Porque não se estoca glicose na forma monomerica?

Questão de osmolaridade. A glucose estocada em forma monomérica aumentaria a osmolaridade da célula. O que levaria à volume intracelular aumentado, com consequente lise celular. Como o glicogênio é insolúvel, não aumenta a pressão osmótica.

Questão de concentração. Se a glucose fosse armazenada na forma monomérica, a concentração intracelular seria maior que a extracelular, dessa forma, seria preciso gasto energético para captação de glucose, pois haberia um gradiente de concentração a ser vencido.

Fonte: Arquivo enviado por Hugo Silveira para Bioquímica Ff I na UFRJ

RESUMO DE BIOQUÍMICA

Carboidratos:

     “Carboidratos são compostos aldeídicos ou cetônicos com múltiplos grupos hidroxilas.”

       São as biomoléculas mais abundantes da face da Terra.

       A Glucose tem como fórmula empírica CH2O o que lhe garantiu o nome de hidrato de carbono, descobrindo seu peso molecular descobre-se então sua fórmula C6H12O6 .

• Funções:

- Certos carboidratos, tais como açúcar de amido, são a base da nutrição humana.

- A oxidação de carboidratos é a principal via metabólica liberadora de energia em células não fotossintéticas.

- Polímeros insolúveis podem servir como elementos estruturais ou como de proteção nas paredes de células bacterianas (quitina) e vegetais (celulose) e nos tecidos conjuntivos e de cobertura celular de animais.

- Outros polímeros agem como lubrificantes das articulações.

- Polímeros ligados a proteínas ou lipídeos agem como sinais que determinam a localização intracelular, reconhecimento celular e informação biológica ou o destino metabólico desses glicoconjugados.

- Certos carboidratos também têm funções ligadas informação genética, através dos ácidos nucléicos.

• Classificações:

a)      Quanto ao tamanho, podem ser:

- Monossacarídeos (açúcares simples): apenas uma unidade de poliidroxialdeído ou cetona. (d-glicose, 6 carbonos). São sólidos, sem cor, cristalinos e solúveis em água. As hidroxilas geralmente estão ligadas a carbonos quirais, estabelecendo assim um estereoisomerismo.

- Oligossacarídeos: cadeias curtas de unidades de monossacarídeos unidas por ligações glicosídicas. (dissacarídeo: sacarose – d-glicose + d-frutose).

- Polissacarídeos: longas cadeias de monossacarídeos (amido, glicogênio, celulose e quitina).

b) Aldeídos ou cetonas:

- Aldose: se o grupo carbonila está em uma das extremidades.

- Cetose: se o grupo carbonila está em qualquer outra posição.

IMAGEM 1

c) Quanto ao número de carbonos: Tetrose, Pentose, hexose e heptose.

Os átimos de carbono são numerados começando pela extremidade da cadeia mais próxima do grupo carbonila.

d) Isomeria: refere-se a hidroxila mais distante do grupo cetona ou aldeído.

- D: quando a hidroxila está do lado direito.

- L: quando a hidroxila está do lado esquerdo.

IMAGEM 2:

Epímeros: quando dois açúcares diferem na configuração ao redor de um único átomo de carbono.

e) Forma alfa (cristalizada a partir de água) e beta (cristalizada a partir de piridina):

Os açúcares ciclizam e formam hemiacetal, no qual o grupo carbonila forma uma ligação covalente com o oxigênio de um grupo hidroxila ao longo da cadeia.

Mutarrotação é o processo pelo qual em solução aquosa são formadas alfa e beta. – Anômeros.

IMAGEM 3:

f) Piranose (anel composto por 6 átomos) x Furanose (anel composto por 5 átomos)

g) Cadeira x Bote: podem ser analisadas por perspectiva de Haworth

• Os monossacarídeos são agentes redutores:

São capazes de reduzir os íons: férrico e cúprico. A reação de Fehling é um teste qualitativo para a presença de açúcares redutores. É também possível quantificar esses açúcares através da quantidade de agente oxidante que é reduzido pela solução. Servia para diagnosticar diabetes mielito.

• Ligação Glicosídica: é a ligação que realiza a união de açúcares. É a ligação entre o carbono anomérico com a hidroxila de um álcool. Quando um átomo de carbono anomérico é envolvido em uma ligação glicosídica, não age mais como agente redutor

• Estrutura:

1º-Obtenção do carboidrato Purificado.

2º-Determinar sua composição química.

3º-Descobrir sua rotação óptica-específica.

4º-Isolar o monossacarídeo obtido por hidrólise ácida e determinar o tipo de anômero (D ou L), através da rotação óptica específica.

5ª-Determinar a posição da ligação glicosídica.

Obs: Polissacarídeos são facilmente quebrados em altas temperaturas em soluções ácidas.

• Nomenclatura:

Inicia-se pela sua extremidade não-redutora e continua para a esquerda. Um O precede o nome da primeira unidade de monossacarídeo (esquerda). Dá-se então a configuração alfa ou beta no átomo de carbono anomérico que reúne a primeira unidade de monossacarídeo (esquerda) à segunda. Usa-se furanosil ou piranosil pra distinguir o anel. Os átomos de carbono usados na ligação glicosídica são então indicados.

