AULA 2

COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA

CÉLULA: BIOMOLÉCULAS 1

CARBOIDRATOS E LIPÍDEOS

Composição Química da célula

• Os compostos celulares são baseados em compostos de carbono

• C, H, N e O constituem quase 99% do peso celular

• Água = 70% do peso da célula, logo a maioria das reações químicas da célula ocorrem em ambiente aquoso.

Composição químicaComponente Porcentagem do peso

totalE. Coli Célula de

mamífero

H2O 70 70

Íons inorgânicos (Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, etc.)

1 1

Vários substâncias metabólicas 3 3

Proteínas 15 18

RNA 6 1,1

DNA 1 0,25

Fosfolipídeos 2 3

Outros lipídeos - 2

Polissacarídeos 2 2

Volume total da célula 2 × 10-12 cm3 4 × 10-9 cm3

Volume celular relativo 1 2000

Composição química

Presença de elementos químicos nos seres vivos e superfície da terra

Macromoléculas• As interações entre as macromoléculas em

uma célula dependeM de ligações fracas não-covalentes

• Forças de Van Der Waals (distância = 0,35 nm e força = 0,1 Kcal);

• Pontes de hidrogênio (distância = 0,3 nm e força = 4 Kcal/mol no vácuo e 1 Kcal/mol na água);

• Forças ou ligações hidrofóbicas • Ligações iônicas (distância = 0,25 nm e força =

80 Kcal/mol no vácuo e 3 Kcal/mol na água);

Composição química da célula

• Estrutura da molécula da água• Pontes de hidrogênio: importantes

na manutenção da estrutura celular

• Moléculas hidrofílicas (que têm afinidade pela água) e hidrofóbicas (que não têm afinidade pela água)

• Água: é o solvente celular.• Dissolve ácidos, bases e controla o

pH das células.

Ponte de H

Principais moléculas orgânicas encontradas nas células

• Açúcares;• Lipídios;• Ácidos nucleícos

(DNA e RNA);• Proteínas

• Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza, e apresentam a seguinte fórmula geral: [C(H2O)]n, daí o nome carboidratos ou hidratos de carbono.

• Desempenham uma ampla variedade de funções, tais como:Fonte de energia – representam de 40

a 50% da ingestão energética diáriaReserva de energiaMatéria prima para a biossíntese de

outras macromoléculas

Açúcares ou Carboidratos

Açúcares ou Carboidratos

• Monossacarídeos= fórmula geral= (CH2O)n

• Aldeídos ou cetonas • Dissacarídeos, oligossacarídeos e

polissacarídeos• Isômeros (glicose, manose e galactose) =

C6H12O6

• Ligações e • Os carboidratos podem ser consumidos

nas formas mais variadas, desde simples moléculas como a glicose até os não absorvíveis como as fibras insolúveis

• Classificação: A) Monossacarídeos - açúcar simples Tipos: glicose, galactose, frutose B) Dissacarídeos – glicosídeos (formados a

partir da ligação de 2 monossacarídeos através de ligações especiais denominadas ligações glicosídicas).

Tipos: sacarose, maltose, lactose

Açúcares ou Carboidratos

C) Polissacarídeos - carboidratos complexos, macromoléculas formadas por milhares de unidades monossacarídicas ligadas entre si por ligações glicosídicas.

Funções biológicas: armazenadora de combustível; elementos estruturais.

Tipos: amido, glicogênio, celulose.

D) Oligossacarídeos: dextrinomaltoses

• As moléculas maiores como os di, oligo e polissacarídeos necessitam ser quebradas, através da ação de enzimas, até a forma de monossacarídeos para haver absorção.

