BIOFASICA E BIOQUAMICA

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a.a Apolar 
Polar 
0 
Polar 
- 
Polar 
+ 
Aromático 
Glicina ✓ 
Alanina ✓ 
Valina ✓ 
Isoleucina ✓ 
Leucina ✓ 
Prolina ✓ 
Metionina ✓ 
Fenilalanina ✓ ✓ 
Triptofano ✓ ✓ 
Asparagina ✓ 
Glutamina ✓ 
Serina ✓ 
Treonina ✓ 
Tirosina ✓ ✓ 
Cisteína ✓ 
Ac. Aspártico ✓ 
Ac. Glutamínico ✓ 
Lisina ✓ 
Arginina ✓ 
Histidina ✓ 
 
BIOFÍSICA 
Proteínas 
(polímero linear de aminoácidos)
 
CLASSES DE PROTEÍNAS 
Estrutura 
• Globulares 
• Fibrilares 
Função 
• Enzimas 
• Estruturais 
• Transporte 
Localização 
• Membranares (hidrofóbicas) 
• Solúveis (hidrofílicas) 
 
Aminoácidos (constituinte básico das proteínas) 
Composto por: 
• Grupo Amina 
• Carbono Quiral Obrigatório num a.a 
• Hidrogénio 
• Grupo carboxílico 
• Cadeia Lateral difere entre a.a 
 
 
 
 
 
 
Enantiómeros- possui isómeros óticos 
EX: Alanina (cadeia lateral CH3) 
 
L-Alanina __ D-Alanina 
Só existe nos seres vivos 
 
OS 20 AMINOÁCIDOS 
APOLARES (9 a.a) 
• Compostos maioritariamente por Carbono 
• Mais internos 
• Repelem outros a.a e H2O 
 
POLARES NEUTROS 
• Estão mais à superfície 
• Integram-se com outros grupos 
 
POLARES CARREGADOS NEGATIVO 
• Ácidos 
• COOH – COO- 
• Com interações iónicas com os + 
 
POLARES CARREGADOS POSITIVO 
• Com NH na cadeia lateral 
• Com interações iónicas com os – 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Hidrogénio 
Glicina 
→ Mais pequeno 
→ Cadeia lateral + simples (H) 
→ Em espelho 
→ Sem isómero 
→ Flexivel 
 
Prolina (pouca torsão na cadeia principal 
 
Metionina e Cisteína 
→ Têm enxofre 
→ Duas cisteínas nuntas estabilizam uma 
proteína 
 
ESTRUTURA PROTEICA 
 
Exterior 
• Formada por a.a polares 
• É solúvel 
 
 
 
 
 
Interior 
• Formada por a.a apolares 
 
PONTO ISOTÉRICO: 
PH ao qual a proteína é globalmente neutra 
• + ácido, - PH, proteína positiva 
• + básico, + PH, proteína negativa 
 
NOTA sobre a Mioglobina 
→ Transporta O2 nos tecidos 
→ Interage com o ferro 
→ Tem uma cadeia de carbono 
→ Maioritariamente composta por a.a apolares 
 
 
PROTEINAS TRANSMEMBRANARES: 
• Possuem dupla helice 
• Encondem os a.a apolares da cadeia principal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 As cadeias laterais podem ser: 
• IONIZADAS 
𝑝𝐻 = 𝑝𝐾 − 𝑙𝑜𝑔
𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜
𝑛ã𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜
 
 
• MODIFICADAS: 
→ Fosforiladas 
→ Glicosiladas 
→ Cadeias de Dessulfureto (cisteína-cisteína) 
→ Hidroxiladas e Carboxiladas 
 
 
Reação de condensação: 
• Ocorre quando dois a.a se ligam 
• (grupo amina-grupo carboxilo) 
• Ligação peptídica formada 
• Liberta-se 1 molécula de H2O 
 
 
ESTRUTURA DE PROTEÍNAS 
 
PRIMÁRIA 
Sequência 
de Proteínas 
Não informa 
quanto à 
tridimensão 
SECUNDÁRIA 
Hélice  
Folha  
Não informa 
quanto à 
tridimensão 
TERCIÁRIA 
Estrutura 
tridimensional 
Indica a 
tridimensão 
QUATERNÁRIA 
Arranjo de 
todas as 
cadeias 
Indica a 
tridimensão 
 
