Liga ligação glicosídica

ligação glicosídica - BIOQ. É assim de- cósido, sendo consideravelmente insensíveis ànominada a ligação cova lente que se estabe- natureza do resíduo alcoólico (ou outro). Nalece entre o átomo de carbono anomérico de ausência de glicosidases, as L. G. são bastanteum monossacárido (ou de um resíduo de mo- estáveis sob condições neutras ou básicas, denossacárido) e qualquer outro grupo químico tal modo que os glicósidos não sofrem mutar-ou molécula com o qual constitua um glicó- rotação. Contudo, elas são prontamente hidro-sido. Por outras palavras, trata-se de uma li- lisadas em soluções ácidas.gação acetal que envolve a condensação do A L. G. ocorre primariamente em todos os oli-átomo de carbono anomérico de um mo nossa- gossacáridos, os quais podem ser considerados,cârido (na configuração a ou fI) com um gru- por isso, O-glicósidos. Relativamente aos hidra-po álcool (O-glicósidos), amina (N-glicósidos) tos de carbono, é a ligação equivalente à liga-ou tiol (S-glicósidos). Qualquer composto con- ção peptídica das proteínas. A L. G. pode, pois,tendo, pelo menos, uma L. G. recebe a desig- considerar-se como uma 'ponte de oxígénío-,nação de 71glicósido. Podem assim considerar- que se origina entre o oxidrilo do carbono he--se O-glicósidos, N-glicósidos ou S-glicósidos miacetal de um monossacárido (aldose ou ce-e L. G. a ou {3. tose) e o oxidrilo de outro composto:

6 Ligação400~~'_406O ,(m~~~3 2 ~ /

O3 2

Monossacárido(hemiacetal)

Álcool

o carbono anomérico dos monossacáridos podeocorrer nas configurações a ou {3.Em solução,estas formas encontram-se em equilíbrio, via umaestrutura de cadeia aberta (mutarrotação). O es-tabelecimento da L. G. fixa o carbono anoméri-co que participa na ligação numa dada configu-ração, bloqueando o fenómeno da mutarrotação.Isto resulta da mutarrotação requerer que, naforma intermediária (estrutura em cadeia aberta),o carbono anomérico adopte a estrutura decarbonilo, o que não é possível num glicósido.São conhecidos numerosos tipos de L. G., mui-tas das quais envolvem a manose, a N-acetil-glucosamina, o ácido N-acetilmurãmico, a gluco-se, a fucose (6-desoxigalactose), a galactose, oácido N-acetilneuramínico (ácido siálico), a N--acetilgalactosamina, a xilose, a arabinose, o áci-do glucurónico, o ácido galacturónico e o ácidomanurónico. Além de ocorrer nos oligossacári-dos e nos polissacáridos, a L. G. está tambémpresente em lípidos (glicoesfingolipidos), pro-teínas (glicoproteinas), nucleótidos e ácidosnucleicos e muitos outros tipos de moléculas.A formação de uma L. G. é um processo en-dergónico, requerendo, sob condições fisioló-gicas, um input de energia da ordem de ó.Go/== +16 kj.mol', o que equivale a uma cons-tante de equilíbrio para a reacção de síntese dec. 1,57 x 10-'. Pelo menos no caso da síntesedos oligo e polissacáridos, esta energia é adqui-rida por conversão das unidades monossacarí-dicas em açúcar-nucleótido. A presença de umnucleótido no carbono anomérico de um mo-nossacárido facilita a formação de uma L. G. comum segundo monossacárido, via reacções cata-lisadas pelas enzímas glicosil-transferases. Osnucleótidos que participam na transferência demonossacáridos são a UDP, a GDP e a CMP.A hídrólíse das L. G. é catalisada por enzimasgenericamente denominadas glicosidases, asquais diferem em especificidade relativamenteà identidade e configuração anomérica do gli-

1139

Glicósido(acetal)

