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Aulas teóricas: - aula com o professor - lista de exercícios
- discussão final
Aulas práticas: - laboratório multimídia
Avaliação: - datas
- cálculo da nota final: (P1*3 + P2*3 + P3*3,5)/10
+ tarefas.
Bibiografia: Stryer, Lehninger, Voet
Dúvidas, reclamações, sugestões, etc: labriola@iq.usp.br
CARBOIDRATOS
DEFINIÇÃO
Carboidratos são poliidroxidaldeídosou poliidroxiacetonas
substâncias que por hidrólisefornecem esses compostos
ou
Carboidratos
- Fórmula geral (CH2O)n, n ≥ 3; podem conter N, P, S
- Maior parte de matéria orgânica terrestre
- Imensa variedade de estrutura
- Funções: armazenam, fonte e intermediários de energiaestrutura de ácidos nucléicos
estrutura de paredes celulares
interações célula-célula (ligados a proteínas/lipídeos)...
monossacarídeo
não podem ser hidrolizadosem compostos mais simples
fórmula geralCnH2nOn
2 famílias
aldose
cetosehexose
nº Ctetrose pentose
triose
CARBOIDRATOS
polissacarídeos
hidrólise fórmula geral(C6H10O5)n
iguais ou diferentes ++++ 6 monossacarídeos
CARBOIDRATOS
Monossacarídeos
estrutura
cadeia de carbono linear e simples
grupo carbonila -C=O
nº de isômeros = 2n (n=C*)
carbono assimétrico (C*) isomeria
monossacarídeos mais simples
gliceraldeído
família das aldoses(glicose, galactose)
C=O
H2-C-OH
H2-C-OH
diidroxiacetona
família das cetoses(frutose, ribulose)
H-C=O
H-C-OH
H2-C-OH
1
2
3
Monossacarídeos
esterisomeriamesma fórmula estrutural e
configuração espacial diferente
isomeria D e L(penúltimo átomo de carbono da molécula
H-C=O
H-C-OH
H2-C-OH
L-gliceraldeído D-gliceraldeído
H-C=O
OH-C-H
H2-C-OH
1
2
3
Monossacarídeos
Monossacarídeos Possuem Isômeros
- Presença de C assimétrico (quiral)
- Grande maioria das hexoses naturais são em configuração D
OH à direita = D
1
2
3
4
5
6
epímerosisômeros resultantes da troca espacial
entre H / OH nos carbonos 2, 3 e 4
H-C=O
OH-C-H
H-C-OH
H2-C-OH
H-C-OH
H-C-OH
D-glicose
H-C=O
OH-C-H
H-C-OH
H2-C-OH
H-C-OH
OH-C-H
D-galactose
H-C=O
OH-C-H
H2-C-OH
H-C-OH
H-C-OH
OH-C-H
D-manose
Monossacarídeos
isomeria aldose / cetose
gliceraldeído
H-C=O
H-C-OH
H2-C-OH
C=O
H2-C-OH
H2-C-OH
diidroxiacetona
1
2
3
Monossacarídeos
isomeria óptica
desvio do feixeda luz polarizada
para a direitadextrorrotatória (+)
para a esquerdalevorrotatória (-)
mistura racêmica = não desvia o feixe de luz polarizada
resolução = separação da mistura racêmica
Monossacarídeos
Ligação hemiacetal
aldeído
H - C=O
R1
H -O-R2
álcool
+ H-C-H
R1
O-R2
hemiacetal
H2O+
Aldeído + Álcool = hemiacetal
Monossacarídeos
.
estrutura cíclica
triose e tetrose = apenas estrutura linear
5 ou mais átomos de C = estrutura cíclica (solução)
Monossacarídeos
Monossacarídeos
O OPirano Furano
Pirano e Furano são compostos heterocíclicos constituid6 e 5 átomos respectivamente, um dos quais é o oxigênio.