 
Estruturas secundárias 
 
Hélix  
• o oxigénio do carbonilo do resíduo i ” forma 
uma ponte de hidrogénio com a amida do 
resíduo “ 
• a soma de todas as pontes de hidrogénio 
torna a hélice estável 
• a propensão para a formação de uma alfa 
hélice depende da sequência dos resíduos 
• enrolamento por right handed, uma vez que 
só temos isómero L. 
+ Frequente: glutamato e prolina (não quer 
torção) 
- Frequente: glicina (ela quer liberdade) 
 
Folha  
• Paralela ou Antiparalela 
• Antiparalela: pontes de H + estáveis 
• Paralela: pontes de H - estáveis 
• Enrolamento que esconde os grupos 
hidrofóbicos 
 
 
ESTABILIDADE DE PROTEÍNAS 
 
Forças não covalentes 
• Forças de Van der Waals 
• Interações hidrofóbicas 
• Pontes de hidrogénio 
• Interações iónicas 
 
Forças covalentes 
• Pontes de dissulfureto 
Cisteína + Cisteína ___ Cistina 
- Ligação co 1 A de comprimento 
 
 
FUNÇÃO DE PROTEÍNAS 
 
TRANSPORTE 
 
Hemoglobina e Mioglobina 
- Altera a estrutura para aumentar a eficiência 
no transporte de O2 
- A ligação de O2 à proteína altera a sua 
estrutura e isto leva à saturação de 
hemoglobina pelo aumento da concentração de 
O2. 
 
Evolução dos mamíferos aquáticos 
• Quanto maiores as necessidades de O2, 
mais carregada está a mioglobina. 
 
ESTRUTURA 
 
Colagénio 
- Tem ¼ de todas proteínas do corpo 
- Composta por tripla hélix 
- Está nos tendões, ossos e dentes 
- Composto pela repetição de 3 a..a: 
Glicina + Prolina + Hidroxiprolina 
 
- Para a produção da hidroxiprolina, por adição 
do oxigénio à prolina, é necessária vitamina C 
 
 
- Forte 
+ Forte 
CATALASE- aumenta a velocidade das reações 
 
• O oxigénio pode facilmente ser convertido 
em diferentes compostos muito reativos. 
• O peróxido de hidrogénio pode atacar os 
enxofres e os iões metálicos das proteínas. 
• O peróxido de hidrogénio pode dar origem 
a radicais livres que atacam o DNA 
• A Catalase é uma das enzimas mais 
eficientes que se pode encontrar nas células 
• Uma molécula de catalase pode catalisar a 
decomposição de até 40 000 000 moléculas 
de peróxido de hidrogénio por segundo. 
 
Reação em 2 passos: 
1. molécula de H2O2 liga se e um O é 
extraído, permanecendo ligado ao ferro. A 
molécula de água é libertada 
2. liga se uma segunda molécula de H2O2 que 
também é partida. Liberta se uma molécula 
de água e uma de O2 
 
Cristalografia 
Difracção de raios 
X de cristais de macromoléculas 
 
Para que serve? 
- Obter modelos tridimensionais da estrutura de 
macromoléculas a um nivel atómico. 
- A maior parte das estruturas 3D de 
macromoléculas foram obtidas por 3 métodos: 
cristalografia (80%) 80%), NMR (16%) e 
teoricamente (previsão) (2%) 
 
O que são cristais e porque são necessários? 
- Nos cristais existem repetições exatas do 
mesmo motivo simétrico 
Ao contrário do que acontece em solução, as 
moléculas num cristal estão dispostas de um 
modo ordenado regular, simétrico e que se 
repete. 
 
Amostra Proteica 
 
É pura? 
- A pureza é o pré-requisito mais importante 
para a cristalização 
 
É dobrada? 
-Verificar a atividade da proteína e o espectro 
de CD para ver se tem estrutura secundária 
 
É fresca? 
- As proteínas decompõem-se com o tempo e 
a mistura torna-se heterogénea 
- Devemos tentar configurar os testes o mais 
rápido possível, de preferência no mesmo dia 
da última etapa da purificação 
 
É monodisperso? 
- Monodispersidade significa que a proteína 
existe em solução como espécies oligoméricas 
únicas 
- Isso significa que a proteína está livre de 
oligómeros específicos e agregados 
 
 
Parâmetros que afetam a cristalização 
- Concentração de proteínas; 
- Tipo de tampão & pH; 
- Força iônica da solução e espécies iônicas; 
- Precipitantes: tipo e concentração (PEG 400 a 
PEG 20000, álcoois, sais de NaCl etc..); 
- Aditivos (íons bivalentes, crioprotetores); 
- Detergentes (para proteínas de membrana); 
- Temperatura; 
- Impurezas. 
 
