Carboidratos - BQI 103 @rafanavet

Prévia do material em texto

- Carboidratos são aldeídos ou cetonas 
poliidroxilados. 
- São poliálcoois com um grupo carbonila de 
cetona ou aldeído. São poiidroxialdeídos ou 
poliidroxicetonas cíclicos, ou substâncias 
que liberam esses compostos por hidrólise. 
-Muitos tem a fórmula (CH²O)n, alguns 
também tem nitrogênio, fósforo ou 
enxofre. 
- Divididos de acordo com o TAMANHO/ 
NÚMERO DE SUBUNIDADES ( 
monossacarídeo, oligossacarídeo, 
polissacarídeos) ou N° DE CARBONOS ( 
trioses, tetroses, pentoses, hexoses). 
- Monossacarídeos consistem em uma 
única unidade de poliidroxialdeído ou cetona. 
Ex: a mais abundante é a D-glicose, 
também chamada de dextrose com 6 
átomos de carbono. 
-Oligossacarídeos são compostos por 
cadeias curtas de unidades 
monossacarídicas, unidas entre si por 
ligações glicosídicas. Os mais abundantes 
são os dissacarídeos. 
Ex: sacarose (D-glicose + D-frutose). 
Obs: mono e dissacarídeos terminam com 
o sufixo -ose. E nas células a maioria dos 
oligossacarídeos com 3 ou mais unidades 
não ocorre livremente, e sim ligado a 
lipídios e proteínas formando 
glicoconjugados. 
- Polissacarídeos contém mais de 20 
unidades. 
Ex: celulose com cadeiras lineares, 
glicogênio com cadeias ramificadas, amido. 
 
 
 
 
 Aldose Cetose 
- São aldeídos ou cetonas que contêm um 
ou mais grupos hidroxila na molécula. 
- Os átomos de carbono nos quais as 
hidroxilas estão ligadas são geralmente 
Carboidratos 
centros quirais, os quais originam 
estereoisômeros ( são iguais mas diferem 
no arranjo espacial). 
-São compostos incolores, sólidos 
cristalinos, naturalmente solúveis em água. 
ESQUELETO 
-Cadeia carbônica não-ramificada, um dos 
carbonos com ligação dupla a um oxigênio 
formando o grupo carbonila. Todos os 
outros carbonos ligados a hidroxila. 
-Se a carbonila estiver na extremidade da 
cadeia, o monossacarídeo é uma aldose. Se 
estiver entre carbonos, é uma cetose. 
-Os monossacarídeos mais simples são: 
gliceraldeído, uma aldotriose, e a 
diidroxicetona, uma cetotriose. 
- Eles podem ser tetroses, pentoses, 
hexoses e heptoses. As aldopentoses D-
ribose e 2-desoxi-D-ribose são 
componentes dos nucleotídeos e ácidos 
nucléicos. 
 
 
 
 
CENTROS ASSIMÉTRICOS 
- Todos os monossacarídeos, exceto a 
diidroxiacetona, contém um ou mais 
carbonos assimétricos (quiral), e assim 
ocorrem em formas isoméricas 
opticamente ativas. 
Ex: gliceraldeído contém um carbono quiral, 
portanto tem dois isômeros ópticos 
diferentes ou enantiômeros. Por 
convenção, denomeia-se isômero D e L. 
Obs: enatiômeros divididos em: 
estereoisômeros (imagens especulares e 
não sobreponíveis) e diastereoisômeros 
(não são imagens especulares). 
- Para representar tridimensionalmente 
os açúcares usamos a projeção de Fischer. 
Fórmula: 2 elevado a n, sendo n o número 
de carbonos quirais. 
Ex: aldoexoses 24 = 16 estereoisômeros. 
Os estereoisômeros podem ser divididos 
em grupos que diferem na configuração 
ao redor do centro quiral mais distante do 
carbono da carbonila. 
-Ou seja, caso a hidroxila do carbono mais 
distante em relação a carbonila esteja 
para o lado direito, ela será um D-isômero. 
Caso esteja para o lado esquerdo, será um 
L-isômero. 
- As hexoses encontradas nos organismos 
vivos são na maioria D-isômeros. 
 
 
- Regrinha: cetoses de 4 e 5 carbonos são 
designadas com “ul” no nome da aldose 
correspondente. Ex: D-ribulose é a 
cetopentose correspondente à 
aldopentose D-ribose. Exceção: frutose e 
sorbose. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Dois açúcares que diferem somente na 
configuração de um átomo de carbono são 
chamados EPÍMEROS. 
 