A substãncia formada, um acetal, recebe a de-signação de glicósido, podendo ou não serum oligo ou um polissacárido consoante a na-tureza do radical R. Num dissacárido, p. ex.,o carbono anomérico do primeiro mo nossa-cárido pode reagir com um de vários gruposoxidrilo do segundo monossacárido. Deste mo-do, ao considerar a estrutura de um oligos-sacárido, é importante notar não só os tiposde monossacáridos presentes, como tambémquais dos seus átomos estão envolvidos nasL. G. Na designação dos oligossacáridos é,por isso, importante referir os átomos envol-vidos na L. G., a configuração da L. G. (a ou{3)e o nome de cada monossacárido presen-te. P. ex., a maltose, ou a-o-glucopiranosil--Cl---+4)-{3-o-glucopiranose, é um dissacáridocomposto por dois resíduos de o-glucose uni-dos por uma L. G. do tipo a-Cl---+4), que seestabelece entre o átomo de carbono 1 da pri-meira glucose e o grupo oxidrilo ligado aocarbono 4 da segunda glucose. O carbonoanomérico do primeiro monossacárido, queparticipa na L. G., encontra-se fixado na con-figuração a (daí a L. G. ser do tipo a), en-quanto que o do segundo monossacárido seencontra livre, ocorrendo em equilíbrio entreas configurações a, {3e cadeia aberta.~:,o~~:,o~H

HO O

H OH H OHMaltose

A celobiose, ou ,8-o-glucopiranosil-Cl---+4)-,8-D--glucopiranose, é um dissacárido constituídopor dois resíduos de n-glucose unidos por umaL. G. do tipo ,8-0---+4).

1140

~

CHP~

H OH

QCHzO~O 40H H

H H 1/1 H OH

OH HHO H

H OH

Celobiose

A lactose, ou j3-D-galactopiranosil-(l-?4)-a-D--glucopiranose, é um dissacárido formado porum resíduo de D-galactose e um de D-glucoseunidos por uma L. G. do tipo {3-(l-?4).

AJCH20~

H H

OCHzO~O OH OH

HO H fj H OH

H OH H H

H OHLactose

A sacarose, ou a-D-glucopiranosil-(l-?2)-{3-D--frutofuranósido, é um dissacárido que consistenum resíduo de D-glucose ligado a um resíduode D-frutose por uma L. G. do tipo j3-(l-?2).

QCH20Ho

H H H4 1

OH H QHO

HO;O:J

H~~zOH

OH HSacarose

A trealose, ou o-o-glucopíranosüo-Cl-e Dcc-o--glucopiranósido, é um dissacárido constituídopor dois resíduos de D-glucose unidos por umaL. G. do tipo a-(l-?l).

Treclose

o

H OH

1141

ligação glicosídica Liga

A rafinose ou a-D-galactopiranosilo-(l-?6)-a-D--glucopíranosilo-Cl-e 2)-{3-D-frutofuranósido, é umtrissacárido composto por resíduos de D-galac-tose, D-glucose e D-frutose, unidos por L. G.dos tipos {3-(1-?6) e {3-(1-?2), respectivamente.

