O documento discute carboidratos, incluindo suas classes principais (monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos), estruturas e funções. Aborda conceitos-chave como estereoisomeria, estruturas cíclicas e reações de formação de ligação glicosídica em monossacarídeos. Também descreve polissacarídeos importantes como amido, celulose e glicosaminoglicanos.

1. Carboidratos
Vanessa Abrantes

2. CARBOIDRATOS
Amido
Proteoglicanos
Glicogênio
Peptideoglicano
Celulose
Reconhecimento e adesão celular

3. Introdução
• Mais da metade do carbono orgânico do planeta está armazenado em apenas duas moléculas de carboidratos: amido e celulose.
• Ambos são polímeros do monômero glicose, diferenciando-se apenas pela forma na qual estão ligados.
• A glicose, oxidada em CO2 e H2O, é nossa fonte primária de energia.
• A celulose, o componente principal das paredes celulares (células vegetais) e de algodão e madeira, é um polímero cujos monômeros encontram-se no mesmo plano.

5. Introdução
• Sinonímia: Hidratos de carbono, Glicídios, glícides ou glucídios e Açúcares
• São as biomoléculas mais abundantes na terra
• Função estrutural, protetora em células de bactérias e plantas, bem como tecidos conectivos de animais e metabólica.
• Reconhecimento e adesão entre células

6. Introdução
• Conceito: são poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, ou substâncias que liberam estes compostos por hidrólise;
• Principais classes:
Monossacarídeos (glicose, frutose)
Oligossacarídeos (dissacarídeos)
Polissacarídeos (celulose, amido, glicogênio)

7. Classificação
Monossacarídeos ou açúcares mais simples: uma unidade de poliidroxialdeído ou cetona, ex.: glicose.
Podem ser:
Triose: 3 carbonos, ex: gliceraldeído;
Tetrose: 4 carbonos, ex.: eritrose;
Pentose: 5 carbonos, ex.: ribose;
Hexose: 6 carbonos, ex.: glicose;
Heptose: 7 carbonos, ex.: sedoeptulose

8. Oligossacarídeos:
Duas cadeias curtas de unidades de monossacarídeos;
Dissacarídeos;
Ligações glicosídicas.
Exemplos:
Lactose: galactose + glicose
Maltose: glicose + glicose
Sacarose: frutose + glicose

9. Polissacarídeos:
Cadeias longas de monossacarídeos;
Glicogênio;
Celulose.

10. Monossacarídeos
• Existem aldoses com 3C (aldotrioses), 4C (aldotetroses), 5C (aldopentoses), 6C. O mesmo vale para as cetoses (cetotetroses, cetopentoses…)
•Fórmula Geral: CnH2nOn n≥ 3
•Propriedades:
• solúveis em água e insolúveis em solventes apolares
• brancos e cristalinos
• maioria com saber doce
• estão ligados à produção energética.

11. Monossacarídeos
• Monossacarídeos mais simples: gliceraldeído e diidroxiacetona

12. Monossacarídeos

13. MONOSSACARÍDEOS
Séries das aldoses

14. MONOSSACARÍDEOS
Séries das cetoses

15. Monossacarídeos
• Açúcares de 6C são os mais abundantes na natureza, mas açúcares de 5C, ribose e desoxirribose, ocorrem no RNA e DNA, respectivamente.
• Esquemas de representação: Projeção de Fischer e Projeção de Haworth.

16. Monossacarídeos - Estereoisomeria
• Estereoisômeros com imagens especulares são também chamados de enantiômeros (ex: L-gliceraldeído e D- gliceraldeído).

17. • Os diasteroisômeros que se diferem uns dos outros na configuração em somente um C quiral são chamados de epímeros.
Monossacarídeos
• Alguns dos estereoisômeros possíveis são muito mais comuns na natureza que outros (ex: açúcares D são mais abundantes que açúcares L).

