Heteropolissacarídeos: características, estrutura, funções - Ciência - 2023

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o heteropolissacarídeos ou heteroglicanos são um grupo de carboidratos complexos classificados dentro do grupo dos polissacarídeos, que inclui todos os carboidratos que são compostos por mais de 10 unidades de monossacarídeos de diferentes tipos de açúcares.

A maioria dos heteropolissacarídeos sintetizados na natureza geralmente contém apenas dois monossacarídeos diferentes. Enquanto isso, os heteropolissacarídeos sintéticos geralmente possuem três ou mais unidades monossacarídicas diferentes.

Os heteropolissacarídeos são macromoléculas que cumprem funções essenciais para a vida. Eles são compostos de vários monômeros de açúcar diferentes (monossacarídeos), repetidamente ligados entre si por ligações glicosídicas de vários tipos.

Entre os carboidratos complexos encontrados com mais frequência na natureza estão hemicelulose, pectinas e ágar-ágar, a maioria dos quais são polissacarídeos de interesse comercial para as indústrias alimentícias.

No contexto médico, os heteropolissacarídeos mais estudados têm sido os do tecido conjuntivo, os de grupos sanguíneos, aqueles associados a glicoproteínas como a γ-globulina e os glicolipídeos que revestem os neurônios do sistema nervoso central.

Com o passar dos anos e os avanços científicos, diferentes técnicas foram desenvolvidas para o estudo dos heteropolissacarídeos, que geralmente envolvem sua decomposição em seus monossacarídeos constituintes e sua análise individual.

Essas técnicas de separação são diferentes para cada carboidrato e dependem das características físicas e químicas de cada carboidrato. No entanto, a cromatografia é a técnica mais amplamente utilizada para a análise de heteropolissacarídeos.

Características e estrutura

Heteropolissacarídeos são polímeros lineares ou ramificados compostos de unidades repetidas de dois ou mais monossacarídeos diferentes. Deve-se levar em consideração que esses monossacarídeos podem ou não estar na mesma proporção.

Os heteropolissacarídeos possuem estruturas complexas, com topologia geralmente ramificada e, em seu estado nativo, apresentam morfologia assimétrica e um tanto amorfa.

As unidades repetidas que constituem os heteropolissacarídeos (monossacarídeos, dissacarídeos ou oligossacarídeos) são unidas por ligações α- ou β-glucosídicas. Nessas unidades, é comum observar modificações ou substituições como grupos metil e acetil e outros, principalmente nos ramos.

Além disso, a associação de certas moléculas com heteropolissacarídeos pode dar a estes últimos uma carga líquida, que tem importantes funções fisiológicas em vários tipos de células.

Carboidratos bacterianos

Os heteropolissacarídeos microbianos são compostos de unidades repetidas de três a oito monossacarídeos que podem ser lineares ou ramificados. Geralmente são compostos pelos monossacarídeos D-glicose, D-galactose e L-ramnose em diferentes proporções.

Podem ser obtidos fucose, manose, ribose, frutose, monossacarídeos e monossacarídeos substituídos por glicerol e outros, embora em menor grau.

Características

Normalmente, os heteropolissacarídeos funcionam como suportes extracelulares para organismos de todos os reinos, de bactérias a humanos. Esses açúcares, junto com as proteínas fibrosas, são os componentes mais importantes da matriz extracelular nos animais e da lâmina intermediária nas plantas.

Os heteropolissacarídeos são freqüentemente encontrados em associação com proteínas para formar proteoglicanos, glicosaminoglicanos e até mesmo mucopolissacarídeos. Estes desempenham várias funções, desde regular a absorção de água, funcionar como uma espécie de “cimento” celular e funcionar como lubrificante biológico, entre muitas outras.

Os heteropolissacarídeos nos tecidos conjuntivos possuem grupos ácidos em suas estruturas. Estes atuam como pontes entre as moléculas de água e os íons metálicos. O heteropolissacarídeo mais comum nesses tecidos é o ácido urônico com substituições sulfatadas.

Os proteoglicanos podem ser encontrados como elementos estruturais da membrana plasmática, atuando como co-receptores na recepção de estímulos na superfície da membrana celular e estimulando mecanismos internos de resposta.

As globulinas são glicoproteínas que fazem parte do sistema imunológico de muitos animais e baseiam seu sistema de reconhecimento na porção dos heteropolissacarídeos que possuem em sua camada mais externa.

As heparinas têm funções anticoagulantes e são mucoglacanas que utilizam dissacarídeos com substituintes sulfatados para reduzir sua carga negativa e interferir na união entre a trombina e as plaquetas, favorecendo, por sua vez, a união das antitrombinas e inativando as protrombinas.

Exemplos

Hemicelulose

Este termo abrange um grupo de heteropolissacarídeos que incluem monossacarídeos, como glicose, xilose, manose, arabinose, galactose e vários ácidos urônicos em sua estrutura. No entanto, as estruturas mais comuns são polímeros lineares de xilanos e xiloglicanos ligados por ligações β-1,4.

Esses heteropolissacarídeos são muito abundantes na parede celular das plantas. Eles também são solúveis em soluções alcalinas concentradas e alguns tipos desenvolvem uma forma fibrilar onde atuam como agentes cimentantes no tecido vegetal.

Pectina

As pectinas são polissacarídeos da folha intermediária entre as paredes celulares de origem primária nas plantas. Seu principal componente é o ácido D-galacturônico ligado por uma ligação α-D-1,4, na qual alguns carboxilos podem ser esterificados com grupos metil.

Este tipo de açúcar tem a capacidade de polimerizar facilmente em contato com ésteres metílicos e outros açúcares, como galactose, rabbinose e ramnose. São amplamente utilizados na indústria alimentícia para dar firmeza a alguns produtos como geleias, compotas e gomas de mascar açucaradas.

Heparina

É um anticoagulante produzido no sangue e em vários órgãos como pulmões, rins, fígado e baço dos animais. Consiste em 12 a 50 repetições de ácido D-glucurônico ou ácido L-idurônico e N-acetil-D-glucosamina. As heparinas são polissacarídeos do tipo glicosaminoglicano com forte carga negativa.

As heparinas são de grande importância industrial e são obtidas artificialmente por engenharia genética em bactérias ou naturalmente nos pulmões de bovinos ou na mucosa intestinal de suínos.

Ácido hialuronico

É um dos medicamentos mais utilizados na indústria estética como lubrificante devido às suas propriedades viscosas, elásticas e reológicas. É utilizado como lubrificante ocular, amortecedor nas articulações e para retardar processos de envelhecimento, pois diminui a atividade das células no ciclo celular.

É um polímero pertencente ao grupo dos glicosaminoglicanos e é composto por ácido D-glucurônico e N-acetil-D-glucosamina, ligados entre si por uma ligação β-1,3. É encontrada em quase todas as células procarióticas e eucarióticas, especialmente nos tecidos conjuntivos e na pele dos animais.

Referências

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