H~\~',hHIH HO O

I

Q6CH2O

H H H

HO OH H 1

H HO O

HOC~2 O

H H HO C~ OH1 2

OH HRafinose

No que diz respeito aos polissacáridos, o ami-do e o glicogénio são polímeros de unidadesde a-D-glucose unidas por ligações do tipo a--(l-?4) nas cadeias lineares e por ligações dotipo a-(l-?6) nos pontos de ramificação. A ce-lulose é também um polímero de unidades dea-D-glucose, mas unidas por L. G. do tipo {3--(l-?4)É bastante curioso que tanto o principal polis-sacárido de reserva como o principal polissa-cárido com funções estruturais da natureza sejampolímeros de unidades de a-D-glucopiranoseunidas por ligações (l-?4). A diferença funda-mental reside apenas na configuração do car-bono anomérico, que é a no amido e 13 nacelulose. De modo semelhante à 7Iligação pep-tídica dos péptidos e proteínas, é possível falardos ângulos $ e ljI para a rotação em tomo dasduas ligações covalentes que constituem umaL. G. Na celulose, apenas as L. G. {3-(l-?4) têma capacidade de estabelecer cadeias de glucoselineares com uma estrutura planar - forma-seuma cadeia rectilínea pela rotação de 1800 decada monómero de glucose relativamente aosdois resíduos adjacentes, o que possibilita aexistência de cadeias polissacarídicas totalmentedistendidas características da estrutura da celu-lose.Contrariamente, a união de monómeros de glu-cose por L. G. do tipo a-(1-?4) induz um certograu de curvatura na cadeia, o que origina aconformação helicoidal característica da amilose.A quitina é um polímero de unidades de N-ace-til-D-glucosamina unidas por ligações do tipo{3-(1-?4). Nas peptidoglicanas, o principal com-ponente da parede celular bacteriana, a glica-na, é um polímero constituído por unidadesalternadas de N-acetilglucosamina e ácido N--acetilmurâmico unidas por L. G. do tipo 13--(l-?4). As dextranas são polímeros de D-glu-cose produzidos por certas espécies de bactérias,

1142

Liga ligação glicosídica

OH

'o

OHOH

7 o

OHMonómeros de a-D-glucopiranose unidos por ligações glicosídicas do tipo ~O ~4)

OH

.i.>: \ , ....... .. .......... ... .......... .. ....•.....•.• ..' OH .....•

e- ---- ,..,aH/0 \. ~------;~ l, ,

• OH .':' •• 6....HO \ ...-

......... ················~~··_--O.'...-·0............ ---

Monómeros de a-D-glucopiranose unidos por ligações glicosídicas do tipo a-O ~4)

com L. G. dos tipos a-O--+6), a-O--+4) e a--0--+3). A calose dos tubos crivosos, outro po-límero de D-glucose, possui L. G. do tipo a--0--+3), tal como o dissacárido laminaribiose.A laminarina, o polissacárido de reserva das al-gas castanhas, é um polímero de D-glucose comL. G. do tipo {3-0--+6). O amido florídeo, o po-lissacárido de reserva das algas vermelhas, di-fere do amido por conter, além das ligaçõesa-O--+4) e a-O--+6), também L. G. a-O--+3)(tal como no dissacárido nigerose). As inulinassão frutanas com L. G. do tipo {3-(2--+1),ao pas-so que as fleanas são frutanas com L. G. dotipo {3-(2--+6)e as levanas são frutanas com liga-ções {3-(2--+1) e {3-(2--+6).As xilanas são polis-sacáridos formados principalmente por D-xiloseem L. G. do tipo {3-0--+4). de D-glucose liga-se a um álcool hídrobenzílíco),Um outro tipo de glicósidos de ocorrência uni- a cianina, o pigmento responsável pela cor ver-versal são os 71nucleósidos (constituintes dos· melha de rosas e outras flores (dois resíduosnucleótidos e, por isso, dos ácidos nucleicos), de D-glucose ligam-se à cianidina), e o glucósidoem que um resíduo de {3-D-ribofuranose ou {3- de vanilina, a essência natural presente no ex--D-desoxirribofuranose se encontra unido por tracto de baunilha (um resíduo de D-glucoseuma L. G. a um grupo amina secundário de liga-se à vanilina),uma purina ou pirimidina. Mais precisamente, CH20H CH OHo átomo de carbono anomérico do açúcar na Q))2configuração f3 liga-se ao N-l da pirimidina ou H H Oao N-9 da purina por uma ligação {3-Nglicosídica. I '..::::

NH HO OH H~:J6 H O::~_ o;H'Ht:o-:,r~~~;O'idi~H~~'~~O+·

~ H ~~OOH OH H OH C

Adenosina IH

Outros exemplos de glicósidos de ocorrêncianatural são a salicina, um composto extraídoda casca de algumas árvores e que foi usadono tratamento de dores de cabeça (um resíduo

1143

.;ll;l

HO~'~' O N,""o4' l' Ligação

H H H ,B-N-glicosídica

H3' 2'OH OH

Citidina

Vanilina-fi-n-glucósido

Outros glicósidos de ocorrência natural incluemos {3-galactósidos.