 
ESTRUTURAS CÍCLICAS 
- Para simplicar, representamos as 
aldoses e cetoses em cadeia linear. Mas 
em solução aquosa, as aldotetroses e 
todos os monossacarídeos com cinco ou 
mais átomos de carbono ocorrem como 
estruturas cíclicas (anel), nas quais o grupo 
carbonila forma uma ligação covalente com 
o oxigênio de um grupo hidroxila ao longo 
da cadeia. 
- A reação entre aldeídos ou cetonas e 
álcoois forma derivados chamados 
hemiacetais (a partir de aldeído) ou 
hemicetais (a partir de cetonas), que 
formam um carbono quiral adicional e por 
isso podem existir em mais duas formas 
estereoisoméricas: alfa e beta. 
Ex: a D-glicose existe em solução como um 
hemiacetal intramolecular, no qual a 
hidroxila em C-5 reagiu com C-1 da função 
aldeído, formando um novo centro 
assimétrico, produzindo a α-D-
glicopiranose e a β-D-glicopiranose. 
- Os anéis de 6 elementos são conhecidos 
por piranoses porque se assemelham ao 
anel pirano. 
-Os anéis de 5 elementos são conhecidos 
por furanoses porque se assemelham ao 
anel furano. 
- As formas isoméricas dos 
monossacarídeos que se diferenciam 
apenas em sua configuração ao redor do 
átomo de carbono do 
hemiacetal/hemicetal são chamadas 
anômeros. (alfa e beta). 
-Carbono anomérico: é o novo carbono 
quiral da estrutura, sempre ligado a dois 
oxigênios.Cetoses é o C-2 aldoses C-1. 
-Esses ânomeros alfa e beta se 
interconvertem em solução aquosa, por 
um processo chamado mutarrotação. É 
específico dos carboidratos, as formas 
alfa e beta coexistem em equilíbrio, por 
isso sempre possuem a mesma 
porcentagem. Ex: na glicose, é 60% alfa, 
30%beta e 10% de sua forma 
aberta. 
- As cetoexoses também ciclizam, 
a hidroxila em C-5 ( ou C-6) reage 
com a carbonila em C-2, fazendo 
um anel furanosídico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A reação entre o grupo aldeído em C-1 e 
a hidroxila em C-5 forma uma ligação 
hemiacetal, gerando os ânomeros β e α. 
α =lado oposto ao carbono 6 
para fora do anel 
β= mesmo lado do carbono 6 
para fora do anel. 
 
Carbono anomérico 
Hidrólise 
Carbono anomérico 
VARIEDADE DAS HEXOSES 
- As hexoses simples como a glicose, a 
galactose e a manose possuem um grande 
número de seus derivados, nos quais um 
grupo hidroxila é trocado por um outro 
grupo substituinte ou um átomo de 
carbono é oxidado a ácido carboxílico. 
 
Ex: na glucosamina, galactosamina e 
manosamina, a hidroxila em C-2 é 
substituída por um grupo amino. O grupo 
amino quase sempre está condensado 
como ácido acético, como na N- 
acetilglucosamina. 
- A N-acetilglucosamina é parte de muitos 
polímeros estruturais, como as paredes 
celulares de bactérias. 
- Quando o carbono da carbonila da glicose 
é oxidado até ácido carboxílico, é produzido 
o ácido glucônico.. Outras aldoses 
produzem outros ácidos aldônicos. A 
oxidação do carbono na outra extremidade 
da cadeia carbônica (C-6 da glicose, 
galactose ou manose) forma os ácidos 
urônicos correspondentes: ácido 
glucurônico, galacturônico e manurônico. 
Obs: destaque para o ácido N-
acetilneuramínico, um derivado da N-
acetilmanosamina. É um dos componentes 
de muitas glicoproteínas e glicolipídios de 
origem animal. 
 
 
 
 
 
REDUÇÃO 
- Os monossacarídeos podem ser 
oxidados: o carbono do grupo carbonila é 
oxidado a carboxila. Todos eles são 
redutores, por causa da mutarrotação que 
deixa o carbono anomérico livre, passível 
de oxidar. 
- São chamados de açúcares redutores. 
Regrinha: “ose” – é redutor 
 “ídeo” – não é redutor 
- Dissacarídeos: são constituídos por dois 
monos. unidos por uma ligação O-glicosídica, 
a qual é formada quando a hidroxila de um 
açúcar reage com o carbono anomérico de 
outro açúcar. Essa reação forma um 
acetal a partir de um 
hemiacetal/hemicetal (como a 
glicopiranose) e de um álcool (grupo 
hidroxila de um açúcar). 
- Quando um carbono anomérico participa 
de uma ligação glicosídica, ele não pode 
mais ser oxidado = não é redutor. 
 
