UMA hexose é um carboidrato que possui seis átomos de carbono e cuja fórmula empírica é C6H12OU6. Carboidratos ou sacarídeos (do grego, Sakcharon = açúcar) são polihidroxialdeídos ou polihidroxicetonas.
Na natureza, o monossacarídeo mais abundante é a glicose, um açúcar de seis carbonos, também chamado de dextrose. A biossíntese de glicose ocorre a partir do dióxido de carbono e da água por meio da fotossíntese.
Nas plantas, a partir da glicose, ocorre a síntese da celulose, um polissacarídeo estrutural, e do amido, um polissacarídeo reserva. Em organismos heterotróficos, a oxidação da glicose é a via metabólica central para a produção de energia.
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As hexoses podem ser de dois tipos: 1) aldoses (ou aldohexoses), em que o carbono 1 (C-1) é uma função aldeído; ou 2) cetoses (ou aldocetoses) em que o carbono 2 (C-2) é uma função ceto. O resto dos carbonos são álcoois secundários ou primários.
Nas aldohexoses todos os carbonos são quirais, exceto o carbono 1 (C-1) e o carbono 6 (C-6), ou seja, possuem quatro centros assimétricos. Nas cetohexoses existem três centros assimétricos, que são C-3, C-4 e C-5..
Na natureza, açúcares como hexoses com configuração L são menos abundantes do que açúcares com configuração D..
A função aldeído ou função ceto das hexoses reage com um grupo hidroxila secundário, em uma reação intramolecular, para formar hemiacetais ou hemicetais cíclicos. Açúcares cíclicos de seis membros são piranos e açúcares de cinco membros são furanose.
No açúcar cíclico, o carbono carbonílico dos grupos aldeído e ceto torna-se um novo centro quiral, denominado carbono anomérico. A configuração desse carbono pode ser alfa ou beta, ou seja, ele produz dois anômeros.
Os seis átomos que formam as piranoses não são planares, mas têm duas conformações semelhantes a cadeiras, nas quais os substituintes volumosos ocupam: a) posições equatoriais ou b) posições axiais. Essas conformações podem ser interconvertidas sem quebrar as ligações covalentes..
As interações estereoquímicas entre os substituintes do anel influenciam a estabilidade relativa dessas conformações. Assim, a conformação mais estável é aquela em que o maior grupo ocupa uma posição equatorial..
A reatividade química de um determinado grupo é influenciada por sua localização conformacional. Um exemplo é o grupo hidroxila (-OH) que, ao ocupar a posição equatorial, é mais facilmente esterificado do que ao ocupar a posição axial..
O β-A D-glicose, uma aldohexose, possui todos os substituintes na posição equatorial, o que os torna mais suscetíveis à esterificação. Esta reação é importante para a formação de ligações covalentes entre os açúcares. Isso poderia explicar por que β-D-glicose é o açúcar mais abundante da natureza.
As unidades monossacarídicas, como hexoses, podem ser ligadas covalentemente através de ligações O-glicosídicas formadas quando o carbono anomérico de uma molécula de açúcar reage com o grupo hidroxila de outra molécula de açúcar. O resultado desta reação é a formação de um acetal a partir de um hemiacetal.
Um exemplo é a reação de C-1, carbono anomérico de α-D-glucopiranose com o grupo hidroxila de C-4 de outro β-D-glucopiranose. A partir dele é formado α-D-glucopiranosil- (1®4) -D-glucopiranose.
A reação de ligação glicosídica envolve a remoção de uma molécula de água, chamada de reação de condensação. A reação reversa é a hidrólise e quebra da ligação glicosídica.
Os açúcares cujo átomo de carbono anomérico não formou ligações glicosídicas são chamados de açúcares redutores. Todos os monossacarídeos, como as hexoses glicose, manose e galactose, são açúcares redutores. Isso ocorre porque as aldoses ou cetoses podem doar elétrons, ou reduzir, a um agente oxidante..
Um teste clássico para redução de açúcares é realizado com os reagentes Fehling (ou Benedict) e Tollens. Por exemplo, um açúcar redutor pode reduzir Ag+ presente em uma solução de amônio (reagente de Tollens). Esta reação produz prata metálica no fundo do recipiente onde ocorreu a reação..
Por meio de uma reação catalisada pela enzima glicose oxidase, o carbono anomérico da D-glicose é oxidado pela perda de um par de elétrons e o oxigênio é reduzido ao receber um par de elétrons. Esta reação tem dois produtos: D-glucon-d-lactona e peróxido de hidrogênio.
Atualmente, a concentração de glicose no sangue é determinada por um teste que utiliza glicose oxidase e peroxidase. Esta última enzima catalisa uma reação de redução de oxidação.
Os substratos da peroxidase são o peróxido de hidrogênio e uma substância cromogênica, que é oxidada. Esta reação pode ser quantificada usando um espectrofotômetro..
Existem muitos derivados de hexoses cujo grupo hidroxila é substituído por outro substituinte. Por exemplo, o grupo hidroxila C-2 de glicose, galactose e manose é substituído por um grupo amino, formando glucosamina, galactosamina e manosamina, respectivamente..
Freqüentemente, o grupo amino se condensa com ácido acético, formando N-acetilglucosamina. Este derivado da glucosamina é encontrado na parede celular das bactérias.
Um derivado da N-acetilmanosamina é o ácido N-acetilneuramínico, conhecido como ácido siálico. Este último está presente em glicoproteínas e glicolipídeos na superfície das células, tendo um papel no reconhecimento por outras células..
A oxidação específica do grupo do álcool primário, C-6, das aldohexoses glicose, galactose e manose produz ácidos urônicos. Esses produtos são o ácido D-glucurônico, o ácido D-galacturônico e o ácido D-manurônico, que fazem parte de muitos polissacarídeos.
Os ácidos urônicos podem sofrer esterificação intramolecular. Forma lactonas de cinco ou seis átomos. Por exemplo, o ácido ascórbico (vitamina C) é sintetizado pelas plantas.
A substituição do grupo hidroxila (-OH) por um átomo de hidrogênio em C-6 de L-galactose ou L-manose produz L-fucose ou L-ramnose, respectivamente. A L-fucose é encontrada em glicoproteínas e glicolipídeos. L-ramnose é encontrada em polissacarídeos em plantas.
Símbolo: Glc. É uma aldohexose ou glucohexose. O enantiômero D-glicose (símbolo D-Glu) é mais comum do que o enantiômero L-Glc. D-Glc está presente em plantas, mel, uvas e no sangue de animais. É uma fonte de energia para os seres vivos. Serve como precursor para a síntese de glicogênio, celulose, amido e lactose.
Símbolo: Fru. É uma cetohexose ou fructohexose. O enantiômero D-frutose é comumente conhecido como frutose. Este açúcar é encontrado, por exemplo, em frutas, mel e sêmen.
Símbolo Gal. É uma aldohexose ou galatohexose. D-galactose é mais comum do que L-galactose. D-galactose é o açúcar do cérebro. Raramente é gratuito. É geralmente encontrado em plantas, animais e microrganismos na forma de oligossacarídeos e polissacarídeos.
Símbolo: Homem. É uma aldohexose ou mannohexose. A forma D-manose é amplamente distribuída no maná e na hemicelulose. É encontrado como um oligossacarídeo N-ligado a glicoproteínas, formando ramos.
Símbolo: Rha. É uma aldohexose encontrada nos glicosídeos das plantas, nos polissacarídeos das gengivas e mucilagens, bem como na parede celular das plantas e nos flavonóides..
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