MACROMOLÉCULAS

As macromoléculas poliméricas, embora longas, são
entidades químicas altamente ordenadas, com sequencias
específicas de subunidades monoméricas que dão origem a
discretas estruturas e funções

A estrutura única de cada macromolécula determina sua
função.

As subunidades monoméricas nas macromoléculas
poliméricas ocorrem em sequencias específicas,
representando uma forma de informação sobre a qual o
estado de vida ordenada depende
Relação entre estrutura e função em
macromoléculas

Nas proteínas, que exibem uma grande diversidade de
funções, por exemplo:
◦ Uma sequencia de aminoácidos polimérica particular produz uma
estrutura fibrosa forte, encontrada no cabelo e na lã
◦ Uma outra produz uma proteína que transporta oxigênio no sangue
◦ Uma terceira se liga a outras proteínas e catalisa a clivagem de
ligações entre os seus aminoácidos
Os açúcares unidos tornam-se armazéns de energia, fibras
estruturais e ponto de reconhecimento molecular
específicos
 Os núcleotídeos enfileirados no DNA ou RNA fornecem o
projeto para um organismo inteiro
 Os lipídeos agregados formam membranas

Composição Química da Célula
CARBOIDRATOS
•
Os carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na
natureza.
– A fórmula geral é: [C(H2O)]n, daí o nome
"carboidrato", ou "hidratos de carbono“
– São moléculas que desempenham uma ampla
variedade de funções, entre elas:
•
•
•
•
Fonte de energia
Reserva de energia
Estrutural
Matéria prima para a biossíntese de outras biomoléculas
Características

Existem três classes principais de
carboidratos:
◦ monossacarídeos ou açúcares simples
 uma única unidade de poliidroxialdeído ou
poliidroxicetona (D-glicose)
◦ Oligossacarídeos
 Cadeias curtas unidas por ligações glicosídicas (os
mais comuns são os dissacarídeos)
◦ Polissacarídeos
 Mais de 20 unidade (amido, celulose, glicogênio)
Monossacarídeos
Cadeia carbônica não ramificada - todos os átomos de
carbono estão unidos por ligações covalentes simples
 Livremente solúvel em água e insolúveis nos
solventes não polares. A maior parte tem sabor doce
 Um átomo de carbono une-se por dupla ligação ao
oxigênio formando o grupo carbonila

O grupo carbonila
em uma das
extremidades
Aldose
O grupo carbonila
Está em qualquer
outra posição
Cetose
Os outros átomos de carbono têm ligados à grupamentos hidroxila
Monossacarídeos
4
 5
 6
 7


carbonos
carbonos
carbonos
carbonos
–
–
–
–
tetroses
pentoses
hexoses
heptoses
D-glicose (aldoexose) e D-frutose
(cetoexose) são os monossacarídeos
mais comuns na natureza
Monossacarídeos
Os monossacarídeos mais comuns ocorrem em
formas cíclicas

Os monossacarídeos com cinco
ou mais carbonos ocorrem na
forma cíclica (em sol.aquosa)

O grupo carbonila forma uma
ligação covalente com o
oxigênio de um grupo hidroxila
ao longo da cadeia

A reação entre aldeído ou
cetona e alcoóis formam
derivados chamados
hemiacetais ou hemicetais

O átomo
hemiacetal
chamado
anomérico
de carbono do
ou hemicetal é
de
carbono
Essas formas cíclicas são chamadas de piranoses e
furanose



Os anéis de 6 átomos derivados do aldeído são chamados piranoses, pois
se assemelham ao anel de 6 elementos do pirano.
As aldohexoses também existem em formas cíclicas com 5 átomos e
devido a semelhança com o furano são chamadas de furanoses
O anel aldopiranosídico é muito mais estável que o anel aldofuranosídico e
predomina nas soluções de hexoses
LIGAÇÃO GLICOSÍDICA

As ligações glicosídicas entre
as unidades monossacarídicas
são a base para a formação de
oligo e polissacarídeos

Um grupo hidroxila de um
açúcar reage com o carbono
anomérico de outro açúcar.

As ligações glicosídicas podem
ter várias formas, pois o C
anomérico de um açúcar pode
estar ligado a qualquer um dos
grupo OH de um segundo
açúcar para formar uma
ligação α ou ß glicosídica.

Os grupos OH são numerados
e o esquema de numeração
segue o dos átomos de C nos
quais estão ligados.
OLIGOSSACARÍDEOS

Oligo = poucos. Os oligossacarídeos são formados pela união
de 2 a 10 monossacarídeos, que se separam por hidrólise.