X-piranose X-furanose
anomeria αααα / ββββ
H-C=O
OH-C-H
H-C-OH
H2-C-OH
H-C-OH
H-C-OH
1
2
3
4
5
6
D-glicose
CH
OH
C C
CC
H
H HOH OH
O
OH
H2COH
H
6
5
4
3 2
1
Monossacarídeos
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H
OH
H
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
OH
H
H
αααα-D-glicose(αααα-D-glicopiranose)
ββββ-D-glicose
anomeria αααα / ββββ
Monossacarídeos
1
23
4
5
6
1
23
4
5
6
forma cíclica da glicoseC1 = assimétrico
carbono anoméricoanômero αααα anômero ββββ
anomeria αααα / ββββ
Monossacarídeos
mutarrotação
CH
O
C C
CC
H
H HOH OH
OH
OH
H2COH
H
6
5
4
3 2
1
CH
O
C C
CC
H
H OHOH OH
H
OH
H2COH
H
6
5
4
3 2
1
αααα-D-glicose ββββ-D-glicose
2/31/3
CH
OH
C C
CC
H
H HOH OH
O
OH
H2COH
H
6
5
4
3 2
1
Monossacarídeos
estrutura da frutose
H2-C-OH
OH-C-H
C=O
H2-C-OH
H-C-OH
H-C-OH
D-frutose
CC
C C
CO
H
H
H OH
OH
C
H
OH H
OH
OHH
H
1
2
34
5
6
1
2
3
4
5
6
Monossacarídeos
CC
C C
CO
H
H
H OH
OH
C
H
OH H
OH
OHH
H
1
2
34
5
6
CC
C C
C
O
H
H
H OH
OHC
H
OH H
OH
OHH
H 1
2
34
5
6
anomeria αααα / ββββ
Monossacarídeos
αααα-D-frutose(αααα-D-frutofuranose)
ββββ-D-frutose
glicosídeos
condensação entre monossacarídeo ou um resíduo + OHde outro composto: monossacarídeo ou não (aglicona)
monossacarídeoglicose galactose
glicosídeo galactosídeo
Monossacarídeos
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H
OH
H
αααα-D-glicose
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
H
OHOH
H
OH
H
desoxiaçúcar
Monossacarídeos
αααα-D-desoxiglicose
1
23
4
5
6
1
23
4
5
6
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H
OH
H
αααα-D-glicose
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
NH2
OHOH
H
OH
H
aminoaçúcar
Monossacarídeos
αααα-D-glicosamino
1
23
4
5
6
1
23
4
5
6
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H
OH
H
αααα-D-glicose
1
23
4
5
6
poder redutor
Monossacarídeos
OH livre no carbono anomérico
monossacarídeos são reduzidos por agentes oxidantes
Açúcares Redutores
- Aldeído livre pode reagir como redutor
- Método comum para determinação de glicemia
Hexoses de importância fisiológica
D-glicoseSucos de frutas
hidrólise do: amido, sacarose,maltose, e lactose
D-frutoseSucos de frutas, melhidrólise da sacarose
D-galactose Hidrólise da lactose
Hexoses Fonte
Carboidratos Complexos
- Reação C anomérico de um monossacarídeo com -OH de outro
- Oligossacarídeo = poucas subunidades; Polissacarídeos = muitas
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H
OH
H
αααα-D-glicose
1
23
4
5
6
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H
OH
H
αααα-D-glicose
1
23
4
5
6
ligação glicosídica
Dissacarídeos
HOH
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H
O
H1
23
4
5
6
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OH
H
OH
H1
23
4
5
6
ligação O-glicosídica
Dissacarídeos
maltose
αααα-D-glicose αααα-D-glicose+
Ligação αααα-1 → 4
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H
O
H1
23
4
5
6
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OH
H
OH
H1
23
4
5
6
Dissacarídeos
Ligação αααα-1 → 4
αααα-D-glicopiranosil-(1 → 4) αααα-D-glicopiranose
Nomenclatura
Grupo redutor comprometido na ligação = osilGropo redutor livre = ose2 grupos redutores comprometidos = osil e osídio
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H
O
H1
23
4
5
6
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OH
H
OH
H1
23
4
5
6
maltose
Dissacarídeos
αααα-D-glicopiranosil-(1 → 4) αααα-D-glicopiranose
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H
O
H1
23
4
5
6
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OH
H
OH
H1
23
4
5
6
Maltose tem pode redutor?
Dissacarídeos
αααα-D-glicopiranosil-(1 → 4) αααα-D-glicopiranose
sacarose
Dissacarídeos
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H
OH
H
αααα-D-glicose
1
23
4
5
6
C C
CC
C O
H
H
HOH
OH
C
H
OHH
OH
OHH
H
1
2
3 4
5
6
αααα-D-frutoseHOH
sacarose
Dissacarídeos
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H
O
H1
23
4
5
6
C C
CC
C O
H
H
HOH C
H
OHH
OH
OHH
H
1
2
3 4
5
6
αααα-D-glicopiranosil-(1 → 2) αααα-D-frutofuranosídeo
Sacarose tem poder redutor?
