Estrutura e Função de Proteínas e Carboidratos

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OBS! ​Ferritina é uma proteína globular que se 
localiza no fígado, mais importante reserva do ferro e 
é encontrada em todas as células, principalmente 
naquelas envolvidas na síntese de compostos férricos. 
Utilizada como parâmetro para diagnóstico da 
anemia ferropriva. 
 
OBS! Após a síntese das proteínas elas podem não 
estar prontas, devido a necessidade de ajuste 
estrutural ou a necessidade da presença de grupos 
químicos funcionais(adição de açúcares por ex.). 
OBS!​ pesquisar a meia vida dos aminoácidos. 
 
OBS! ​Proteases são enzimas que hidrolisam 
proteínas, tanto para a formação de polipeptídeos 
menores ou para a ativação de zimogênios. 
 
OBS! ​Zimogênios são precursores inativos de 
enzimas, que, quando hidrolisados, formam a enzima 
ativa. Ec: quimotripsinogênio(zimogênio, inativo) e 
quimotripsina(ativa) 
 
Carboidratos 
Compostos com fórmula (CH2O)n. São 
polihidroxilados de aldeídos ou cetonas. São também 
chamados de sacarídeos, glicídeos, açúcares, hidratos 
de carbono e oses. 
Diversidade estrutural e função dos carboidratos 
Os carboidratos podem ter diversas funções 
no organismo, dependente da sua estrutura 
● reconhecimento celular e adesão celular, feito 
por glicoconjugados (proteínas e lipídeos que 
apresentam parte glicosilada) 
● Estruturação celular: matriz ou parede celular; 
feito por peptideoglicanos (parede de 
bactérias) e proteoglicanos (MEC do tec. 
conjuntivo). 
● Reserva energética; glicogênio 
 
Classificação 
Quanto ao número de subunidades: 
● monossacarídeos (frutose, galactose e glicose) 
● dissacarídeos (sacarose, lactose e maltose) 
● oligossacarídeos (2 a 20 mono.); são 
encontrados ligado à proteínas ou lipídios, 
não são encontrados livres na célula 
● polissacarídeos (+de 20 monossacarídeos). 
 
MONOSSACARÍDEOS 
Classificação 
COM BASE NO GRUPO FUNCIONAL 
A unidade básica dos carboidrato são os 
monossacarídeos, chamados de aldoses(c/ aldeído, 
ex: gliceraldeído, ribose e glicose) ou cetoses(c/ 
cetona, ex: diidroxiacetona, ribulose e frutose). 
 
COM BASE NO Nº DE C 
Além disso , esses compostos podem ser 
agrupados de acordo com número de carbonos, 
trioses, tetroses, pentoses, hexoses ou heptoses(não 
têm na natureza). Existem duas trioses: 
gliceraldeído(aldotriose) e 
diidroxiacetona(cetotriose), os outros 
monossacarídeos são derivados dessas trioses. 
 
OBS! ​A D-glicose é uma aldohexose, a D-frutose é 
uma cetohexose, elas apresentam isomeria de 
fórmula, mas são diferentes por causa das suas 
estruturas. 
 
COM BASE 
NA ISOMERIA 
ÓPTICA 
Todos os 
monossacarídeos, com 
exceção da 
di-hidroxiacetona, 
contêm um ou + C 
quirais, portanto, ocorrem em forma de isoméricas 
opticamente ativas, D e L. Os isômeros D são, 
sempre, os biologicamente importantes. 
 
 
 
OBS! ​Os isômeros D sempre terão o seu C quiral 
mais distante do grupo funcional com a hidroxila no 
lado ​DIREITO​. 
OBS! Uma molécula com n centros quirais 
apresentará estereoisômeros, sempre esses grupos 2n 
serão divididos em Dextrógiros e Levógiros, com 
base na regra acima. 
 
