(Parte 1 de 2)

Universidade Federal Rural de Pernambuco Engenharia Agrícola e Ambiental-EAA1 Bioquímica Vegetal - Egídio Bezerra Neto

Polissacarídeos e componentes da parede celular

Aluna: Janaci Santos da Silva Recife, 19 de Abril de 2010

Introdução

Os polissacarídeos são compostos de vários monossacarídeos ligados entre si, então seu estudo na área de bioquímica vegetal tem suma importância para entendimento de como se liga os monossacarídeos para formar os polissacarídeos, quais são os principais polissacarídeos e suas funções.

Metodologia

Os polissacarídeos são moléculas formadas através da união de vários monossacarídeos. Alguns apresentam em sua fórmula átomos de nitrogênio e enxofre.

Esse grupo de carboidratos é formado por moléculas que não possuem sabor adocicado, como nos outros grupos, são moléculas muito grandes, em comparação com os outros carboidratos, por isso são considerados macromoléculas, são insolúveis em água, o que é de grande importância para os seres vivos, pois desempenham função estrutural e armazenadora de energia.

No momento da digestão, para que essas moléculas sejam absorvidas, é necessário que sejam quebradas em moléculas menores, os monossacarídeos. A reação de quebra ocorre através da hidrólise. Note que a reação de união entre dois monossacarídeos ocorre pelo processo inverso, reação por desidratação. As moléculas de polissacarídeos são polímeros, ou seja, as moléculas que os constituem são idênticas ou semelhantes. Essas unidades são chamadas de monômeros.

Quanto à sua constituição química, os polissacarídeos podem ser divididos em homopolissacarídeos (constituídos por um só tipo de monômero) e heteropolissacarídeos (constituídos por diferentes tipos de monômeros).

Os polissacarídeos apresentam fórmula geral:

-[ Cx(H2O)y) ] n - onde y geralmente é igual a x-1 Nos organismos, os polissacarídeos são classificados em dois grupos dependendo da função biológica que cumprem:

Principais Polissacarídeos estruturais Polissacarídeo Função

Celulose

Participa da composição da parede celular dos vegetais. É o carboidrato mais abundante na natureza. Semelhante ao amido e ao glicogênio em composição, a celulose também é um polímero de glicose, mas formada por ligações tipo b (1,4). Este tipo de ligação glicosídica confere á molécula uma estrutura espacial muito linear, que forma fibras insolúveis em água e não digeríveis pelo ser humano.

Quitina

É um polissacarídeo que possui nitrogênio em suas unidades de acetilglicosamina, grupamento NH2. Constitui o exoesqueleto dos artrópodes e é também encontrada na parede celular dos fungos. A quitina é um polímero de acetilglicosamina com ligações β.

Principais Polissacarídeos energéticos Polissacarídeo Função

Amido

Apresenta função de reserva. É encontrado em raízes, caules e folhas. Formado por moléculas de glicose ligadas entre si através de numerosas ligações a (1,4) e poucas ligações a (1,6), ou "pontos de ramificação" da cadeia. Sua molécula é muito linear, e forma hélice em solução aquosa. Encontra-se em duas formas: amilose e amilopectina.

Glicogênio

É o carboidrato de reserva dos animais e dos fungos. É armazenado nos músculos e no fígado dos animais. Muito semelhante ao amido, possui um número bem maior de ligações a (1,6), o que confere um alto grau de ramificação à sua molécula. Os vários pontos de ramificação constituem um importante impedimento à formação de uma estrutura em hélice.

Outros polissacarídeos menos conhecidos também tem suas funções e estruturas, alguns desses por exemplo:

Os heteropolissacarídeos estão representados pelos peptidoglicanos, componentes das paredes bacterianas, e pelos glicosaminoglicanos, presentes na matriz extracelular de animais superiores.

Os peptidoglicanos são formados por unidades alternadas de N- acetilglicosamida e ácido N-acetilmurânico, ligados por ligações do tipo ß14. Em bactérias, as ligações cruzadas que estabelecem com proteínas fazem com que este polissacarídeo ligue-se fortemente a um revestimento da célula bacteriana conferindo à bactéria resistência e proteção contra a lise por osmose. O emprego de antibióticos como a penicilina inibem a formação das ligações cruzadas.

Os glicosaminoglicanos, por sua vez, são polímeros lineares com unidades repetitivas de dissacarídeos, sendo um de seus monossacarídeos a N-acetilglicosamida ou a N-acetilgalactosamina. A outra unidade monomérica é o ácido urômico (ácido D-glicurônico ou L-irudônico), o qual confere carga negativa ao polímero. Assim, em solução aquosa, este assume uma conformação estendida.

Os glicosaminoglicanos ligados á proteínas são chamados de proteoglicanos.

