Bioquímica - Aula Teórica 08 - Carboidratos

São as biomoléculas mais abundantes da natureza. O seu metabolismo, em seres não fotossintéticos, é a via central de produção de energia.

Além disso, são importantes constituintes da dieta. Várias doenças genéticas humanas são defeitos do seu metabolismo, e são base para indústrias de grande interesse comercial, como a de antibióticos.

Normalmente, estão associados covalentemente a outras moléculas formando os seguintes glicoconjugados:

- glicolipídios (quando associados a lipídios)
- glicoproteínas (quando associados a proteínas)
- açúcares nucleotídeos e ácidos nucléicos (quando associados a bases nitrogenadas)

Os carboidratos são, ainda, imunodeterminantes. Ou seja, auxiliam o reconhecimento de estruturas (como, por exemplo, quando constituem o glicocálix). O sistema ABO e o reconhecimento das células por microorganismos patogênicos são exemplos dessa função.


Definição

Carboidratos são poli-hidróxi-cetonas ou poli-hidróxi-aldeídos e seus derivados. Geralmente são representados pela fórmula de Fisher, que é a seguinte:

Glucose

Classificação

Os carboidratos podem ser classificados em:

- monossacarídeos -> 3 C - triose / 4 C - tetrose / 5 C - pentose / 6 C - hexose;

- oligossacarídeos -> 2 a 10 monossacarídeos unidos por ligação glicosídica;

- polissacarídeos -> formados por vários sacarídeos.


Os açúcares são, na maioria dos casos, D-açúcares. Para determinar se um açúcar é D ou L, considera-se o grupo -OH do C mais distante do radical aldo ou ceto.

Ciclização - fórmula de Howorth

Os açúcares não são encontrados na forma linear na natureza, e sim na forma ciclizada, formação que adquirem espontaneamente.

O processo que ocorre é o seguinte:



A hidroxila do carbono 1 pode se ligar de maneira a formar dois isômeros, sendo um com ela voltada para cima e outro com ela voltada para baixo. A primeira recebe o nome de beta-D-glucose e a segunda recebe o nome de alfa-D-glucose.

Depois de ciclizados, os açúcares podem ser representados pela fórmula de Howorth, que é a seguinte:




Os isômeros formados são chamados de anômeros, e o carbono responsável pela isomeria é chamado de carbono anomérico.

Os anômeos da D-glucose são conhecidos como alfa-D-glucopiranose e beta-D-glucopiranose, pois lembram o composto pirano. Algumas podem sofrer ciclização de modo a obter-se um composto que lembra o furano também, apesar de ser na minoria dos casos.






As hidroxilas estão para a direita na fórmula de Fischer e para baixo na fórmula de Howorth.

A ciclização da frutose dá origem a ciclos pentagonais, lembrando a estrutura do furano, e por isso seus isômeros são conhecidos como frutofuranoses.