21/08/2012 Metabolismo, Anabolismo e Catabolismo • Metabolismo. Carboidratos Estrutura – São os processos de síntese e degradação de biomoléculas. – ANABOLISMO. • Vias biossintéticas. – CATABOLISMO. Prof. Dr. Bruno Lazzari de Lima • Vias degradativas. Relação entre Anabolismo e Catabolismo Relação entre Anabolismo e Catabolismo • São processos opostos que ocorrem nas células dos seres vivos. • Estão interrelacionados, podendo os produtos do catabolismo constituir substratos da outra forma. • Podem ocorrer em uma mesma célula, mas tem regulação e compartimentalização independentes. • As proteínas, carboidratos e outros compostos são degradados no catabolismo, dando produtos pobres em energia, como água, CO2 e amônia. Carboidratos Carboidratos • Moléculas biológicas mais abundantes. • Poliihidroxialdeídos ou Poliihidroxicetonas. • Quimicamente mais simples do que nucleotídeos ou aminoácidos, contendo apenas 3 elementos. – Estas reacções degradativas libertam energia que é armazenada em energia química, numa molécula, o ATP. • O anabolismo forma proteínas e carboidratos, entre outros compostos, e a energia que estas reações requerem é fornecida pelo ATP formado no catabolismo. • 1960 – Carboidratos desempenhavam apenas funções passivas como fontes de energia (ex.: Glicose e Amido) e estruturais (ex.: Celulose). – Não catalisam reações químicas complexas. – (CH2O)n onde n ≤ 3. • Sacarídeos (do grego, sakcharon – açucar). • Unidade basica denominada monossacarídeo. – Não se replicam. – São muito heterogêneos – tamanho e composição. 1 21/08/2012 Carboidratos • Hoje sabemos biológica. que possuem Monossacarídeos atividade – Glicoproteínas. – Sinalizadores químicos. • Classificação: – Monossacarídeos. – Polissacarídeos. Monossacarídeos • São sintetizados a partir de precursores menores, originalmente derivados de CO2 e H2O pela fotossíntese. • São chamados de aldoses ou cetoses, segundo o grupo carbonila funcional que apresentam, aldeído ou cetona respectivamente. Monossacarídeos • Os menores monossacarídeos são as trioses. – Gliceraldeído (aldotriose). – Diidroxiacetona (cetrotriose). • Aqueles com quatro, cinco, seis, sete ou mais átomos de carbono são respectivamente: – – – – – Tetroses. Pentoses. Hexoses. Heptoses. Etc. Monossacarídeos Monossacarídeos • O gliceraldeído apresenta um carbono (C2) assimétrico, dando origem a dois isômeros: D e L. • Os outros monossacarídeos são teoricamente derivados destas duas trioses. – Os biologicamente importantes apresentam sempre a configuração D, ou seja, têm a hidroxila do carbono assimétrico mais distante do carbono 1 em posição idêntica à do D-gliceraldeído. – Devido ao fato de os açucares na forma L serem biologicamente muito menos abundantes, o prefixo D é frequentemente omitido. 2 21/08/2012 Monossacarídeos • Alguns dos importantes. monossacarídeos Monossacarídeos mais – Aldoses – Gliceraldeído, Ribose, Glicose, Galactose e manose. – Aldoses – Diidroxicetona, Ribulose, Frutose. • Abordaremos essas substâncias no estudo sobre metabolismo de carboidratos. Monossacarídeos • Em soluções aquosas, os monossacarídeos com mais de quatro átomos de carbono formam estruturas cíclicas. • O anel é formado pela reação do grupo carbonila (-C=O) com uma hidroxila (álcool). – Hidroxila espacialmente mais próxima do grupo carbonila. Oligossacarídeos • São carboidratos constituídos por um pequeno número de monossacarídeos, através de ligações glicosídicas. Projeções de Haworth Oligossacarídeos – Formadas entre duas hidroxilas, pela exclusão de uma molécula de água. – Essa ligação não ocorre de maneira espontânea. Oligossacarídeos Sacarose Ligação designada α-1,4, por ser estabelecida entre o carbono 1, com configuração α, e o carbono 4 Glicose Frutose 3 21/08/2012 Polissacarídeos Celulose • São polímeros constituídos de centenas ou milhares de resíduos de monossacarídeos. – Geralmente glicose. – Cadeias lineares. • Celulose (β-1,4) – Cadeias ramificadas. • Glicogênio e Amido. • α-1,4 nos segmentos lineares. • α-1,6 nas ramificações. Glicogênio Carboidratos • Mais abundantes na alimentação. – Amido. – Sacarose. – Lactose. – Celulose. Preto – Extremidade redutora (Carbono 1 livre). Vermelho – Extremidade não redutora (Carbono 1 comprometido). Verde – Início de ramificação (1,6) Carboidratos • Principal produto de digestão é a glicose. • Frutose e Galactose. • Celulose, que possui ligações β-1,4, não pode ser digerida por animais. DNA • Funções diversas. – Sustentação (estruturais). • Celulose nos vegetais. – Reserva. • Glicogênio (animais). • Amido (vegetais). – Ligação em lipídios e proteínas. • Glicolipídios. • Glicoproteínas. • Componentes de membrana. 4