Os mais importantes são os dissacarídeos - Quando duas
moléculas de um açúcar simples (hexoses) se unem e
liberam uma molécula de água
• Sacarose= Glicose + Frutose
• Lactose = Glicose + Galactose
• Maltose = Glicose + Glicose
POLISSACARÍDEOS
◦ Os monossacarídeos podem se combinar e
formar macromoléculas, com longas cadeias de
de frutose, glicose ou galactose. Estes são os
chamados polissacarídeos.
◦ Os polissacarídeos são moléculas com mais de
10.000 unidades de açúcares. Existem
centenas de polissacarídeos mas as mais
comuns são o amido, a celulose, quitina e
glicogênio.
AMIDO
Função de reserva nas células vegetais
 São polímeros de α-D-glicose.
 Contém dois tipos de polímeros da glicose:

◦ A amilose que consiste de cadeias longas não-ramificadas de
unidades de D-glicose conectadas por ligações (α1→4)
◦ A amilopectina que consiste de uma cadeia altamente ramificada. As
ligações glicosídicas unindo os resíduos de glicose são (α1→4) mas
os pontos de ramificação (24 a 30 resíduos) são ligações (α1→6)
Celulose






Função estrutural nas células vegetais. Principal
componente da parede celular.
Substância fibrosa, resistente e insolúvel em água
Maior massa da madeira e algodão
Homopolissacarídeo linear e não-ramificado de 10 mil a
15 mil unidades de glicose
Parece com amilose e com as cadeias principais de
glicogênio
Diferença: na celulose, os resíduos de glicose têm a
conformação β
Quitina
Função estrutural
 Principal componente do exoesqueleto de
aproximadamente 1 milhão de espécies de
artrópodes
 Homopolissacarídeo composto por resíduos de
N-acetil-D-glicosamina em ligação β

Glicogênio





Armazenamento nas células animais
É um polímero de subunidades de glicose
unidas por ligações (α1→4) e (α1→6) nas
ramificações
O glicogênio é mais extensamente ramificado
(8 ou 12 resíduos) e mais compacto que o
amido
É abundante no fígado (7% do peso úmido do
órgão) está também presente no músculo
esquelético
É hidrolisado por α-amilase
• A glicose é o centro do metabolismo dos
carboidratos, pois praticamente todos os
glicídios podem ser convertidos em glicose.
• Quase todas as células são capazes de atender
as suas demandas energéticas apenas a partir
da glicose.
• A glicose constitui uma fonte de energia livre,
que pode ser conservada como ATP, a
principal forma de energia utilizável pelos
seres vivos
PROTEÍNAS
PROTEÍNAS

Diversas funções biológicas.

Componentes mais abundantes nas células após a água
(7% a 15%).

Composta por aminoácidos.

Os aminoácidos ligam-se entre si por ligações peptídicas.

Monômeros – Polímeros.

Vegetais são autônomos na produção de aminoácidos
enquanto que os animais produzem alguns e outros obtém
pela nutrição.

Aminoácidos Naturais – Aminoácidos Essenciais (varia de
espécie para espécie)
FUNÇÃO ESTRUTURAL




Construção de estruturas celulares e
histológicas.
Ex.: colágeno – resistência à tração
(ossos, tendões, cartilagem e pele).
Queratina – impermeabilizante (pele,
unhas, cabelo)
Albumina – viscosidade (sangue)
Hormonal


Estimular ou inibir a atividade de
determinados órgãos.
Ex.: insulina – manutenção da taxa de
glicemia.
Defesa



Proteção do organismo.
Antígeno – proteína invasora presente no
organismo invasor.
Anticorpo – proteína defensora combinase quimicamente com os antígenos
neutralizando-os.
Nutritiva


Proteínas obtidas através da nutrição
indispensáveis para os seres vivos
produzirem outras proteínas.
Ex.: vitelina (ovo) – formação do
embrião.
Reguladora
Proteínas agregadas a vitaminas
(co-enzima).
 Hipovitaminose – carência de vitaminas.
 Hipervitaminose – excesso de vitaminas.

Enzimática



Função catalítica
Substrato – substância que sofre a ação
de uma enzima.
Condições para ação das enzimas (pH e
temperatura).
PROTEÍNAS
São macromoléculas cujos monômeros são os aminoácidos
 Uma cadeia de aminoácidos é chamada de peptídeo as quais são
classificadas em:

O termo proteína é dado quando na composição do polipeptídio
entram centenas, milhares ou milhões de aminoácidos
AMINOÁCIDOS – ESTRUTURA BÁSICA
Ligação Peptídica
Aminoácido 1
Aminoácido 2
dipeptídeo
Até 50 aminoácidos  peptídeo
Mais de 50 aminoácidos  proteína
LIGAÇÃO PEPTÍDICA
AMINOÁCIDOS


Essenciais – são aqueles
aminoácidos que o
organismo não consegue
sintetizar. Logo a única
forma de que dispomos
para os obter é através da
ingestão de proteínas.
Não essenciais - são
aqueles que o nosso
organismo consegue
produzir, mais
concretamente, que o
nosso fígado sintetiza.
ESSENCIAIS
NÃO
ESSENCIAIS
Arginina
Alanina
Histidina
Asparagina
Isoleucina
Aspartato
Leucina
Cisteína
Lisina
Glutamato
Metionina
Glutamina
Fenilalanina
Glicina
Triptofano
Prolina
Valina
Serina
Treonina
Tirosina
Estrutura da Proteína
Primária
Secundária
Terciária
Quaternária