Carboidratos: Estrutura e Classificação

Prévia do material em texto

CONCEITO 
Compostos aldeídicos ou cetônicos 
com múltiplas hidroxilas 
Fórmula geral: C(H2O)n 
Podem ter N, P ou S na estrutura 
Polihidróxialdeído (aldose): Contêm o 
grupo aldeído 
Polihidróxicetona (cetose): Contêm o 
grupo cetona 
 
PROPRIEDADES GERAIS 
Moléculas mais abundantes da terra 
FUNÇÕES 
I – Armazenamento de energia (ATP) 
II – Intermediários metabólicos (ATP e 
coenzima) 
III – Proteção 
IV – Estrutural (Riboses do RNA e 
DNA / Celulose) 
V – Formação de glicoconjugados 
(sinalização – anticorpos) 
CLASSIFICAÇÃO 
TAMANHO 
I – Monossacarídeos 
3 ou mais carbonos 
EX: Glicose 
 
 
II – Oligossacarídeos 
Ligação glicosídicas 
EX: Sacarose (Glicose + Frutose) 
III – Polissacarídeo 
Lineares ou ramificados 
 
EX: Amido 
MONOSSACARÍDEOS 
Solúveis em água e polares 
Aldeídos ou cetonas (aldoses; 
cetoses) 
Ligações covalentes ou de hidrogênio 
Carbonos quirais, com exceção da 
diihidroxiacetona, que se relaciona 
com a glicina, único aminoácido aquiral 
ESTEROISÔMEROS DOS 
MONOSSACARÍDEOS 
Classificados de acordo com a posição 
da hidroxila, caso esteja à direita, o 
esteroisômero é D e, caso esteja à 
esquerda, o esteroisômero é L 
2 elevado a n (n = carbonos quirais) 
 
OBS: Em cadeia com mais de um 
carbono quiral, classificar de acordo 
com o carbono quiral mais distante do 
grupo carbonila 
 
EPÍMEROS 
Carboidratos com a mesma forma 
molecular, porém se diferenciam por 
um dos carbonos quirais 
Na forma cíclica, são os anômeros 
 
EX: Glicose e Galactose são epímeros 
de 4 carbono, já que a hidroxila está, 
na primeira, do lado direito e, na 
segunda, na esquerda 
CLASSIFICAÇÃO DE ACORDO COM O 
NÚMERO DE CARBONOS 
3 C: Trioses: numeração dos 
carbonos sempre iguais e sem 
carbono assimétrico 
4 C: Tetrose 
5 C: Pentose 
 
 
NUMERAÇÃO DE CARBONO 
Inicia-se pelo grupo carbonila e segue 
de acordo com a proximidade a ele 
ESTRUTURAS CÍCILICAS 
Os monossacarídeos adquirem, em 
geral, estruturas cíclicas quando em 
solução 
Acontece com todas aldoses de 4 
carbonos (Aldotetrose) e com todos 
os outros monossacarídeos que 
possuem 5 ou mais carbonos 
A interação ocorre através da ligação 
covalente do grupo carbonila (aldeído 
ou cetona) com o OH ao longo da 
cadeia 
Ela é mais estável 
Ao interagir com a hidroxila forma-se: 
I – Hemiacetal: quando há o grupo 
aldeído na estrutura 
 
II – Hemicetal: quando há o grupo 
cetona na estrutura 
 
Quando há a ligação do carbonila com 
a hidroxila, forma-se um ponto 
assimétrico no carbono, denominada 
carbono anomérico (lado direito da 
estrutura cíclica). Classifica-se em alfa 
ou beta 
 
I – Alfa 
Hidroxila para baixo do anel 
II - Beta 
Hidroxila para cima do anel 
 
CLÍNICA DO CARBONO ANOMÊRICO 
Açucares redutores, já que esse 
carbono tem uma porção mais reativa 
que reduz alguns íons, como o Cobre. 
Quando a realizam, esses açúcares 
são oxidados, o que já foi utilizado 
para dosagem de açúcar na urina de 
pacientes com Diabetes Mellitus. 
Nesse caso, a redução do cobre 
altera a cor da solução, que fica mais 
avermelhada (glicose reduziu o cobre), 
passível de detectar o nível de glicose 
naquela amostra 
Carbonila se torna uma carboxila 
 
OBS: Podem sofrer a mutarrotação, 
que é a interconversão das formas 
alfa e beta da glicose (anômeros). Em 
solução, devido às propriedades da 
ligação, o anel fica de forma instável, 
o que quebra a conformação beta e 
forma uma nova ligação alfa, por 
exemplo 
OBS: As estruturas cíclicas podem 
ficar parecidas com o anel de Furano 
(pentagonal) ou com o anel de Pirano 
(hexagonal), dependendo do carbono 
que o grupo carbonila irá se ligar 
 
