Bioquímica - Carboidratos, lipídeos, aminoácidos e enzimas

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Henry Ford – Medicina UFFS
Aula 2
Carboidratos
Molécula sinalizadora: uma molécula que causa modificação em determinada célula, tendo função de modificação daquele ambiente, podendo ser local ou em outros locais. Ex. de lipídeo sinalizador é o hormônio.
Aldoses: quando o grupo carbonila está na extremidade. Ex: gliceraldeido – intermediário da via glicolítica (5ª etapa)
Cetose: quando o grupo carbonila está em qualquer outro posição. Ex: Di-hidroxi-cetona – intermediaria da via glicolítica (5ª etapa).
Monossacarídeos podem conter de 3 a 7 carbonos
Glicose: Carboidrato mais importante na clínica (dosagem da molécula). O ideal é de 70 a 100 ml/dl em jejum.
Diretrizes podem mudar. Por exemplo: o ideal de pressão arterial nos Estados Unidos é 13/9 e na Europa 14/9. Nem sempre o que se é aplicado no exterior é o adequado para nosso país, necessitando dessa forma de adaptação.
Medidas de glicose: reação enzimática (glicose oxidase) que contem na fita do glicosímetro.
Quanto mais glicose, maior a quantidade de peróxido de hidrogênio. Este teste responde as flutuações da glicose. Já hemoglobina glicada é a glicose quando se liga a hemoglobina (proteína da hemácia). Essa reação de ligação é não enzimática, ou seja, quanto maior a quantidade de glicose no sangue, maior a quantidade de hemoglobina glicada, porém para que ocorra, tem que ser constante, aumentando com o tempo, respondendo a média de glicemia Este método é o mais indicado para ter uma média mais correta da glicemia (é a medida mais precisa atualmente, pois tem constância. A medida tem que ter 5,7% para baixo para estar saudável).
Hemoglobina Glicada (HbG) estima a glicose ao longo de semanas. Ocorre devido a reação entre a glicose e a hemoglobina.
Dissacarídeos: dois monossacarídeos. 
Maltose: duas glicoses
Lactose: glicose + galactose 
· Intolerância: geralmente falta da enzima (não metaboliza)
· Alergia: é quando o sistema imune reconhece como algo não próprio, uma molécula estranha – podendo ser alguma proteína do leite, por exemplo. Ocorre a liberação de histamina pelos mastócitos (células do sistema imune), o que gera as reações inflamatórias e alérgicas.
Trealose: duas glicoses com carbonos diferentes ligados.
Sacarose: frutose e glicose
Polissacarídeos: podem ser estruturais (quitina ou celulose) ou de reserva energética (amido ou glicogênio)
Homopolissacarídeos: um só tipo de açúcar.
Heteropolissacarídeos: Formados por mais de um tipo de açúcar. 
As cadeias dos polissacarídeos pode ser lineares ou ramificadas
Polissacarídeos estruturais: quitina, celulose
Polissacarídeos de reserva energética: amido e glicogênio (nossa reserva energética) -Ambos são formados por glicose.
Amido possui amilopectina (sempre ramificada com ligações alfa 1-6) e amilose (linear, com ligações alfa 1-4). Ambas são constituídas de alfa glicose.
Glicogênio: possui partes lineares (ligações alfa1-4) e ramificações (ligações alfa 1-6). Ele é muito ramificado, facilitando sua utilização como fonte de energia. É o principal polissacarídeo de reserva dos animais. Parece com a amilopectina, porém possui mais ramificações (a cada 8 a 12 resíduos de glicose).
Porque armazenar glicogênio, e não glicose na sua forma monomérica? Porque as glicoses “soltas” são muito hidrofílicas, carregando muita água juntas, deixando entrar muita agua na célula podendo ocorrer o rompimento. Por isso há necessidade de armazenar em forma de glicogênio, principalmente devido a osmolaridade. OBS: Os hepatócitos armazenam uma concentração de glicogênio equivalente a 0,4 M de glicose. A concentração existente de glicogênio é 0,01 uM
Celulose: muito parecida com glicogênio, mas faz uma ligação mais rígida, tornando-se uma molécula estrutural. Cupim degrada celulose por possuir a celulase em seu organismo, que tem a função de hidrolisar a ligação Beta 1-4. A celulose é formada por resíduos de D-glicose com configuração beta. Suas ligações são Beta 1-4, formando um polímero linear. Esse tipo de ligação fornece um aspecto fibroso, resistente e insolúvel. Encontrado principalmente nas porções amadeiradas das plantas.
