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CARBOIDRATOS

Mark William Lopes

CARBOIDRATOSCadeia carbonada não ramificada

Ligações C-C simples1 carbono ligado ao oxigênio

através de dupla ligação (grupo carbonila)

Na extremidade: aldeído: ALDOSES

Outra posição: cetona: CETOSES

Biomoléculas mais abundantes na face da terra:

Fotossíntese converte + 100 bilhões toneladas de CO2 e H2O

em carboidratos(celulose e outros açúcares)

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CARBOIDRATOS

Amido

Proteoglicanos

Glicogênio

Peptideoglicano

Celulose

Reconhecimento e adesão celular

CARBOIDRATOS

Os carboidratos estão divididos em três classesprincipais, de acordo com seu o seu tamanho:

Monossacarídeos: açúcares simples, consistem de umaúnica unidade de poliidroxialdeído ou cetona; Ex: D-glicose;

Oligossacarídeos: compostos por cadeias curtas deunidades monossacarídicas, ou resíduos, unidos porligações glicosídicas. Os mais abundantes são osdissacarídeos; Ex: sacarose;

Polissacarídeos: são polímeros que contém mais de 20unidades de monossacarídeos e podem ter cadeiascontendo centenas ou milhares de unidadesmonossacarídicas. Ex: glicogênio.

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MONOSSACARÍDEOS

Cadeia carbonada não ramificada

Ligações covalentes simples entreC-C

1 carbono ligado ao oxigênioatravés de dupla ligação(grupo carbonila)Na extremidade: aldeídoOutra posição: cetona

Compostos incolores, sólidoscistalinos, naturalmentesolúveis em água, poréminsolúveis nos solventesapolares.

MONOSSACARÍDEOSpossuem centro assimétrico

São opticamente ativos

Molécula com n centro quiral:2n estereoisomeros

Estereoisômeros são divididosem dois grupos que diferem

na configuração docentro quiral mais distante

do grupo carbonila:D isômeros e L isômeros

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MONOSSACARÍDEOSSéries das aldoses

Epímeros

MONOSSACARÍDEOSSéries das cetoses

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Formação dehemiacetais ehemicetais

Formação das duas formascíclicas da D-glicose

Aldeído do C-1 com OH doC-5 forma a ligação

Hemiacetal e produz doisEstereoisômeros:anômeros α e β

O átomo de carbono da carbonila é chamado de

carbono anomérico

2/31/3

Piranoses e furanoses (fórmulas em perspectiva de Haworth)

As formas piranosídicas assumem duas conformações

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Monossacarídeos são agentes redutores

O íon Cu+1 produzido em condições alcalinas forma um precipitado vermelho de óxido cuproso:

Reação de Fehling

É possível se determinar aconcentração de um açúcarredutor pela medida daquantidade do agenteoxidante que é reduzido emsolução deste mesmo açúcar.

Derivados de hexoses-OH do C2 é substituído por –NH2

-NH2 condensadocom ác. acético

Ác. Lácticono C3 Subst. –OH por -H

Oxidação do C6:ác. urônico corres.

Oxidação do C1:ác. aldônico corres.

Ésteres intramol: lactona

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Derivados de hexoses

Derivado do fosfoenolpiruvato

Der. N-acetilmanosamina

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DISSACARÍDEOSDois monossacarídeos ligados por uma ligação

O-glicosídica: grupo hidroxil de 1 açúcarreage com o carbono anomérico de outro açúcar

(formação de acetal)

Quando o carbonoanomérico de umresíduo de açúcarestá envolvido emuma ligaçãoglicosídica ele nãopode assumir aforma linear e,portanto, torna-se um açúcarnão-redutor.

DISSACARÍDEOS

Lactose: açúcar redutor

presente no leite

Sacarose: açúcar não redutor

Formado somente por plantas

Trealose: açúcar não redutor

Fonte de armazenamento de energia presente na hemolinfa de insetos

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POLISSACARÍDEOS ou GLICANOS

Homopolissacarídeos: forma de armazenamento de energia (amido e glicogênio) e componente estrutural de parede celular

de vegetais e exoesqueleto (celulose e quitina)

Heteropolissacarídeos: suporte extracelular em muitas formas de vida e componente estrutural de parede celular de bactérias

AMIDO: dois tipos de polímero de α-D-glicose(amilose e amilopectina)

Amilose: linear, ligações glicosídicas (α1→4)

