introdução ao metabolismo

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Introdução à Bioquímica
Metabolismo de Carboidratos 
e Lipídios 
1
Profa. Simone Aleksandra de Moraes
Bioquímica 
Bioquímica é o estudo da estrutura, da composição, e
reações químicas das substâncias em sistemas vivos.
Composição Química dos Seres Vivos
Substâncias inorgânicas
• Água
• Sais Minerais
Substâncias orgânicas
•Glícídios (carboidratos)
• Lipídios
• Proteínas
• Vitaminas ; 
• Ácidos nucleicos (DNA 
e RNA)
Biomoléculas: moléculas que 
formam a matéria viva
É a substância mais abundante nos sistemas vivos, perfazendo
até 70% ou mais do peso da maioria dos organismos;
A água é encontrada dentro das células, entre as células, no
sangue e nos outros fluídos corpóreos.
Sangue e saliva: 95%
De onde vem a água presente em nosso corpo?
Água é vida! 
Principais funções da água no 
organismo
• Viabilizar processos metabólicos: Ex. Quebra ou formação de proteínas (participa
como reagente ou produto);
• Composição de líquidos corporais: Ex. lágrima, suor, saliva, sucos digestivos;
• Transporte e excreção de substâncias: Ex. Oxigênio e sais minerais para a célula;
• Manutenção da temperatura corpórea, que através da transpiração retira-se o
excesso de calor.
Estrutura da água
Ligação de 
hidrogênio
A água é um solvente POLAR. Ela dissolve facilmente a 
maior parte das biomoléculas, que são, e, geral 
compostos carregados e polares
Alguns exemplos de biomoléculas polares, apolares e anfipáticas 
Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª ed.
Proteínas
• As proteínas são compostos orgânicos de alto peso molecular,
constituída por aminoácidos (resíduos) polimerizados.
• Função Biológica: proteínas estruturais, transportadoras de
substâncias, enzimas, fonte alternativa de energia;
• Ex. colágeno, miosina e actina (contração muscular), queratina e
etc.
Lipídeos
• São biomoléculas insolúveis em água, sendo hidrofóbicos ou
anfipáticos.
• Função Biológica: Armazenamento de energia estrutural, base
para hormônios, etc.
• Ex. Triglicerídeos, Fosfolipídios, ácidos graxos.
Fosfolipídeo
Triglicerídeos
Carboidratos
• Carboidratos são as biomoléculas mais abundantes na natureza,
também chamados de glicídios, hidratos de carbono ou açúcares;
• Principais funções biológicas: fornecer energia para as células, reserva
energética, estrutural, proteção, etc.
Como a energia é obtida?
Como a energia é obtida?
Metabolismo
Para que a energia derivada da oxidação dos alimentos possa ser usada pelas células, 
ela deve estar sob a forma de ATP. 
Metabolismo
Atividade celular altamente coordenada, no qual sistemas
multienzimáticos atuam conjuntamente visando as funções:
• Obtenção de energia química (solar ou nutriente);
• Converter nutrientes em moléculas específicas;
• Sintetizar e degradar biomoléculas de acordo com a necessidade
celular.
Divisão do Metabolismo
Micronutrientes Minerais
• Os micronutrientes são necessários em quantidades bem
menores, mas que devem ser ingeridos diariamente;
• Eles não nos fornecem energia diretamente, mas são
essenciais para diversos processos biológicos;
• Os micronutrientes incluem:
Compostos inorgânicos - os minerais;
Compostos orgânicos - as vitaminas
• Os minerais são íons fundamentais para o metabolismo
humano, como cálcio, fósforo, magnésio, cloro, potássio e
sódio.
Micronutrientes Vitaminas
Vitaminas são substâncias orgânicas biologicamente ativas requeridas pelo
nosso corpo em quantidades mínimas;
Em geral, não são produzidas pelo nosso corpo e devem ser obtidas da dieta;
São classificadas em:
• Hidrossolúveis: vitaminas do complexo B e vitamina C
• Lipossolúveis: A, E, K e D
As vitaminas hidrossolúveis são precursoras das coenzimas, moléculas
indispensáveis para certas reações enzimáticas.
Os nutrientes, ao serem oxidados, perdem prótons e elétrons (H+ + e–) e parte de seus
átomos de carbono são convertidos a CO2.
Os prótons e elétrons são recebidos por coenzimas na forma oxidada (NAD+, NADP+, FAD),
que passam à forma reduzida (NADH, NADPH, FADH2).
NADP: nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato
NAD: nicotinamida adenina dinucleotídeo
FAD: flavina adenina dinucleotídeo
Coenzimas como transportadoras de elétrons
Energia metabólica 
A reoxidação das coenzimas é obtida pela transferência dos (H+ + e–) para o oxigênio molecular, que é
então convertido a água
Parte da energia derivada desta oxidação é utilizada para sintetizar um composto rico em energia,
a adenosina trifosfato (ATP), a partir de adenosina difosfato (ADP) e fosfato inorgânico (Pi).
É a energia química do ATP que será usada para promover os processos biológicos que consomem
energia.
Em resumo, para que a energia derivada da oxidação dos alimentos possa ser usada pelas células, ela
deve estar sob a forma de ATP.
Para que a energia contida na molécula de ATP 
seja liberada é necessário a sua hidrólise. 