Por que não somos capazes de digerir celulose? 
a. Possuímos apenas enzimas especificas para ligações α
b. Não temos enzimas que hidrolisem as ligações β
c. Cupins – celulase – hidrolise ligação beta 1-4
Glicosaminoglicanos: são heteropolissacarídeos da matriz extracelular pertencentes a família dos polímeros lineares que possuem unidades repetidas de dissacarídeos. Ex: ácido hialurônico - formado por ácido D-glucorônico e N- Acetilglicosamina. Existe no corpo humano, tendo funções como lubrificante no liquido sinovial das articulações, consistência gelatinosa no humor vítreo, e preenchendo lacunas entre as células. Está contido principalmente na pele, onde dá volume, sustentação, hidratação e elasticidade Por isso a sua aplicação para diminuir marcas de expressão (linhas, rugas e pregas) é bastante comum em tratamentos estéticos.
Heparina: aminoglicano que possui ação anticoagulante através da inibição da trombina. Formado por ácido urônico e açúcar aminado.
Glicoconjugados: carboidratos com outras moléculas (proteínas e lipídeos). Normalmente é uma molécula sinalizadora, que quando se liga com “algo” faz uma modificação daquele ambiente. Exemplos:
· Proteoglicanos – cerne proteico e um ou mais glicosaminoglicanos ligados. Sindecanos e glicanos servem para organização tecidual, permitindo a movimentação/direcionamento para que uma célula se organize com a outra, formando assim o tecido.
· Glicoproteínas: tem uma parte proteica maior se for comparado com proteoglicanos, e uma outra parte de carboidratos pequenas.	 Exemplo: mucinas, que formam o muco.
· Glicolipídeos e lipopolissacarídeos: lipídeos +glicose. São componentes de membrana. Ex: glangliosídeos: possui função de identificar o grupo sanguíneo (tipagem sanguínea). O que determina a tipagem sanguínea de um indivíduo? Presença ou não dos antígenos de membrana (gangliosídeos). O que muda de um grupo sanguíneo para o outro: um carboidrato! Genética que define por meio de enzimas que determinaram se o carboidrato será colocado lá ou não naquele grupo sanguíneo. Pode mudar a enzima ou não. Em teoria, todos são do tipo sanguíneo O, porém o que altera é o último carboidrato
· Lipopolissacarídeos (LPS): altamente tóxico para o organismo humano, e se encontram nas bactérias gram-negativas, mia sespecificamente em suas membranas, que são moléculas abundantes. Causa sepse – infecção generalizada no organismo, ocorre muito em infecção hospitalar. Prevalência maior em pacientes oncológicos devido ao tempo de exposição ao ambiente hospitalar (projeto Laura). O LPS pela corrente sanguínea pode chegar a várias regiões do organismo, e o sistema imune reage com uma grande resposta imunológica.
Ligante de integrina ligada nas células endotelias e glicoproteínas nas células imunes permitem a passagem das células do sistema imune do sangue para o pulmão.
Clínica: Gastrite causada pela bactéria H.pylori. Elas se aderem à superfície estomacal por causa da presença de um oligossacarídeos Lewis B.
Lipídeos: 
Grupo heterogêneo de moléculas orgânicas insolúveis em água.
Função: armazenamento de energia, transportadora de elétrons vitaminas, estrutural em membranas celulares, cofatores enzimáticos.
Muitas gorduras e óleos utilizados como forma de armazenamento de energia são ácidos Graxos: grupo carboxila na ponta polar e uma estrutura de hidrocarboneto apolar. Podem ter entre 4 a 36 carbonos. Podem ser saturados e instaurados. Muitos ácidos graxos insaturados :óleo, o inverso: cera. São compostos por Grupo Carboxila e Cadeia Hidrocarbônica.
Gorduras podem servir também como isolantes térmicos e flutuadores (baleias cachalotes por exemplo.
Ácido graxo saturado: ligações simples entre os carbonos.
Ácidos graxos insaturados CIS: ligação dupla com Hidrogênios do mesmo lado.
Ácidos Graxos insaturados TRANS: ligação dupla com Hidrogênios em lados opostos.
Nomenclatura: contar o número de carbonos, o número de ligações duplas e entre parênteses o localda ligação dupla. Quando se tem muitas ligações duplas no final, conta-se de trás para frente. Sempre o último carbono é o ômega.
Ômega 3: Verificar artigos no moodle que mostram estudos atualizados sobre o mesmo. Os principais são ácido alfa-linolênico (plantas), ácido eicosapentaenoico (peixes) e ácido decosa-hexanoico (peixes). Os humanos não sintetizam ômega 3, necessitando buscá-lo na dieta. 
Suplementação com ômega 3? Em quais situações? Sim ou não? Em estudo recente, mostrou que a suplementação não é efetiva (olhar artigos no Moodle). Porém não há efeito danoso para o organismo.
Triacilgliceróis: Lipídeos mais simples construídos a partir de ácidos graxos. Três ácidos graxos ligados a um glicerol. Molécula completamente apolar. São lipídeos de armazenamento, ou seja, não carregam nenhuma molécula de água. Vantagens de utilização para o armazenamento: pode armazenar uma grande quantidade e são moléculas super reduzidas, carregando muitos elétrons, e quanto mais elétrons, mais ATP. Quando ocorre liberação, libera muitos elétrons e ATP. Os Triacilgliceróis são armazenados nos adipócitos.