18. Monossacarídeos

19. • Ocorre uma reação entre os grupos alcoólicos de um carbono distante e a carbonila dos aldeídos ou cetonas, assim formam os hemiacetais (a partir de aldoses) e hemicetais (a partir de cetonas)
Monossacarídeos – Estruturas cíclicas
• Em solução aquosa, poucas aldoses e cetoses continuam na forma linear. Assim ocorre a ciclização dessas moléculas;
ÁLCOOL + ALDEÍDO ------ HEMIACETAL ÁLCOOL + CETONA ------ HEMICETAL

20. Monossacarídeos

22. • Representa mais fielmente a configuração total das moléculas. Mostra desenhos em perspectiva como anéis planares de 5 ou 6 elementos.
Monossacarídeos – Projeção de Haworth
» 5 elementos: furanose » 6 elementos: piranose (cadeira)

24. Monossacarídeos – Projeção de Haworth

25. Os organismos têm uma variedade de derivados de hexoses

26. • Um açúcar com um grupo OH ligado a um C anomérico pode reagir com outra hidroxila para formar uma ligação glicosídica (R-C-R’).
Monossacarídeos – Reações – Formação de glicosídeos

27. • A notação para a ligação glicosídica especifica qual forma anomérica do açúcar (α ou ß) é a que está envolvida na ligação e também quais átomos de C estão ligados.
Monossacarídeos – Reações – Formação de glicosídeos

28. Formação da ligação glicosídica (ex: maltose)

29. As figuras mostram as ligações glicosídicas e sua relação com a formação de estruturas ramificadas.

30. Poder Redutor
•Açúcares como a glicose podem ser oxidados por Agentes Oxidantes relativamente suaves: Fe³+ e Cu²+
• O carbono do grupo carbonila é oxidado e vira uma carboxila
Veja só! Aqui está ele!
O carbono anomérico!
Veja só! Carbonila virando carboxila!
Veja só!! REDUZIU!!
glicose e frutose são açúcares redutores por possuírem grupo carbonílico e cetônico livres, capazes de se oxidarem na presença de agentes oxidantes em soluções alcalinas.
O carbono anomérico da Glicose não pode ser oxidado na forma de anel, mas como está em equilibrio com a forma linear, há como oxidá-lo com o íon cuproso

31. O mesmo vale para dissacarídeos!

32. GLICOSE
•Glicose: Redutor
* c1 da glicose com OH
Livre

33. SACAROSE
• α-D-glicose + ß-D-frutose (aldohexose) (cetohexose) Ligação glicosídica: α (1 → 2) Não é um açúcar redutor (2 grupos anoméricos envolvidos na ligação), apesar de a glicose e a frutose serem redutores.

34. LACTOSE
• ß-D-galactose + D-glicose (epímeros-C4)
Ligação glicosídica: ß(1 → 4)
Como o carbono anomérico não está envolvido na ligação, a glicose assume tanto a forma α quanto a ß e está livre para reagir com agentes oxidantes.

35. MALTOSE
-Formado pela união de duas moléculas de glicose
-α (1 → 4)
-Encontrado no malte

36. Polissacarídeos
Forma mais encontrada na natureza;
Alto peso molecular;
Diferenças:
 Identidade monossacarídica;
 Tipos de ligação que as une;
 Comprimento de suas cadeias;
 Grau de ramificação
Podem ser:
Homopolissacarídeos
Heteropolissacarídeos

37. Homopolissacarídeos
 Forma de armazenamento (amido e glicogênio);
 Elementos estruturais das paredes de células vegetais e de exoesqueleto de animais (celulose e quitina).

38. Heteropolissacarídeos
Dois ou mais tipos diferentes de unidades monoméricas;
Fornecem suporte extracelular nos organismos de todos os reinos naturais;
Componente celular da parede bacteriana

39. Polissacarídeos - Celulose
• É o principal componente estrutural das plantas, especialmente de madeira e plantas fibrosas.
• É um homopolissacarídeo linear de ß-D-glicose, e todos os resíduos estão ligados por ligações glicosídicas ß (1 → 4).
• Cadeias individuais reunidas por pontes de H, que dão às plantas fibrosas sua força mecânica.
• Os animais não possuem as enzimas celulases que atacam as ligações ß, que são encontradas em bactérias incluindo as que habitam o trato digestivo dos cupins, animais de pasto, como gado e cavalo.

41. Polissacarídeos - Amido
• São polímeros de α-D-glicose, que ocorrem nas células de plantas.
• Podem ser distinguidos uns dos outros pelo grau de ramificação da cadeia. Ex: a ligação da amilose é α (1 → 4) e a da amilopectina α (1 → 6).
• Enzimas que hidrolisam o amido: α e ß amilase, que atacam as ligações α (1 → 4), e enzimas desramificadoras, que degradam α (1 → 6).

