Carboidratos Bioquímica

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CARBOIDRATOS
o O que são carboidratos
o Poli-hidroxialdeídos ou poli-hidroxicetonas, ou substâncias que geram esses
compostos quando hidrolisadas
▪ No mínimo duas hidroxilas
▪ Possui a função orgânica aldeído e/ou cetona
▪ Fórmula mínima: Cn(H2O)n
o Glicídios, glucídios, sacarídeos, açúcares, oses, hidratos de carbono...
o Alta solubilidade: hidroxilas fazem ligações de hidrogênio com a água
o Quais as funções dos carboidratos
o Fonte e armazenamento de energia: glicose, amido, glicogênio
o Arcabouço estrutural do RNA e DNA
o Sustentação: hemicelulose e quitina
o Interações celulares: glicoproteínas
o Defesa: imunoglobulinas
o Classificação dos carboidratos
o Monossacarídeos
▪ Açúcares simples constituídos por uma única unidade
poli-hidroxicetona (cetoses) ou poli-hidroxialdeído (aldoses) que não
podem ser hidrolisados em carboidratos mais simples
▪ Classificados de acordo com
● a posição do grupo carbonil (aldose ou cetose);
● número de carbonos (trioses, tetroses, pentoses, hexoses);
▪ A D-glicose, demonstrada na figura abaixo, é um exemplo de
monossacarídeo do tipo aldose
▪ Isomeria óptica
● Isômero D X Isômero L – posição da OH no carbono quiral
mais distante da carbonila quando comparado com o
gliceraldeído
● Epímeros: isômeros que diferem apenas na configuração da
hidroxila de um carbono
▪ Estrutura cíclica
● Em solução aquosa, todos os monossacarídeos com 5 ou
mais carbonos ocorrem, predominantemente, como estruturas
cíclicas para se tornarem mais estáveis
● Formação de hemiacetais e acetais: reação geral entre o
grupamento aldeído e o grupamento álcool (hemiacetal ou
acetal) ou entre o grupamento cetona e o grupamento álcool
(hemicetal ou cetal)
o 2º OH vem de um carboidrato: ligação glicosídica
o Hemi(a)cetal possui OH como um dos ligantes do
carbono quiral
o (A)cetal não possui OH como ligante do carbono quiral
● Anômeros: formas simétricas de monossacarídeos que
diferem entre si apenas na configuração ao redor do átomo de
carbono quiral (pode ser hemiacetal ou hemicetal): se sua
hidroxila está na posição alfa (OH anomérica em planos
diferentes) ou beta (OH anomérica no mesmo plano)
o É um tipo de epímero
o
▪ Podem ser oxidados, reduzidos ou sofrer substituições de
grupamentos
● Redução do grupo aldeído produz álcool – gliceraldeído
quando reduzido forma glicerol
● Todo monossacarídeo é um açúcar redutor – possui o carbono
anomérico livre
o Nas aldoses, o carbono anomérico será o carbono 1
(C1) pois o carbono do grupo aldeído encontra-se na
ponta da estrutura linear da molécula, e nas cetoses
corresponde ao carbono 2 (C2) pois o carbono do
grupo cetona está na segunda posição.