Gordura hidrogenada: adição de hidrogênio na gordura, aumentando a saturação. 
Por que não devemos ingerir gorduras trans ou gorduras hidrogenadas? Porque além do aumento de triacilglicerol, propicia a formação do colesterol LDL (Lipoproteína de baixa densidade – possuem muita gordura) é altíssima, podendo formar placa de ateroma. O LDL em excesso “bate” no endotélio, passando para o espaço subendotelial, formando um LDL oxidado, realizando uma inflamação através, por exemplo, do acúmulo de macrófagos que vão englobar o LDL oxidado, ocasionando a formação de células esponjosas e uma placa de ateroma (aterosclerose), deixando o lúmen do vaso obstruído ou até mesmo rompendo-o, que pode ocasionar um trombo que vai se movimentar e chegar nas arteríolas, podendo bloquear a passagem sanguínea. Pode causar o infarto.
Lipídeos estruturais de membrana:
Glicerofosfolipídeos: grupo fosfato ligado a molécula do glicerol. Normalmente tem glicerol, dois ácidos graxos (um saturado e outro insaturado) e um substituinte do grupo cabeça. É um dos principais componentes da membrana. (estruturais de membrana).
Esfingolipídios: possui um ácido graxo, uma esfingosina e um grupo polar
Estruturas bases: Glicerofosfolipídeos e esfingolípeos
Esteróis: também estão presente nas estruturas das membranas. Participa da síntese de muitos hormônios. Em excesso forma muitos LDLs.
Eicosanóides (hormônios parácrinos): quando temos danos celulares, ocorre a formação da fosfolipase, que quebra o fosfolipídio, separando o ácido araquidônico (ômega 6) que é transformado pela enzima COX ciclogenese em prostaglandinas (dor e febre) ou tromboxanos (aumento da agregação plaquetária), que são agentes sinalizadores pro inflamatórios. O ômega 6 em situação de dano é separado
Exemplo de ácido graxo na pratica clínica? ácido araquidônico
Proporção ideal de ômega 3 para ômega 6 tem que ser 1:1. Se tem muito ômega 6, pode-se ter mais processos inflamatórios.
Olhar no Moodle o caso clínico de Anemia, discussão para a próxima aula.
AULA 3
Aminoácidos, peptídeos, proteínas e função das proteínas
Aminoácidos (aa): as vezes a modificação em um único aa é o suficiente para desenvolvimento de doenças. Eles formam as proteínas. São constituídos por grupamento amino, grupamento carboxilato (ácido carboxílico), hidrogênio e um grupamento “R” ou cadeia lateral. Para todos os aa (exceto a glicina) o átomo de carbono (carbono α) está ligado a 4 grupos diferentes.
Proteínas: são macromoléculas mais abundantes, ocorrendo em todas as células e em todas partes da célula. Medeiam praticamente todos os processos. Todas são construídas pelo mesmo conjunto de 20 aminoácidos (aa). Obs: Temos aa formados pós tradução e temos um único aa que é denominado hoje em dia como o 21° aa, que é criado ainda durante a tradução, chamado de selenocisteína. Em artigos mais recentes trazem que são 21 aa, porém os livros são mais conservadores. 
Funções das proteínas: formação de enzimas, estrutural (cabelo é formado por proteína estrutural), hormônios (ocitocina é um peptídeo que tem apenas 9 aa, por exemplo), anticorpos, entre outros. Tudo isso formado apenas pelos 20 aa
Ainda sobre aminoácidos: 
Devemos saber alguns aa, pois existem algumas cadeias laterais no aa que podem alterar as funções das proteínas. Exemplos de aa: arginina, cisteína (dá origem ao 21°), histidina (podem atuar como tampão), leucina, fenilalanina (defeito na sua metabolização = fenilcetunúria). 
Estrutura do aa: carbono central que possui ligações com quatro grupamentos diferentes, exceto a glicina (permite dobramento de 180 °), pois sua cadeia lateral também é um H, e ela é menor.
No processo de tradução, um aa liga com outro por uma ligação peptídica.
Existe uma classificação de acordo com a estrutura da cadeia lateral dos aa. Por que saber essa classificação? Porque isso influencia o dobramento da proteína, deixando-a em uma forma funcional. Por exemplo, os apolares são mais hidrofóbicos, que ficam mais dentro da proteína, já os polares, normalmente ficam na parte externa. 
Não polares (hidrofóbicos): doença do xarope de Bordo ou Leucinose que não consegue metabolizar os aa de cadeia ramificada (leucina, isoleucina e valina) é relacionado com esses três aa.
