Introdução aos Carboidratos

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BIOQUÍMICA AULA 01 2019.2
CARBOIDRATOS
Aluna: Yasminn Amorim – XXVIII Turma 5
●Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza;
●Tornam-se disponíveis para o nosso organismo através da dieta;
●Ainda é à base da dieta na maior parte do mundo;
Geralmente associamos carboidratos a apenas coisas doces devido
ao açúcar, mas vai está ligado a fritos, pão, grãos, macarrão, etc.
Vários deles irão, dependendo da quantidade, aumentar as medidas
de insulina, mas iremos falar disso depois.
A oxidação de carboidratos vai ser a principal via metabólica
fornecedora de energia (ATP) para a maioria das células não
fotossintéticas. Então quando nós formos ver a parte de glicólise,
veremos melhor isso.
Estocamos carboidratos no nosso corpo na forma de glicogênio e
principalmente no músculo e no fígado é onde fazemos essa reserva.
Quando estamos comendo uma dieta rica em carboidratos, vamos
adquirir essa glicose e estocá-la na forma de glicogênio, para quando
estivermos em jejum, usar esse estoque como fonte de energia.
Sua fórmula empírica vai ser (CH2O)n e dependendo da quantidade
de carboidrato isso vai variar, mas todos eles vão ter como grupo
funcional ou uma cetona ou um aldeído. Todo carboidrato vai ter um
grupo funcional, dentro dele tem uma carbonila, que é o C=O( C dupla
O), e esse C=O pode formar grupos funcionais diferentes, por
exemplo, essa carbonila pode está em um aldeído que é quando
temos uma carbonila terminal, no finalzinho da cadeia carbônica tem
um hidrogênio. Quando a carbonila está entre dois radicais que não
são hidrogênios, vai ser chamada de cetona. Resumindo, todo
carboidrato ou terá o grupo funcional aldeído ou o grupo funcional
cetona, mas sempre vão ter a carbonila que é o que faz com que o
anel se feche. Então os carboidratos podem ser chamados também
de poliidroxialdeído ou poliindroxicetonas. Uma molécula de glicose é
cheia de hidroxilas, então poli hidroxi porque tem varias hidroxilas. Os
carboidratos de 6 carbonos são os mais abundantes na natureza, que
são os que conhecemos mais como glicose, frutose por exemplo.
Mas também há os carboidratos de 5 carbonos que são
extremamentes importantes no nosso organismo, como a ribose e
desoxiribose que ocorrem no RNA e DNA respectivamente. O que
muda de um para o outro é exatamente uma hidroxila.
Os carboidratos que tem de 3 até 7 carbonos são os menores e os
que têm de 5 para cima, geralmente vão estar ciclizados\ fechados.
Vão haver várias funções relacionadas a carboidratos. Dentre elas vão
ter:
● Estrutural: desoxirribose e ribose são carboidratos que fazem parte
da estrutura do DNA e do RNA; vão se ligando a moléculas que
formam as fitas de DNA e RNA. E no caso da celulose, tem função de
sustentação, formando a parede celular
● Reserva de energia: o glicogênio seria a reserva de energia animal e
o amido a reserva de energia vegetal. O que difere um do outro é
onde vai ser formado, mas tudo é glicose, uma glicose ligada a outra.
O amido é o que o vegetal acumula como forma de energia, mas nós
nos alimentamos disso também na comida que temos através de
alguns vegetais, como a batata que é rica em amido. A semelhança
entre o glicogênio e o amido vai ser o tipo de ligação, o que difere é
não apenas a função, já que no amido a sua função é sustentação,
como também, o tipo de glicose presente entre os dois. Entendam,
glicose é glicose em qualquer canto, só que dependendo da posição
química em que ela esteja, teremos glicose alfa ou glicose beta, por
exemplo, e isso faz com que possamos ter estruturas com funções
diferentes, porque elas vão fazer ligações que vão dar essa estrutura
diferente.
