Estrutura e Função de Carboidratos

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    CONSIDERACOES GERAIS'Material: CRONOGRAMA;

    Para garantir melhor rendimento na disciplina, sugerimos:1 - Acompanhar as aulas pelo cronograma do curso e ldentificar a assunto no livro,pelo objetivo citado no cronoqrama, BIOQUIMICA nao e dificil, mas a quantidade demateria e muito grande. Portanto, fique em dia com a materia.

    2 - Antes da aula ler a materia 'anterior.3 - Importante para uma boa prova: ler a materia no minima 3 vezes: a primeira paratamar conhecimento do' assunto. A segunda para tirar as duvidas (procurar ajuda senecessaria) e a terceira leitura e para a fixacao.4 - A prova cansta de 'perguntas abertas principalrnente, par lsso, e importante ler alivro 'pais assim voce estara apto para responder bioguimicamente as perguntas.

    5 - Importante nao faltar as aulas, pais cada sernana, pela cronoqrarna, e dado urncapitulo com assunto diferente. Acima de '25% de aulas' perdidas, 0' aluna eautomaticamente reprovado, As faltas serao lancadas no Sapiens.

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    -1 - INTRODUCAO Carbaidratas, acucares, sacarfdeos. au glicfdeas; Biomoleculas rnais abundantes na natureza;

    CONCEITO)- Aldeidos ou cetonas polildroxllados;)- No geral, possuern a relacao ,C:H:,Qde 1:2:1 :::(CH20)n;,Ex.: Glicose = C6H1206 ou (CH20)6

    . . . . . .FUNCOES)- Enerqetlca;)- Armazenamento (amido, glicogenio);)- Estrutural e protecao (celulose, pectina, quitina, peptideoglicano);)- Reconhecimento celular (glicolipideos ou glicoprotelnas);)- Outras: ditusao de nutrientes e lubriticacao de articulacoes, anticoagulante

    (heparina), anticongelante (glicoproteinas).

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    2 - CLASSI FICACAo(Tamanho)

    Tres classes principais:1. Monossacarldeos:2. Olig,ossacarfdeos (inclui dissacarldeos);3,. Polissacarfdeos.

    Sakkharon (do grego) = acucar

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    2.1 - MONOSSACARioEOS Uma s6 unidade de poliidroxialdefdo ou -cetona; Unidades de construcao de sacarldeos mais complexos - polissacarldeos .

    ,/ Caracteristic,as:Compostos s6lidos;lncolores;

    ;... Cristalinos;Livremente soluveis em aqua:- lnsoluveis em solventes

    apolares;Sab~r adoclcado, no geral.

    ../ ,Classifica~ao:a) De acordo com a posicao da carbonila:- aldoses: na extremidade da cadeia (ex.:9 Iiceraldeldo);- cetoses: no interior da cadeia (ex.:diidroxicetona).b) De acordo com 0 nurnero de atornos decarbono:3C - Trioses (aldotriose ou cetotriose);4C - Tetrose (aldotetrose ou cetotetrose);5C - Penrose (aldo ou cetopentose):6C - Hexose (aldo ou cetoexose);7C - Heptose (aldo ou cetoheptose).

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    2.2 - ESTRUTURAS DOS PRINCIPAlS MONOSSACARiDEOS2.2 .1 T rio ses

    H,O'- - - ; ," CI, H - - - - - , C . . . . . . . . .HIc ~:: 2 0 ' ~ ,"

    O-G lice ra ld 'e ido (GA )Aldotriose

    H,II IH-C,'-OH~ IC-O1-

    H~C,~OH'~ ',_. ,

    H,Diidroxicetona (O'HA)

    cetotrlose2 .2 .2 A ldote troses

    H', 0,. , . : ......... . , ' :< c "~' H I ' O ' : '" C " H__ I_ : " , " ,_ .".