o Dissacarídeos
▪ 2 monossacarídeos unidos covalentemente por uma ligação do tipo
O-glicosídica entre o grupo hidroxila de um açúcar e o carbono
anomérico do outro (o carbono anomérico é aquele que estabelece
uma ligação dupla com o O)
● Carbono anomérico reagindo com a OH da outra molécula =
ligação glicosídica
▪ Sacarose: glicose + frutose
● Não é um açúcar redutor (são mais estáveis) – carbonos
anoméricos fazendo ligação
● Plantas
▪ Lactose: glicose + galactose
● Açúcar redutor – tem um dos carbonos anoméricos livres
▪ Maltose: glicose + glicose
▪ Trealose: glicose + glicose
● A depender de qual OH e de qual carbono anomérico (alfa ou
beta) se ligue, dependes moléculas serão formadas
● Adoçante
o Polissacarídeos (glicanos)
▪ Polímeros de carboidratos de alto peso molecular
▪ Podem ser ramificados ou não
▪ Homopolissacarídeo
● Polímero composto por monômeros da mesma espécie
● Reserva energética: amido e glicogênio
o Glicogênio
▪ Altamente ramificado
▪ Enzimas associadas
▪ Cadeias polissacarídicas, cada qual contendo
cerca de 13 resíduos de glicose
▪ Fica armazenado nos tecidos muscular e
hepático na forma de estruturas granulares
o Amido
▪ Vem das plantas (cloroplastos)
▪ Ramificado
▪ Enzimas associadas - ligações tipo Alfa
▪ A hidrólise do amido é determinada por sua
estrutura, pelo grau de cristalização/hidratação
e de localização (se está incluso em paredes de
células vegetais intactas)
● Elementos estruturais e protetores nas paredes celulares
bacterianas e vegetais: celulose e quitina
o Celulose
▪ Origem vegetal
▪ Ligações tipo Beta
● Não é digerido
o Quitina
▪ Principal componente de exoesqueleto de
animais
▪ Possui nitrogênio
● Aminopolissacarídeo
▪ Heteropolissacarídeo
● Polímero composto por diferentes tipos de monossacarídeos
● Reconhecimento e a adesão intracelular (função estrutural):
proteoglicanos, glicoproteínas, glicolipídios,
glicosaminoglicanos, mucopolissacarídeos
● Glicano = polímero de carboidrato
o Peptideoglicanos
▪ Componente rígido da parede celular
bacteriana
▪ Heteropolímero de unidades alternadas
▪ Cadeias lineares interligadas por peptídeos
curtos
● Malha resistente a pressão osmótica
▪ Transpeptidase: enzima que forma as ligações
cruzadas entre as cadeias
● Penicilina e antibióticos relacionados
interferem no funcionamento dessa
enzima
o Glicosaminoglicanos
▪ Presentes na matriz extracelular
● Mistura de glicosaminoglicanos e
proteínas fibrosas
o Conexão celular e difusão
▪ Aminas e bactérias
● Interações: ancoragem; migração
celular; propagação de informação
● Proteoglicano: glicosaminoglicanos
sulfatados ligados a proteínas
extracelulares
▪ Polímeros lineares compostos por unidades de
dissacarídeos repetidas
● Ose aminada + ose com carga negativa
(carboxila ou sulfato)
● Heparina
o Molécula biológica mais negativa
o Ação anticoagulante
o Glicoconjungados: carboidrato covalentemente ligado a
uma proteína ou um lipídeo
▪ Carboidratos portadores de informações
▪ Proteoglicanos: polímeros de carboidratos
ligados a proteínas
● Macromoléculas da superfície celular ou
matriz extracelular, nas quais uma ou
mais cadeias de glicosaminoglicanos
sulfatados estão covalentemente unidas
a uma proteína
● Porção glicolisada domina a estrutura e
é o sítio de ação biológica da molécula
▪ Glicoproteínas – ligação glicosídica no carbono
anomérico
● Carboidratos menos complexos
(oligossacarídeos) ligados a proteínas
● Proteínas de membrana (externa), MEC
e sangue
● Encontrada em organelas específicas
▪ Glicolipídios
● Lipopolissacarídeos presentes na
superfície de bactérias gram-negativas
ou secretados
● Carboidratos ligados às moléculas
lipídicas
● Alvo de anticorpos: resposta imune e
sorotipo bacteriano
● Reconhecimento: entre parceiros de
simbiose
● Tóxico: presente em bactérias
gram-negativas – provocam a
diminuição da pressão sanguínea
● Glicoesfingolipíeos como determinantes
de grupos sanguíneos
▪ Moléculas informativas
● Lectinas
o Proteínas com alta afinidade por carboidratos