AULA 2
COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA
CÉLULA: BIOMOLÉCULAS 1
CARBOIDRATOS E LIPÍDEOS
Composição Química da célula
• Os compostos celulares são baseados em compostos de carbono
• C, H, N e O constituem quase 99% do peso celular
• Água = 70% do peso da célula, logo a maioria das reações químicas da célula ocorrem em ambiente aquoso.
Composição químicaComponente Porcentagem do peso
totalE. Coli Célula de
mamífero
H2O 70 70
Íons inorgânicos (Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, etc.)
1 1
Vários substâncias metabólicas 3 3
Proteínas 15 18
RNA 6 1,1
DNA 1 0,25
Fosfolipídeos 2 3
Outros lipídeos - 2
Polissacarídeos 2 2
Volume total da célula 2 × 10-12 cm3 4 × 10-9 cm3
Volume celular relativo 1 2000
Composição química
Presença de elementos químicos nos seres vivos e superfície da terra
Macromoléculas• As interações entre as macromoléculas em
uma célula dependeM de ligações fracas não-covalentes
• Forças de Van Der Waals (distância = 0,35 nm e força = 0,1 Kcal);
• Pontes de hidrogênio (distância = 0,3 nm e força = 4 Kcal/mol no vácuo e 1 Kcal/mol na água);
• Forças ou ligações hidrofóbicas • Ligações iônicas (distância = 0,25 nm e força =
80 Kcal/mol no vácuo e 3 Kcal/mol na água);
Composição química da célula
• Estrutura da molécula da água• Pontes de hidrogênio: importantes
na manutenção da estrutura celular
• Moléculas hidrofílicas (que têm afinidade pela água) e hidrofóbicas (que não têm afinidade pela água)
• Água: é o solvente celular.• Dissolve ácidos, bases e controla o
pH das células.
Ponte de H
Principais moléculas orgânicas encontradas nas células
• Açúcares;• Lipídios;• Ácidos nucleícos
(DNA e RNA);• Proteínas
• Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza, e apresentam a seguinte fórmula geral: [C(H2O)]n, daí o nome carboidratos ou hidratos de carbono.
• Desempenham uma ampla variedade de funções, tais como:Fonte de energia – representam de 40
a 50% da ingestão energética diáriaReserva de energiaMatéria prima para a biossíntese de
outras macromoléculas
Açúcares ou Carboidratos
Açúcares ou Carboidratos
• Monossacarídeos= fórmula geral= (CH2O)n
• Aldeídos ou cetonas • Dissacarídeos, oligossacarídeos e
polissacarídeos• Isômeros (glicose, manose e galactose) =
C6H12O6
• Ligações e • Os carboidratos podem ser consumidos
nas formas mais variadas, desde simples moléculas como a glicose até os não absorvíveis como as fibras insolúveis
• Classificação: A) Monossacarídeos - açúcar simples Tipos: glicose, galactose, frutose B) Dissacarídeos – glicosídeos (formados a
partir da ligação de 2 monossacarídeos através de ligações especiais denominadas ligações glicosídicas).
Tipos: sacarose, maltose, lactose
Açúcares ou Carboidratos
C) Polissacarídeos - carboidratos complexos, macromoléculas formadas por milhares de unidades monossacarídicas ligadas entre si por ligações glicosídicas.
Funções biológicas: armazenadora de combustível; elementos estruturais.
Tipos: amido, glicogênio, celulose.
D) Oligossacarídeos: dextrinomaltoses
• As moléculas maiores como os di, oligo e polissacarídeos necessitam ser quebradas, através da ação de enzimas, até a forma de monossacarídeos para haver absorção.