    II I'H-C~OHIICH O " - " " H- '2 '.,." ,

    o-eritrose o-treose

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    2.2.3 Pentoses: Aldopentoses

    Cetopentoses

    o-rlbulose o-xilulose

    o-xilose

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    2 .2 .4 Hexoses: Aldoexoses

    'o-g I icose O-manosecetoexoses

    o-galactose

    o-trutose

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    ESTEREOISOMEROSCompostos com mesrna cornposicao e mesma ordem de conexao de

    atornos, com arranjos moleculares diferentes

    -IC IH O' I H I, ' " ' I 1I, - ' 2 ' _ _'o-g I iceraldeido

    C* :- carbono quiral OU centro quiral;...quatro ligantes diterentes (C

    as,sim e tric o );...2n estereoisorneros (n = , nO centrosquirais ou nOC*L-gliceraldeido

    CARBOIORAT05: se dividem em 2 gruposQuando 0 C* rnais distante da carbonila (C de reterencia):1) mesma contiquracao do C* do, D-gliceraldeido;

    lsomero D;2) mesma contiquracao do C* do' L-gliceraldeldo:

    lsomero L,. A maioria das hexoses dosorganismos vivos = forma D

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    3 - ISOMERIA:

    3.1 - Formas estruturais DeLA contiquracao no ultim o C assirne trico base ia-se no 0 e ,L glicera lde ido .O s acucares m ais com uns sao da serie D.

    3.2 - EpimerosSao, m onossacarideos que diferem em apenas um carbone assirnetrico. D -m anose e eplrnero da D-glicose no C -,2 ~ D-galactose e epim ero da D -glicose no C-4.

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    3.2 - Epimeros

    1 ' : 1 ~ -I '...... I a ' , ' , :,--- 2c-1 1 1~, . , - - = , ' I . ,~L,,'

    - I I- - " " ' - ' H. . ,,' ',-I ~_ ,.. . .- _ ..1 I I

    . . . ' . _ . . . . . . 1 O H . I -, . . , ' , c l ~ II..~ L _ . . . . .I _ . 1 .

    .....91 1

    .... 1~1

    'Epirneros (dlferenca ern urn atome de carbono)

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    4 - CICLIZACAo DOS MONOSSACARiDEOS:. Monossacarfdeos com 5 ou m ais C formam hem iace ta is ou hernice ta is;

    Novo carbono assirnetrico na carbonila; Do is isorneros cfc licos: '0 e r . 3 ; Form a furanosfd ica (anel de 5 elem entos) ,e piranosldica (anel de 6,elementos). Formulas de Haworth:

    I~I 1 0 . ._ '., / 3 -o-Ol L 1 J c o , p , . - r , a l , nos e

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    4.1 - Aldoses 00-1. . . . :.. ....Form a de furanose '---+ d eriva d o fu ran o ---+

    Cicliza~ao' entre a carbonlla (C-1] e a hldroxlla do C-4

    :JI-a ,-----~_H

    1C ----------IH~T-OH\H1T-O~//H 4 T -OH5C: H :20IHD-ri,bose

    0 - ' H --,

    3 1I O I H OH

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    4.2 - Clcliza~ao da frutose A O-frutose ' e comumen te e nco ntrad a na fo rm a de furan os e; Ocorre uma condensacao entre a carbonila e C -5.

    lHII"".'-'(:-IHi ,' . . . . . . . .

    O-frutose(forma de cadeia aberta)

    OH

    c-n-trutofuranose

    H-IH

    (3-0-frutofu ranose(formas ciclica da frutose)

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    Forma de piranose--+ derivado do pirano

    !" " , 1 0 1 , Ocorre umacondensacao entrea carbonila e C-5.

    o-glicose

    Carbonoanomertco

    - t ' - . .

    mutarrotacao

    a -0- s I icopiranose 1 3 -0- gl ico p iranose

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    iACUCARES REDUTORES

    a1-p-O-glicose

    l

    o-glicose(forma linear)

    o-gli conato

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    ,ACUCARES REDUTORESReacao catalisada pela glicose oxidase para a medida de glicose sanguinea

    o-glicose + O2Glicose Oxidase

    Peroxidase

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    Derivados das hexoses podem surgir por substituicoes de uma OH por outro grupoquimico:

    ~H:10RIi s: [DB. f H ; J O I Hill r OE [ DO

    G : ' U 1 P O amino,"Acido

    0\ acetice.1NIt. n: H

    fJ - p-Ga]niiM;Q~n IJ -~j'~llilJf~ml~.j 110

    ct],~i-.E:'Ct.;-. r - 0 Q HJ~.

