carbonos 1 e 2 apresentarão suas hidroxilas livres. 
 Ex1: β-D-Galactopiranosil-(1  4) -α-D-Glicopiranose ou Lactose. 
b. Açúcar não-redutor: é o dissacarídeo que não possui hidroxila livre no 
C-1 ou no C-2. Para eles, faz-se uso da terminação osídeo. Deste modo, 
receberão o sufixo osídeo os dissacarídeos que apresentarem a ligação 
glicosídica 1→1 ou 1→2, uma vez que as hidroxilas dos carbonos 1 e 2 
estarão envolvidos na ligação glicosídica e, portanto, não estarão livres. 
 Ex2: α-D-Glicopiranosil-(1  1) -α-D-Glicopiranosídeo ou Trealose. 
 Ex3: α-D-Glicopiranosil-(1  2) -β-D-Frutofuranosídeo. 
Açúcar Ligação Sufixo 
Redutor (1  4) e (1  6) Ose 
Não redutor (1  1) e (1  2) Osídeo 
 
POLISSACARÍDEOS 
 São polímeros de média a alta massa molecular (M > 20000). 
 São também chamados de glicanos. 
 Diferem-se uns dos outros na: 
 Identidade das unidades de monossacarídeos repetidas. 
 Comprimento das cadeias. 
 Tipos de ligações unindo as unidades. 
 Grau de ramificação. 
 Homopolissacarídeos – somente uma espécie monomérica. 
 Ex.: amido, glicogênio, celulose, quitina. 
 Heteropolissacarídeos – dois ou mais tipos diferentes. 
 Ex.: peptídeoglicanos. 
 
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Polissacarídeos de armazenamento 
 Os polissacarídeos de armazenamento mais importantes são: 
 Amido – em células vegetais 
 Glicogênio – em células animais. 
Amido 
 Possui dois tipos de polímero de glicose: 
 Amilose – cadeias longas não ramificadas de resíduos de D-glicose 
conectadas por ligações (1  4) 
 
 
 Amilopectina – cadeia com ligações (1  4), é altamente ramificada e nos 
pontos de ramificação são ligações (1  6). 
 
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Glicogênio 
 Estrutura similar a amilopectina, com maior número de ramificações (a cada 8 a 
12 resíduos). 
 É um polímero de subunidades de glicose ligadas por ligações (1  4), com 
ligações (1  6) nas ramificações. 
 
 
 O fato de as células armazenarem uma reserva nutritiva na forma de 
polissacarídeo (glicogênio) e não na forma de monossacarídeo (glicose) se dá por 
uma questão de osmolaridade, de forma que a glicose livre em abundância no 
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citoplasma celular aumenta a osmolaridade do citoplasma, o que pode levar ao 
rompimento celular. 
Polissacarídeos estruturais 
Celulose 
 Substância fibrosa, resistente e insolúvel em água. Encontrada na parede celular de plantas. 
 É constituído por 10000 a 15000 unidades de D-glicose. 
 A D-glicose é do tipo . 
 Resíduos se ligam por ligações glicosídicas (1  4) 
 
Quitina 
 Principal componente dos exoesqueletos duros de cerca de 1 milhão de espécies 
de artrópodes. 
 Homopolissacarídeo linear, composto por resíduos de N-acetilglicosamina em 
ligações (1  4). 
 Diferença química em relação a celulose é a substituição de um grupo hidroxila 
em C-2 por um grupo de amina acetilado.