Muitos monossacarídeo (aldotetroses e 
monossac. com 5 ou + átomos de C) se estabilizam 
na forma cíclica, onde o grupo carbonil (C=O) forma 
uma ligação covalente com um grupo hidroxila 
presente na cadeia. Essa estrutura é resultado de uma 
reação geral entre álcool e aldeído/cetona para formar 
hemiacetal (quando for aldose) ou hemicetal (quando 
for cetose). Na figura esquerda tem um hemiacetal e 
na esquerda um hemicetal 
 
 
 
Nesse modo, também formam-se carbono 
quiral, no C que formava o carbonil (C anomérico), 
os estereoisômeros (chamado de anômeros) são 
classificados em α, hidroxila está do lado oposto ao 
C6, ou ß, hidroxila do mesmo lado do C6. 
Em determinadas aldo-hexoses, a hidroxila do 
C5 reage com com o carbonil do aldeído do C1, 
formando um anel de 6 membros(hexágono), 
chamado de ​piranoses​. Já em certas ceto-hexoses, a 
hidroxila do C5 reage com a cetona do C2, formando 
um pentágono, denominado ​furanose​. 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBS! ​Os 
anômeros alfa e 
beta da 
D-glicose se 
interconvertem 
em solução aquosa por um processo chamado de 
mutarrotação, ​em solução aquosa ⅓ vai ser alfa e ⅔ 
beta. 
 
Propriedades 
● Sabor adocicado 
● Solúvel em água 
● Cristalinos 
● Opticamente ativos 
 
DISSACARÍDEOS 
Ligação O-glicosídica 
São dois monossacarídeos unidos 
covalentemente por uma ​ligação O-glicosídica​, a qual 
é formada quando um grupo hidroxila do C1, de um 
hemiacetal, reage com a hidroxila do C4 de outra 
 
 
piranose, formando um acetal, tendo como produto 
H2O. A ligação da maltose é denominada ligação 
α-1⟶4 (os dois compostos são alfa e os carbonos 
envolvidos são o 1 e o 4). Outras formas de reação 
contendo os hemicetais e hemiacetais podem ocorrer, 
mas seguem o mesmo princípio. 
 
Em alguns oligossacarídeos, a extremidade do 
composto que contém o Carbono anomérico é 
chamada de ​extremidade redutora​, pois podem ser 
adicionados outros compostos naquela região (caso 
da maltose, com a hidroxila livre). Assim, esses 
dissacarídeos com essa extremidade, podem ser 
considerados ​compostos redutores, ​podendo reduzir 
íons cúpricos e férricos, o que muda a cor do sistema. 
A sacarose não tem esse poder redutor, pois ela não 
tem a sua hidroxila na extremidade. 
Ligação N-glicosídica 
Outra ligação existente é a ligação é a ​ligação 
N-glicosídica​, que é formada quando hemiacetal ou 
hemicetal reage com um composto nitrogenado. 
 
 
 
 
Família de transportadores de glicose (GLUTs) 
São proteínas transmembranas, que 
funcionam no transporte de açúcares para dentro da 
célula, elas reconhecem qual açúcar é para apenas 
determinado monossacarídeo a ser absorvido. Assim, 
atuam na biodisponibilidade dos carboidratos para os 
tecidos, pois absorvem esses compostos ou os 
inserem no capilares (intestino) 
 
POLISSACARÍDEOS 
São estruturas grandes, chamadas de 
polímeros, formados por várias unidades 
monoméricas (monossacarídeos) 
 
Classificação 
DE ACORDO COM AS UNIDADES 
MONOMÉRICAS 
● Homo polissacarídeos, formado por apenas 
um monossacarídeo; ex: glicogênio, amido e 
celulose e quitina. 
● Hetero polissacarídeos, mais de um 
monômero igual; nesse conjunto há outros 
dois subconjuntos 
○ Peptidoglicanos, apresentam uma 
cadeia principal de polissacarídeos, 
com N-acetilglicosamina + 
N-acetilmurânico,encontrados na 
parede celular das bactérias 
○ Glicosaminoglicanos (GAGs), 
formado por uma cadeia principal de 
polissacarídeo, com Aminoaçúcar 
N-acetilado + Ácido urômico; Ex: 
ácido hialurônico e sulfato de 
condroitina. 
 
