CARBOIDRATOS

CARBOIDRATOS

Os carboidratos são uma das principais macrobiomoléculas, assim como
as proteínas, os lipídeos e os ácidos nucléicos.

Os carboidratos desempenham várias funções no nosso organismo,
como, por exemplo, reserva energética (armazenamento).

Uma das principais moléculas utilizada para obtenção de energia é a
glicose (monossacarídeo).

Dentre os polissacarídeos de armazenamento (sua estrutura contém
resíduos de glicose que ficam armazenados até que se faça necessário
seu uso) o amido representa a reserva de energia para os vegetais e o
glicogênio, para os animais.

Muitos carboidratos são intermediários metabólicos.

Estão envolvidos nas interação célula-célula.

Carboidratos são componentes principais de DNA (desoxirribose) e RNA
(ribose).

Carboidratos são constituintes das membranas celulares e da parede
celular de alguns organismos.

São componentes importantes das classes de glicoconjugados que são:
glicoproteínas, proteoglicanas e glicolipídeos. No caso desses glicoconjugados,
os carboidratos estão ligados a outras biomoléculas (proteínas = glicoproteínas
e proteoglicanas e lipídeos = glicolipídeos).
Os carboidratos podem ser divididos de acordo com o número de
monossacarídeos na sua estrutura. A unidade básica do carboidrato é o
monossacarídeo.
Monossacarídeos:
São moléculas formadas principalmente por três átomos, o carbono, o
hidrogênio e o oxigênio. Eles podem ser divididos em dois grupos de acordo
com o grupamento funcional: Aldose (Aldeído) e Cetose (Cetona).
Os monossacarídeos têm um carbono assimétrico na sua estrutura: o
carbono assimétrico é aquele que possui quatro ligantes diferentes, sendo
capaz de desviar a luz polarizada – estereoisômeros (carbono quiral). As
moléculas de monossacarídeos, portanto, podem ter configuração D (maioria)
ou L. Essa configuração baseada na isomeria.
Dentro das aldoses, temos a ribose (5 C), constituinte dos ácidos
nucléicos.
A glicose é monossacarídeo com seis carbonos (Hexose).
Somente 1% dos monossacarídeos se encontram na forma linear. O
restante se encontra na forma cíclica. A forma cíclica é a forma mais estável,
ocorre entre um agrupamento OH e 1C. Quando a glicose e a frutose atingem a
forma cíclica recebem uma nova denominação que seria glicopiranose e
frutofuranose porque adquirem uma forma parecida ao pirano e furano
(segundo perspectiva de Haward).
A forma cíclica contém carbono anomérico (carrega o grupo funcional) e
pode atingir as conformações alfa (anel para baixo) e beta (anel para cima).
Essas conformações podem se transformar uma na outra. Na maior parte do
tempo, as formas cíclicas em solução estão 33% na forma alfa e 67% na forma
beta.
Quando dois monossacarídeos são epímeros eles diferem em apenas
um agrupamento do carbono. A glicose é epímera da manose. A glicose é uma
aldose.
Os monossacarídeos que recebem outros grupos funcionais são
chamados de monossacarídeos derivados.
Ex: Glicose + Amina → Glicosamina
Glicosamina + Acetil → N-Acetilglicosamina
Dissacarídeos
A interação entre dois resíduos de monossacarídeos ligados entre si por
uma ligação covalente glicosídica gera um dissacarídeo. Essa interação ocorre
entre o carbono anomérico e o outro carbono da outra molécula.
Ex: Glicose + Glicose → Maltose (ligação Alfa 1-4)
Glicose + Galactose → Lactose (ligação Beta 1-4)
Glicose + Frutose → Sacarose (ligação Alfa 1-2)
Teste de açúcar redutor: insulina
Os monossacarídeos têm potencial redutor. A glicose reduz o cobre em
gliconato. O Carbono anomérico participa da redução do cobre.
Entre a lactose e a sacarose a lactose é capaz de reduzir o cobre porque
a sacarose não tem o carbono anomérico livre e a lactose o tem, sendo capaz
de reduzir o cobre.
Oligossacarídeos
Oligossacarídeos resultam da união de dois monossacarídeos e podem
estar
livres
ou
ligados
á
outra
moléculas
(Glicoconjugados).
Os
oligossacarídeos livres são importantes para a indústria alimentícia e
