Aula 4 - Carboidratos e Lipideos[1]
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Carboidratos
• (CH2O)n
• Biomoléculas mais abundantes na terra• Monossacarídeos
– açúcares simples– D-glicose (mais abundante)
• Oligossacarídeos– Cadeias curtas de monossacarídeos (ligações glicosídicas)– Dissacarídeos (mais abundantes); e.g.: sacarose (glicose+frutose)– glicoconjugados
• Polissacarídeos– 20 ou mais unidades (pode chegar a centenas ou milhares)– Cadeias lineares (celulose) ou ramificadas (glicogênio)– Amido e celulose – apenas glicoses, mas ligações diferentes, funçoes
e propriedades diferentes
• Aldoses ou cetoses (aldeidos ou cetonas com hidroxilas)
Trioses, tetroses, pentoses, hexoses, heptoses
• Monossacarídeos possuem centros assimetricos (carbonos quirais)– C numerados a partir do C da carbonila (C=O)
Monossacarídeo de referência: D-gliceraldeído
Estereoisomeros D possuem a configuração do C quiral MAIS DISTANTE do C da carbonila igual a do D-gliceraldeído.
Em solução, aldotetroses e monossacarídeos com 5 ou mais carbonos existem na forma CÍCLICA
PIRANOSES e FURANOSES
Monossacarídeos como agentes redutores
Glicose + 2CuO Gluconato + Cu2O
Forma um precipitado vermelho
Ligações GLICOSÍDICAS
Carbono da carbonila = carbono ANOMÉRICO
Ligações O-glicosídicas: quando a hidroxila de um sacarídeo reage com o o carbono anomérico de outro. O carbono anomérico envolvido perde o potencial de redução.
Nomenclatura1) Configuração do carbono
anomérico da primeira unidade (α ou β);
2) Nome do açucar não redutor (adiciona-se furano ou pirano para distinguir o tipo de anel)
3) Os carbonos envolvidos na ligação glicosídica são identificados pelos números e seta
4) O segundo resíduo é nomeado
Polissacarídeos ou GLICANOS
Armazenamento de energia (amido em plantas, glicogênio em células animais)
Elementos estruturais (quitina, celulose, pepetideoglicano)
Formação de polissacarídeos não é “programada”.
AMIDO e GLICOGÊNIO – armazenamento de energia
Muitas hidroxilas expostas altamente hidratado (muitas pontes de H)Estrutura HELICOIDAL
AMIDO – amilose + amilopectina (ambos são polímeros de glicose)
Amilose: ligações α14; lineares
Amilopectina: ligações α14 e α16; muito ramificada
(ramificações a cada 24-30 resíduos)
GLICOGÊNIO – polímero de glicose
Ligações α14 e α16; mais ramificado que a amilopectina (uma ramificação a cada 8-12 resíduos)
Mais compacto que o amido
Grânulos de reserva no fígado, musculos
Celulose e quitina – homopolissacarídeos estruturais
Celulose é fibrosa, rígida, insolúvel em água
Parede celular vegetal, troncos, partes duras, madeira.
Algodão é quase celulose pura
Cadeia linear, não ramificada de 10 a 15 mil D-glicoses.
Diferença da amilose, amilopectina e glicogênio: na celulose, as
ligações são β14.
Estrutura e propriedades muito diferentes.
PONTES de hidrogênio entre intra- e inter-cadeias confere
ALTA estabilidade e rigidez, e diminui solubilidade em água
Celulose e quitina – homopolissacarídeos estruturais
Quitina – homopolissacarídeo linear de N-acetilglicosamina em ligações β14.
Fibras extendidas, rigidas.
Exoesqueleto de artrópodes, parede celular de fungos.
Glicoconjugados
• Proteoglicanos– Macromoléculas da superfície celular ou matriz extracelular nas
quais cadeia(s) de glicosaminoglicano são ligadas covalentemente numa proteína de membrana ou proteína secretada (e.g.: tecido conjuntivo).
– A parte glicana é maior, domina a estrutura contém a atividade biológica da macromolécula.