Em contraste à maltose e à lactose, a 
sacarose não contém carbono anomérico 
livre, ambos os monossacarídeos estão 
envolvidos na ligação glicosídica. 
- Os dissacarídeos não redutores são 
chamados glicosídeos. 
- aminação 
- N-acetilação 
-fosfatação 
- carboxilação 
-lactona,esterificação. 
- A maioria dos carboidratos encontrados 
na natureza ocorre como polissacarídeos. 
-Também são chamados de glicanos, 
diferem entre si na identidade das suas 
unidades monossacarídicas e nos tipos de 
ligação que os unem, no comprimento das 
cadeias e no grau de ramificação delas. 
HOMOPOLISSACARÍDEOS 
- Contém apenas um único tipo de unidade 
monomérica. 
-Alguns servem como forma de 
armazenamento empregados como 
combustíveis da célula. 
Ex: amido e glicogênio. 
- Outros podem servir como elementos 
estruturais das paredes celulares vegetais 
e de exoesqueleto de animais. 
Ex: celulose e quitina. 
HETEROPOLISSACARÍDEOS 
-Contém dois ou mais tipos diferentes de 
unidades monoméricas. 
- Alguns fornecem suporte extracelular 
nos organismos de todos os reinos 
naturais. 
Ex: peptideoglicano (camada rígida do 
envoltório das células bacterianas) é 
constituído por uma parte que é um 
heterop. formado de duas unidades 
monossacarídicas alternantes. 
- Nos tecidos animais, o espaço 
extracelular é ocupado por vários tipos de 
heteropolissacarídeos. 
 
Obs: Para a síntese de polissacarídeos não 
há nenhum molde, em vez disso, o 
programa para a síntese deles é 
intrínseco às enzimas que catalisam a 
polimerização das unidades monoméricas. 
 
 
AMIDO E GLICOGÊNIO 
-Ocorrem intracelularmente como 
grandes agregados ou grânulos. 
- Amido -> células vegetais. Contém dois 
tipos de polímeros da glicose: a amilose e a 
amilopectina. 
-Glicogênio -> células animais. 
Especialmente abundante no fígado, 
também está presente no músculo 
esquelético. 
CELULOSE E QUITINA 
- A celulose, uma substância fibrosa, 
resistente e insolúvel em água, é 
encontrada na parede celular dos vegetais. 
Sua molécula é um homopolissacarídeo 
linear e não-ramificado. 
Obs: os únicos vertebrados que 
conseguem utilizar a celulose como 
alimento são os bovinos e outros animais 
ruminantes. O estômago extra desses 
animais (rúmen) contém protistas e 
bactérias que secretam celulase. 
- A quitina é um homopolissacarídeo linear 
composto por unidade de N-acetil-D-
glucosamina em ligação β. Ela é o principal 
componente do exoesqueleto de 
artrópodos. 
PEPTIDEOGLICANOS 
- componente das paredes bacterianas, 
heteropolímero constituído por unidades 
alternantes de N-acetilglucosamina e N-
acetilmurâmico. 
GLICOSAMINOGLICANOS 
- A matriz extracelular é composta por 
uma rede de heteropolissacarídeos, os 
glicosaminoglicanos, e por proteínas 
fibrosas interconectadas (como colágeno, 
elastina, etc). 
-Eles são compostos por unidades 
repetitivas de dissacarídeos. Um dos 
monossacarídeos que compõe os diss. É 
sempre a N-acetilglucosamina ou a N-
acetilgalactosamina. O outro na maioria dos 
casos é um ácido urônico, usualmente o 
ácido D-glucurônico ou o L-idurônico. 
- Atuam na coesão e manutenção da 
matriz extracelular de animais e bactérias. 
- Os glicosaminoglicanos estão ligados a 
proteínas extracelulares para formar os 
proteoglicanos. 
- O ácido hialurônico, ex, contém unidades 
alternadas de D-glucurônico e N-
acetilglucosamina. 
-Outros glicosaminoglicanos diferem do 
hialuronato em dois aspectos: são 
polímeros muito curtos e ligados a 
proteínas específicas. 
Ex: condroitina sulfato contribui para a 
cartilagem, a dermatana sulfato contribui 
para a pele, a queratina sulfato está 
presente na córnea, cartilagem, chifres, 
cabelos, etc, a heparina é um 
anticoagulante natural. 
- As moléculas que contém carboidratos 
específicos agem no reconhecimento e na 
adesão de células, na migração celular, no 
revestimento sanguíneo, na resposta 
imune, na cicatrização de lesões, etc. 
- Na maioria dos casos, o carboidrato 
sinalizador é ligado covalentemente à 
proteína ou ao lipídio para formar um 
glicoconjugado, que é a molécula 
biologicamente ativa. 
GLICOPROTEÍNAS 
- São encontradas no lado externo da 
membrana plasmática, na matriz 
extracelular e no sangue. No interior da 
célula são encontradas no complexo de 
Golgi, grânulos secretores e lisossomos. 
GLICOLIPÍDIOS 
- São lipídios de membrana nos quais os 
grupos hidrofílicos da “cabeça” são 
oligossacarídeos, que como nas 
glicoproteínas, agem como sítios 
específicos para o reconhecimento pelas 
proteínas ligadas a carboidratos. 
-sistema imunológico, determinante do tipo 
sanguíneo. 
PROTEOGLICANOS 
- As unidades básicas deles consistem em 
uma proteína central ligada a 
glicosaminoglicanos. Ou seja, parte proteica 
ligada a heteropolissacarídeos ( que são os 
glicosaminoglicanos). 
- Envolvidos nos processos de 
reconhecimento molecular a nível celular.