Disciplina: Bioquímica

Química de carboidratos

Elaine Virgínia

CONCEITO

Origem francesa: hidrate de carbone;

Poliidroxialdeídos ou poliihidroxicetonas, ou substâncias quando hidrolisadas geram este composto

· Composição básica: (CH2O)n, sendo n > 3;NOMENCLATURA

(CH2O)3

Mais abundante biomolécula da Terra:

Fotossíntese converte + 100 bilhões toneladas de

CO2 e H2O em carboidratos

(celulose e outros açúcares)

FUNÇÕES ■ Fonte de energia

■ Reserva energética

■ Componentes de membranas

■ Estrutural

■ Lubrificante de articulações

CARBOIDRATOS

Amido

Pro

teog

lican

os

Glicogênio

Pep

tideog

lican

o

Celulose

Reconhecimento e adesão celular

· Plantas: 75% (constituinte mais importante); (glucose, sacarose, amido, celulose, hemicelulose, pectina, lignina).

· Animais: 0,5 a 1,0% (glicose e glicogênio); Glicogênio: sintetizado a partir de glicose, Aminoácidos glicogênicos ou glicerol.

COMPOSIÇÃO

CLASSIFICAÇÃO

Monossacarídeos

Oligossacarídeos

Polissacarídeos

“sacarídeo” é derivada do grego sakcharon, que significa “acúcar”

Monossacarídeos

1. Monossacarídeos

•Carboidratos mais simples (aldeído ou cetona)

•Um ou mais grupos hidroxila

•Baixo peso molecular

•Cristalinos no estado sólido e solúveis em água

•C unidos por ligações covalentes simples

•Mais comum D-glicose ou dextrose

Cetose ou aldeído

Trioses (3C)

Tetrose (4C)

Pentose (5C)

Hexoses (6C)

Heptoses (7C)

Carbonil

ESTEREOISOMERIA ÓTICA

Possuem centros assimétricos (quiral)

Todos os monossacarídeos, com exceção da diidroxiacetona, contém um ou mais átamos de carbonos assimétrico.

Forma mais abundante é a configuração D (hexoses)

Molécula com n centro quiral: 2n estereoisômeros

Estereoisômeros são divididos em dois grupos que diferem na configuração do centro quiral mais distante do grupo carbonila: D isômeros e L isômeros

Série aldoses

Séries das cetoses

Epímeros

Dois açúcares que diferem somente na configuração ao redor de um único átomo de carbono.

Formação de hemiacetais e hemicetais

Reação entre álcoois e aldeídos ou cetonas.

CICLIZAÇÃO

Representações lineares_ Didáticas

Formação das duas formas cíclicas da D-glicose

Aldeído do C-1 com OH do C-5 forma a ligação Hemiacetal e produz dois Estereoisômeros: anômero e

Carbono anomérico

Forma predominante em solução aquosa 1/3 2/3

CICLIZAÇÃO

Conformação em “cadeira”

Axiais_ Paralelos

Equatoriais_ Perpendicular

O anel de seis membros (piranose) não é planar

REAÇÃO DE OXIDO-REDUÇÃO

1. Oxidação: oxidar significa perder elétrons e conseqüentemente aumentar o nox.

2. Redução: reduzir significa ganhar elétrons e conseqüentemente diminuir o nox.

Monossacarídeos redutores

A oxidação pelo íon cúprico ocorre apenas com a forma linear (em equilíbrio com as formas cíclicas).

redução

Dissacarídeos

2. Dissacarídeos

Ligação covalente_ Carbono anomérico + OH

Ligação O-glicosídica

Configuração das ligações glicosídicas

Dissacarídeos não- redutores_ glicosídeos

Lactose: açúcar redutor presente no leite D-galactosidase ou lactase intestinal: comum a ausência em africanos e orientais: Intolerância à lactose

Sacarose: açúcar não redutor. Formado somente por plantas

Trealose: açúcar não redutor. Fonte de armazenamento de energia presente na hemolinfa de insetos

Carbonos anoméricos envolvidos na ligação

3. Polissacarídeos

1. Maior parte dos carboidratos (média até alta massa molecular)2. Insípidos3. Insolúveis em água4. Amorfos no estado sólido 5. Mais de 20 unidades de monossacarídeos

Diferenças entre os polissacarídeos ou glicanos

•Unidades monossacarídicas

•Tipos de ligações

•Comprimento da cadeia

•Grau de ramificação da cadeia

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

POLISSACARÍDEOS DE RESERVA_ Homopolissacarídeos

AMIDO

Amilose: linear, ligações glicosídicas (14)

Amilopectina: ramificado; ligações glicosídicas (14) e (16) a cada 24 a 30 resíduos

Conformação mais estável da amilose é em curva

-amilases (saliva e secreção intestinal: degradam ligações

14)

GLICOGÊNIO:polímero de -D-glicose ramificado Fígado e músculos esqueléticos

Similar à amilopectina, porém mais densamente ramificado: cada ramo 8-12 resíduos.

Fígado: 7% do peso úmidoGlicogênio insolúvel_ 0,01 M Glicose livre = 0,4M

Armazenamento na forma de glicogênio

POLISSACARÍDEOS ESTRUTURAISHomopolissacarídeos: celulose e quitina

Estrutura da celulose: polímero de -D-glicose

Fungos e bactérias possuem celulase: hidrolisam lig. 14

(flip 180 de cada unidade)

10.000 a 15.000 D-glicose cadeias lineares alinhadas lado a lado e estabilizadas por ligacões de H intra- e intercadeias

Celulose

Fibras supramoleculares rígidas e estáveis

POLISSACARÍDEOS ESTRUTURAISHomopolissacarídeos: quitina

Estrutura: polímero de N-acetil-D-glicosaminaLigações (14)

C2- Amino acetilado

Segundo + abundante polissacarídeo depois da celulose

Quitina

Principal componente do exoesqueleto de artrópodes como insetos, caranguejos, lagostas

POLISSACARÍDEOS ESTRUTURAISHeteropolissacarídeo: N-acetilglicosamina

alternado com ác. N-acetilmurâmico(ligações (14)

Componente do peptideoglicano da parede celular de Staphylococcus aureus (bactéria gram +)

Forma um envelope que protege a bactéria de

lise osmótica

Lisozima: rompe aLigação 14