POLISSACARÍDEOS: CARACTERÍSTICAS, ESTRUTURA, CLASSIFICAÇÃO, EXEMPLOS - BIOLOGIA - 2025

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

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

Estrutura da celulose, um homopolissacarídeo (Fonte: http://www.monografias.com/trabajos46/celulosa-madera/celulosa-madera2.shtml / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa /4.0) via Wikimedia Commons)

A parede das células vegetais, por exemplo, é formada por um dos polissacarídeos mais abundantes da biosfera: a celulose.

Esse composto, formado por unidades repetidas de um monossacarídeo chamado glicose, serve de alimento para milhares de microrganismos, fungos e animais, além das funções que desempenha na manutenção da estrutura das plantas.

Com o tempo, o homem conseguiu tirar proveito da celulose para fins práticos: usa o algodão para fazer roupas, a "polpa" das árvores para fazer papel e assim por diante.

Outro polissacarídeo muito abundante, também produzido pelas plantas e de grande importância para o homem, é o amido, por ser uma das principais fontes de carbono e energia. Encontra-se nos grãos dos cereais, nos tubérculos, etc.

Características dos polissacarídeos

- São macromoléculas de altíssimo peso molecular

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

- Eles são muito diversos estrutural 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 atuam no armazenamento de energia, na comunicação celular, no suporte estrutural das 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, glicolipídeos, etc.

Estrutura

Como discutimos no início, os polissacarídeos são polímeros de mais de 10 açúcar ou resíduos de monossacarídeos, que estão ligados entre si por meio de ligações glucosídicas.

Embora sejam moléculas extremamente diversas (há uma variedade infinita de tipos estruturais possíveis), os monossacarídeos mais comuns encontrados na estrutura de um polissacarídeo são os açúcares pentose 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 as compõem, cada resíduo de açúcar pode ter duas formas cíclicas distintas: furanose ou piranose (apenas aqueles açúcares com 5 e 6 átomos de carbono).

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

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

Representação gráfica de um polissacarídeo linear e ramificado (Fonte: jphwang / Domínio público, via Wikimedia Commons), modificado por Raquel Parada Puig

Os polissacarídeos de cadeia linear são geralmente melhor "empacotados" 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, está se tornando cada vez mais comum classificá-los de acordo com sua estrutura química.

Muitos autores consideram que a melhor forma de classificar os polissacarídeos é baseada no tipo de açúcares que os compõem, segundo os quais dois grandes grupos foram definidos: o dos homopolissacarídeos e o dos heteropolissacarídeos.

Homopolissacarídeos ou homoglicanos

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

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

Porém, 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 de unidades de glicose repetidas; Este grupo também inclui a quitina, que consiste em unidades repetidas de N-acetil-glucosamina, um derivado da glicose.

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

Heteropolissacarídeos ou heteroglicanos

Nesse grupo, por outro lado, são classificados todos os polissacarídeos que são compostos por dois ou mais tipos diferentes de açúcares, ou seja, são heteropolímeros de açúcares diferentes.

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

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

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

Exemplos muito comuns de heteropolissacarídeos são aqueles que fazem parte dos mucopolissacarídeos, como o ácido hialurônico, amplamente distribuídos entre os animais e consistindo em resíduos de ácido glucurônico ligados a resíduos de N-acetil-D-glucosamina.

A cartilagem, presente em todos os animais vertebrados, também possui heteropolissacarídeos abundantes, especialmente o sulfato de condroitina, que é composto por unidades repetitivas 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 a terminação "-ano". Por exemplo, um polissacarídeo baseado em unidades de glicose pode ser chamado de 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 citaremos outros igualmente importantes.

Glicogênio e celulose, dois polissacarídeos (Fonte: Sunshineconnelly em en.wikibooks / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5) via Wikimedia Commons, modificado por Raquel Parada Puig)

Celulose e quitina

A celulose, um polímero residual de glicose, é, junto com a quitina, um polímero residual de N-acetil-glucosamina, um dos polímeros mais abundantes na Terra.

Molécula de quitina

O primeiro é uma parte fundamental da parede que reveste as células vegetais, e o último está na parede celular de fungos e no exoesqueleto de artrópodes, animais invertebrados incrivelmente diversos e abundantes, incluindo insetos e insetos. crustáceos, por exemplo.

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

Glicogênio e amido

Os polissacarídeos, entre suas múltiplas 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.

O amido é um complexo formado 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 por meio de ligações α (1 → 6).

Grãos de amido em uma célula de batata. Fonte: Ganymede / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

O glicogênio, por outro lado, também é um polímero de unidades de glicose ligadas por ligações α (1 → 4) e com numerosas ramificações conectadas por ligações α (1 → 6). Este possui um número significativamente maior de ramos do que o amido.

Estrutura do glicogênio

Heparina

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

Estrutura da heparina. Fonte da imagem: Jü / CC0

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

Outros polissacarídeos

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

As bactérias também produzem heteropolissacarídeos que, muitas vezes, se liberam no ambiente que as circunda, por isso são conhecidos como exopolissacarídeos.

Muitas dessas substâncias são utilizadas como agentes gelificantes na indústria de alimentos, principalmente aquelas sintetizadas por bactérias ácido-lácticas.

Referências

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