Polissacarídeos: características, estrutura, classificação, exemplos

Polissacarídeos: características, estrutura, classificação, exemplos

Os polissacarídeos , frequentemente chamados glicanos, são compostos químicos de alto peso molecular formados por mais de 10 unidades de açúcares individuais (monossacarídeos). Por outras palavras, são polímeros monossacáridos ligados entre si através de ligações glicosídicas.

Essas moléculas são muito comuns na natureza, pois são encontradas em todos os seres vivos, onde desempenham uma ampla variedade de funções, muitas das quais ainda estão sendo estudadas. Eles são considerados a maior fonte de recursos naturais renováveis ​​do planeta.

A parede celular da planta, por exemplo, é composta de um dos polissacarídeos mais abundantes da biosfera: a celulose.

Esse composto, composto de unidades repetidas de um monossacarídeo chamado glicose, serve como alimento para milhares de microorganismos, fungos e animais, além das funções que ele tem na manutenção da estrutura das plantas.

Com o tempo, o homem conseguiu usar a celulose para fins práticos: ele usa algodão para fazer roupas, a “polpa” das árvores para fazer papel, etc.

Outro polissacarídeo muito abundante, também produzido pelas plantas e de grande importância para o homem, é o amido, pois é uma das principais fontes de carbono e energia. Está nos grãos de cereais, nos tubérculos, etc.

Características dos polissacarídeos

– São macromoléculas de muito peso molecular

– Eles são compostos principalmente de átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio

– Eles são muito diversos estruturalmente e funcionalmente falando

– Eles existem em praticamente todos os seres vivos da terra: plantas, animais, bactérias, protozoários e fungos

– Alguns polissacarídeos são altamente solúveis em água e outros não, o que geralmente depende da presença de ramificações em sua estrutura

– Eles trabalham no armazenamento de energia, na comunicação celular, no suporte estrutural de células e tecidos, etc.

– Sua hidrólise geralmente resulta na liberação de resíduos individuais (monossacarídeos)

– Eles podem ser encontrados como parte de macromoléculas mais complexas, como a porção de carboidratos de muitas glicoproteínas, glicolipídios etc.

Estrutura

Como comentamos no início, os polissacarídeos são polímeros com mais de 10 resíduos de açúcar ou monossacarídeos, que são ligados por meio de ligações glicosídicas.

Embora sejam moléculas extremamente diversas (existe uma variedade infinita de possíveis tipos estruturais), os monossacarídeos mais comumente encontrados na estrutura de um polissacarídeo são açúcares pentoses e hexoses, ou seja, açúcares de 5 e 6 átomos de carbono, respectivamente.

Diversidade

A diversidade dessas macromoléculas reside no fato de que, além dos diferentes açúcares que podem constituí-los, cada resíduo de açúcar pode estar em duas formas cíclicas diferentes: furanose ou piranose (somente açúcares com 5 e 6 átomos de carbono).

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Além disso, as ligações glicosídicas podem estar na configuração α ou β e, como se isso não bastasse, a formação dessas ligações pode envolver a substituição de um ou mais grupos hidroxila (-OH) no resíduo adjacente.

Eles também podem ser formados por açúcares com cadeias ramificadas, açúcares sem um ou mais grupos hidroxila (-OH) e açúcares com mais de 6 átomos de carbono, bem como por diferentes derivados de monossacarídeos (comuns ou não).

Os polissacarídeos de cadeia linear geralmente “empacotam” melhor em estruturas rígidas ou inflexíveis e são insolúveis em água, em oposição aos polissacarídeos ramificados, que são altamente solúveis em água e formam estruturas “pastosas” em soluções aquosas.

Classificação de polissacarídeos

A classificação dos polissacarídeos geralmente é baseada em sua ocorrência natural, no entanto, é cada vez mais comum classificá-los de acordo com sua estrutura química.

Muitos autores consideram que a melhor maneira de classificar polissacarídeos é baseada no tipo de açúcar que os compõe, segundo o qual foram definidos dois grandes grupos: o de homopolissacarídeos e o de heteropolissacarídeos.

Homopolissacarídeos ou homoglicanos

Este grupo inclui todos os polissacarídeos constituídos por unidades idênticas de açúcar ou monossacarídeos, ou seja, são homopolímeros do mesmo tipo de açúcar.

Os homopolissacarídeos mais simples são aqueles com uma conformação linear, na qual todos os resíduos de açúcar estão ligados através do mesmo tipo de ligação química . A celulose é um bom exemplo: é um polissacarídeo composto por resíduos de glicose ligados por ligações β (1 → 4).

No entanto, existem homopolissacarídeos mais complexos e são aqueles que possuem mais de um tipo de ligação em uma cadeia linear e podem até ter ramificações.

Exemplos de homopolissacarídeos muito comuns na natureza são celulose, glicogênio e amido, todos compostos por unidades repetidas de glicose; Esse grupo também inclui a quitina, que consiste na repetição de unidades de N -acetil-glucosamina, um derivado da glicose.