    H OD(J'-.I) G W r u J ! 1U: '~]ThD. le

    aHJDHe f " HI H! u o.Acido: m a t i l l - c o

    IOH f].1\~~OO't;ylnmll'mrurulC: acid

    (B i :nJw I j t l l " i d J

    ,F t I;I1 c OIIU-r.-c:.H1

    C&OlI

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    5 - OLIGOSSACARioEOS:. Sao formados pela ligagao glicosfdica entre 2 ate' 10 monossacarldeos;5.1 - Dissacarideos:

    Seus nornes qulrnicos derivam dos seus dois monossacarideos constituintes;

    5.1.1. Naturais1.Sac:arose ---+ O-a-D-gi icopiranosil (1~2) p-D-frutofu ranosldeo2'.Lactose ~ 0- p-D-galactopiranosil (1~4) c-n-qlicopiranose3.Trealo.se _. O-a-D-glicopiranosil (1~1) a-D-glicopiranosldeo

    5.1.2. Produtos de hidrolise1.Maltose ---+ O-a-D-glicopiranosil (1----+4)a-D-glicopiranose (amide)2.lsomaltose ---+ O-a-D-gi icopiranosil (1~6) a-'D-gIicopiranose (sacarose)3.Celobi'ose ---+ O-a-D-glicopiranosil (1~4) P -D'-glicopirano'se (celulose)

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    5.2 - Estruturas A uniao de dois monossacarfdeos para formar a ligaC;ao O-glicosfdica libera umamolecula de H20 e envolve um' C anornerico de um dos monossacarideos e a OHdo outro monossacarfdeo (do' C anornerlco au nao); Quando uma ligaC;ao ocorre entre um C anornerico e um gupo NH de urna outrarnolecula, temos a ligaC;aoN-glicosfd,ica: ribos au desoxiribse e' as bases purinas epirimldlnas.

    5.2.1 - SACAROSE: Produto tnterrnedlario da totossintese, forma de transports dos hidratos decarbone em alguns veqetais, atraves dos sistemas vasculares das tolhas ate asdernais partes das plantas.

    Sacarose e um acucar nao redutor,portanto nao reduz '0 Cu2+ para Cu+1. Asacarose nao e redutora porque nao temnenhurn C anornerico livre.

    O-a-D-glicopiranosil (1'---t2) J3-D-frutofuranosfdeoGlc (a1--+(3,2)Fru

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    5.2.2 - LACTOSE: Oco rre apenas no leite

    o 'C anomerico do res iduo de ,glicose esta dispo nive l para a oxldacao eassim lactose e um acucar redutor.

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    5.2.3 - TREALOSE: principal constituinte da hernotinta , fluido circulante dos insetos.

    -It : I i i ! l! ) ~ ' "1- I

    Apresenta pader redutor? Par que?

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    Abrevlaeoes de monossacarideos e alguns de seus derivados

    GIUC'Ufonic j ' c , i dG i , 2 i I t actosam ineG ; l l u c l o s a m i i n l e !~ A c : e ~ ' t y lg a l la l c ' l " O S 8 I m ln e~A,c:et:ylelucosa'mineIM u amic acidN . . A ' c : e t y l muramic aciid~Ac,ietylneurlaml~nic acid

    ( s i , c d i 1 c , acid)

    , G I I , c A ,' G a l i : _' G i l l ' CN,G a l - f, ,A c ,' G I I ' C N , A c

    Abeql- _ - I O S I ~ l .A , l r , C l Ibln oseI F r uc oseI ucoseG alactoseG l u c 1 o s 1 e '1 '_ annoseI R ' h a - -_InoseRiboseXy~os,e

    , A , b eAraFru''LIe, G a d' G I IC' l a i n'hal

    I _ ' i l b ,X , y l

    1 : 1 U ( I "1- ur2AcN'eu5Ac

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    5.3 - Dissacarideos derlvados de hidrollse de pollssacarideosMALTOSE

    (1 _ 0",'I!, ,".. -,.:__:.

    he -m . a t e 1 . : . tI1 0 = /II

    01 '- " - -

    Glc (a1--+ 4) Glc

    Apresenta poder redutor?Per que?

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    ISOMALTOSE

    arD..G luCDI 'S8!

    ICH I 20H

    IH O " _ 1 I I I I I I I I I I I I I I i ! ! f ' r " 0IH O

    -0 " : :

    O-a-D-g licopiranosil (1___ .6 )a -D-g licopiranose

    I C H I - . . . .. _ I -2

    -Of!

