6. Aula carboidratos [Modo de Compatibilidade]

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

28/10/2012
1
Prof. Prof. MscMsc. Reginaldo Vicente Ribeiro. Reginaldo Vicente Ribeiro
BioquímicaBioquímica
dos Carboidratosdos Carboidratos
Várzea Grande - MT
CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VÁRZEA GRANDE
GPA DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E BIOLÓGICAS
BIOQUÍMICA
IntroduçãoIntrodução
CarboidratosCarboidratos sãosão polihidroxialdeídospolihidroxialdeídos ouou
polihidroxicetonaspolihidroxicetonas ouou substânciassubstâncias queque
liberamliberam estesestes compostoscompostos porpor hidrólisehidrólise..
OsOs CarboidratosCarboidratos tambémtambém sãosão conhecidosconhecidos
comocomo açucares,açucares, hidratoshidratos dede carbonocarbono ouou
sacarídeossacarídeos;;
Carboidratos
IntroduçãoIntrodução
� Biomoléculas orgânicas mais abundantes na
natureza (amido e celulose);
� Contem basicamente 3 elementos na sua
fórmula: C, H, O;
� Os animais não são capazes de sintetizar
carboidratos, necessária obtenção através da
alimentação;
� Os açucares são formados por unidades
chamadas sacarídeos.
Principais FunçõesPrincipais Funções
--Celulose;Celulose;
-- Quitina; Quitina; 
�� Estrutural:Estrutural: -- Ribose; Ribose; 
-- Dextrose.Dextrose.
-- Sacarose;Sacarose;
�� Fonte de energia:Fonte de energia: -- Glicose;Glicose;
-- Manose;Manose;
-- Galactose ;Galactose ;
-- Lactose;Lactose;
-- Maltose.Maltose.
�� Reserva de energia:Reserva de energia: -- Glicogênio;Glicogênio;
-- Amido.Amido.
Funções dos carboidratos Funções dos carboidratos 
na alimentaçãona alimentação
�� PrincipalPrincipal fontefonte dede energiaenergia parapara oo homem,homem, 5050--
8080%% dasdas caloriascalorias dada dietadieta..
�� FormaForma dede energiaenergia maismais abundanteabundante ee dede fácilfácil
digestão(digestão(44,,00kcal/g)kcal/g)
�� PoupaPoupa aa queimaqueima dede lipídeoslipídeos ee proteínasproteínas comcom
finalidadefinalidade energéticaenergética
�� AtuaAtua comocomo fibrafibra dietética,dietética, funcionamentofuncionamento
normalnormal dodo intestinointestino..
Ocorrência de CarboidratosOcorrência de Carboidratos
�� Pão;Pão;
�� Batatas;Batatas;
�� Ervilhas;Ervilhas;
�� Carne (em menor quantidade);Carne (em menor quantidade);
�� Ovos e leite;Ovos e leite;
�� Aveia;Aveia;
�� Frutas e verduras;Frutas e verduras;
�� Algodão (fibra de tecido);Algodão (fibra de tecido);
�� Linho (fibra de tecido);Linho (fibra de tecido);
�� Madeira (celulose);Madeira (celulose);
�� Papel (celulose).Papel (celulose).
28/10/2012
2
Síntese de CarboidratosSíntese de Carboidratos
6CO6CO22 + 6H+ 6H22O O �� CC66(H(H22O)O)66 + 6O+ 6O22
FotossínteseFotossíntese
(Clorofila)(Clorofila)
Respiração CelularRespiração Celular
(Mitocôndria)(Mitocôndria)
�São sintetizados através do processo 
fotossintético que ocorre nos organismos 
clorofilados.
1)1) a localização da carbonila;a localização da carbonila;
2)2) ao número de carbonos;ao número de carbonos;
3)3) ao tipo de biomoléculas; ao tipo de biomoléculas; 
4)4) ao número de monômeros;ao número de monômeros;
5)5) em função do peso molecular.em função do peso molecular.