Açúcares ou Carboidratos
Estrutura de um monossacarídeo
MonossacarídeosGlicose e GalactoseGlicose e Galactose
CHOCHOC - OHC - OHC - HC - HC - C - OHOHC - OHC - OHCHCH22OHOH
H -H -HO -HO - H -H - H -H -
GlicoseGlicose GalactoseGalactose
CHOCHOC - OHC - OHC - HC - HC - HC - HC - OHC - OHCHCH22OHOH
H -H -HO -HO -HOHO - - H -H -
Glicose e Manose : São ISÔMEROS Glicose e Manose : São ISÔMEROS ÓPTICOSÓPTICOS
CHOCHOC - C - OHOHC - HC - HC - OHC - OHC - OHC - OHCHCH22OHOH
H -H -HO -HO - H -H - H -H -
CHOCHOC - HC - HC - HC - HC - OHC - OHC - OHC - OHCHCH22OHOH
HOHO - -HO -HO - H -H - H -H -
GlicoseGlicose ManoseManose
Ligações e
Derivados de açúcar
Dissacarídeos
Oligossacarídeos e polissacarídeos
Oligossacarídeos complexos
Formação de um dissacarídeo
Oligossacarídios• Ligação Glicosídica
Carboidratos
MaltoseMaltose
• Por hidrólise dá origem a 2 moléculas de Por hidrólise dá origem a 2 moléculas de glicoseglicose
• Ligação Ligação 1,41,4• É obtida pela hidrólise parcial da amilose, É obtida pela hidrólise parcial da amilose,
amilopectina e glicogênioamilopectina e glicogênio• É redutora e solúvel em águaÉ redutora e solúvel em água
D-Glicopiranosil-4-D-Glicopiranosil-4-D-GlicopiranoseD-Glicopiranose
OO
OOCHCH22OHOH
OOCHCH22OHOH
DiolosídiosDiolosídios (Osídios com 2 oses) (Osídios com 2 oses)
Iso-MaltoseIso-Maltose
• Por hidrólise dá origem a 2 moléculas de Por hidrólise dá origem a 2 moléculas de glicoseglicose
• Ligação Ligação 1,61,6• É obtida pela hidrólise parcial do glicogênio e É obtida pela hidrólise parcial do glicogênio e
amilopectinaamilopectina• É redutora e solúvel em águaÉ redutora e solúvel em água
D-Glicopiranosil-6-D-Glicopiranosil-6-D-GlicopiranoseD-Glicopiranose
CHCH22OHOHOO
OOCHCH22
OO
Formação de ÉsteresFormação de Ésteres
• Os ésteres fosfóricos de oses Os ésteres fosfóricos de oses apresentam grande importância apresentam grande importância
biológica. Os principais são:biológica. Os principais são:
*Glicose-6-P*Glicose-1-P*Glicose-1,6-P*Frutose-6-P
*Frutose-1-P*Frutose-1,6-P*Fosfato de diidroxiacetona*Aldeído-3-P-Glicérico
LactoseLactose
• Por hidrólise dá origem a 1 molécula de galactose Por hidrólise dá origem a 1 molécula de galactose e 1 de glicosee 1 de glicose
• Ligação 1,4Ligação 1,4• É redutora e solúvel na águaÉ redutora e solúvel na água• É encontrada no leiteÉ encontrada no leite
D-Galactopiranosil-4-D-Galactopiranosil-4-D-GlicopiranoseD-Glicopiranose
OO
CHCH22OHOH
OO
CHCH22OHOH
OO
SacaroseSacarose
• Por hidrólise dá origem a 1 molécula de glicose e Por hidrólise dá origem a 1 molécula de glicose e 1 molécula de frutose1 molécula de frutose
• As duas estão ligadas pela hidroxila heterosídicaAs duas estão ligadas pela hidroxila heterosídica• Não é redutora e é solúvel em águaNão é redutora e é solúvel em água• É o açúcar da canaÉ o açúcar da cana
D-Glicopiranosil- D-Glicopiranosil- D-FrutofuranosídioD-Frutofuranosídio
CHCH22OHOH
OO
OO
OOCHCH22OHOH
CHCH22OHOH
Poliolosídios : osídeos com várias osesPoliolosídios : osídeos com várias oses
HomogêneosHomogêneos
HeterogêneosHeterogêneos
Heterosídios ou GlicosídiosHeterosídios ou Glicosídios
Poliolosídios HomogêneosPoliolosídios Homogêneos
AmiloseAmilose
AmilopectinaAmilopectina
CeluloseCelulose
AmidoAmido
GlicogênioGlicogênio
Poliolosídio homogêneo é o osídio que por Poliolosídio homogêneo é o osídio que por hidrólise libera só um tipo de ose.hidrólise libera só um tipo de ose.