Existem outros menos populares na literatura, como frutanos (compostos por unidades de frutose), pentosanos (compostos de arabinose ou xilose) e pectinas (compostos de derivados do ácido galacturônico, derivados, por sua vez, da galactose).

Heteropolissacarídeos ou heteroglicanos

Em vez disso, esse grupo inclui todos os polissacarídeos que são compostos de dois ou mais tipos diferentes de açúcar, ou seja, são heteropolímeros de açúcares diferentes.

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Os heteropolissacarídeos mais simples são constituídos por dois resíduos dissimilares de açúcar (ou derivados de açúcares), que podem (1) estar na mesma cadeia linear ou (2) um formando uma cadeia linear principal e o outro constituindo cadeias laterais.

No entanto, também pode haver heteropolissacarídeos formados por mais de 2 tipos de resíduos açucarados, altamente ramificados ou não.

Muitas dessas moléculas se associam a proteínas ou lipídios, formando glicoproteínas e glicolipídios, que são muito abundantes nos tecidos animais.

Exemplos muito comuns de heteropolissacarídeos são aqueles que fazem parte de mucopolissacarídeos, como o ácido hialurônico, amplamente distribuído entre os animais e que é formado por resíduos de ácido glucurônico ligados a resíduos de N -acetil-D-glucosamina.

A cartilagem, presente em todos os animais vertebrados , também possui abundantes heteropolissacarídeos, especialmente sulfato de condroitina, composto de unidades repetidas de ácido glucurônico e N -acetil-D-galactosamina.

Um fato geral sobre a nomenclatura

Os polissacarídeos são nomeados com o termo genérico glicano, portanto, as nomenclaturas mais precisas usam, para dar um nome, o prefixo de “açúcar parental” e o final ” -ano “. Por exemplo, um polissacarídeo baseado em unidade de glicose pode ser chamado glucano.

Exemplos de polissacarídeos

Ao longo do texto, citamos os exemplos mais comuns que, sem dúvida, representam esse grande grupo de macromoléculas. A seguir, desenvolveremos alguns deles um pouco mais e mencionaremos outros igualmente importantes.

Celulose e quitina

Celulose, um polímero de resíduos de glicose é, juntamente com a quitina, um polímero de resíduos de N -acetil-glucosamina, um dos polímeros mais abundantes da Terra.

O primeiro é uma parte fundamental da parede que cobre as células vegetais e o segundo está na parede das células fúngicas e no exoesqueleto dos artrópodes, animais invertebrados incrivelmente diversos e abundantes , incluindo insetos crustáceos, por exemplo.

Ambos os homopolissacarídeos são igualmente importantes, não apenas para o homem, mas para todos os ecossistemas da biosfera, uma vez que são uma parte estrutural dos organismos que estão na base da cadeia alimentar.

Glicogênio e amido

Os polissacarídeos, entre suas muitas funções, servem como material de reserva de energia. O amido é produzido nas plantas e o glicogênio é produzido nos animais.

Ambos são homopolissacarídeos compostos por resíduos de glicose, os quais estão ligados por diferentes ligações glicosídicas, apresentando inúmeras ramificações em padrões bastante complexos. Com a ajuda de algumas proteínas, os dois tipos de moléculas podem formar grânulos mais compactos.

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O amido é um complexo composto por dois polímeros de glicose diferentes: amilose e amilopectina. A amilose é um polímero linear de resíduos de glicose ligados por ligações α (1 → 4), enquanto a amilopectina é um polímero ramificado que se liga à amilose através de ligações α (1 → 6).

O glicogênio, por outro lado, também é um polímero de unidades de glicose ligadas por ligações α (1 → 4) e com inúmeras ramificações conectadas por ligações α (1 → 6). Isso apresenta um número de ramificações significativamente maiores que o amido.

Heparina

A heparina é um glicosaminoglicano associado aos grupos sulfato. É um heteropolissacarídeo composto por unidades de ácido glucurônico, muitas das quais são esterificadas, e por unidades de sulfato de N- glucosamina que possuem um grupo sulfato adicional em seu carbono 6 ligado por ligações α (1 → 4).

Este composto é comumente usado como anticoagulante, normalmente prescrito para o tratamento de ataques cardíacos e angina de peito instável.

Outros polissacarídeos

As plantas produzem muitas substâncias ricas em heteropolissacarídeos complexos, incluindo gomas e outros compostos adesivos ou emulsificantes. Essas substâncias são, muitas vezes, ricas em polímeros de ácido glucurônico e outros açúcares.

As bactérias também produzem heteropolissacarídeos que, muitas vezes, são liberados no ambiente que os cerca, e é por isso que são conhecidos como exopolissacarídeos.

Muitas dessas substâncias são usadas como agentes gelificantes na indústria de alimentos, especialmente aquelas sintetizadas por bactérias do ácido lático.

Referências

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