Relativamente apolares: fenilalanina, por exemplo.
Grupos Beta polares, não carregados: aspargina por exemplo
Grupos Beta polares, carregados positivamente: Histidina (pK próximo a 7)
Aminoácidos incomuns (formados após a tradução). Desmosima (elastina, quanto mais, menos rugas) é formada por dois aa diferentes, e o colágeno (quanto mais, menos rugas) pode estar presente na parede celular das plantas. Selenocisteína: ela faz parte da composição de algumas enzimas antioxidantes (ingerir selênio para ele se transformar em selenocisteína. Isso permite o aumento da taxa antioxidante. Pode ser relacionando a melhoras do estado depressivo). Temos também a ornitina e citrulina, que são intermediários do ciclo da ureia e não fazem parte da estruturação das proteínas. Protrombina tem papel fundamental no processo de coagulação.
Degradação das proteínas: quando o grupamento amino é removido dos aa, forma-se a ureia.
Propriedades acidobásicas dos aminoácidos:
Atuam como bases e ácidos fracos: grupo alfa-carboxil, grupo alfa-amino e grupos R ionizáveis. Os aminoácidos são ácidos dipróticos quando totalmente pronados. 
Zwitterion: Atua tanto como ácido como base.
Com a variação do pH, podemos avaliar a constância de dissociação por meio da perca ou ganho dos prótons nos aa. Eles poderiam ser bons tampões? O pK é o valor do pH que o aa tem a possibilidade tanto de doar ou receber o próton (Olhar slide de curva de titulação de aa). Na histidina consideramos apenas o grupamento lateral, e não o grupo amino ou o seu ácido carboxílico (ela tampona de 5 a 7). O glutamato não é um bom tampão devido ao seu pKa. 
*Carbono ligado com nitrogênio= ligação peptídica (em aa). 
A estrutura secundárias das proteínas sempre é formada por ligação de hidrogênio, entre o hidrogênio ligado ao nitrogênio da ligação peptídica e ao oxigênio. Essa estrutura secundaria da proteína não tem relação com a cadeia lateral dos aas. (!!!!).
Ligações peptídicas: Duas moléculas de aminoácidos podem ser ligadas covalentemente através da formação de uma ligação amídica. Desidratação de um grupo carboxila de um aminoácido e o grupo amino do outro.
Nomenclaturas: 
Tetrapeptídeos: (quatro ligações peptídicas)
Oligopeptídeos: ligação de alguns aas.
Polipeptídios: ligação de mais de 20 aas.
Amanitina: presente nos cogumelos, o que torna alguns venenosos. Interrompe a formação de mRNA. Possui apenas 8 aas e pode causar a morte.
Proteína oligométrica: pelos menos duas subunidades diferentes. Exemplo: hemoglobina
Proteínas multissubunidades: 2 ou mais polipeptídios associados não covalentemente. Por exemplo a hemoglobina, que possui 4 subunidades polipeptídicas. Ligação do oxigênio no ferro (grupo HEME) presente nahemoglobina permite que hemácia carregue o oxigênio. A hemoglobina possui o protômero alfa e beta, formando um dímero (duas estruturas iguais).
Proteínas conjugas: são formadas por aas e outros tipos de moléculas. Esse grupo não aminoácido, é chamado de grupo prostéticos. Por exemplo, o grupo prostético (parte da proteína que não é formada por aas) da hemoglobina é o grupo HEME. Podemos ter lipoproteínas, metaloproteinas e glicoproteínas. 
Estrutura primária de proteína: sequência linear de aas unidos covalentemente por ligações peptídicas.
Estrutura Secundaria: ligação de hidrogênio (não covalente) e nitrogênio da ligação peptídica com o oxigênio. 
Estrutura Terciária: O que determina como ocorrerá o dobramento em três dimensões (estrutura tridimensional)? Isso ocorre de acordo com os tipos de aminoácidos e a sua sequência. A conformação permite movimento, pois caso contrário não ocorre entrada de oxigênio na hemoglobina por exemplo. Essas mudanças se chamam mudanças conformacionais. Uma proteína funcional vai continuar a ser funcional mesmo ficando em formatos diferentes, e muitas dessas vezes essas conformações diferentes que podem exercer uma função catalítica. Padrões que se repetem em todas proteínas: hélice alfa e folhas beta. 
Conformação: formato da proteína, que inclui qualquer estado estrutural que ela pode assumir sem a quebra das suas ligações covalentes. 
Proteína nativa: aquela conformação na qual ela apresenta função.
CONFORMAÇÃO DA PROTEÍNA É DIFERENTE DE PROTEÍNA NATIVA.
Interação não covalentes são as que mais estabilizam as proteínas. Exemplo: pontes de dissulfeto – apenas um aa é capaz de formar (duas cisteínas ligadas formam uma cistina – cabelo cacheado é formado por esse tipo de ligação nos cabelos). 