ClassificaçãoClassificação
Quanto:
H O
 C
H C OH
H C OH
 H
Aldeído
 H
H C OH
 C= O
H C OH
 H
Cetona
Classificação dos carboidratos Classificação dos carboidratos 
quanto a localização da carbonilaquanto a localização da carbonila
AldosesAldoses - glicose, ribose, desoxiribose, galactose, manose.
CetoseCetose – frutose, ribose, xilulose.
A família das A família das AldosesAldoses
Três carbonos Quatro carbonos
D-eritrose D-treose
Cinco carbonos
D-ribose D-arabinose D-xilose D-lixose
Seis carbonos
D-alose D-altrose D-glicose D-manose D-gulose D-idose D-galactose D-talose
A família das CetosesA família das Cetoses Classificação quanto ao númeroClassificação quanto ao número
de carbonosde carbonos
�� TriosesTrioses:: gliceraldeído,gliceraldeído, dihidroxiacetonadihidroxiacetona
�� TetrosesTetroses:: eritrose,eritrose, treosetreose
�� PentosesPentoses:: ribose,ribose, desoxirribosedesoxirribose
�� HexosesHexoses:: glicose,glicose, manose,manose, frutosefrutose
Todos são
monossacarídeos
28/10/2012
3
Simples:Simples:
glicoseglicose
sacarosesacarose
glicogênioglicogênio
Conjugados:Conjugados:
glicoproteínas glicoproteínas 
glicolipídiosglicolipídios
Classificação quanto ao tipoClassificação quanto ao tipo
de biomoléculasde biomoléculas
Classificação quanto ao ao número Classificação quanto ao ao número 
de monômerosde monômeros
��MonossacarídeoMonossacarídeo (n=(n=11)):: glicose,glicose, frutose,frutose, galactosegalactose
��DissacarídeoDissacarídeo (n=(n=22)):: sacarose,sacarose, lactose,lactose, maltosemaltose
��OligossacarídeoOligossacarídeo ((22<n<<n<1010)):: estaquioseestaquiose
��PolissacarídeoPolissacarídeo (n>(n>1010)):: amido,amido, glicogênio,glicogênio, celulosecelulose
Classificação quanto ao númeroClassificação quanto ao número
de monômerosde monômeros
�� MonossacarídeosMonossacarídeos:: glicose,glicose, frutosefrutose ee galactosegalactose;;
�� DissacarídeosDissacarídeos:: sacarosesacarose == glicoseglicose ++ frutosefrutose
lactoselactose == galactosegalactose ++ glicoseglicose
maltosemaltose == glicoseglicose ++ glicoseglicose
��Monossacarídeos: glicose, frutose, Monossacarídeos: glicose, frutose, 
galactosegalactose
��Oligossacarídeos: sacarose, maltose, Oligossacarídeos: sacarose, maltose, 
lactoselactose
�� Polissacarídeos: amido, celulose, Polissacarídeos: amido, celulose, 
glicogênioglicogênio
Classificação em função doClassificação em função do
peso molecularpeso molecular
�� Menor e mais simples carboidratoMenor e mais simples carboidrato
�� Grupo funcional + cadeia de hidrocarbonetoGrupo funcional + cadeia de hidrocarboneto
�� Anéis de 5 (furano) ou 6 carbono (pirano)Anéis de 5 (furano) ou 6 carbono (pirano)
�� Apresentam Apresentam isomeria isomeria ópticaóptica
MonossacarídeosMonossacarídeos
Principais característicasPrincipais características
* Os monossacarídeos comuns na natureza 
existem na forma D. 
Monossacarídeos Monossacarídeos 
Estrutura químicaEstrutura química
Fórmula de FischerFórmula de Fischer
28/10/2012
4
As formas D e L são imagens especulares uma da outra.
