Disciplina Bioqumica Qumica de carboidratos Elaine Virgnia CONCEITO

Disciplina: Bioquímica Química de carboidratos Elaine Virgínia

CONCEITO Origem francesa: hidrate de carbone; Poliidroxialdeídos ou poliihidroxicetonas, ou substâncias quando hidrolisadas geram este composto

NOMENCLATURA · Composição básica: (CH 2 O)n, sendo n > 3; (CH 2 O)3

Mais abundante biomolécula da Terra: Fotossíntese converte + 100 bilhões toneladas de CO 2 e H 2 O em carboidratos (celulose e outros açúcares)

FUNÇÕES ■ Fonte de energia ■ Reserva energética ■ Componentes de membranas ■ Estrutural ■ Lubrificante de articulações

CARBOIDRATOS Glicogênio Peptideoglicano Proteoglicanos Reconhecimento e adesão celular Amido Celulose

COMPOSIÇÃO · 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.

CLASSIFICAÇÃO Monossacarídeos Oligossacarídeos Polissacarídeos “sacarídeo” é derivada do grego sakcharon, que significa “acúcar”

Monossacarídeos

Carbonil 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 Trioses (3 C) Tetrose (4 C) Cetose ou aldeído Pentose (5 C) Hexoses (6 C) Heptoses (7 C)

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: 2 n 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 cíclicas da D-glicose formas 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” O anel de seis membros (piranose) não é planar Axiais_ Paralelos Equatoriais_ Perpendicular

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

Dissacarídeos

2. Dissacarídeos Ligação covalente_ Carbono anomérico + OH Ligação O-glicosídica

Configuração das ligações glicosídicas

Carbonos anoméricos envolvidos na ligação 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 Dissacarídeos não- redutores_ glicosídeos

3. Polissacarídeos 1. 2. 3. 4. 5. Maior parte dos carboidratos (média até alta massa molecular) Insípidos Insolúveis em água Amorfos no estado sólido 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 ( 1 4) Amilopectina: ramificado; ligações glicosídicas ( 1 4) e ( 1 6) a cada 24 a 30 resíduos

Conformação mais estável da amilose é em curva

-amilases (saliva e secreção intestinal: degradam ligações 1 4)

GLICOGÊNIO: polímero de -D-glicose Fígado e músculos esqueléticos ramificado Similar à amilopectina, porém mais densamente ramificado: cada ramo 8 -12 resíduos.

Armazenamento na forma de glicogênio Fígado: 7% do peso úmido Glicogênio insolúvel_ 0, 01 M Glicose livre = 0, 4 M

POLISSACARÍDEOS ESTRUTURAIS Homopolissacarídeos: celulose e quitina Estrutura da celulose: polímero de -D-glicose

Celulose (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 Fibras supramoleculares rígidas e estáveis Fungos e bactérias possuem celulase: hidrolisam lig. 1 4

POLISSACARÍDEOS ESTRUTURAIS Homopolissacarídeos: quitina Estrutura: polímero de N-acetil-D-glicosamina Ligações ( 1 4) C 2 - Amino acetilado

Quitina Principal componente do exoesqueleto de artrópodes como insetos, caranguejos, lagostas Segundo + abundante polissacarídeo depois da celulose

POLISSACARÍDEOS ESTRUTURAIS Heteropolissacarídeo: N-acetilglicosamina alternado com ác. N-acetilmurâmico(ligações ( 1 4)

Componente do peptideoglicano da parede Staphylococcus aureus (bactéria gram +) celular de Forma um envelope que protege a bactéria de lise osmótica Lisozima: rompe a Ligação 1 4