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A CARBOIDRATOS São as biomoléculas mais abundantes do planeta. Os carboidratos com sabor doce como a sacarose, a frutose e a glicose são chamados açúcares. Porém apenas os que possuem baixo número de moléculas envolvidas possuem sabor doce. O amido, por exemplo, é um carboidrato sem sabor doce. A maior parte da energia produzida no organismo se dá a partir do metabolismo de carboidratos. São formados principalmente por C (carbono), H (hidrogênio) e O (oxigênio). Normalmente são hidroxilados e as hidroxilas conseguem fazer ligações de hidrogênio com a água, sendo muito solúveis nela, portanto. A água forma uma camada de solvatação e ficam muito em volta de uma glicose. Esse é o motivo pelo qual nosso organismo armazena energia em forma de gordura: o organismo precisa de menor quantidade de água do que com a glicose. Os carboidratos são também chamados de glicídeos. Alguns carboidratos podem apresentar Enxofre e Nitrogênio em suas moléculas, além de outras mais incomuns. Os glicídeos mais simples são utilizados na produção de energia, na síntese de compostos não glicídicos e são constituintes dos ácidos nucléicos. Os mais complexos são formadores das paredes celulares de plantas e microorganismos, desempenhando um papel estrutural e de reserva. As glicoproteínas são glicídeos conjugados a proteínas. Sem esse grupo muitas proteínas perdem sua função. Polímeros mais complexos covalentemente ligados a proteínas ou lipídeos atuam como sinais que determinam a localização intracelular de moléculas denominadas glicoconjungados. São poliidroxialdeído ou poliidroxicetonas: aldeído (o carbono se liga a um O de forma dupla, um C e um H) e cetona (o carbono se liga duplamente a um O e a dois C) são grupos funcionais iguais porém com funções diferentes. O gliceraldeído é o menor carboidrato existente porque possui apenas três carbonos. Monossacarídeos Açúcares simples que consistem em uma única unidade poli[...]cetona/aldeído. São solúveis em água, sólidos e apresentam sabor doce. O mais abundante de todos é a glicose, que no nosso organismo pode ser estocada sob a forma de glicogênio. Nosso cérebro só funciona à base de glicose: há o processo de gliconeogênese, que consiste em formar glicose a partir de precursores não-glicose. Os monossacarídeos podem ser classificados como aldoses ou cetoses, a depender se possuem grupos aldeído ou cetona, respectivamente. Possuem isomeria por terem carbono quiral. Se a hidroxila estiver do lado direito do carbono quiral, é um D. Se estiver do lado esquerdo, é L. O mais comum é o D. Deve-se olhar para o lado onde a carbonila estiver mais longe. Isomeria: mesma fórmula geral. Estereoisomeria (ótica ou geométrica) Estrutural (de função, de cadeia e de posição) Os dois tipos de isomeria encontrados no carbono são de função (exemplo é o da glicose e o da frutose, com a aldose e a Cetose respectivamente) e ótica (por carbono quiral). Os carbonos com uma hidroxila na molécula de um monossacarídeo tornam-se quirais. Nos carboidratos há vários centros quirais. Os isômeros são D (direito) e L (levógero, esquerdo); Se o carbono quiral tiver a mesma configuração do D-gliceraldeído é um D-glicerídeo (tendo a hidroxila do lado direito). Quando dois açúcares diferem na configuração ao redor de um único átomo de carbono eles são chamados epímeros. Exemplos são a glicose e a manose. Oligossacarídeos São compostos de 2 a 10 moléculas de monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas. São hidrossolúveis, sólidos e de sabor doce. Os mais abundantes são os dissacarídeos como a frutose e a maltose. Polissacarídeos São maiores. Insolúveis em água, com alto peso molecular e sem gosto. Alguns são cadeias lineares como a celulose, outros apresentam ramificações como o glicogênio. Forma cíclica Monossacarídeos com cinco ou mais carbonos quando em solução assumem uma forma cíclica. A cíclica é sempre mais estável quimicamente por possuir menor energia. A ligação para o fechamento do ciclo se dá entre o grupo funcional (geralmente aldeído ou cetona) e o carbono quiral. Se for um aldeído forma um hemiacetal. Se for uma cetona, um hemicetal. É uma reação intramolecular, ou seja, ocorre dentro apenas da molécula, sem ligações externas para ligar-se. O que se liga já está dentro da molécula com o tamanho suficiente para dobrar-se e formar um anel. Essa ligação (fechamento) faz com que o carbono do grupo funcional torne-se quiral. Este passa a ser denominado carbono anomérico (porque possui a capacidade de fazer reações, somente). Há o aparecimento de uma hidroxila chamada heterosídica. Há a glicose α-D e a β-D. A α-D, quando dobrada, tem sua Hidroxila ligada ao carbono anomérico para baixo. A β-D tem a Hidroxila ligada ao carbono anomérico em cima. Há a possibilidade de a glicose α-D ser α-1,4 mais linear; ou α-1,6 mais ramificado. Agentes redutores: Os monossacarídeos podem ser oxidados por agentes oxidantes suaves como o Fe+3 e Cu+2. O carbono da carbonila é oxidado a ácido carboxílico. Os açúcares que possuem esta capacidade são chamados açúcares redutores. Esta propriedade é muito útil para dosar açúcares e é a base da reação de Fehling, antigamente muito utilizada no diagnóstico da diabetes. Hoje em dia há alguns métodos enzimáticos que são mais eficientes. Na reação de Fehling há a formação do óxido cuproso, que é um precipitado vermelho. A reação se dá com a forma aberta que se encontra em equilíbrio com a forma cíclica. O carbono anomérico é aquele que é capaz de reagir. Reação glicosídica/ortoglicosídica: é uma ligação forte entre o Carbono anomérico de um monossacarídeo e o carbono do grupo funcional do outro monossacarídeo. É covalente e pode acontecer entre os dois carbonos anoméricos. Amido Polissacarídeo de grande importância em alimentos. É formado por dois polímeros de glicose (amilose e amilopectinas). A amilose é mais linar que as aminopectinas e elas se encaixam, formando o amido. Se enrolam em uma estrutura tridimensional helicoidal. Nos espaços formados entre as hélices e possível que se encaixe o iodo. Glicogênio É o principal polissacarídeo de armazenamento em animais. Tem muito mais linearidade que o amido. Formado pelas glicoses α-1,4 e α-1,6. É muito comum no fígado e em menor quantidade nos músculos esqueléticos.