Benefícios dos polissacarídeos :

Polissacarídeos na prevenção da Doença Cardiovascular

As fibras alimentares são todos os polissacarídeos vegetais (celulose, hemicelulose, pectinas, gomas e mucilagens) mais a ligninina encontrados nos alimentos. São subdivididas em fibras solúveis (dissolvem na água e podem ser degradadas pelas bactérias intestinais) e fibras insolúveis (não dissolvem na água e nem são degradadas pelas bactérias intestinais). A solubilidade da fibra é muito importante porque determina seu beneficio para a saúde humana, podemos encontrar as fibras solúveis nas frutas, verduras, sementes, aveia, cevada e leguminosas, já as fibras insolúveis são encontradas nas verduras, sementes, frutas, farelo de trigo, grãos e cereais integrais.

Evidências científicas mostram que a ingestão de 2 a 10g/dia de fibras solúveis reduzem o risco de doenças cardíacas devido à diminuição dos níveis sanguíneos de colesterol total e da lipoproteína de baixa densidade (LDL) (Jenkins et al., 2002; Lampe et al., 1992). Acredita-se que essa fibra reduza a absorção da bile fazendo com que o fígado tenha que produzir maior quantidade dessa substância para a digestão das gorduras, utilizando o colesterol circulante para esse processo. Em um estudo realizado, a dieta rica em fibras (frutas e vegetais) foi responsável pela redução do nível de LDL – colesterol em 3% após uma semana (Jenkins et al., 2001)

Fórmulas estruturais dos polissacarídeos:

Glicogênio Glicosaminoglicano - proteoglicano

Peptidoglicano

Como são Sintetizados os polissacarídeos:

Amido:

O amido é sintetizado em organelas denominadas plastídios : cromoplastos das folhas e amiloplastos de órgãos de reserva, a partir da polimerização da glicose, resultante da fotossíntese.

n moléculas de glicose → amido + água

Nos vegetais, o polímero de glicose utilizado como reserva é o amido, que tem estrutura muito parecida com o glicogênio, mas é menos ramificado. A síntese do amido é muito semelhante à síntese do glicogênio, com a substituição da forma ativada da glicose de UDP-glicose por ADP-glicose. A reação é catalisada pela ADP-glicose sintase. O ADP-G é substrato da amido sintetase, a enzima que verdadeiramente catalisa a incorporação de glicose ao polímero.

Glicogênio:

A síntese de glicogênio é o processo pelo qual a glicose é polimerizada a glicogênio, que é acumulado nas células em quantidades variáveis de acordo com o tipo celular, funcionando aí como depósito de energia acessível à célula. Em determinadas células, como nas do fígado emúsculo, este processo pode ser intenso e ocorrem extensos depósitos de glicogênio. O glicogênio hepático, que chega a 150 g, é degradado no intervalo das refeições mantendo constante o nível de glicose no sangue ao mesmo tempo em que fornecem este metabólito as outras células do organismo. O glicogênio muscular, ao contrário, só forma glicose para a contração muscular.

O substrato para a síntese de glicogênio é a UDP-glicose, sintetizada a partir de Glicose-1-

P, geralmente proveniente da Glicose-6-P da glicólise (por ação da fosfoglicomutase) ou, por exemplo, da degradação da galactose.

A enzima que aproveita a glicose destes nucleotídeos, liberando o UDP, é a glicogênio sintase. Esta no entanto, necessita de um "primer", um resíduo por onde começar, que deve ser formado por pelo menos quatro moléculas de glicose. A proteína glicogenina é a responsável pela formação desta pequena cadeia. A ela se liga o primeiro resíduo de glicose, após o que a proteína agirá como catalisadora. Formado o primer, a glicogênio sintase se liga à cadeia e à glicogenina (que permanece unida àquele primeiro resíduo de glicose), estendendo a cadeia.

Conforme a cadeia cresce, a enzima e a glicogenina vão se separando, expondo trechos da cadeia onde poderão ser inseridos pontos de ramificação. A glicogênio sintase, no entanto, apenas estende a cadeia, sem ramificá-la, pois sua ação se restringe à formação de ligações alfa

1-4. A enzima ramificadora, capaz de formar as ligações alfa 1-6 necessárias, é a glicosil-(4-6)- transferase. Esta, no entanto, utiliza resíduos (de 6 a 7 carbonos) da própria cadeia, previamente formados pela glicogênio-sintase, apenas transferindo-os aos pontos de ramificação. Portanto, não há aproveitamento de UDP-glicose por parte desta enzima.

Celulose:

Celulose, a partir do qual o nosso papel é fabricado, é construído a partir de moléculas de glicose ligadas covalentemente para formar longas cadeias. Cada anel de glicose alternada da molécula de celulose e da molécula de água (H2O) foi dividido, deixando uma molécula de oxigênio entre cada anel. Esta corrente ou fita (a molécula de celulose) continuará por 3.0 a 5.0 unidades de glicose.

Quitina:

é sintetizada a partir de unidades de N-acetilglicosamina (mais correctamente, 2 - (acetilamino)-2-desoxi-D-glucose). Estas unidades de forma covalente β-1, 4 ligações (semelhante às relações entre glicoseunidades formadoras de celulose ). A quitina pode ser descrita como celulose , com uma hidroxila em cada grupo de monômero substituído com um acetil- amino grupo. Isso permite aumento de ligações de hidrogênio entre adjacente polímeros , dando a quitina, polímero aumentou a força matriz.

(Parte 1 de 2)

Comentários