Obs! ​Essas cadeias podem ser ramificadas ou 
não-ramificadas 
 
Amido 
É um polissacarídeo de reserva energética das 
plantas, formado pela polimerização da glicose 
(lembrar que tem extremidade redutora). 
 
 
São 2 tipos de polímeros de alfa-D-glicose: 
● Amilose: amido linear, com lig. glicosídicas 
(α1->4). É cerca de 15-20% do amido 
existente. A sua conformação mais estável é 
em curva (helicoidal), apresentam-se em 
grânulos na forma de estoque. 
● Amilopectina: amido ramificado, com 
ligações glicosídicas (α1-4) e (α1-6) a cada 24 
a 30 resíduos. 
 
OBS! ​A α-amilase é uma enzima que consegue 
quebrar as ligações α(1-4) 
 
Glicogênio 
Polímero de α-D-glicose ramificado, funciona 
como reserva energética dos animais (encontradoe 
sintetizado no fígado e músculos esqueléticos). É 
similar à amilopectina, mas apresenta mais 
ramificações (a cada 8-18 resíduos). Lembrar que 
apresenta extremidade redutora (hidroxila do C1 
livre). 
O glicogênio apresenta-se em forma de 
grânulos e, devido a sua hidrofilicidade, retêm água. 
 
Celulose 
Polímero homo-linear e não ramificado. 
Encontrado nas fibras vegetais, é utilizado na 
estruturação dos vegetais. Sua ligação é beta1->4, 
pois a hidroxila do C1 do açúcar é do tipo beta (está 
no plano de cima do anel), por isso, devido à essa 
ligação as enzimas humanas não conseguem degradar 
esses compostos, servindo apenas para impulsionar o 
bolo alimentar na digestão, pois hidrata esse bolo 
pela interação das OH com a H2O. 
Além disso, esses compostos apresentam 
várias ligações de H entre as beta-glicose, o que 
confere rigidez à esse polipeptídeo. 
A celulose é um composto que se apresenta 
na formação de cadeira, devido às lig. de H entre os 
grupos OH das beta-glicose vizinhas. Devido a sua 
conformação ela é um composto insolúvel em H2O. 
 
Quitina 
Homopolissacarídeo não ramificado. 
É formado pela polimerização do 
beta-N-acetilglucosamina (glicose com uma ligação 
N-glicosídica), pela ligação beta1->4. 
Esse composto forma o exoesqueleto dos 
artrópodes. 
Glicosaminoglicanos (GAGs) 
São heteropolissacarídeos da matriz 
extracelular, formado pela polimerização de 
dissacarídeos (podendo ou não ser sulfatados). 
Principais exemplos 
● Ácido hialurônico: formam soluções muito 
viscosas, claras, lubrificantes dos fluidos 
sinoviais, presente no humor vítreo do olho, 
MEC e cartilagens 
 
 
● Condroitina sulfato: resistência nas 
cartilagens 
● Dermatan sulfato: flexibilidade da pele 
● Queratinas sulfato; pele, chifres e ossos 
● Heparina: anticoagulante natural, encontrado 
no citoplasma de mastócitos e basófilos. 
 
OBS! ​Mucopolissacaridoses, são doenças 
heterogêneas causadas pela deficiência de enzimas 
lisossomais necessárias para a quebra de 
glicosaminoglicanos (GAGs). 
Glicoconjugados 
São compostos glicanos associados à outros 
componentes, ex: peptideoglicano, proteoglicano e 
glicoproteína (esse último é formado por mais 
proteínas do que carboidratos). 
 
Peptideoglicano 
São compostos de conjugados de carboidratos 
(maior %) com proteínas (menor %), encontrados na 
parede celular de bactérias. Os peptideoglicanos dão 
força e rigidez ao envelope bacteriano, protegendo da 
lise osmótica. 
O polissacarídeo nesse composto trata-se de 
um heteropolissacarídeo de N-acetilglicosamina 
alternado com ácido N-acetilmurâmico, juntos por 
ligações (beta1->4) 
Os proteoglicanos são corados pela coloração 
de Gram, fazendo aquela distinção das bactérias 
gram+ e gram-; as primeiras apresentam a sua parede 
celular mais externamente e são menos resistentes à 
antibióticos; já as gram-negativas apresentam uma 
membrana interna, a parede celular e depois a 
membrana externa, que adiciona mais uma camada 
de proteção, ficando, assim, mais resistente à 
antibióticos. 
 