Isômeros do Isômeros do GlicealdeídoGlicealdeído
� Todos os monossacarídeos
exceto a dihidroxiacetona
contêm um ou mais átomo
de carbono assimétrico
(quiral) e por isso ocorrem
formas isoméricas optica-
mente ativas L ou D.
ISOMERIA NOS CARBOIDRATOS:
C C
OC
CC
H2C OH
OH
H
OH
H
H
OH
HO
H
C
C
C
C
C
CH2
H O
HO H
OHH
HO
HO
H
H
HO Glicose
A ciclização leva a 
formação dos 
estereoisômeros a e b.
Em solução aquosa, os 
monossacarídeos apresentam-
se como estruturas 
cíclicas, onde um grupo 
hidroxila reage com o grupo 
carbonila da mesma 
molécula. C C
C C
O
CH2OH
OHH
CH2HO
OH
OH
H
H
C
C
C
C
CH2
OHH
HO
HO
H
H
HO
O
CH2 OH
Frutose
O
OH
HO
HO
H
OH
OH
O
OH
HO
HO
OH
H
OH
a-Glicose b-Glicose
Reação de Ciclização
CiclizaçãoCiclização
21
� Os açúcares, especialmente os de 5 e 6C (pentoses e hexoses),
existem como moléculas cíclicas
� ciclização
� Nas aldohexoses: interação entre os carbonos C1 e C5
� Nas cetohexoses: interação entre os carbonos C2 e C5
� Carbono Anomérico: Nome dado ao átomo de carbono da
carbonila (C=O) que perde a dupla ligação durante a ciclização.
22
Ciclização
D-Glicose
Mutarrotação
α-D-glicose β-D-glicose
� o açúcar cíclico pode assumir duas
formas diferentes:
� α → OH da C anomérico p/ baixo
anômeros
� β → OH da anomérico p/ cima
EmEm solução,solução, cercacerca dede 22//33
dasdas moléculasmoléculas existemexistem nana
formaforma betabeta ee 11//33 nana formaforma alfaalfa.. AA estruturaestrutura
conformacionalconformacional dádá umauma idéiaidéia maismais realísticarealística dada
formaforma dada moléculamolécula..
αα e e ββ GlicoseGlicose
24
Alguns carboidratos possuem um grupamento -OH (hidroxila) 
livre no carbono 1 de suas moléculas, enquanto outros não
AÇÚCARES REDUTORESAÇÚCARES REDUTORES
28/10/2012
5
25
Carboidratos formados pela união de dois Carboidratos formados pela união de dois 
sacarídeos por meio de uma ligação glicosídica:sacarídeos por meio de uma ligação glicosídica:
���� LLigação glicosídica: formada quando um grupo OH de
açúcar reage com o átomo de carbono anomérico de
outra molécula de açúcar;
���� Carbono anomérico envolvido na ligação glicosídica: não
pode mais ser oxidado por íons férrico ou cúprico (não é
mais agente redutor);
���� Extremidade redutora: carbono anomérico livre;
���� Ligação glicosídica: sofrem hidrólise na presença de ácido
ou base.
DISSACARÍDEOSDISSACARÍDEOS Formação de um dissacarídeoFormação de um dissacarídeo
Dissacarídeo���� Dois monossacarídeos
Hemiacetal + álcool ���� ligação glicosídica
Condensação���� produz uma molécula de H2O
Hidrólise���� consome uma molécula de H2O
H2O
hidrólise
H2O
condensação
Sacarose
β-D-frutofuranosil-α-D-glicopiranosideo
Fru(2β�a1)Glc = Glc(a1�2β)Fru
Alguns dissacarídeos comunsAlguns dissacarídeos comuns
Em que diferem os dissacarídeos
�Tipo de monossacarídeo�Glc, Fru, Gal, Man...