farmacêutica, pois aumentam a absorção de cálcio e magnésio e podem ser
ingeridos por diabéticos, mesmo sendo doces.
Em algumas células vegetais (soja, tabaco...) os oligossacarídeos livres
são capazes de desencadear expressão gênica (função de sinal/defesa).
Polissacarídeos
Muitos resíduos de monossacarídeos ligados entre si geram os
polissacarídeos. Os polissacarídeos são divididos em:
 Heteropolissacarídeos: São formados por resíduos de monossacarídeos
diferentes.
 Homopolissacarídeos:
São
formados
pelo
mesmo
resíduo
de
monossacarídeos. Homopolissacarídeos formados por resíduos de
glicose podem ser separados em dois grupos:
a) De reserva (amido e glicogênio):
O amido é formado por duas cadeias: amilose e amilopectina. Essas
cadeias têm uma cadeia principal onde estão os resíduos de glicose ligados
entre si por uma ligação glicosídica. (Alfa 1-4). A amilopectina possui pontos de
ramificação onde são formados por outros resíduos de glicose que se ligam a
cadeia principal por ligações do tipo alfa 1-6.
O glicogênio é formado por unidades de glicose ligadas entre si por
ligações glicosídicas do tipo alfa 1-4. Essa cadeia principal também possui
ramificações que também são formadas por ligações glicosídicas do tipo alfa 16.
b) De estrutura (celulose):
Tem uma estrutura diferente: ligação glicosídica beta 1-4. Para nós a
celulose não é uma molécula de reserva porque não somos capazes de
degradá-la. (O carbono anomérico está na forma beta, o que fornece
características estruturais diferentes que não são reconhecidas por nossas
enzimas).
Os glicoconjugados
Proteoglicanas e glicoproteinas possuem diferenças funcionais e
estruturais. As proteoglicanas possuem porção carboidrática maior que a
porção protéica. São formadas por resíduos repetidos de monossascarídeos
ligados á proteína. As glicoproteinas possuem maior porção protéica que
carboidrática e são em sua maioria oligossacarídeos ligados a proteína. São
mais variados do que as proteoglicanas.
GLICOPROTEÍNAS
As interações entre oligossacarídeos e proteína são ligações fortes
(covalentes) como as ligações O-glicosídica (treonina) ou N-glicosidica
(asparagina). Dependendo dos monossacarídeos que estão nas glicoproteinas
podemos classificá-los como: alta manose ou complexas.
A porção oligossacarídica das glicoproteínas está relacionada à adesão
e reconhecimento célula-célula. A parte oligossacarídica fica exposta ao meio e
possui pontos de interação para reconhecimento, defesa, ligação de vírus e
bactérias. A porção protéica fica embebida na membrana.
Cada
pessoa
tem
oligossacarídeos
diferentes.
Exemplos
de
glicoproteínas: imunoglobulina G, protrombina, glicoporina A.
As glicoproteínas estão envolvidas no processo de fertilização
(reconhecimento entre as células).
As lectinas são proteínas que reconhecem a porção oligossacarídica das
glicoproteínas e estão envolvidas com a defesa do organismo.
Modificações na porção oligossacarídica das glicoproteínas estão
relacionadas a tumores (câncer). A ecaderina é uma glicoproteína e a
betacatequina é uma proteína. Quando a betacatequina não está ligada a
ecaderina pode ser fosforilada e desencadear a metástase do tumor. Em
alguns casos com experiências in vitro utiliza-se glicosil-transferase que é
capaz de remover e reagrupar mudando a estrutura oligossacarídica e
controlando a metástase.
PROTEOGLICANAS
Estão presentes geralmente na matriz extracelular. Estão ligadas as
estruturas de aminoácidos + glicosaminoglicanos. São formados por repetições
de glicosaminoglicanos (GAGs). Ex: ácido hialurônico, heparina, heparansulfato, condroitina-sulfato.
A massa do carbroidato é maior do que a massa protéica.
Podem ter porções oligassacarídeas além dos glicosaminoglicanos.
A estrutura não é tão variável (muitas repetições).
Geralmente servem de pontos de ligação ou interação e adesão entre
outras células. Podem ser encontradas na membrana, porém a maioria se
encontra na matriz extracelular.