Amilopectina: ramificado; ligações glicosídicas (α1→4e (α1→6) a cada 24 a 30

resíduos

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Conformação mais estável da amilose é em curva

GLICOGÊNIO:polímero de α-D-glicose ramificadoFígado e músculos esqueléticos

Similar à amilopectina, porém mais densamente ramificado: cada

ramo 8-12 resíduos Fígado: 7% do peso úmido

α-amilases (saliva e secreção intestinal:

degradam ligações α 1→4

POLISSACARÍDEOS ESTRUTURAISHomopolissacarídeos: celulose e quitinaEstrutura da celulose: polímero de β-D-glicose

10.000 a 15.000 D-glicosecadeias lineares alinhadas lado a lado e estabilizadas

por ligacões de Hintra- e intercadeias

Fungos e bactérias possuem celulase: hidrolisam lig. β1→4

(flip 180° de cada unidade)

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POLISSACARÍDEOS ESTRUTURAISHomopolissacarídeos: quitina

Estrutura: polímero de N-acetil-D-glicosaminaLigações (β1→4)

Principal componente do exoesqueleto de artrópodesInsetos, caranguejos, lagostas

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POLISSACARÍDEOS ESTRUTURAISHeteropolissacarídeo: N-acetilglicosamina

alternado com ác. N-acetilmurâmico(ligações (β1→4)Componente do peptideo-glicano da parede celularde Staphylococcus aureus

(bactéria gram +)

Lisozima: rompe aLigação β1→4

Forma um envelope que protege a bactéria de

lise osmótica

Penicilina (Fleming) inibe a enzima transpeptidase

responsável pelas ligaçõescruzadas: bactéria é lisada

Penicilinase (bactérias resistentes)

GLICOSAMINOGLICANOS

Heteropolissacarídeos da matriz extracelularUnidades de dissacarídeos que se repetem: um é

sempre N-acetilglicosamina ou N-acetilgalactosaminaO outro geralmente é um ácido urônico (D-glicurônico

ou L-idurônicoEm alguns uma ou mais OH estão esterificadas com

sulfato

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Lubrificante nos fluidossinoviais das articulaçõese conferem ao humorvítreo dos olhos dosvertebrados suaconsistência gelatinosa.Componente essencial namatriz extracelular dascartilagens e tendões, econtribui para aelasticidade e resistênciaa tensão.

Contribui para a resistência à tensão das cartilagens, tendões, ligamentos e paredes da aorta.

Presente na córnea, cartilagens, ossos e em uma variedades de estruturas duras formadas por células mortas. Ex: cabelos, unhas.

Anticoagulante natural, sintetizada nos mastócitos e é liberada no sangue onde inibe a coagulação pela ligação com a proteína antitrombina.

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ProteoglicanosMacromoléculas presentesna superfície da célula ouda matriz extracelular,neles uma ou maiscadeias deglicosaminoglicanos estãoligados covalentemente auma proteína demembrana.

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GLICOPROTEÍNAS

Compostos formados pela conjugação de carboidratos aproteínas. Os carboidratos estão unidos ao grupohidroxila de resíduos serina e treonina.

Muitas das proteínas secretadas pelas célulaseucarióticas são glicoproteínas, incluindo a maioria dasproteínas do plasma sanguíneo. Por exemplo asimunoglobulinas e alguns hormônios.

GLICOLIPÍDEOS

Os glicolípideos e lipopolissacarídeos são componentesda membrana plasmática com cadeias de oligossacarídeoexpostas na superfície externa da célula.

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LECTINAS

Encontradas em todos os organismos são proteínasque se ligam a carboidratos com alta afinidade eespecificidade. Atuam em uma ampla variedade deprocessos intercelulares de reconhecimento, deadesão e sinalização, como também endereçamentointracelular de proteína recém-sintetizadas.

Canavalia brasiliensis(ConBr)

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Selectinas são umafamília de lectinas,encontradas nasmembranas plasmáticas,que medeiam oreconhecimento e adesãocélula-célula em váriosprocessos celulares.

Um desses processos é omovimento nos locais deinfecção ou inflamação,das células imunes dosangue para os tecidos.

Helicobacter pylori, uma bactéria causadora deúlceras gástricas adere a superfície interna doestômago pelas interações entre as lectinas nasuperfície da bactéria e oligossacarídeosespecíficos das glicoproteínas da membrana d ascélulas gástricas.

Alguns patógenosmicrobianos têmlectinas que medeiama adesão bacteriananas célulashospedeiras ou aentrada de toxinas.

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