�Configuração anomérica dos monossacarídeos�α ou β
�Carbonos envolvidos na reação�(1�4), (1�2), (1�1)
Trealose
α-D-glicopiranosil-α-D-glicopiranosideo
Glc(α1�1α)Glc
A trealose está presente na 
hemolinfa dos insetos
Lactose
β-D-galactopiranosil-(1�4)-β-D-glicopiranose
Gal(β1�4)Glc
A sacarose é 
dissacarídeo 
das plantas 
A lactose está 
presente no leite
�� PolímerosPolímeros comcom 33 --1010 unidadesunidades dede monossacarídeosmonossacarídeos
unidosunidos dosdos porpor ligaçõesligações glicosídicasglicosídicas;;
�� PolimerizaçãoPolimerização dede nn monossacarídeosmonossacarídeos éé liberadoliberado nn--11
moléculasmoléculas dede águaágua (condensação)(condensação);;
�� AsAs enzimasenzimas digestivasdigestivas humanashumanas nãonão digeremdigerem aa
maioriamaioria dosdos oligossacarídeosoligossacarídeos..
OligossacarídeoOligossacarídeo
ConceitoConceito
�� TRISSACARÍDEOSTRISSACARÍDEOS:: também podem ser encontrados livres na também podem ser encontrados livres na 
natureza. Exemplo: natureza. Exemplo: rafinoserafinose encontrada na casca de sementes de encontrada na casca de sementes de 
algodão, é formada pela ligação glicosídica entre frutose, galactose algodão, é formada pela ligação glicosídica entre frutose, galactose 
e glicose.e glicose.
�� TETRASSACARÍDEOSTETRASSACARÍDEOS:: exemplo: exemplo: estaquioseestaquiose é distribuída no é distribuída no 
reino vegetal, principalmente nas leguminosas (feijão, ervilha e reino vegetal, principalmente nas leguminosas (feijão, ervilha e 
soja). É formada por 1 frutose, 1 glicose e 2 galactoses. soja). É formada por 1 frutose, 1 glicose e 2 galactoses. 
29
�� ApresentamApresentam dede 1010--1010..000000 unidadesunidades dede
monossacarídeosmonossacarídeos..
�� DiferemDiferem unsuns dosdos outrosoutros:: númeronúmero dede unidades,unidades, tipotipo dede
ligaçãoligação ee nono graugrau dede ramificaçõesramificações..
�� AoAo contráriocontrário dada glicose,glicose, osos
polissacarídeospolissacarídeos deladela derivadosderivados
nãonão possuempossuem saborsabor doce,doce, nemnem
sãosão solúveissolúveis emem águaágua..
�� ArmazenamentoArmazenamento estávelestável dede
energiaenergia..
PolissacarídeosPolissacarídeos
28/10/2012
6
PolissacarídeosPolissacarídeos
Lineares
(não ramificados)
Ramificados
Homo polissacarídeo
(apenas um tipo de 
unidade monomérica)
Hetero 
polissacarídeo
(mais de um tipo de 
unidade monomérica)
Quanto a presença de ramificaçõesQuanto a variedade 
das unidades 
monoméricas
São vários monossacarídeos unidos entre si por ligações glicosídicas
Classificação:
POLISSACARÍDEO FUNÇÃO E FONTE
Glicogênio Açúcar de reserva energética de animais e 
fungos
Amido Açúcar de reserva energética de vegetais e 
algas
Celulose Função estrutural. Compõe a parede 
celular das células vegetais e algas
Quitina Função estrutural. Compõe a parede 
celular de fungos e exoesqueleto de 
artrópodes
Ácido hialurônico Função estrutural. Cimento celular em 
células animais
Polissacarídeos
PolissacarídeosPolissacarídeos
�� PeptidoglicanasPeptidoglicanas
-- parede celular bacterianaparede celular bacteriana
�� GlicosaminoglicanasGlicosaminoglicanas
-- matriz extracelularmatriz extracelular
-- líquido sinoviallíquido sinovial
-- humor vítreohumor vítreo
QuitinaQuitina
41 1
HOCH2 HO
O
OH
CH2
C
H
OH
N
O
CH3
O
O
O
CH3
N H
C
PeptídeoPeptídeoglicanosglicanos
Staphylococcus
aureus
Local de clivagem 
da lisozima
L-Ala
D-Glu
L-Lys
D-Ala
Pentapeptídeo de Gly
(ligação cruzada)
Extremidade 
redutora
(b1�4)
N acetilmurâmico
ácido (Mur2Ac)
N-acetilglicosamina
(GlcNAc)
�Parede celular de bactérias
�Exemplo ao lado gram+
�3 unidades estruturais:
1. Cadeias NAM-NAG
2. Tetrapeptídeos
3. Pontes de pentaglicina
(Gram- não tem pentaglicina)
�Podem ser destruídos pela enzima 
lisozima (lágrima, saliva)
�Bacteriófagos também expressam 
lisozima
�Tem síntese inibida por penicilina
�� FonteFonte dede reservareserva energéticaenergética dosdos vegetaisvegetais
�� PolímeroPolímero dede glicoseglicose (+(+ dede 14001400 moléculasmoléculas dede glicose)glicose)..