IMAGEM 4:

• Polissacarídeos (glicanos) e proteoglicanos:

- Homopolissacarídeos contem apenas um único tipo de unidade monomérica (ax: amido, glicogênio, celulose e quitina). Os heteropolissacarídeos contem dois ou mais tipos e são responsáveis pelo suporte extracelular de diversos organismos.

- Proteoglicanos: são polissacarídeos agregados com proteínas, e são responsáveis pelas propriedades lubrificantes e pela alta viscosidade de algumas secreções extracelulares.

• Amido e Glicogênio: degradados por alfa amilase.

- Amido: polissacarídeo de armazenamento das plantas.

- Glicogênio: polissacarídeo de armazenamento dos animais. É abundante no fígado e também está presente no músculo esquelético. Nos hepatócitos, é encontrado em grande grânulos, sendo eles mesmos agregados de grânulos menores compostos por moléculas de glicogênio unitárias altamente ramificadas e com alto peso molecular. Em grânulos de glicogênio também há as enzimas responsáveis pela degradação do próprio.

Esses polímeros têm apenas uma ponta redutora. As unidades de glicose são removidas a partir das pontas não-redutoras.

Por que não estocar glicose na forma monomérica? O fígado e o músculo esquelético contem clicogenio em uma forma insolúvel que contribui muito pouco para a osmolaridade do citosol. Se o citosol fosse uma solução de glicose, a osmolaridade da celular seria muito alta, sendo assim a variação da energia livre para a captação da glicose seria muito alta.

• Celulose e Quitina:

- Celulose: substancia fibrosa, resistente e insolúvel em água. Encontrada na parede celular dos vegetais. Na celulose os resíduos de glicogênio têm configuração beta. Animais que secretam celulose tem em seu estomago protistas e bactérias responsáveis por secretar então a celulose.

- Quitina: sua unida diferença química para a celulose é a substituição de um grupo hidroxila em C-2 por um grupo amino-cetilado. Componente do exoesqueleto duro de artrópodes.

A parede celular de bactérias contém um heteropolissacarídeos. Muitos dos polímeros lineares presentes nestes polissacarídeos se justapõe na parede celular e são entrecruzados por peptídeos pequenos (peptídeoglicano). Para matar então as bactérias usa-se a enzima lisozoma.

• Glicosaminoglicanos e os proteoglicanos: componentes da matriz extra celular.

- Glicosaminoglicanos: uma família de polímeros lineares compostos por unidades repetitivas de dissacarídeos. Possuem uma alta densidade de cargas elétricas negativas, pela adição de grupos sulfatos e carboxilatos. Para minimizar essa força elétrica, estas moléculas assumem uma conformação estendida, que lhe dá alta viscosidade.

- Proteoglicanos (hialuronatos): glicosaminoglicanos + proteínas extracelulares. Formam soluções altamente viscosas e claras, que funcionam como lubrificantes nos fluidos sinoviais das juntas e conferem ao humor vítreo dos olhos sua consistência semelhante a da gelatina. Componente das cartilagens e dos tendões.

Entrecruzadas com os proteoglicanos estão proteínas fibrosas como o colágeno e a elastina que garantem resistência e resiliência a toda matriz extracelular.

• Glicoproteínas, Glicolipídeos e Lipossacarídeos:

- Glicoproteínas: proteínas secretadas por células eucarióticas. Possuem um ou vários oligossacarídeos de complexidade variada, ligado covalentemente à proteína. Dão encontrados do lado externo da membrana plasmática, na matriz extra celular e no sangue como sítios de reconhecimento, pois possuem cadeias menos repetitivas de oligonucleotídeos compondo sítios altamente específicos para reconhecimento e de ligação de alta afinidade com outras proteínas.

Funções Biológicas: Glicoforinas da membrana do eritrócito. Proteínas de transporte. Imunoglobulinas. Proteínas existentes no interior dos lisossomos.

     Resíduos de ácido siálico presente na extremidade das cadeias oligossacarideas de muitas glicoproteinas solúveis, determina se uma dada proteína deverá continuar circulando na corrente sanguínea ou se deverá ser removida pelo fígado

- Glicolipídeos: São lipídios de membrana nos quais os grupos hidrofílicos da cabeça são oligossacarídeos, que, como nas glicoproteínas, agem como sítio específico para reconhecimento.

     Os agregados altamente hidrofílicos de carboidratos alteram a polaridade e a solubilidades das proteínas e dos lipídeos com os quais estão ligados. Esses agregados podem impedir ou dificultar uma rota de enovelamento de uma proteína e favorecer outra. Quando muitos oligossacarídeos carregados negativamente são agregados em uma única região da proteína a repulsão favorece a formação de uma estrutura estendida. A densidade e a negatividade dos oligossacarídeos também protegem algumas proteínas do ataque de enzimas proteolíticas.

     Glicolipideos e glicoproteinas são muitos ricos em informação estrutural.

- Lipossacarídeos: componentes principais da membrana externa de bactérias gram negativas. Ácidos graxos + oligossacarídeos. São os alvos primários doa anticorpos.

-Porque a glicose é uma molécula solúvel, e o glicogênio por ser uma estrutura muito grande ele fica insolúvel.

-entao não posso reservar uma molécula muito solúvel dentro de uma célula, porque altera a osmose.