 
Porque se utilizam raios X e não uma radiação 
com outro comprimento de onda? 
- Como o comprimento da ligação covalente 
típica é de 0,12nm, uma resolução atómica 
significa “ver” dois átomos separados por esta 
distância como objetos distintos. 
 
Bioenergética 
→ Fosforilação oxidativa 
→ ATP sintetase 
 
Mitocôndria: membrana externa + espaço 
intramembranar + membrana interna 
 
Complexos I, II, III, IV: Bombeiam protões para o 
espaço intramembranar (TRANSPORTE ATIVO) 
 
ATP SINTASE (88% eficiente) 
 
Introdução 
ATP sintase desempenha um papel 
fundamental nas nossas células, produzindo a 
maior parte do ATP usado nos mecanismos 
celulares. 
 
Motores rotativos 
- A ATP sintase é composta por dois motores 
giratórios, cada um alimentado por um tipo de 
energia diferente. 
- O motor intramembranar, F0, é um motor 
elétrico. Alimenta se do fluxo de protões que 
atravessa a membrana 
- O fluxo de protões induz a rotação do rotor. 
O rotor está ligado a um 2ª motor, domínio 
extracelularF1. 
- F1 funciona como um “motor químico”, 
consome ATP para produzir trabalho mecânico 
 
Qual é o truque para produzir energia? Porque 
estão os dois motores ligados? 
- Como o modo de operação é reversível, um 
dos motores força o outro a funcionar como 
gerador. 
- Nas células o F0 usa o gradiente de protões 
para fazer rodar o eixo que por sua vez força 
F1 a produzir ATP. 
 
F0: 
- domínio membranar 
- motor elétrico 
- inibe-se por oligomissina 
F1: 
- domino extramembranar 
- motor químico 
- Subunidades 3 e 3 
 
Reversibilidade da ATP Sintetase 
• Consumo de ATP: roda o eixo (F0) 
• Meio com ADP: produz-se ATP (F1) 
 
NOTAS: 
• Um filamento de actina de comprimento 1 m 
m, rodava a uma frequência de seis 
rotações por segundo rps 
• A intensidade da força que é necessário 
aplicar a um filamento de actina de 
comprimento L para o mover lateralmente 
num meio fluido a uma velocidade constante 
v é F=3 h Lv , onde h o coeficiente de 
viscosidade do meio) tem o valor de 
0.001N.s/m2. 
 
- Qual o trabalho mecânico de rodar o 
filamento de actina fixo numa das 
extremidades? 
- A variação de energia livre para a hidrólise do 
ATP nas condições da experiência é de 
54kJ/mol. 
- Sabendo que a hidrólise de uma molécula 
de ATP faz rodar o elemento de 120º (um 
terço de volta), calcule o rendimento deste 
motor. 
 
ROTOR - O rotor é composto por 12 cópias 
idênticas da mesma proteína, a bomba de 
protões é constituída por uma cadeia única 
- A bomba tem uma arginina que entrega um 
protão ao aspartato do rotor. 
- O Aspartato está normalmente carregado 
negativamente, não gosta do ambiente 
hidrofóbico da membrana. 
- O rotor só gira quando os aspartatos estão 
protonados neutros 
- Os protões são recolhidos por outros 
aminoácidos da bomba assim que os aspartatos 
voltam a entrar em contacto com a bomba, 
após rotação. São libertados depois do outro 
lado da membrana. 
 
SINTESE DE ATP 
 
A síntese de ATP requere os seguintes passos 
- Fixação do ADP e do fosfato (esquerda) 
- Formação de uma nova ligação fosfato 
- Libertação do ATP (direita) 
• A rotação do eixo força a alterações 
conformacionais nas subunidades αβ do F1 
permitindo a síntese. 
• Note se que o eixo tem uma forma peculiar 
(assimétrica) para provocar as alterações 
conformacionais. 
 
Mecanismo da síntese de ATP 
- O complexo F1 tem 3 subunidades αβ, cada 
uma com um local de ligação do ADP. 
 