�� FormadoFormado:: amiloseamilose ee amilopectinaamilopectina,, emem proporçãoproporção queque variavaria
comcom aa espécieespécie ee graugrau dede maturaçãomaturação (banana,(banana, milho)milho);;
�� ConstituiConstitui dede 5050%% aa 6565%% dodo pesopeso dasdas sementessementes dede cereaiscereais
secos,secos, ee atéaté 8080%% dada substânciasubstância secaseca dosdos tubérculostubérculos..
AmidoAmido
PolissacarídeosPolissacarídeos
Estrutura 
química do 
amido
�� OcorreOcorre somentesomente emem animaisanimais ee fungosfungos
�� FormadoFormado porpor ++ 3030..000000 moléculasmoléculas glicoseglicose
�� ArmazenadoArmazenado nono fígadofígado ee músculomúsculo
�� LigaçõesLigações dodo tipotipo αα--DD--11,,44 ee αα--DD--11,,66
�� MaisMais ramificadoramificado queque oo amidoamido
GlicogênioGlicogênio
PolissacarídeosPolissacarídeos
		 HidrolisadoHidrolisado aa glicose,glicose, fontefonte imediataimediata dede energiaenergia (jejum,(jejum, sono,sono,
trabalho)trabalho) FontesFontes:: fígado,fígado, leiteleite frescofresco ((55%%))
28/10/2012
7
�� SubstânciaSubstância orgânicaorgânica abundanteabundante nosnos vegetaisvegetais;;
�� FormadaFormada porpor 44..000000 moléculasmoléculas dede glicose,glicose, unidasunidas porpor
ligaçõesligações ββ--glicosídicasglicosídicas dodo titipopo 11--44
�� NãoNão digerida,digerida, fibrasfibras dietéticasdietéticas
�� ParedeParede celularcelular dede vegetaisvegetais superioressuperiores:: celulosecelulose ++ ligninalignina
�� EstabilizadaEstabilizada porpor pontespontes dede hidrogênio,hidrogênio, insolúvelinsolúvel emem águaágua
CeluloseCelulose
PolissacarídeosPolissacarídeos
HeparinaHeparina
PolissacarídeosPolissacarídeos
�� Mucopolissacarídeo inibidor da coagulação sanguínea Mucopolissacarídeo inibidor da coagulação sanguínea 
prevenindo contra a formação de trombos. prevenindo contra a formação de trombos. 
�� Armazenada pelos Armazenada pelos mastócitosmastócitos e basófilose basófilos
�� Formados de unidades repetitivas de dissacarídeo:Formados
de unidades repetitivas de dissacarídeo:
Ácido Ácido HialurônicoHialurônico
PolissacarídeosPolissacarídeos
�� Ocorre na substância gelatinosa dos espaços intercelulares, tem a Ocorre na substância gelatinosa dos espaços intercelulares, tem a 
função estrutural (coesão entre as células) e proteção contra função estrutural (coesão entre as células) e proteção contra 
microorganismos. microorganismos. 