Interações que estabilizam as proteínas: interações fracas: Interações hidrofóbicas (cadeias laterias hidrofóbicas tendem a ficar no inyteriro da molécula e são as que mais contribuem para a estabilidade da molécula), ligações iônicas e pontes de hidrogênio. Pontes dissulfeto
Estruturas secundarias: são formadas por ligações de hidrogênio, podendo ser a alfa hélice e folhas beta. “O termo estrutura secundaria se refere a qualquer segmento de uma cadeia polipeptídica e descreve o arranjo espacial de seus átomos na cadeia principal, sem considerar a conformação de suas cadeias laterais ou sua relação com outros segmentos”
Alfa Hélice: cada volta é formada por 3,6 resíduos de aa.
Conformação Beta: folha beta antiparalela que possui a orientação amino para carboxiterminal oposta, e a paralela. 
As cadeias laterais são importantes para a determinação da estrutura terciária da proteína.
Voltas Beta: glicina e prolina realizam uma dobra na cadeia.
Estruturas terciárias: Estruturas terciárias possuem alguns padrões, como a estrutura supersecundária, conjunto de seguimentos com conformação hélice alfa e folhas beta, ligados por seguimentos conectivos.
Domínio: é uma parte estrutural funcional que independe das outras para ter função. Por exemplo: tropomina C. É uma estrutura proteica funcional independente. Slide: “Uma parte da cadeia polipeptídica que e independentemente estável ou pode se movimentar como uma entidade isolada em relação ao resto da proteína.”
Estruturas Quaternárias: precisa ter no mínimo duas estruturas terciarias unidas, ou seja, no mínimo duas subunidades
Desnaturação: quando uma proteína perde estrutura a ponto de perder a função. Pode ser ocasionado por pH (alcalose e acidose respiratória e metabólica), calor (febre), detergentes, solventes orgânicos miscíveis e solutos (ureia ou hidrocloreto de guanidina).
Se a proteína não perde a estrutura primária, podemos fazer com que a proteína pare com o processo de desnaturação, desde que sua fonte seja removida. Renaturação é um processo natural. 
Proteína fibrosa: normalmente são proteínas estruturais. Dão força e flexibilidade. Exemplos: cabelo e unha (alfa-queratina). Fazem parte da família das proteínas de filamentos intermediários. Colágeno é outro exemplo, ele possui três hélices que irão se enovelar e é mais compactação justa (graças a glicina). 
Proteínas globulares: várias dobras betas (glicina e prolina), são proteínas funcionais. A diversidade estrutural reflete na diversidade funcional. 
Sítio de ligação: região da proteína que interage com o ligante. Um exemplo é o sitio de ligação HEME da hemoglobina. 
Ligante: molécula que interage de forma reversível com uma proteína. Na hemoglobina o ligante é o oxigênio. 
Encaixe Induzido: a interação de uma proteína com seu ligante esta acoplada a uma mudança de conformação da proteína, que torna o sitio de ligação mais complementar ao ligante, permitindo interações mais firmes.
*Estudar o tenso e relaxado da hemoglobina
Geralmente nas enzimas podemos ter um grupo protético, que é uma porção não proteica e pode ajudar na catalise.
Função das proteínas: 
Sistema imunológico: os anticorpos são proteínas que possuem um sítio de ligação que se liga a uma parte do antígeno (qualquer molécula ou patógeno que pode induzir uma resposta imune). Epitopo: todos os antígenos possuem epitopos que é uma porção pequena do verme, bactérias ou vírus que consegue ser reconhecida pelo anticorpo, sendo considerado um ligante. É nos primeiros anos de vida que conseguimos aumentar a informação genética para produzir diferentes anticorpos para combater diferentes antígenos.
Miosina: possui seis subunidades. Duas cadeias pesadas em hélice alfa - com domínios globulares com sitio de hidrolise do ATP e Quatro cadeias leves – associadas a domínios globulares. Cada cadeia pesada tem nas extremidades aminoterminais, um domínio globular grande contendo o sitio onde o ATP e hidrolisado.
Actina: 
· Actina G (globular) – associam-se para formar a actina F (filamentosa)
· Filamentos finos = Actina F + troponina + tropomiosina
· Para formacao do filamento há hidrolise de ATP em cada monômero
· Cada filamento liga firme e especificamente a uma cabeça de miosina
A actina e a miosina fazem parte do sarcômero, que é Unidade contrátil completa – feixes de filamentos grossos, intercalados com filamentos finos nas extremidades. Outras proteínas que compõem o sarcômero: 
· Filamentos finos - alfa-actinina, desmina e vimentina
· Filamentos Grossos – Paramiosina, proteína C e proteína M
· Nebulina e titina – regulam o comprimento dos filamentos.