Açúcares ou Carboidratos

Estrutura de um monossacarídeo

MonossacarídeosGlicose e GalactoseGlicose e Galactose

CHOCHOC - OHC - OHC - HC - HC - C - OHOHC - OHC - OHCHCH22OHOH

H -H -HO -HO - H -H - H -H -

GlicoseGlicose GalactoseGalactose

CHOCHOC - OHC - OHC - HC - HC - HC - HC - OHC - OHCHCH22OHOH

H -H -HO -HO -HOHO - - H -H -

Glicose e Manose : São ISÔMEROS Glicose e Manose : São ISÔMEROS ÓPTICOSÓPTICOS

CHOCHOC - C - OHOHC - HC - HC - OHC - OHC - OHC - OHCHCH22OHOH

H -H -HO -HO - H -H - H -H -

CHOCHOC - HC - HC - HC - HC - OHC - OHC - OHC - OHCHCH22OHOH

HOHO - -HO -HO - H -H - H -H -

GlicoseGlicose ManoseManose

Ligações e

Derivados de açúcar

Dissacarídeos

Oligossacarídeos e polissacarídeos

Oligossacarídeos complexos

Formação de um dissacarídeo

Oligossacarídios• Ligação Glicosídica

Carboidratos

MaltoseMaltose

• Por hidrólise dá origem a 2 moléculas de Por hidrólise dá origem a 2 moléculas de glicoseglicose

• Ligação Ligação 1,41,4• É obtida pela hidrólise parcial da amilose, É obtida pela hidrólise parcial da amilose,

amilopectina e glicogênioamilopectina e glicogênio• É redutora e solúvel em águaÉ redutora e solúvel em água

D-Glicopiranosil-4-D-Glicopiranosil-4-D-GlicopiranoseD-Glicopiranose

OO

OOCHCH22OHOH

OOCHCH22OHOH

DiolosídiosDiolosídios (Osídios com 2 oses) (Osídios com 2 oses)

Iso-MaltoseIso-Maltose

• Por hidrólise dá origem a 2 moléculas de Por hidrólise dá origem a 2 moléculas de glicoseglicose

• Ligação Ligação 1,61,6• É obtida pela hidrólise parcial do glicogênio e É obtida pela hidrólise parcial do glicogênio e

amilopectinaamilopectina• É redutora e solúvel em águaÉ redutora e solúvel em água

D-Glicopiranosil-6-D-Glicopiranosil-6-D-GlicopiranoseD-Glicopiranose

CHCH22OHOHOO

OOCHCH22

OO

Formação de ÉsteresFormação de Ésteres

• Os ésteres fosfóricos de oses Os ésteres fosfóricos de oses apresentam grande importância apresentam grande importância

biológica. Os principais são:biológica. Os principais são:

*Glicose-6-P*Glicose-1-P*Glicose-1,6-P*Frutose-6-P

*Frutose-1-P*Frutose-1,6-P*Fosfato de diidroxiacetona*Aldeído-3-P-Glicérico

LactoseLactose

• Por hidrólise dá origem a 1 molécula de galactose Por hidrólise dá origem a 1 molécula de galactose e 1 de glicosee 1 de glicose

• Ligação 1,4Ligação 1,4• É redutora e solúvel na águaÉ redutora e solúvel na água• É encontrada no leiteÉ encontrada no leite

D-Galactopiranosil-4-D-Galactopiranosil-4-D-GlicopiranoseD-Glicopiranose

OO

CHCH22OHOH

OO

CHCH22OHOH

OO

SacaroseSacarose

• Por hidrólise dá origem a 1 molécula de glicose e Por hidrólise dá origem a 1 molécula de glicose e 1 molécula de frutose1 molécula de frutose

• As duas estão ligadas pela hidroxila heterosídicaAs duas estão ligadas pela hidroxila heterosídica• Não é redutora e é solúvel em águaNão é redutora e é solúvel em água• É o açúcar da canaÉ o açúcar da cana

D-Glicopiranosil- D-Glicopiranosil- D-FrutofuranosídioD-Frutofuranosídio

CHCH22OHOH

OO

OO

OOCHCH22OHOH

CHCH22OHOH

Poliolosídios : osídeos com várias osesPoliolosídios : osídeos com várias oses

HomogêneosHomogêneos

HeterogêneosHeterogêneos

Heterosídios ou GlicosídiosHeterosídios ou Glicosídios

Poliolosídios HomogêneosPoliolosídios Homogêneos

AmiloseAmilose

AmilopectinaAmilopectina

CeluloseCelulose

AmidoAmido

GlicogênioGlicogênio

Poliolosídio homogêneo é o osídio que por Poliolosídio homogêneo é o osídio que por hidrólise libera só um tipo de ose.hidrólise libera só um tipo de ose.