● Comunicação celular: no caso de glicoproteínas: proteínas de
membrana que tem em seu topo carboidratos que vão transmitir
informações de uma célula para outra (glicocálice); e em
imunoglobulinas também terão em sua constituição moléculas de
carboidrato
-Classificação:
●monossacarídeo: 1 molécula de açúcar
3-7 carbonos (CH2O)2 (sempre o hidrogênio é multiplicado por 2 em
relação ao numero de carbonos)
*A exceção que tem é somente da pentose da desoxirribose no
DNA que tem um oxigênio a menos, C5H10O4
As pentoses têm função estrutural e as hexoses, mais conhecidas,
como a glicose, frutose e galactose, em que todas têm função de
energia. Todos os três serão C6H12O6, o que vai mudar entre eles é a
estrutura química, o grupo funcional que formou, que iniciou a ciclizar,
porque as pentoses, hexoses e heptoses são muito mais encontrados
na forma cíclica do que aberta (trioses e petroses são mais
encontrados na forma aberta).
São açúcares simples, além de serem uma única unidade de
poliidroxialdeído ou poliidroxicetona. Qualquer que seja a forma
consumida, os carboidratos sempre são ingeridos sob a forma de
monossacarídeo. Por exemplo, no caso do amido, que é um
polissacarídeo, nós comemos, digerimos, e só vamos absorvê-lo
(entrar em célula) na forma de monossacarídeo. Ainda, os
monossacarídeos são compostos incolores, sólidos cristalinos,
solúveis em água e não sofrem hidrólise (essa parte de hidrólise irei
explicar melhor depois).
*glicose e galactose: aldeído
*frutose: cetona
Quando a cadeia cicliza, originalmente era formada por um aldeído ou
uma cetona. Quando temos três moléculas como essas que são
moléculas diferentes, mas que mesmo assim possuem a mesma
fórmula (c6h12o6), chamamo-las de isômeros. Isômeras são
estruturas que apresentam a mesma fórmula molecular, mas
apresentam estruturas químicas diferentes. Dentro dos isômeros
podemos diferenciá-los em:
●isômeros constitucionais\ de função: diferem na ordem de ligação
do átomo
● estereoisômeros: os átomos estão conectados na mesma ordem,
porém diferem seus arranjos espaciais. Estes são subdivididos em
enantiômeros e diastereoisômero, que estão subdivididos em
epímeros e anômeros.
Enantiômeros: um é o espelho do outro, porem, sobrepondo um ao
outro, não são sobreponíveis
Diastereoisômeros: não é espelho um do outro. Dentro destes,
Epímeros: cadeias abertas. Apenas 1 carbono que está
diferente(assimétrico). A glicose, por exemplo, é um epímero de
manose
Anômeros: ocorrem em cadeias fechadas. Ex: alfa glicose e beta
glicose.
● Alfa glicose vemos dentro de glicogênio e de amido; Beta
glicose vemos dentro de celulose; Glicogênio e amido tem
função de reserva de energia e celulose tem função estrutural. A
ligação que é feita entre as hidroxilas das moléculas alfa ou
betas não vão dar o mesmo arranjo de estrutura. Quando
vemos várias glicoses ligadas umas às outras (em
polissacarídeos) ocorre um tipo de arranjo nas glicoses alfa e
um outro tipo de arranjo das moléculas beta, uma vez que a
função de um é armazenar e do outro é fazer sustentação.
● Para sabermos se é uma alfa glicose, a hidroxila tem que está
cis a hidroxila da posição 2, ou seja, quando estão do mesmo
lado. Já para sabermos se é uma beta glicose, a hidroxila tem
que está trans a hidroxila da posição 2, ou seja, de lados
opostos
● CIS: ALFA GLICOSE TRANS: BETA GLICOSE
●dissacarídeos: 2 moléculas de açúcar
São solúveis em água e sofrem hidrólise;
Professora: Alguém lembra o que é hidrólise? (...) Bom, vamos lá, se
eu tiver um dissacarídeo, eu vou unir 2 monossacarídeos. A união
entre dois monossacarídeos é chamada de ligação glicosídica,
retirando uma molécula de água, formando essa ligação. Ex: glucose
galactose= lactose; glicose frutose= sacarose... São todos
monossacarídeos que estão ligados um ao outro. Então se eu consigo
quebrar essa ligação glicosídica utilizando uma molécula de água, ela
sofre hidrólise, quebrando 1 dissacarídeo em 2 monossacarídeos (que
quando separados, não sofrem hidrólise)
●oligossacarídeos 3-10 moléculas de açúcar
●polissacarídeo: mais de 10 moléculas de açúcar
Temos o glicogênio e o amido que são utilizados como reserva de
energia; celulose, utilizada para formar a parede celular do vegetal e
quitina que é utilizado para o exoesqueleto de artrópodes.