42. AMIDO: dois tipos de polímero de -D-glicose
(amilose e amilopectina)
Amilose: linear, ligações glicosídicas (14)
Amilopectina: ramificado; ligações glicosídicas (14) e (16) a cada 24 a 30 resíduos

44. Polissacarídeos - Glicogênio
• São polímeros de α-D-glicose, que ocorrem em animais, sendo uma forma de armazenamento de energia.
• Possui cadeia ramificada, com ligações α (1 → 4) e α (1 → 6) nos pontos de ramificação.
• A glicogênio-fosforilase remove unidades de glicose do glicogênio (uma por vez) a partir do final não-redutor.

45. O glicogênio é muito semelhante a amilopectina, também possui ligações alfa- (1-4) e alfa-(1-6), no entanto o que os diferencia é que no glicogênio, a ligação alfa-(1-6) ocorre a cada 8 a 12 resíduos, tornado esta molécula mais ramificada que a amilopectina (a cada 24 a 30).

46. Polissacarídeos – Quitina
• É semelhante à celulose em estrutura e função, com resíduos ligados por ligações glicosídicas ß (1 → 4).
• Difere-se da celulose na natureza de monossacarídeos; na celulose o monômero é a ß-D- glicose, e na quitina o monômero é a N-acetil- ß-D- glicosamina.
• Possui papel estrutural e apresenta boa resistência mecânica

47. Estrutura: polímero de N-acetil-D-glicosamina Ligações (14)
Principal componente do exoesqueleto de artrópodes Segundo mais abundante polissacarídeo

48. Proteoglicanos
•Macromoléculas de superfície celular ou matriz extracelular
•Uma ou mais cadeias de glicosaminoglicanos estão ligadas a uma proteína de membrana ou uma proteína secretada
•Agem como organizadores de tecidos e influenciam várias atividades celulares, como ativação de fatores de crescimento e adesão.
Glicoconjugados

49. Glicosaminoglicanos
•Encontrados na matriz extracelular
•Polímeros lineares compostos por unidades repetitivas de dissacarídeos
•N-acetilglicosamina ou N-acetilgalactosamina + ácido urônico

51. Hialuronato: lubrificante no fluido sinovial, humor vítreo do olho, matriz extracelular, cartilagens, tendões
Condroitin sulfato: cartilagens, tendões, ligamentos
Dermatan sulfato: pele e vasos sanguineos
Queratan sulfato: córnea, cartilagem
Heparina: anticoagulante natural, liga-se à proteína antitrombina inibindo a coagulação do sangue

52. •Entrelaçadas com os proteoglicanos extracelulares estão as proteínas fibrosas da matriz, como colágeno, elastina e fibronectina;
•A fibronectina, por exemplo, possui domínios para fibrina, heparan-sulfato, colágeno e integrinas.

53. Glicoproteínas
•Possuem um ou mais oligossacarídios, além da cadeia polipeptídica
•Porção externa da membrana plasmática, matriz extracelular e sangue
•Formam sítios específicos de reconhecimento e ligação de alta afinidade por outras proteínas
Anticorpos: são glicoproteínas
Sistema ABO: distinções dependem das porções oligossacarídicas

54. •As porções de carboidratos são menores e estruturalmente mais diversas

55. •Ligação glicosídica entre C anomérico e –OH da serina ou treonina (O- ligada) ou nitrogênio da amida da asparagina (N-ligada)

56. •Lectinas: proteínas que ligam carboidratos com alta afinidade e especificidade

57. •SELECTINA: Uma família de lectinas, da membrana plasmática, implicada em vários processos tais como:
•A migração dos linfócitos para o local da inflamação;
•O retorno para os nódulos linfóides

58. GLICOLIPÍDEOS
•Lipídeos que contêm cadeias de oligossacarídeos covalentemente ligados.
Gangliosídeos: determinam, por exemplo, os grupos sanguíneos em humanos
São normalmente encontrados na face externa da membrana plasmáticas

59. Tipagem Sanguínea
Tipo sanguíneo
Anticorpos contra
Recebe de:
Doa para:
O
A,B
O
O, A, B, AB
A
B
O, A
A, AB
B
A
O, B
B, AB
AB
Nenhum
O, A, B, AB
AB
•Determinado por oligossacarídeos de gangliosídeos e certas glicoproteínas.

60. Tipo sangüíneo
Genótipo
Aglutinogêneo (na membrana das hemácias)
Aglutinina (no plasma)
A
IA IA ou IA i
A
Anti-B
B
IB IB ou IB i
B
Anti-A
AB
IA IB
AB
Ausência
O
ii
Ausência
Anti-A e Anti-B

62. Identificação ABO