CARBOIDRATOS Quimica Aula 1

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CARBOIDRATOS

Cronograma

O que são?? Onde são encontrados? Reação de formação

Estrutura Química Reações químicas

Função biológica

O que são Carboidratos? -Substâncias orgânicas presentes nos sistemas biológicos (conhecidas também como açúcares ou glicídios)

FUNÇÕES

ENERGÉTICA ESTRUTURAL GENÉTICA E SINALIZAÇÃO CELULAR CONSTITUINTE DAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS RESERVA

Encontrados em:

-Pães e massas -Fibras vegetais -Exoesqueleto de artrópodes

REAÇÃO DE FORMAÇÃO

Fórmula Geral Cn(H2O)n Hidratos de Carbono • OSES • SACARÍDEOS • GLICÍDEOS • AÇÚCARES

Ordem de complexidade MONOSSACARÍDEOS

CARBOIDRATOS

Trioses Tetroses Pentoses Hexoses

OLIGOSSACARÍDEOS

2 a 10 unidades de monossacarídeos

POLISSACARÍDEOS

Mais de 10 unidades de monossacarídeos • Homopolissacarídeos • Heteropolissacarídeos

Monossacarídeos podem ser: Polihidroxialdeídos

Polihidroxicetonas

• Funções químicas que identificam monossacarídeos

• ALDEÍDOS (ALDOSES) • CETONAS (CETOSES) Trioses (3 C) Tetroses (4 C) Pentoses (5 C) Hexoses (6 C)

Exemplos de aldoses e cetoses

Características químicas dos monossacarídeos

EXCEÇÃO: Di-hidroxicetona

• Os monossacarídeos possuem centros assimétricos

Isômero D- desvia a luz para a direita

Isômero L e isômero D são imagens especulares um do

Isômero L- desvia a luz para a esquerda

outro, formando um par de ENANTIÔMEROS

O CARBONO QUE CARREGA A FUNÇÃO CARBONILA É CHAMADO CARBONO ANÔMERO

O CARBONO QUE CARREGA A CARBONILA É CHAMADO CARBONO ANÔMERO

DICA PARA SABER SE A ESTRUTURA É D OU L, VER

–OH DO CARBONO ASSIMÉTRICO

MAIS DISTANTE DO CARBONO ANÔMERO. SE ESTE –OH ESTIVER PARA A DIREITA: D SE ESTIVER PARA A ESQUERDA: L

Um outro tipo de isomeria são os pares epímeros

MONOSSACARÍDEOS COM 6 CARBONOS: PIRANOS

Monossacarídeos com 5 e 6 carbonos formam estruturas cíclicas. A formação dessas estruturas em anel é o resultado de uma reação geral entre álcoois e aldeídos ou cetonas para formar derivados chamados de hemiacetais ou hemicetais.

MONOSSACARÍDEOS COM 5 CARBONOS: FURANOS

Reação de formação de hemiacetal e hemicetal

Nos monossacarídeos

A formação de estruturas cíclicas nos monossacarídeos forma dois tipos de isômeros α e β

Os anômeros α e β da D-glicose se interconvertem em solução aquosa por um processo chamado de mutarrotação, no qual uma forma em anel (por exemplo, o anômero α se abre brevemente na forma linear, e então se fecha novamente produzindo o anômero β

MUTARROTAÇÃO

Substituições em moléculas de monossacarídeos (derivados da hexose)

Compõe muitos polímeros estruturais, incluindo aqueles da parede celular de bactérias.

Substituições em moléculas de monossacarídeos (derivados da hexose)

A L-fucose é encontrada nos oligossacarídeos complexos que compõem glicoproteínas e glicolipídeos; a L-ramnose é encontrada em polissacarídeos vegetais.

Substituições em moléculas de monossacarídeos (derivados da hexose)

A glicose 6P é importante no metabolismo dos carboidratos, pois permite a ativação da molécula de glicose para a entrada na rota glicolítica

Substituições em moléculas de monossacarídeos (derivados da hexose) A oxidação do carbono do carbonil (aldeído) a carboxil na glicose produz ácido glicônico, utilizado na medicina como um contraíon inócuo para a administração de fármacos positivamente carregados (tais como o quinino) ou íons (tais como o Ca).

Para saber mais… • Lehninger 6.ed pág. 250. • Capítulo 7: Carboidratos e glicobiologia

Monossacarídeos são agentes redutores

AGENTE REDUTOR à SE OXIDA

Açúcares redutores, tem carbono anomérico livre, sem participar de ligação

Teste de Fehling

Foi utilizado durante muitos anos para avaliar os níveis de glicose sanguínea

Dissacarídeos A condensação de dois monossacarídeos, forma um dissacarídeo. A ligação de união de monossacarídeos se chama ligação Oglicosídica, e essa reação libera uma molécula de água

Ligação O-glicosídica Libera uma molécula de água

Açúcares redutores A maltose é um exemplo de açúcar redutor, pois possui um dos grupos OH do carbono anômero, NÃO ENVOLVIDO na ligação glicosídica. Açúcares com essa característica podem doar elétrons tendo portanto capacidade de reduzir outras moléculas ou íons metálicos.