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    CELOBIOSE

    O-f3-D-glico,piranosil (1-.,4) J 3 -'D-glicopiranose

    EXERCfclOFazer a estrutura do seguinte trissacarldeo e dizer se e redutor QU, nao e porque:O-J3-D-manopiranosil (1--+6) O-a-D-glicopiranosil (1--+4) O-a-D-galactopiranose

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    I'6 - POLISSACARIDEOS:

    H,C " , ' i ,,' , : , l I , , ' : , c ~I " ~c ' , c , " , fdios,oj(nO,pO.ll.lSSa,C~ULl ~Jl,--~(11l1l118 unic a unidade monomerica)

    1 Nao ramificado Ramificado

    Heteropolis sacaridiosf ' f arias unidade monomerica)__monomeros Vario S o In.ol]O,:nler 'os,N 'a 0 ramificado RcJJ1J]lifiIC ado

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    I

    ,POLI55ACARIDE05: sao fo rmados pela ligaC ;ao g licosfd ,ica en tre , m ais de 1 ,0monossacarldeos:

    Amldo - amilo.se (a 1---. ,4) + amilopectina (a 1~ 4 ' + a 1'---.6) 24 a 30 unidadesGlicogenio ,- n ,gli, coses (a 1--+4 ' + a 1,---.6) 8 a 12 unldades

    celulcse - n glico.ses ( 3 1'---.4)Quitina -, N-acetilgli'cosam'ina em Ii'ga'~ao( 3

    I - Reserva de enerqlaI I - Estrutu,rais

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    a) amilose :Estrutura com 300 a-D-glicopiranoses; Li'gac;6es 'a (1 --.4); , Cadeias longas nao ramificadas (contorrnacao helicoidal); Em reacao corn lode fica azul.

    Extremidadenao redutor.a

    Co,nfOrm09QO espcclel doomilose

    Extremidaderedutora

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    b) amllopectina :E strutu ra c om> 30 0 a -,D -glico pira no se 's ; L i'gac;6es 'a (1 --+ 4) n as cadeias e a (1 ---+ 6) n as rarniticacoes: Cade ias com rarniticacoes en tre 24 a 3D reslduos; Em reacao corn lode fica vermelho .

    . 0 - - ". ',:

    " ' , amchain

    (al >6)branehH--.

    I0.'.-IIs -~'C,' 'f;).,- ~,

    0,.IH OH..I .. ':'

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    .1ft..GLICOGENIO Polissacarfdeo de reserva nos, animais; Ocorre principalrnente ni ffgado ,e musculos esqueleticos: Forrnado por mais de 500 c-o-qllcopiranoses: Li'gac;oes 'a (1--+4) nascadeias e a (1---+6)nas rarniticacoes: Estrutura com rarniticacoes a cada 8 ou 1.2residues:

    Sta ,~t." . - .-- - " 1 - '.: H en ,gl"3.011 es

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    CELULOSE Polissacarldeo mais. abundante na natureza;.: E uma substancia fibrosa, resistente e' insoluvel e' H20; Encontrado na parede celular dos veqetais, onde tem funcao estrutural;'. Fornece enerqla para mlcrorqanlsmos e animais (cuplns, ruminantes) queapresentam no trato digestivo de microrqanismos que secretam a enzima celulasea qual hidrolisa as ligac;6es .13(14);, 'E formada por mais de 10.000 moleculas de J3-glicose;'. Ligac;6es J 3 ( 1~4);Cadeia distendida (contormacao em fibras).

    oI

    01 I I

    OR"H "lJ

    QUITINA

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    Polissacarfdeo estrutural dos lnvertebrados; Principal cornponente do exoesqueleto duro de aproximadamente 1.'000.000 deespecles de artr6podes (lnsetos, lagostas e carangueijos); Provavelrnente, depois da celulose, e 0 pollssacarldeo mais abundante; Trnabern encontrado na parede celular de certos fungos; Forrnada por unidades de N-acetilglicosamina; Ligac;.oe's J 3 (1~4 );, Cadeia distendida como a celulose.

    NAootilgliooamina N i'i" ...... i i 'II ii 'l I i.-..-."".;;,m'IIiI ' ..~ ! I I - . ~ _ . ~.I.... 1 0 1 0 ' N Io = (N I

    Estrutura quimica da quitina

    ,Al-lly,:rIhlIT:['iJi!:,ar:iitll!,--------------------. "

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    corP H O C H I: ; :

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    MltodhorHhii(l 'N u d e l J 5 . .

    IPiantc61i