• Glicoproteínas– Proteínas que contém um ou vários oligossacarídeos ligados
covalentemente. – Glicanas altamente variáveis, formam sítios específicos de
interações e reconhecimento
• Glicolipídeos– Lipídeos de membrana nos quais a cabeça polar é um
oligossacarídeo
• Lipídeos são insolúveis em água
• Três classificações funcionais:– Lipídeos de armazenamento– Lipídeos estruturais– Lipídeos sinalizadores, cofatores e pigmentos
Lipídeos de Armazenamento
- Formados por ácidos graxos - Ácidos graxos – ác. carboxílicos com cadeias de
hidrocarbonetos (C4 a C36). - Podem conter saturações ou insaturações (ligações duplas)
- Nomenclatura: número de C
número de insaturações
posições dessas insaturações
20:2(Δ9,12)
Propriedades físico-químicas:
- Quanto mais longos e menos ligações duplas, maior a insolubilidade em água;
- À 25 oC, a viscosidade é afetada tb pelas insaturações (empacotamento, distâncias de van der Walls)
O lipídeo mais simples composto de ácidos graxos é o triacilglicerol (triglicerídeos)
A maioria dos triacilgliceróis são
mistos (2 ou mais ác. graxos diferentes)
APOLARES (ver estrutura)
BAIXA DENSIDADE
São usados como fonte de energia
e como insulantes
Os triacilgliceróis são armazenados como gotas de óleo no citoplasma da célula – formam uma “fase” separada
ADIPÓCITOS – células especializadas em armazenar gordura
Sementes são ricas em óleos (triacilgliceróis). Por que?
Adipócitos e sementes possuem lipases (enzimas que quebram/hidrolisam triacilgliceróis e liberam ácidos graxos livres)
• Discutir vantagens e desvantagens da utilização de triacilgliceróis como forma de armazenamento de energia
• Átomos de carbono mais reduzidos (mais energia)• Hidrofobicidade – desidratados• Carboidratos – disponibilidade imediata
(solubilidade em água - hidrofilia)
Ceras são utilizadas como fonte de energia e repelentes de água
Cadeias longas (C16 a C30)
Ponto de fusão mais altos (sólidas a 25 oC)
Glândulas de cera para proteção da pele, cabelos
Penas de alguns pássaros
Cuticula de plantas (previne excesso de perda de água, proteção mecânica)
Muito usado por humanos em formulações (loções, pomadas, etc)
Lipídeos Estruturais em Membranas
- Bi-camada lipídica - Lipídeos anfipáticos (permitem empacotamento na bi-
camada)- Podem conter grupos polares
- Fosfolipídeos
- Glicolipídeos
Esfingolipídeos
Não possuem glicerol
Abundantes em membranas plasmáticas
SÍTIOS DE RECONHECIMENTO na superfície celular
Tipagem sanguinea
Esteróis
Membrana de células eucarióticas
4 anéis fusionados
3 anéis de 6C
1 anel de 5C
Anéis não permitem rotação C-C
Colesterol – anfipático
Precursores de hormônios, ácidos biliares, etc.
Lipídeos Sinalizadores, Cofatores e Pigmentos
- Lipídeos muito menos abundantes que as demais classes
- Funções celulares ativas (sinais, hormônios, cofatores enzimáticos, absorção de luz e etc.)
- Alguns derivados de vitaminas A, D, E e K.
Eicosanóides
Hormônios parácrinos (células próximas)
Reprodução, inflamação, febre, dor
Derivados de lipídeos de 20C poliinsaturados
- Prostaglandinas (PG): regula a síntese de cAMP
- Trombohexanos: coágulos
- Leucotrienos: contração muscular do pulmão
(asma, reações alérgicas)
Hormônios esteróides
Derivados do colesterol, porém , mais polares
Circulam na corrente sanguinea ligados a carreadores (proteinas)
Entram nas células, chegam ao núcleo e regulam expressão gênica e metabolismo celular
ALTA AFINIDADE pelos seus receptores (poucas quantidades de hormônios)
Colesterol
Vitaminas A e D são precursoras de hormônios
Vitamina D3 – colecalciferol (sintese na pele – UV)
Produz hormonio que regula absorção de cálcio no intestino e suas concentrações no fígado e ossos
Vitaminas A e D são precursoras de hormônios
Vitamina A – retinol e suas diversas formas
Funções hormonais
Pigmento visual em olhos de vertebrados
Ac. retinóico – se liga a receptores nucleares e regula expressão de genes ligados a sintese de tecido epiteial