Glicose
ATP
ADP + H+
fosfoglicoisomerase
Frutose 6-fosfato
fosfofrutoquinase 1
Frutose 1,6-bisfosfato
Diidroxiacetona
fosfato
triose fosfato isomerase
Gliceraldeído 3-fosfato
gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase
NAD+
NADH + H+
Pi
1,3-Bisfosfoglicerato
ATP
ADP
fosfoglicerato quinase
3-Fosfoglicerato
fosfoglicerato mutase
2-Fosfoglicerato
H2O
enolase
Fosfoenolpiruvato
ATP
ADP
piruvato quinase
Piruvato
aldolase
ATP
ADP + H+
Vias Metabólicas
Glicólise Acetil-CoA
NAD+
CO2
NADH + H+
Descarboxilação do Piruvato
H2O
HS-CoA
Citrato
Isocitrato
a-Ceto-Glutarato
Succinil-CoASuccinato
Fumarato
Malato
Oxaloacetato
citrato sintase
aconitase
Isocitrato
desidrogenase
a-cetoglutarato
desidrogenase
succinil-CoA
sintase
fumarase
malato
desidrogenas
e
succinato
desidrogenase
NAD+
CO2
NADH + H+
CoA
NAD+
NADH + H+CO2
Ciclo 
de 
Krebs
NTP NDP + Pi
HS-CoA
FADH2
FAD
H2O
NADH + H+
NAD+
Ciclo de Krebs
NADH + H+ NAD+
Lactato
lactato 
desidrogenase
Fermentação Lática
Grupo Heme
Glutamato
Aspartato
	
Cadeia Respiratória
Glicano d-lactona
6 fosfato 
lactonase
6-Fosfogliconato
glicose 6-fosfato 
desidrogenase
NADP+ NADPH
H2O H+
NADP+ NADPH CO2
Ribulose 5-
fosfato
Xilulose
5-fosfato
Ribose 
5-fosfato
transcetolase
Gliceraldeído
3-fosfato
Sedoeptulose
7-fosfato
Frutose 
6-fosfato
Eritrose
4-
fosfato
transaldolase
Frutose 
6-fosfato
transcetolase
Xilulose
5-fosfato
Gliceraldeído
3-fosfato
Via das Pentoses-fosfato
Glicose 6-fosfato
Oxaloacetato
piruvato carboxilase
CO2 + H2O + ATP
ADP + Pi + 2H
+
fosfoenolpiruvato carboxiquinase
GTP
GDP + CO2
frutose 1,6-bisfosfatase
H2O
Pi
frutose 6-bisfosfatase
H2O
Pi
Gliconeogênese
hexoquinase/glicoquinase
fosfoglicomutase
Glicose 1-
fosfato
UTPPPi
UPD-Glicose
glicogênioUCP
Glicogênio
Pi glicogênio
glicogênio fosforilase
Metabolismo do Glicogênio
UPD-glicose 
pirofosforilase
glicogênio 
sintase
Acetoacetil
CoA
tiolase
HS-CoA acetil-CoA + H2O HS-CoA
HMG-CoA
sintase
HMG-
CoA
Mevalonat
o
Membranas
Lipoproteínas
Sais biliares
Hormônios 
esteróidicos
Vitamina D
Isopentenil
pirofosfato
Esqualeno Colesterol
2NADP+ + HS-CoA2 NADPH + 2H+
HMG-CoA
redutase
3 ATP 3ADP + Pi + CO2NADPH + H
+NADP+ + PPi 3CH3
NADPH 
O2
Síntese do Colesterol
Aceton
a
Acetoacetat
o
β-Hidroxibutirato
HMG-CoA
liase
β-hidroxibutirato
desidrogenase
NADH+H+ NAD+CO2
Cetogênese
acetil-CoA
glicerol 3P 
desidrogenase
NADH + H+NAD+
Glicerol 3-fosfato
ATP ADP + H+
glicerol 
quinase
lipas
e
TAG
A
G
Glicero
l
Acil-CoA
(com n carbonos)
HS-CoA + ATP
acil- CoA sintase
AMP + PPi
Acil-CoA
(com n-2 carbonos)
Ciclo 
de 
Lynen
acil-CoA
desidrogenase
FADH2
FA
D
Trans-Δ2-enoil - CoA
H2O
enoil-CoA
hifratase
L-Hidroxiacil-CoA
β-hidroxiacil-CoA
desidrogenase
NAD+
NADH + H+
β-Cetoacil-CoA
tiolase
acetil-CoA
H-SCoa
Degradação do TAG 
Aminoácido
T
α-Cetoácido
α-Cetoglutarato
Glutamato
oxaloacetato
α-cetoglutarato
NAD+(P) + 
H2O NAD(P)H + H+
T
GD
Aspartato
NH4
+ + HCO3
-
2ATP
2ADP + Pi + 2H
+
carbamoil-fosfato sintetase
Carbamoil-fosfato
ornitina transcarbamoilasePi
Ciclo 
da 
Uréia
Citrulina Citrulina
AspartatoATP
AMP + PPi
argininossuccinato 
sintetase
Arginossuccinato
Fumarato
argininossuccinato 
liase
Arginina
arginase
Uréia
H2O
Ornitina
Ornitina
Degradação do Proteina
Complexo piruvato desidrogenase