Interação reversível de uma proteína com um ligante: proteínas de ligação ao oxigênio. Nenhuma cadeia lateral dos aas e adaptada para a ligação reversível das moléculas de O2. Hemeproteínas: grupo prostético HEME.
O2: pouco solúvel em água, não chega em quantidades suficientes no sangue e não é difundido por grandes distâncias. 
Grupamento HEME: 
· Possui átomo de ferro com seis ligações coordenadas;
· Átomo de nitrogênio previnem a conversão do Fe 2+ a Fe 3+.
· Estrutura protegida pela estrutura da proteína.
· Ligação com um único átomo de ferro (estado ferroso +2).
· Presente em proteínas transportadoras de O2.
Hemoglobina: presente nos eritrócitos e hemácias. No sangue arterial encontra-se 96% saturada e no sangue venoso 64% saturada. Quase todo oxigênio transportado nos animais está ligando e é transportado pela Hb. *Produção maior em hemocitoblastos. A hemoglobina possui as seguintes características:
· Quatro subunidades (2 betas e duas alfas).
· Quatro grupos HEME
· Realiza interações hidrofóbicas, ligações de hidrogênio e interações iônicas.
· São sensíveis a alterações do oxigênio, sofrendo mudanças conformacionais.
Quando a hemoglobina se liga ao oxigênio, pode realizar duas mudanças estruturais:: Estado R (realxado – alta afinidade pelo O2) e o estado T (tenso – pouca afinidade pelo O2). Quanod o O2 não está presente, o estado T é mais estável (desoxihemoglobina). A ligação de O2 ao estado T, desencadeia uma mudança na conformação para o estado R! 
Efeito Bohr: Efeito do pH e do CO2 sobre a ligação e liberação do O2 pela hemoglobina.
· CO2 não é muito solúvel na solução aquosa, assim é hidratado para formar ácido carbônico, depois bicarbonato
· Aumentoda concentração de H+ (diminui o pH) nos tecidos.
· Capilares do pulmão: CO2 excretado, ↑ pH e ↑ afinidade Hb-O2
· Tecidos: ↑ [CO2], ↓ pH e ↓ afinidade Hb-O2
· Prótons se ligam a qualquer cadeia lateral de aa.
· CO2 se liga ao resíduo aminoterminal de cada cadeia.
· Favorece o estado T (desoxihemoglobina), liberando o O2 para os tecidos.
Mioglobina:
· Forneceu os indícios iniciais sobre a complexidade da estrutura globular proteica, em 1950.
· Proteína ligadora de oxigênio das células musculares.
· Contém uma única cadeia polipeptídica de 153 resíduos de aminoácidos de sequência conhecida.
· Contém um único grupo heme.
· 8 segmentos alfa helicoidais.
· Tem maior afinidade pelo oxigênio do que a Hemoglobina.
· Abundante em mamíferos aquáticos.
· Polipeptídio com 153 aa.
· Uma molécula heme.
· Heme no bolsão EF.
· Armazena e transporta O2.
· Família das globinas – estruturas primaria e secundaria semelhante.
Aula 4
Caso Clínico Anemia Falciforme
Efeito Bohr: efeito do pH ou da concentração do prótons sob a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio. 
Hemoglobina oxigenada (estado R = relaxado) quando chega em um meio ácido tem vários prótons H+, os quais se ligam as cadeias laterais da hemoglobina e liberando o oxigênio que está vindo do pulmão, ficando num estado estável, ou seja, ocorrendo a sua conformação T (efeito Bohr). Se ligam 4 CO2 também. Ela vai para o pulmão com os prótons e com o CO2, liberando-os no pulmão devido ao pH, saindo pela expiração. Quando se liga a primeira molécula de O2, a hemoglobina vai aumentando a afinidade por O2, voltando para o estado relaxado R. A 2,3 bifosfoglicerato está mais presente nos tecidos e se liga a hemoglobina quando a mesma está mudando para o estado tenso. Ela é um dos ligantes da hemoglobina, pois se liga, ajuda na conformação e depois se desliga.
Aula 5 
Enzimas
A enzimas aceleram muito os processos de transformação/reações, que é uma das condições especiais para que aja vida. A outra é a capacidade se multiplicar, reproduzir, dividir.
A ideia da aula é explicar superficialmente o funcionamento geral de uma enzima tais como propriedades e funcionamentos enzimáticos. Nas vias metabólicas iremos nos aprofundar mais (próximas aulas)
Aplicação pratica: É importante estudá-las para saber interações com medicamentos, diagnósticos (doenças por falta de funcionamento de uma única enzima, podendo ser uma deficiência genética para sua codificação, por exemplo), desenvolvimento de medicamento e interação medicamentosa (a maioria passa pelo fígado – P450). 
O álcool pode tirar ou potencializar o efeito de alguns medicamentos. 
Teste da atividade da Urease serve para saber se tem Helicobacter pylori, caso essa enzima esteja ativa. 