Polissacarídios• Estrutura

• Amido

Amilose

Amilopectina

Carboidratos

Polissacarídios• Estrutura

• Glicogênio

• Celulose

» Quitina

Carboidratos

O

H

OHH

H

O O

CH2

1

234

5 H

CH2HO

OH

OH

H

OH

OH

H

H

O O

OH

H

OH

OH

H

H

O

6

6

41 1

HOCH2

41 1

HOCH2 HOO

OH

CH2

C

H

OH

N

O

CH3

O

O

OCH3

N H

C

INTOLERÂNCIA AOS CARBOIDRATOS

Intolerância aos carboidratos é uma denominação utilizada para caracterizar manifestações clínicas que ocorrem devido a alterações da digestão e/ou da absorção dos mesmos.

As alterações primárias ocorrem por deficiências congênitas de transportadores de monossacarídeos ou de enzimas que hidrolisam os açúcares mais complexos, portanto, essas alterações podem ocorrer através da ausência completa ou por deficiência de atividade dos diversos complexos enzimáticos envolvidos na digestão dos carboidratos.

(1) Curr Opin Gatroenterol; 20(2):162-7; 2004 Mar.(2) Arola H. Scand J Gastroenterol 1994, 29: 26-35.Hertzler SR et al. Am J Clin Nutr 1996; 64: 232-6.

Classificação

1) Intolerância aos polissacarídeos Intolerância ao amido

2) Intolerância aos dissacarídeos

Intolerância à lactose Deficiência da enzima lactase

Intolerância à sacarose-isomaltose

Deficiência congênita de sacarase-isomaltase

3) Intolerância a monossacarídeos

Má absorção primária de glicose-galactose

Intolerância hereditária à frutose

Lipídios

• São definidos como sendo moléculas celulares insolúveis em água mas são solúveis em solventes orgânicos

• Ácidos graxos• Triglicerídeos• Fosfolipídio• Outros lipídios (isoprenóides, esteróides e

glicolipídios)

Ácidos graxos comuns

Triglicerídios

Ácidos graxos insaturados (com dupla ligação)

Ácidos graxos saturados (sem dupla ligação)

Grupo carboxila geralmente ligado a outros grupos para formar ésteres ou amidas

Fosfolipídeos os maiores constituintes das membranas celulares

Ácido graxo

Fosfolipídio

Importância dos Lipídios

Lipídios

Função Energética

Estrutural (membranas celulares)

CoagulaçãoSangüínea

Proliferação e Diferenciação

Celular

Antioxidante

Hormonal

Transdução de Sinal

Termogênese

Metabolismodo Cálcio

IsolamentoTérmico

Surfactante

Algumas Funções Desempenhadas por Lipídios

Aspectos Nutricionais dos Lipídios

Um indivíduo adulto ingere em média de 60-150g de lipídios/dia.

O total de lipídios da dieta não deve ultrapassar os 30%.

A presença de gordura na dieta aumenta a palatabilidade do alimento e a sensação de saciedade, sendo também requerida para a absorção de vitaminas lipossolúveis.

58%12%

10%

10%10% Glicídio

ProteínaPoliinsatMonoinsatSaturado

Aspectos Nutricionais Lipídios

São ricas em ácidos graxos

saturados, exceto o peixe.

Fornecem o colesterol (seu

consumo não deve ultrapassar de 300mg/dia).

Gorduras de Origem Animal

Aspectos Nutricionais Lipídios

São ricas em ácidos graxos insaturados, exceto os óleos de côco e de palma.

Fornecem os ácidos graxos essenciais: os

ácidos linoléico e linolênico

Gorduras de Origem Vegetal

Principais Lipídios da Dieta Alimentar

Os triacilgliceróis correspondem a 90% ou

mais dos lipídios da dieta

Colesterol

Principais Lipídios da Dieta Alimentar

Vitaminas

Fosfolipídios

Ácidos Graxos

Composição dos 10% restantes dos lipídios da dieta

Isoprenóides

Esteróides

Glicolipídeos