As ligações glicosídicas determinam a estrutura do polissacarídeo
porque vai depender do tipo deglicose que está sendo ligado, se é
alfa ou beta. As ligações do tipo beta favorecem cadeias retilíneas
(fins estruturais). Já as ligações do tipo alfa favorecem estruturas
curvas, que são mais apropriadas para armazenamento, já que é
muito mais fácil de estocar o que esteja mais redondinho e compacto
do que algo reto (amido e glicogênio), conseguindo estocar em
grande quantidade devido às inúmeras ramificações.
1,4 são as ligações que vão ocorrer entre o carbono 1 e o carbono 4
da próxima glicose. Isso acontece tanto na alfa quanto na beta, só
que na beta só tem ligação do tipo alfa 1,4 porque ela é rígida e reta,
não vai se curvando. A glicose da celulose vai se invertendo, usando
uma glicose de cabeça para baixo e em seguida uma normal, e assim
por diante, com o intuito de não se curvar, ao contrario do glicogênio.
Quando precisamos estocar precisamos ter muita quantidade de
glicose e se só fosse sendo estocado em uma direção, seria bem
mais difícil para o corpo entender que o individuo iria estocar em
grande quantidade, por isso ele começa a ramificar a cadeia, fazendo
novos tipos de ligações que são as 1,6. Sempre que tiver uma
ramificação, entra no carbono 6. Ligações que são retas serão sempre
1,4, já as que possuem ramificações serão 1,4 e 1,6, com o objetivo
de estocar o máximo possível.
O amido é a forma armazenada dos açúcares nas plantas, sendo
composto de dois polissacarídeos; de monômeros de glicose em sua
forma alfa; é sintetizada pelas plantas através de fotossíntese; serve
também como fonte de alimento, sendo quebrados em monômeros
de glicose usando enzimas digestivas.
● Amilose: cadeias não ramificadas de monômeros de glicose
conectados por ligações 1,4. São retilíneas e helicoidais( se
ligando umas as outras ate que se curvam para facilitar o
estoque)
● Amilopectina: polissacarídeo ramificado por ligações adicionais
1,6
O glicogênio é a forma de estoque da glicose nos humanos e em
outros vertebrados; é um polímero de monômeros de glicose e é
ainda mais ramificado que a amilopectina: é muito mais ramificado
que o amido (que a cada 20 unidades de glicose tem uma
ramificação), tendo uma ramificação a cada 8 unidades de glicose,
com o objetivo de estocar muita glicose, por exemplo, quando
estamos com a insulina alta precisamos estocar glicose na forma
de glicogênio, e essa é a forma que o corpo encontra de fazê-lo.
● Geralmente armazenado no fígado e no músculo;
● Quando os níveis de glicose plasmática (glicemia) diminuem, o
glicogênio é quebrado via hidrolise para liberar monômeros de
glicose que as células possam absorver e usar, ou seja,
estocamos isso quando comemos para que quando estivermos
de jejum e a insulina baixar, precise novamente de uma certa
quantidade de glicose na corrente sanguínea para manter os
níveis basais, quebrando então o glicogênio estocado.
A celulose é um polissacarídeo estrutural e è um dos
principais componentes da parede celular; são estruturas
rígidas que rodeiam as células; formada de cadeias não
ramificadas de monômeros de glicose unidos por ligação
glicosídica beta 1,4.
● Apresentam uma cadeia longa, reta e não helicoidal
● Rigidez e alta resistência a tração, fundamental nas células
vegetais
● As ligações betas glicosídicas não podem ser quebradas pelas
enzimas digestivas humanas (formarão fibras que ajudarão a
formar o bolo fecal)
● Alguns herbívoros possuem micróbios especializados que
auxiliam nesse processo