Algumas enzimas não são proteínas. (Quais não são?)
Toda enzima é grande, tem muitas subunidades e tem estrutura quaternária. Algumas precisam de cofatores (alguns metais são cofatores enzimáticos, permitindo o funcionamento enzimático, por exemplo: magnésio, ferro, zinco e manganês – sempre um íon metálico). Ela pode ter uma coenzima, que pode ser uma molécula orgânica (FAD e NAD, por exemplo). Podem existir juntos, sozinhos ou não existir na enzima (cofator e enzima).
Nós sitio catalítico: tem a parte proteica, a coenzima e o cofator. Esse conjunto se chama holoenzima (enzima completa). Os cofatores e as coenzimas sempre estão relacionadas ao sítio ativo. 
Grupo prostéticos nas enzimas: é tudo que não for proteína. 
As enzimas são dividias em 6, porém possuem infinitas subclassificações (temos que ter entendimento superficial, segundo a professora): 
· Oxidorredutase: transferência de elétrons.
· Transferase: reações de tranferências entre os grupos.
· Hidrolase: realiza hidrolise:
· Liase: cliva (quebra) 
· Isomerases: mexe na molécula sem tirar nada e nem deixar nada nela (transferências de grupos dentro da mesma molécula produzindo formas isométricas).
· Ligases: forma ligações.
Uma enzima necessita ter um sítio ativo, que é o local onde ocorre a catalise. Ela tem que ter eficiência catalítica (transformar substrato em produto) e especificidade. Algumas (não todas) precisam de cofatores e coenzimas. E algumas enzimas são submetidas a regulação (moléculas reguladoras). Saturação enzimática (todas enzimas ocupadas com substratos) não impede o funcionamento delas.
O sítio ativo da enzima fica como se fosse um “bolsão” da enzima, ficando mais para dentro da mesma, pois caso ocorra catalise, é melhor não estar em contato com a água. Ou seja, o sitio ativo não fica virado para dentro, e sim mais para dentro. Isso se mantém no momento da catálise, tendo assim um ambiente especifico e adequado. Substrato é a molécula que se liga no sítio ativo da enzima.
Como a enzima aumenta a velocidade da reação? Diminuindo a energia de ativação, sem alterar o equilíbrio da reação. A propensão para formação do produto não é alterada pelo catalisador, apenas a velocidade. 
Enzima +substrato = complexo enzima/substrato= complexo enzima/produto= liberação do produto e enzima. 
Existe uma barreira energética até a formação do produto acontecer. A energia de ativação necessária para que o substrato saia do seu estado fundamental para seu estado de transição. Para sair do estado fundamental para o de transição, precisa-se de muita energia de ativação. Porém, na transição, ela pode se transformar em produto ou voltar para o estado fundamental. A enzima entra nessa “jogada” facilitando alcançar o estado de transição. Ou seja, a enzima diminui a energia de ativação para ocorrer mais rápida a reação.
Sem enzimas, a mudança de estado de fundamental para de transição demora mais. Sítio ativo da enzima é complementar ao substrato (estado de transição). “A enzima tem que sempre complementar ao estado de transição”, permitindo que ocorra a catálise. Para que a enzima diminua a energia de ativação, ela tem que ser complementar ao estado de transição. A energia de ativação é necessária para manter as moléculas em seu estado, permitindo seu uso apenas quando necessário.”
Ajuste induzido é o encaixe do substrato na enzima e na medida em que o substrato encontra a enzima com interações variadas, modifica a enzima (se ajusta ao substrato) graças as interações químicas que vão se modificar para o substrato se transformar em produto.
Ocorre rearranjos de ligações covalentes e muitas interações não covalentes (ligações de hidrogênio, interações hidrofóbicas e iônicas – são as principais fontes para diminuir a energia de ligação. Essas ligações são fundamentais para especificidade e energia de ativação).
Quando não temos saturação enzimática, a velocidade depende da concentração de substrato. A velocidade é de acordo com o número de substrato. 3 substratos= velocidade 3, e assim por diante. 
Caso ocorra saturação da enzima: mesmo colocando mais substrato, não há enzimas livres (platô).
Reação de primeira ordem: não há saturação, e a velocidade máxima depende da concentração de substrato (slide: quando a [S] é muito menor que o Km a velocidade da reação é aproximadamente proporcional à concentração do substrato.)
Reação de ordem zero: saturação enzimática, e a velocidade da reação não depende da concentração do substrato (slide: Quando a [S] é muito maior que o Km a velocidade é constante e igual à velocidade máxima que a reação pode atingir. A velocidade da reação nesse caso independe da [S].)