AGENTE REDUTOR à SE OXIDA

Extremidade com carbono anomérico livre, é chamada extremidade redutora

Dissacarídeos comuns no dia-a-dia

Sacarose: açúcar não redutor, estável. E sua estabilidade frente à oxidação a torna uma molécula adequada para o armazenamento e o transporte de energia em plantas.

Oligossacarídeos Contém de 3 a 12 monossacarídeos

Polissacarídeos A maioria dos carboidratos encontrados na natureza

ocorre

como

polissacarídeos,

polímeros de média a alta massa molecular. Os polissacarídeos, também chamados de glicanos.

Muitas moléculas de monossacarídeos unidas por ligação glicosídica

Alguns homopolissacarídeos são formas de estocagem de combustível

Alguns homopolissacarídeos são formas de reserva de energia

Glicogênio • Polissacarídeo de armazenamento dos ANIMAIS • Possui ligação α 1-4 e α 1-6

Ramificações

Amido • Polissacarídeo de armazenamento dos VEGETAIS (amilose e amilopectina)

Homopolissacarídeos também podem ser estruturais

Celulose • Polissacarídeo estrutural de VEGETAIS Formada por ligações β 1-4 Não pode ser digerida pelos humanos, porque não possuímos a enzima celulase

Quitina • Polissacarídeo estrutural do exoesqueleto de INSETOS Formada por ligações β 1-4

Os glicosaminoglicanos são heteropolissacarídeos da matriz extracelular O espaço extracelular dos tecidos dos animais multicelulares é preenchido com um material semelhante a gel, a matriz extracelular (MEC), também chamada de substância fundamental, que mantém as células unidas e provê um meio poroso para a difusão de nutrientes e oxigênio para cada célula.

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Reconhecimento molecular

Adesão célula-célula

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Especificação dos grupos sangüíneos do Sist. ABO

doador

GalNAc

Gal

GalNAc

receptor

Gal

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• A oxidação dos carboidratos no organismo gera 4Kcal/g • C6H12O6 + 6 O2 ® 6 CO2 + 6 H2O • Pricipais órgãos de reserva

• Figado 0,2 - 0,08 gr Glicogênio • Músculo 0,15 gr Glicogênio • Rins, SNC (astrocitos)

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• Não foi identificado carboidrato essencial.

até

hoje

um

• Dietas com ausência total de carboidratos aumenta energia por ácidos graxos • 40-45% ingesta calorica • Estima-se 190 gr glicose/ dia (adulto) • 150 gr SNC / 40gr outros

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Marque a alternativa correta quanto a química de carboidratos: a)

Todos os carboidratos que encontramos nas células de mamíferos podem ser descritos como substâncias poliidroxiladas cíclicas com grupamento cetona ou ácido carboxílico

b)

As ligações que formam os monossacarídeos podem ser descritas como ligações glicosídicas

c)

Nos carboidratos o carbono anômero da forma cíclica tem ligado a ele uma oxidrila heterosídica

d)

Os dissacarídeos redutores tem nas ligações beta ou alfa sempre o envolvimento da oxidrila heterosídica

e)

Quanto da classificação relacionada ao número de carbonos na estrutura dos carboidratos temos os monossacarídeos, dissacarídeos, trissacarídeos e assim até o grupo dos hexassacarídeos

Marque a alternativa correta quanto a química de carboidratos: a)

Podem desempenhar função de sinalização celular, como exemplo temos o polissacarídeo celulose

b)

A quitina e a celulose são carboidratos estruturais, o primeiro forma o exoesqueleto de insetos, e o segundo é um polissacarídeo de estruturas vegetais e não pode ser digerido por mamíferos devido à união dos monossacarídeos em ligações α (1-4).

c)

O glicogênio é o polissacarídeo de reserva dos animais, sendo fonte de glicose em períodos de jejum, este polissacarídeo é formado pela união de monossacarídeos de glicose por ligação β (14) cadeia linear e β (1-6) ramificações.

d)

O amido é o polissacarídeo de reserva dos vegetais e é formado por amilose e amilopectina.

e)

Apenas os polissacarídeos desempenham funções biológicas em mamíferos.

• Porque é preocupante um alto nível de glicose sanguínea? Quais os problemas decorrentes? • Porque a Hipoglicemia pode ser fatal?