DISSACARÍDEOS 
Conectam-se através de ligação 
glicosídica, que é covalente 
LIGAÇÃO GLICOSÍDICA 
I – O-glicosídica 
Carbono anomérico de um 
monossacarídeo se liga ao OH de 
outro monossacarídeo 
II – N-Glicosídica 
Carbono anomérico de um 
monossacarídeo se liga a um 
nitrogênio, presente em ácidos 
nucléicos 
Elas se quebram facilmente na 
presença de ácidos 
Reação de condensação: perda de 
água 
EXEMPLOS: 
I – Maltose 
Glicose + Glicose 
Acontece entre o carbono anomérico 
de uma alfa glicose com a hidroxila 
presente em uma beta glicose 
Forma-se uma ligação alfa 1-4 (ligação 
alfa do carbono anomérico de um 
anel + 4 carbono comum do outro; 
alfa pois o carbono anomérico 
utilizado advém dessa conformação) 
Na 2 glicose, a qual é denominada 
beta, tem o seu carbono anomérico 
livre, o que permite a manutenção de 
sua extremidade redutora 
 
II – Lactose 
Galactose + Glicose 
Ligação beta 1-4, já que o carbono 
anomérico envolvido era de 
configuração beta 
 
III – Sacarose 
Frutose + Glicose 
DISSACARÍDEOS NÃO REDUTORES, 
já que são ligados entre si pelos 
carbonos anoméricos e assim, não há 
extremidade redutora livre. A sacarase 
é utilizada para reverter essa 
incapacidade, uma vez que cliva a 
ligação entre os dois anéis e libera os 
carbonos anoméricos. A partir disso, a 
sacarose torna-se capaz de agir como 
uma redutora 
Ligação alfa 1 – 2beta 
Isso também ocorre na Trealose, 
ligação alfa 1 – 1 alfa 
 
POLISSACARÍDEOS / GLICANOS 
I–Homopolissacarídeos/Homoglicanos 
Formado por um único 
monossacarídeo 
EX: Glicogênio: só formado por 
glicose 
II-Heteropolissacarídeos/Heterglicanos 
Formado por mais de um 
monossacarídeo 
EX: Mureina: Formada por N-
acetilglicosamina e ácido N-
acetilmurâmico 
Ambos não possuem peso molecular 
definido, já que não tem ponto de 
parada para sua síntese 
Podem ser classificados de acordo 
com a identidade dos 
monossacarídeos que os forma, tipos 
de ligação, tamanho das cadeias, grau 
e ramificação e funções 
 
POLISSACARÍDEOS DE RESERVA 
I – AMIDO 
a. Estrutura 
Homoglicano 
Amilose: não ramificada com ligações 
alfa 1 – 4 
Amilopectina: altamente ramificada 
Alfa 1 – 4 (lineares): Forma cadeirina, 
o que permite a sua torção e sua 
compactação, importante à sua 
função de reserva 
Alfa 1 – 6 (ramificação): A cada 24 a 
30 resíduos 
 
II – GLICOGÊNIO 
a. Estrutura 
Homoglicano 
Altamente ramificada 
Alfa 1 – 4 
Alfa 1 – 6: a cada 8 a 12 resíduos, mais 
compacta que o amido; armazena 
mais glicose 
Presente no fígado e músculo 
Concentração maior por tamanho, em 
comparação com o amido 
 
 
OBS: O glicogênio é mais ramificado 
que o amido pois é usado para liberar 
energia rápido. A quebra, como é 
feita por enzimas, é facilitada pela 
maior superfície de contato, 
possibilitada pelas ramificações 
OBS: Os polissacarídeos de reserva 
geralmente são homoglicanos, pois a 
sua quebra só depende de uma 
enzima específica 
POLISSACARÍDEOS ESTRUTURAIS 
I – CELULOSE 
Homoglicano 
Não ramificada 
Carbono anomêrico B envolvido na 
ligação glicosídica 
Ligações B 1 – 4 
Ligações de hidrogênio entre a 
glicose que forma a celulose implica a 
sua menor hidratação 
Configuração mais estendida 
(resistência) 
 
II – QUITINA 
Homoglicano 
Presente na carapaça dos artrópodes 
Homoglicano de N – Acetilglicosamina 
Ligação B 1 – 4 
Diferença com a celulose: C2 (grupo 
amino acetilado) 
Assim como a celulose, não é digerida 
por vertebrados 
 
III – PEPTIDOGLICANOS 
Heteroglicanos 
Formam as paredes celulares de 
bactérias gram-positivas 
Heteroglicanos: N – acetilglicosamina e 
ácido N – acetilmurâmico 
Ligação B 1 – 4 
Ligados com pequenos peptídeos, 
que fornece força à ligação (ligação 
cruzada) 
Clivado pela lisozima 
Penicilina: impede a síntese das 
ligações cruzadas, de forma a fragilizar 
a parede bacteriana e a favorecer a 
morte das bactéricas 
 
GLICOCONJUGADOS 
Associação de carboidratos com 
outras biomoléculas 
PROTEOGLICANOS 
Macromoléculas da superfície e da 
matriz extracelular, nas quais uma ou 
mais cadeias de glicosaminoglicanos 
estão ligados covalentemente a 
proteínas de membrana ou secretada 
São os maiores componentes dos 
tecidos conectivos, nos quaissuas 
ligações não covalentes produzem 
rigidez e elasticidade 
 
GLICOPROTEÍNAS 
Têm um ou vários oligossacarídeos 
de complexidade variada ligados 
covalentemente à proteína 
 
EX: Aminoácidos 
GLICOLIPÍDEOS 
São lipídeos de membrana nos quais 
os grupos hidrofílicos são 
oligossacarídeos 
São anfipáticos 
 
EX: Glicocálix