COMPLEXO I: NADH DESIDROGENASE 
- O Complexo I é um enorme complexo que 
associa dois mecanismos 
• o transporte de eletrões do NADH para a 
ubiquinona 
• o transporte de protões através da 
membrana (contra o gradiente) 
Transporte de eletrões: 
- O braço periférico do complexo I é 
responsável pelo transporte dos eletrões. 
- O NADH tem o local de ligação no extremo 
do braço. 
- Os eletrões são removidos pelo cofator FMN 
mononucleótido de flavina ) e encaminhados 
por uma cadeia de centros ferro enxofre até 
ao local de ligação da ubiquinona , que os 
transporta até ao próximo complexo da cadeia 
transportadora. 
Transporte ativo dos protões 
- Cada par de eletrões retirados do NADH 
permite o transporte de 4 protões. (2 por 
canal) 
- Cada protão passa por um transportador 
diferente 
- O último transportador tem uma cauda que 
liga comunica com outros transportadores e 
permite sincronizar o transporte 
 
CITOCROMO C 
- O Citocromo c contem um grupo heme . 
- O ferro está ativamente envolvido na 
transferência de eletrões 
- Os eletrões são transferidos diretamente 
entre os grupos heme dos dois citocromos 
quando estes estão suficientemente perto um 
do outro. 
 
CITOCROMO C OXIDASE 
- O citocromo c oxidase usa vários iões 
metálicos para encaminhar os eletrões para as 
moléculas de oxigénio. 
- O citocromo c liga se junto aos dois átomos 
de cobre. 
- A molécula de oxigénio liga se mais a baixo, a 
meio do complexo, entre o ferro do heme e 
um átomo de cobre . Um segundo grupo 
heme ajuda na transferência de eletrões. 
 
 
 
Inibidores da fosforilação oxidativa 
 
• Complexo I → Rotenona amital 
• Complexo III → Antimicina A 
• Complexo IV → Cianeto azida CO 
• ATP sintase → Oligomicina 
 
Inibição das enzimas leva a: 
(menos)Transporte de eletrões 
(menos) Consumo de O2 
(menos) Síntese de ATP 
 
Desacopladores da fosforilação oxidativa 
• moléculas hidrofóbicas 
• transportam protões através da membrana 
interna mitocondrial , dissipando o gradiente 
de protões, mas não produz ATP 
 
+ transporte de eletrões 
+ consumo de O2 
- síntese de ATP 
 
EX: 
 Desacoplamento pela 2,4- DNP (transporta 
H+ pela membrana diretamente por difusão 
e não via ATP sintase) 
 Desacoplamento pela termogenina (UCP) 
(energia transformada em calor- usado na 
hibernação) 
Nota sobre os complexos: 
• Complexo I: NADH desidrogenase 
• Complexo II: Succinate (+ ubiquinol) 
• Complexo III: Ubiquinona 
• Complexo IV: citocromo C oxidase 
 
Bioeletricidade 
Neurónios 
• O axónio constitui a parte do 
neurónio que conduz um sinal elétrico chamado 
potencial de ação. 
• O citoplasma é mau condutor de corrente 
elétrica por ser viscoso e conter 
macromoléculas → implica gasto de ATP 
 
NOTA: 
• Quanto maior o raio do axónio 
• Menor é a resistência 
• Maior é a velocidade de propagação 
 
→ axónio mielinizado: λ = 0,7 cm 
→ axónio não mielinizado: λ = 0,05 cm 
- Num axónio mielinizado o impulso pode 
propagar se numa maior distância sem 
necessidade de amplificação. 
- Os nós de Ranvier permitem que só haja fluxo 
nessa zona, evitando perdas desnecessárias de 
energia. 
 
Fatores que influenciam o fluxo de e-: 
• gradiente de concentração 
• gradiente de potencial elétrico 
 
concentração + potencial elétrico 
gradiente eletroquímico 
 
 
 
Bomba de Sódio e Potássio 
 
Potássio: sai 
Sódio: Entra 
Cloro: Em equilíbrio 
 
Potencial de repouso de K+: 
• Se o potencial for de -70mv 
• Potássio sai, uma vez que o equilíbrio são -
90,8 mv 
• Isto calcula-se pela EQUAÇÃO DE NERST 
(relação entre a diferença de potencial e a 
concentração em equilíbrio 
 
Ps: A membrana é capaz de armazenar energia 
e é pouco permeável ao sódio e ao potássio 
 
Fases da polarização de neurónio: 
1. Fase de Repouso: Canais de Na+ e K+ 
fechados 
2. Fase de despolarização: aumento do 
potencial de membrana- entra Na+ 
3. Fase de repolarização: altos valores de 
potencial- fecha-se Na+ e abre-se K+ 
4. Fase de hiperpolarização: apenas canais de 
sódio ativos- atinge-se potencial de repouso 
do K+- fecho dos canais K+ 
 