Km = concentração de substrato necessário para atingir a metade da velocidade máxima. Quando aumentamos o Km, o valor final diminui. Quanto menor o Km, maior o a velocidade inicial, e vice-versa. Ou seja, precisamos de muitas moléculas/substratos, para que a enzima comece a funcionar. Exemplos: Km = 1 (baixo, velocidade alta), Km = 4 (alto, velocidade baixa). Se o Km é baixo, precisa de pouca de concentração de substrato para atingir a velocidade máxima, e quando é o inverso, precisamos de maior concentração de substrato.
Por que saber os valores de Km das enzimas? Ex: cérebro e glicose que forma o ATP. Quem controla a concentração plasmática sanguínea de glicose é o fígado. O kmda enzima que metaboliza a glicose no cérebro é 0, 05, sendo bem baixo, ou seja chegando pouca glicose, ela já funciona, mesmo com pouca concentração de glicose. O Km no músculo esquelético é 1,00, no fígado é 5,00 (sendo um dos lugares que menos necessita de captação de glicose). Vale lembrar que essa enzima é a hexocinase (primeira enzima da via da glicólise) com diferentes Km de acordo com a localização. Km pode ser entendido como uma medida indireta da afinidade da enzima pelo substrato. Ou seja, quanto maior o km, menor a afinidade pelo substrato, e vice versa.
Inibidores enzimáticos: inibe a enzima. Interferem a catálise Podem ser reversíveis (se liga e desliga na enzima) e irreversível (se liga e permanece, ou seja, se ele desativar a enzima, pode ser para “sempre”)
COX: transforma o acida araquidônico que estava nos fosfolipídios da membrana em prostaglandinas (causa febre e dor) e tromboquixanos (ativam a agregação plaquetária). Usam ácido acetil salicílico que é um inibidor irreversível da COX
Dentro dos reversíveis, temos uma divisão:
· Competitivo 
· Incompetitivo
· Misto
Caso clínico: intoxicação. O substrato da Enzima álcool desidrogenase no momento da intoxicação é o metanol, que está sendo transformado em formaldeído (o principal problema). Sendo assim, temos que fazer a infusão de etanol, ficando etanol e metanol no organismo, e ambos são substratos da enzima, porem o etanol possui mais afinidade e ambos estão disputando pela enzima. Como o etanol tem mais afinidade, ocorre a excreção do metanol na urina. 
Com esse exemplo do metanol e etanol, vemos o que é um inibidor competitivo, que ocorre quando uma molécula que se liga no sitio ativo. Competição pelo sitio ativo! O que influencia quem irá ou não se ligar na enzima é o número de moléculas (concentração). “Assim vem os medicamentos, pois temos que ver a dose para ocorrer a competitividade.”
Inibidor incompetitivo: o inibidor não se liga ao sitio ativo, se liga em outro local específico. O inibidor só vai se ligar depois que o substrato se ligou na enzima, pois ocorre a conformação da enzima liberando o sitio de ligação do inibidor, o qual se liga e muda a conformação novamente da enzima, meio que “travando” ela neste estado de conformação.
Inibição mista: ocorre parecido com o incompetitivo, porém na mista, o sitio do inibidor já está disponível mesmo antes da ligação do substrato. Ou seja, não precisa aguardar a ligação do substrato.
Regulação da atividade enzimática: quando preciso ativar ou inibir uma enzima num processo fisiológico ou patológico e é endógeno. 
Efetor negativo: algo que faça a enzima parar de funcionar após ligar com a mesma. Ex: exercício físico – interrompe o exercício - toma maltodextrose que vai parar a degradação das proteínas e vai começar a degradação de carboidratos. 
Efetores positivos: ativa a enzima de uma via.
Enzimas regulatórias:
· Enzimas alostéricas: muito semelhantes a enzimas que funcionam por inibição mista. Possui sitio ativo e sítio modulador (pode ser modulador positivo ou negativo – ativação e desativação) – Chama-se regulação alostérica. Essa regulação ocorre muito na via metabólica. Pode ocorrer inibição por retroalimentação (produto de uma via que pode inibir a primeira enzima da via) também é uma regulação alostérica. Processo reversível!!!
· Regulação por modificações covalentes reversíveis regulam enzimas. Temos uma enzima e a adição de outra molécula (grupo fosfato, por exemplo) que vai propiciar a ativação/desativação da enzima. Processo reversível!!!
· Regulação por proteólise de zimogênios: um zimogênio é uma estrutura enzimática inativa. Normalmente tem uns aminoácidos a mais (ex. do 1 ao 300) o que inativa a enzima. Tirando esses aas a mais (proteólise) da sequência inicial, deixando dessa forma a enzima ativa. Neste caso é sempre para ativar. “Sequência primaria de aas para formar uma enzima que é uma sequência maior, necessitando uma remoção de excesso de aminoácidos formando uma proteína ativa (meio que “quebra” a enzima para essa ativação, removendo assim os aas em excesso)”. Processo irreversível!!!
ESTUDAR SLIDES TAMBÉM!