ESTRUTURA DOS CARBOIDRATOS
Definição: São poli-hidroxi-aldeídos (Aldoses) ou polihidroxi-cetonas (Cetoses) ou substâncias que liberam estes compostos por hidrólise
As notações D e L são usadas para descrever as configurações dos carboidratos. A referências são o D e o L gliceraldeído:
CARBONO ASSIMÉTRICO D- Glicose D-Ribose
FUNÇÃO * Energética: Principal via metabólica fornecedora de energia para os organismos nãofotossintéticos *Proteção: Componentes de parede celular de plantas e bactérias, além de compor tecido conjuntivo dos animais *Lubrificação: Lubrificantes de articulações Esqueléticas *Sinalizadores: Associados a proteínas e lipídeos (Glicoconjugados)
Classificação dos Carboidratos Monossacarídeos: açúcares simples Oligossacarídeos: 2 a 10 monossacarídeos Polissacarídeos: mais de 10 monossacarídeos
MONOSSACARÍDEOS * Açucares Simples * Incolores, Sólidos cristalinos, solúveis em água e insolúveis em solventes apolares * Consistem de uma única cadeia de poliidroxialdeído ou poliidroxicetona * Monossacarídeo mais abundante na natureza contém seis átomos de carbono: D-Glicose ou dextrose
Os nomes da maioria dos açúcares termina em –ose Os nomes da maioria dos açúcares termina em –ose. Exemplos: sacarose, glicose, frutose, maltose. Poli-hidroxi aldeídos são chamadoa de aldoses. Poli-hidroxi cetonas são chamadas de cetoses. O número de carbonos de suas moléculas também é critério de classificação: Trioses. Tetroses. Pentoses. Hexoses.
(CH2O)n MONOSSACARÍDEOS - Derivados de aldeídos ou cetonas de alcoóis poliidroxílicos de cadeia não-ramificada contendo, pelo menos, três átomos de carbono. C3H6O3 C4H8O4 C5H10O5 C6H12O6 C7H14O7 C9H18O9 gliceraldeído eritrose ribose glicose sedoeptulose ácido neuramínico Trioses Tetroses Pentoses Hexoses Heptoses Nonoses (CH2O)n
MONOSSACARÍDEOS Séries das aldoses
MONOSSACARÍDEOS Séries das cetoses
MONOSSACARÍDEOS Grupo Aldeído Aldose: grupo funcional aldeído. Ex: glicose gliceraldeído Cetose: grupo funcional cetona. Ex: frutose diidroxiacetona Grupo Cetona
As OSES que diferem na configuração em 1 só centro de simetria são EPÍMERAS D-glicose e D-manose epímeras no C-2; D-glicose e D-galactose são epímeras no C-4.
Enantiômeros: os monossacarídeos apresentam imagens espelhadas uma da outra. D-glicose L-glicose
Piranoses e furanoses (fórmulas em perspectiva de Haworth) As formas piranosídicas assumem duas conformações
Ciclização de Monossacarídeos Em soluções aquosas os monossacarídeos com mais de 4 átomos de carbono formam estrutura cíclica, em lugar das estruturas lineares. H I D R O X L A A N O M É R I C
Ciclização de Monossacarídeos D-glicose (forma linear) -D-glicose -D-glicose
A Ligação Glicosídica: ocorre entre o carbono anomérico de um monossacarídeo e qualquer outro carbono do monossacarídeo seguinte, através de suas hidroxilas e com a saída de uma molécula de água.
Formação das duas formas Hemiacetal e produz dois Formação de hemiacetais e hemicetais 2/3 1/3 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
Monossacarídeos Em solução aquosa, os monossacarídeos apresentam-se como estruturas cíclicas, onde um grupo hidroxila reage com o grupo carbonila da mesma molécula. Glicose Frutose A ciclização leva a formação dos estereoisômeros a e b. a-Glicose b-Glicose
Dois monossacarídeos ligados por uma ligação DISSACARÍDEOS Dois monossacarídeos ligados por uma ligação O-glicosídica: grupo hidroxil de 1 açúcar reage com o carbono anomérico de outro acúcar (formação de acetal)
DISSACARÍDEOS Lactose: açúcar redutor presente no leite Sacarose: 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
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
Polissacarídeos Os monossacarídeos podem se combinar e formar macromoléculas, com longas cadeias de de frutose, glicose ou galactose. Estes são os chamados polissacarídeos Os polissacarídeos são moléculas com mais de 10.000 unidades de açúcares. Existem centenas de polissacarídeos mas as mais comuns são a celulose e o amido.
AMIDO: dois tipos de polímero de -D-glicose (amilose e amilopectina) Amilose: linear, ligações glicosídicas (14) Amilopectina: ramificado; ligações glicosídicas (14) e (16) a cada 24 a 30 resíduos
Polissacarídeos O amido é constituídos por unidades de a-glicose unidas por ligações 1-4 e divididos em duas partes, a amilose, que é uma cadeia linear não-ramificada, e amilopectina, que apresenta pontos de ramificação, com ligações do tipo 1-6. Amido
Os polissacarídeos contêm mais de 10 monossacarídeos. ( 1 – 4) amilose amilopectina ( 1 – 4) e ( 1 – 6) (30 : 1) ( 1 – 4) celulose
Polissacarídeos A celulose, por outro lado, é formada por b-glicose também unidas por ligações do tipo 1-4, o que lhes confere estrutura tridimensional e propriedades físicas diferentes. Celulose A celulose apresenta as unidades monossacarídicas a 180° em relação às vizinhas, o que lhe confere um rede estabilizadora de pontes de hidrogênio
Polissacarídeos Quitina A quitina é outro polissacarídeo bastante comum, basicamente formada por por unidade de b-N-acetilglicosamida, ou seja, possui um grupo aminoacetilado em C2 ao invés de um grupo hidroxila. A quitina é o principal componente dos exoesqueletos dos insetos, escamas de peixes, etc.
Polissacarídeos O glicogênio é outro polissacarídeo muito importante é encontrado nas células animais em forma de grãos ou grânulos. Assim como a amilopectina, apresenta ramificações em ligações do tipo 1-6.
Estrutura do glicogênio e do amido Ligação glicosídica (14) Ligação 16 Extremidade redutora não-redutora Ligação glicosídica (16)