1144

ligação de hidrogénio Liga

OH

HO

QCHzÜHOo

H H

HO OH H H

H OH

CHOH H2C-CH -CH20HoHQ2 o llHH OH H

HH H

/J-D-galactosil-l-glicerol

Ai>?lglicoproteínas podem subdividir-se em trêsclasses principais com base no tipo de ligaçãoque se estabelece entre a cadeia polipeptídicae a cadeia oligossacarídica. Nas o-glicoproteínas(ligação o-glicosídica ou do tipo II), o C-I deum resíduo de Nacetilgalactosamina (ou, menosfrequentemente, outro monossacárido como,p. ex., a arabinose, galactose, manose ou xilose)encontra-se ligado por uma ligação o-glicosídicaao grupo oxidrilo da cadeia lateral de um resíduode serina ou treonina (abreviatura: GalNAc-Ser//Thr). Ligações de ocorrência menos comumpodem também estabelecer-se com a 5-hidro-xilisina (ligação do tipo III), a 4-hidroxiprolina(ligação do tipo N), o grupo tiólico da cisteína(ligação do tipo V) ou o grupo a-amina do ter-minal N de uma cadeia polipeptídica (ligaçãodo tipo VI).

CH20HO IHOOH C=O

OH H 1 Q IH O-CH2-,H Resíduo de serina

H NH NH

~=O ~

ICH3

Ligação O-glicosídica (é uma ligação do tipo a)

Nas Nglicoproteínas (ligação Nglicosídica oudo tipo O, o C-I de um resíduo de Nacetilglu-cosamina ocorre unido ao azoto amídíco deum resíduo de asparagina (na sequência Asn--X-Ser ou Asn-x-Thr, em que X é qualquerresíduo de aminoácido excepto Pro e Asp) poruma ligação Nglicosídica (abreviatura: GlcNAc--Asn).Uma mesma glicoproteína pode conter na suamolécula ligações do tipo N e O; a glicoforina

1145

H

Cianina

~CHOH O C=O

2 II I

~

N_C -CH -CH Resíduo deH H 1 /3 2 I asparagma

HO OH H H NH

H NH lIC=O

ICH3

Ligação Nglicosídica (é uma ligação do tipo {J)

A, p. ex., um constituinte principal da membra-na dos eritrócitos humanos, contém 15 O-oli-gossacáridos e um Noligossacárido.Nas glicoproteínas fosfatidiÍinositol-glicana, o po-lipéptido está ligado ao oligossacárido via a fos-fatidiletanolamina. Um resíduo de glucosaminado oligossacárido está unido ao fosfatidilinositolque, por sua vez, está esterificado a duas cadeiasde ácidos gordos, os quais ancoram a glicoproteí-na ã membrana plasmática (ver figura na p. s.).

R. BOA VIDA FERRElRA

ligação de hidrogénio - BIOQ. A L. H.,por vezes também referida por ligação hidro-génio e ligação por hidrogénio, é uma ligaçãoquímica que se estabelece em resultado da as-sociação de um átomo de hidrogénio, que seencontra ligado a um átomo electronegativo,com outro átomo electronegativo (e. g., flúor,oxigénio, azoto ou enxofre). O átomo de hidro-génio covalentemente ligado a um átomo elec-tronegativo é partilhado com um segundo átomoelectronegativo. O átomo electronegativo ao qualo hidrogénio se encontra ligado covalentementedesigna-se por átomo dador do hidrogénio; ooutro átomo electronegativo com o qual o hi-drogénio é partilhado é denominado átomoaceitador do hidrogénio. Pode então dizer-seque a L. H. se forma entre um átomo de hi-drogénio ligado covalentemente a um grupodador (como, p. ex., -DH ou-,

N-H)

/1146