�� É É destruidadestruida pela pela hialuronidasehialuronidase, enzima secretada por algumas , enzima secretada por algumas 
bactérias patogênicas para facilitar a invasão.bactérias patogênicas para facilitar a invasão.
�� Formados de unidades repetitivas de dissacarídeo:Formados de unidades repetitivas de dissacarídeo:
39Ácido glicurônico + N-acetilglicosamida
AgaroseAgarose
PolissacarídeosPolissacarídeos
40
� Presente nas paredes celulares de algas do mar
� Copolímero de: D-Gal 3,6-anidro-L-Gal2S
� Usado na industria de alimentos como espessante
� (não digerível em humanos, diet!!!)
� Forma géis
� Utilizado no laboratório Para separar moléculas de DNA
Agarose: D-Gal 3,6-anidro-L-Gal2S
(β1� 4) 
LipopolissacarídeoLipopolissacarídeo bacteriano (LPS)bacteriano (LPS)
Lipidio A
Estrutura comumum a maioria das 
bactérias
Porção central
Estrutura comum a 
muitas bactérias
Cadeia específica
Váriavel entre diferentes bactérias, é um dos 
principais determinantes do sorotipo (reatividade 
imunológica) da bactéria
Kdo -- ác. 3-desoxi-D-manno-octulosonic
Hep -- é L-D-gliceromanoheptose
AbeOAc (abequose) -- 3,6 dideoxyhexose acetilada
Seis ácidos graxos
�Alvos primários dos 
anticorpos produzidos pela 
resposta imune
�Sistema imune tem receptor 
de LPS – resposta imune inata
�Extremamente pró-
inflamatórios 
Local da 
inflamação
Fluxo 
do 
sangue
Rolamento
Adesão
Passagem
Linfócito T 
Célula do 
endotélio
Selectina P
Integrina
Glicoproteína 
ligante de 
integrina
Glicoproteína 
ligante de 
selectina
Glicídios de superfície na inflamaçãoGlicídios de superfície na inflamação
((DiapedeseDiapedese))
�Diapedese é a passagem de linfócitos da 
circulação para o tecido conjuntivo frouxo 
subjacente ao endotélio
�A inflamação faz com que o endotélio 
expresse mais integrinas e selectinas
�A ligação de integrinas e selectinas a 
glicoproteínas de superfície do linfócito faz 
com este role sobre o endotélio 
�O passo seguinte é atravessar o endotélio 
alcançando o tecido conjuntivo
Selectinas 
são uma família de lectinas membrana plasmática que 
mediam o reconhecimento e adesão celular- em uma 
ampla variedade de processos.
28/10/2012
8
Como os açúcares se ligam às Como os açúcares se ligam às 
proteínasproteínas
O- ligado N-ligado
�Os açúcares se ligam 
covalentemente às cadeias 
laterais de aminoácido
�Ligação a serina ou treonina
(OH) � O- ligados
�Ligação à asparagina
(C=O.NH2; amida) � N-ligados
Resumo de polissacarídeos e Resumo de polissacarídeos e glicoconjugadosglicoconjugados
Polissacarídeos
Reserva energética
Estruturais
Homopolissacarídos
Heteropolissacarídos
Parede
vegetal
Parede 
bacteriana
Parede de 
algas
Exoesqueletos
Glicogênio Amido
Quitina
Matriz extracelular
Glicosaminoglicanos (GAGs)
Proteoglicanos
Glicoproteínas
Celulose
Peptídeoglicano
Agarose
Membrana 
bacterianaLipopolissacarídeo
Copolimeros
“Pode-se viver no mundo uma vida magnífica
quando se sabe trabalhar pelo que se ama 
e amar aquilo em que se trabalha”.
Tolstói