OBS! ​Compostos que podem romper a parede celular 
das bactéria, deixando-as suscetíveis à lise celular: 
Lisozima (rompe a ligação beta1->4) e Penicilina 
(inibe a enzima transpeptidase, responsável pelas 
ligações cruzadas da parede) 
 
 
Proteoglicanos 
São compostos de glicanos (maior %) com 
proteínas (menor %). São encontrados na MEC. 
Trata-se de eixos proteicos aos quais vários GAGs 
estão fixados 
Na imagem, a fita central é o 
proteoglicano e os bastões são 
as GAGs fixadas. 
As proteínas fibrosas da 
matriz estão associadas aos 
proteoglicanos e estabilizam 
essas moléculas por meio de 
ligações cruzadas. Outrossim, 
os proteoglicanos estão 
associados à proteínas de 
membranas (integrina) e 
proteínas extracelulares 
(fibronectinas). 
 
Glicoproteínas 
São compostos protéicos ligadas 
covalentemente à resíduos de oligossacarídeos; são as 
encontradas nas membranas plasmática. 
A ligação entre as proteínas e os 
oligossacarídeos podem ser feitas de 2 maneiras 
● entre a região amina do aa. asparagina (Asn) 
+ açúcar, por meio de uma glicosilação tipo 
N-ligada. Essa ligação ocorre no RER e 
continua no Golgi. 
● entre os aa. Ser/Thr + oligossacarídeo, por 
meio de uma glicosilação do tipo O-ligada. 
Essa ligação ocorre apenas no Golgi. 
OBS! ​A síndrome CDG é 
uma doença causada pela 
formação incorreta de 
glicoproteínas 
 
OBS! Qual a diferença entre 
glicosilação de proteínas e 
glicação da hemoglobina? 
 
As funções da porção 
oligossacarídica são: 
● manter o 
enovelamento e a estabilidade das 
proteínas 
● fornecer informações cruciais sobre o 
destino de proteínas recentemente 
sintetizadas 
● permitir o reconhecimento específico 
por outras proteínas 
 
OBS! ​Lectinas são proteínas presentes em todos os 
organismos, que apresentam uma região de domínio 
(subunidade) ligante de açúcar, o qual contém certos 
resíduos de aa que reconhecem e se ligam à 
específicos monossacarídeos/oligossacarídeos. Ex de 
lectina: ricina (toxina vegetal, inativa ribossomos), 
selectina, hemagutinia (HA) 
 
Hormônios peptídicos plasmático glicosilados 
A glicosilação desses hormônios aumenta a 
meia-vida desses compostos, ex: LH e tireotropina. 
Eles possuem oligossacarídeos N-ligados que 
terminam com o dissacarídeo GalNAc4S-GlcNAc, 
reconhecido por uma lectina (receptor) em 
hepatócitos para degradação. 
 
OBS! ​Selectinas é uma família de lectinas da 
membrana plasmática que controlam o 
reconhecimento e a adesão célula-célula em diversos 
processos celulares, promove o movimento das 
células do sistema imune (leucócitos) através da 
parede dos capilares, do sangue para os tecidos, em 
sítios de infecção ou inflamação, fato que ocorre 
porque os leucócitos apresentam glicoproteínas (parte 
oligossacarídica) na membrana que são reconhecidas 
pelas lectinas dos vasos. 
 
 
 
 
 
 
OBS! ​A proteína hemaglutinina (HA) é um tipo de 
lectina encontrada em vírus influenza. A ligação e 
reconhecimento entre o vírus e a célula só é possível 
devido à afinidade entre a HA com uma glicoproteína 
plasmática de determinada célula; essa ligação do 
HA vai induzir a entrada do vírus na célula por 
endocitose, fazendo o seu ciclo viral. A mesma ideia 
ocorre com as bactérias, mas elas não invadem as 
células, apenas reconhecem os tecidos que infectarão.