Importância dos carboidratos

Biomoléculas mais abundantes no planeta

Fotossintesemais de 100 bilhões de toneladas de CO2 e H2O em glicoseAlguns CHO fazem parte da dieta alimentar humana e animal amido e açúcares

Oxidação de CHO (respiração) via mais importante de produção de energia em organismos não fotossintetizantes.c

Polímeros insolúveis de CHO estruturaisparedes celulares- plantas e bacteriastecidos conectivos- animais

Algodão em ponto de colheitaFibras de celulose tem sido usadas a milhares de anos para fabricação de tecidos.

Outros polímeros:• lubrificam junções entre ossos• participam no reconhecimento molecular• adesão entre células•Ligam-se covalentemente a proteínas e lipídeos (glicoconjugados) sinalização

Quimicamente, o que são carboidratos?

Polihidroxialdeídos ou polihidroxicetonas, geralmente cíclicos, ou substâncias que liberam esses compostos, quando

hidrolisadasFórmula empírica: (CH2O)n n

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alguns possuem N. P ou

S CHO são classificados em três grupos principais

Monossacarídeos Oligossacarídeos Polissacarídeos

glicose

C6H12O6

desoxirribose

C5H10O4

Açúcares simplesIncolores, cristalinosSolúveis em H2O mas insolúveis em solventes apolaresNão podem ser hidrolisados em unidades menoresPodem ser descritos pelo grupo funcional e pelo número de carbonos

Monossacarídeos

Trioses

gliceraldeídoAldo triose

dihidroxicetonaCeto triose

glicoseAldo hexose

frutoseCeto

hexose

Hexoses

Carbono quiral ( assimétrico) C ligado a 4 grupos diferentesIsômeros óticos isômeros especulares ( enantiômero)Moléculas com n centros quirais têm 2n estereoisômeros

Monossacarídeos têm centros assimétricos

espelho gliceraldeído1 centro quiral

D-gliceraldeído L-gliceraldeído

dihidroxicetonaNão possiu centro

quiral

Epímeros diferem na configuração de 1 carbono Isômeros estruturais diferem quanto ao grupamento funcional

Outros tipos de isomeria entre monossacarídeos

D-glicose D-manoseD-galactose D-frutose

C6H12O6

Aldo tetroses e monossacarídeos com 5 ou mais CLigação covalente entre grupo carbonil (C=O) e O de um grupo hidroxila (OH) da cadeiaResultado de reações entre aldeídos ou cetonas e álcoois, formando derivados chamados hemiacetais ou hemicetais

Monossacarídeos têm estrutura cíclica em soluções aquosas

aldeído álcool hemiacetal acetal

cetona álcool hemicetal cetal

D-glicose

-D-glicopiranose-D-glicopiranose

Formação das formas cíclicas de D-glicose

mutarrotação

D-glicose em solução é um hemiacetal Ligação entre C5-C1Estereoisômeros e – anômerosPiranose

Piranoses e Furanoses

-D-glicopiranose-D-glicopiranose

-D-frutofuranose-D-frutofuraranose furano

pirano

eixo-D-glicopiranose

Projeção de Haworth e conformação em “cadeira”

Conformações específicas em 3D determinam propriedades e funções biológicas de mono e polissacarídeos.

Monossacarídeos são agentes redutores

-D-glicopiranose gliconato

Quantificação de açúcares redutores reagentes de Fehling e ácido dinitrosalicílico (DNS)Detectar e medir açúcar no sangue e urina diabetes mellitusHoje existem métodos mais precisos

D-glicose + O2 D-glicono--lactone +H2O2

glicose oxidase

DissacarídeosOligossacarídeo formado por 2 monossacarídeos ligados covalentemente por uma ligação glicosídica do grupo OH com carbono anomérico.São hidrolisados por ácidos diluídos aquecidos

-D-glicose-D-glicose

hemiacetal

álcool

MaltoseGlc (14)Glc

hemiacetalacetal

*Extremidade redutora

Dissacarídeos

*

LactoseGal (14)Glc

TrehaloseGlc (1)Glc

SacaroseFru ()Glc

*

PolissacarídeosGlicanos polimeros de médio a alto peso molecularSe diferenciam quanto a:

Resíduos de monossacarídeosComprimento da cadeiaTipo de ligação glicosídicaGrau de ramificação

Homopolissacarídeos um único monossacarídeoArmazenamento do monossacarídeo

amido e glicogênioEstruturais

celulose e quitinaHetropolissacarídeos+ de 1 tipo de monossacarídeo

ExtraleularesPeptídeoglicanos

Polissacarídeos de reservaAmido

Contém dois tipos de polímeros:Amilose cadeias não ramificadas com ligações 14Amilopectina altamente ramificadas com ligações 14 e

16 1 ramificação:24-30 resíduos de Glc

Grãos de amido

Ramificação

Cadeia principal

Polissacarídeos de reservaGlicogênio

Semelhante à Amilopectinaaltamente ramificadas com ligações 14 e 16 1 ramificação:8-12 resíduos de GlcMais denso que o amido

Grãos de glicogênio

*Extremidade redutora

Polissacarídeos estruturaisCelulose

Cadeia linear, não ramificada, 10.000-15.000 resíduos de Glcligações glicosídicas 14

CeluloseAmilose

Polissacarídeos estruturaisQuitina

Cadeia linear, não ramificada, de acetilglicosaminaligações glicosídicas 14

Muito semelhante à celuloseC2 substituição da hidroxila por amina acetilada

Quitina