Polissacarídios• Estrutura
• Amido
Amilose
Amilopectina
Carboidratos
Polissacarídios• Estrutura
• Glicogênio
• Celulose
» Quitina
Carboidratos
O
H
OHH
H
O O
CH2
1
234
5 H
CH2HO
OH
OH
H
OH
OH
H
H
O O
OH
H
OH
OH
H
H
O
6
6
41 1
HOCH2
41 1
HOCH2 HOO
OH
CH2
C
H
OH
N
O
CH3
O
O
OCH3
N H
C
INTOLERÂNCIA AOS CARBOIDRATOS
Intolerância aos carboidratos é uma denominação utilizada para caracterizar manifestações clínicas que ocorrem devido a alterações da digestão e/ou da absorção dos mesmos.
As alterações primárias ocorrem por deficiências congênitas de transportadores de monossacarídeos ou de enzimas que hidrolisam os açúcares mais complexos, portanto, essas alterações podem ocorrer através da ausência completa ou por deficiência de atividade dos diversos complexos enzimáticos envolvidos na digestão dos carboidratos.
(1) Curr Opin Gatroenterol; 20(2):162-7; 2004 Mar.(2) Arola H. Scand J Gastroenterol 1994, 29: 26-35.Hertzler SR et al. Am J Clin Nutr 1996; 64: 232-6.
Classificação
1) Intolerância aos polissacarídeos Intolerância ao amido
2) Intolerância aos dissacarídeos
Intolerância à lactose Deficiência da enzima lactase
Intolerância à sacarose-isomaltose
Deficiência congênita de sacarase-isomaltase
3) Intolerância a monossacarídeos
Má absorção primária de glicose-galactose
Intolerância hereditária à frutose
Lipídios
• São definidos como sendo moléculas celulares insolúveis em água mas são solúveis em solventes orgânicos
• Ácidos graxos• Triglicerídeos• Fosfolipídio• Outros lipídios (isoprenóides, esteróides e
glicolipídios)
Ácidos graxos comuns
Triglicerídios
Ácidos graxos insaturados (com dupla ligação)
Ácidos graxos saturados (sem dupla ligação)
Grupo carboxila geralmente ligado a outros grupos para formar ésteres ou amidas
Fosfolipídeos os maiores constituintes das membranas celulares
Ácido graxo
Fosfolipídio
Importância dos Lipídios
Lipídios
Função Energética
Estrutural (membranas celulares)
CoagulaçãoSangüínea
Proliferação e Diferenciação
Celular
Antioxidante
Hormonal
Transdução de Sinal
Termogênese
Metabolismodo Cálcio
IsolamentoTérmico
Surfactante
Algumas Funções Desempenhadas por Lipídios
Aspectos Nutricionais dos Lipídios
Um indivíduo adulto ingere em média de 60-150g de lipídios/dia.
O total de lipídios da dieta não deve ultrapassar os 30%.
A presença de gordura na dieta aumenta a palatabilidade do alimento e a sensação de saciedade, sendo também requerida para a absorção de vitaminas lipossolúveis.
58%12%
10%
10%10% Glicídio
ProteínaPoliinsatMonoinsatSaturado
Aspectos Nutricionais Lipídios
São ricas em ácidos graxos
saturados, exceto o peixe.
Fornecem o colesterol (seu
consumo não deve ultrapassar de 300mg/dia).
Gorduras de Origem Animal
Aspectos Nutricionais Lipídios
São ricas em ácidos graxos insaturados, exceto os óleos de côco e de palma.
Fornecem os ácidos graxos essenciais: os
ácidos linoléico e linolênico
Gorduras de Origem Vegetal
Principais Lipídios da Dieta Alimentar
Os triacilgliceróis correspondem a 90% ou
mais dos lipídios da dieta
Colesterol
Principais Lipídios da Dieta Alimentar
Vitaminas
Fosfolipídios
Ácidos Graxos
Composição dos 10% restantes dos lipídios da dieta
Isoprenóides
Esteróides
Glicolipídeos
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