Dissacarídeos
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H
O
H1
23
4
5
6
C C
CC
C O
H
H
HOH C
H
OHH
OH
OHH
H
1
2
3 4
5
6
αααα-D-glicopiranosil-(1 → 2) ββββ-D-frutofuranosídeo
O
C
CC
C
C
CH OH
OH
H
H
H
OH
OHH
H1
23
4
5
6
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OH
H
OH
H1
23
4
5
6
lactose
Dissacarídeos
ββββ-D-galactopiranosil-(1 → 4) αααα-D-glicopiranose
H
O
O
C
CC
C
C
CH OH
OH
H
H
H
OH
OHH
H1
23
4
5
6
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OH
H
OH
H1
23
4
5
6
Lactose tem poder redutor?
Dissacarídeos
ββββ-D-galactopiranosil-(1 → 4) αααα-D-glicopiranose
H
O
Dissacarídeos de importância fisiológica
Maltose Hidrólise do amido
Lactose Leite
Sacarose Açúcar de cana e beterraba
Dissacarídeo Fonte
Polissacarídeos
classificação
homopolissacarídeo
polimerização de 1 sómonossacarídeo(amido, celulose)
( glicogênio)
heteropolissacarídeo
polimerização de maisde 1 monossacarídeo(glicosaminoglicanos)
(glicoproteínas)
importância fisiológica
armazenamento de “energia”
amidoglicogênio
elemento de estrutura
celulose
Polissacarídeos
amido
estrutura
cadeia de αααα-D-glicose
propriedades
insolúvel na águacor azul com o iodo
amilose = 15% a 20%amilopectina = 80% a 85%
Polissacarídeos
amilose
estrutura helicoidal não ramificadacor azul com o iodo
O
O
O
O
O
O
O
O O O
OO
O
OO
O
Polissacarídeos
amilopectina
estrutura
cadeia ramificada - ramos de 24 a 30 moléculascadeia - ligações αααα-1 4
ramificações - ligações αααα-1 6cor vermelha com o iodo
Polissacarídeos
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
HH
1
23
4
5
6
O
C
CC
C
C
C H
H
H
H
H
OH
OH
H
OH
H1
23
4
5
6
O
Ligação αααα-1 → 4(alongamento)
H
OH
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
HOHOH
HH
1
23
4
5
6
O
Ligação αααα-1 → 6(ramificação)
Amilopectina Polissacarídeos
Glicogênio
- Ponta redutora única (encoberta)
- Empacotamento diminui acesso da água
- Alto número de pontas não redutoras
glicogênio
estrutura
cadeia de αααα-D-glicose muito ramificadaramos de 11 a 18 moléculas
cadeia - ligações αααα-1 4ramificação - ligações αααα-1 6
cor vermelha com o iodo
Polissacarídeos
celulose
cadeia linear de ββββ-D-glicose sem ramificaçãocadeia - ligações ββββ-1 4não da cor com o iodo
Polissacarídeos
estrutura
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OHOH
H1
23
4
5
6
O
C
CC
C
C
CH OH
H
H
H
H
OH
OH
OH
H
H1
23
4
5
6
H
O
Ligação ββββ 1 → 4
Polissacarídeos
celulose
Polissacarídeos de importância fisiológica
Amido Grãos, tubérculos
Gicogênio ????
Celulose Fibras de vegetais
Polissacarídeo Fonte
glicosaminoglicanos
cadeias de carboidratos complexoscontendo aminoacúcares e ácido urônico.
glicosaminoglicanos + proteína = proteoglicanos
Polissacarídeos
estrutura
glicoproteínas
proteínas que contêmcarboidratos em quantidades variáveis
formando cadeias ramificadas curtas ou longasou cadeias não ramificadas.
Polissacarídeos
estrutura
Associação de Carboidratos com Proteínas
- Ligação covalente entre proteína e carboidrato = glicoproteína/proteoglicana
- Comum em proteínas secretadas e de superfície
Associação de Carboidratos com Lipídeos
- Ligação covalente entre lipídeo e carboidrato = glicolipídeo
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