- 3 Na+ e 2 K+: Gasto de 1 ATP 
 
Avanço do impulso nervoso: o Na+ difunde-se 
para a frente e isto faz o impulso deslocar-se. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sensor de potencial de membrana: 
→ Interruptor de terminal C 
- A helice M10 tem 3 argininas 
- Carregam positivamente, atuando como 
sensor 
 
Canal de potássio sensível ao potencial: 
- 4 cópias 
- Cada cópia tem 6 hélices  
- Parte central do canal constituída pelas hélices 
5 e 6 e pelo segmento H5 entre elas 
 
O filtro seletivo (mimetiza o que o ião faz em 
meio aquoso) 
- Constitui a parte mais estreita do canal e 
determina qual é o catião que consegue passar. 
- Estudos de mutagénese revelam que o 
segmento H5 é essencial para a seletividade ao 
K+ 
- Quando o K entra no canal, as 
águas de hidratação são substituidas pelos O 
dos carbonilos do filtro. 
- Dentro do filtro existem 4 locais de ligação do 
K delimitados por 5 aneis de átomos de O. 
Cada anel tem 4 Oxigénios, um de cada 
subunidade. 
- Cada K+ interage com 8 oxigénios. 
- K+ & H2O passam alternadamente no canal 
 
• O k+ em solução aquosa liga-se ao 
hidrogénio originando uma esfera de 
hidratação 
 
Sensibilidade ao potencial: 
- Hélices 1-4 constituem o domínio sensível ao 
potencial, sem este domínio, perde-se a 
sensibilidade ao potencial 
- A hélice 4 assume importância especial. 
 
- Na hélice 4, em cada 3 resíduos um é Arg ou 
Lys(que têm cadeia positiva) 
- Quando potencial varia, a hélice 4 muda de 
posição 
 
Período refratário 
• qualquer estímulo para gerar potencial de 
ação é inútil, pois os canais de sódio estão 
em estado inativo (período refratário) 
• limita a frequência de potenciais de ação 
• promove a unidirecionalidade da 
propagação do potencial de ação 
 
NEUROTRANSMISSÃO 
- Quando a terminação do axónio de um 
neurónio estabelece ligações com as dendrites 
ou corpo celular de um outro neurónio, as 
membranas modificam se e formam uma 
sinapse: químicas e elétricas 
 
 
 
SISTEMA DE CONDUÇÃO ELÉTRICA E 
MÚSCULO CARDÍACO (associado ao calcio) 
 
Dois tipos de células no músculo cardíaco: 
• os cardiomiócitos, células musculares com a 
capacidade de se contraírem facilmente 
(99%) 
• as células marca passo do sistema condutor, 
situadas no nódulo sinusal ou sinoatrial. 
 
Pacemaker potentials (Potenciais marca passo) 
• Potenciais de ação sem estímulo externo 
• Nos animais, a contração do músculo 
cardíaco é iniciada por impulsos elétricos 
denominados potenciais de ação cardíacos. 
• O ritmo a que são gerados estes impulsos 
controla o ritmo da contração cardíaca. 
• As células que produzem estes impulsos 
rítmicos e controlam o ritmo cardíaco são 
denominadas células marca passo 
• Na maior parte dos mamíferos, estas células 
concentram se no nódulo sinoatrial. 
 
HCN channels também chamados Pacemaker 
channels ou Funny channels 
 
→ Os canais de nucleotídeos cíclicos ativados 
por hiperpolarização (HCN) canalizam 
proteínas integrais da membrana que 
servem como canais de catiões não 
seletivos dependentes de voltagem nas 
membranas plasmáticas do coração 
→ A corrente através dos canais HCN 
desempenha um papel fundamental na 
controle da ritmicidade cardíaca e neuronal 
e é chamado de corrente do marcapasso. 
→ A ligação de nucleotídeos cíclicos reduz o 
potencial limiar dos canais HCN. 
• A excitação dos cardiomiocitos está 
associada á libertação do cálcio, que levam 
à libertação dos canais de miosina 
• Miosina liga-se à actina, só na presença de 
Ca+- há contração muscular 
Mecânica dos fluídos 
Hidrostática: é a parte da física que estuda os 
fluidos em repouso 
 
- pressão num ponto → pressão na superfície 
→ pressão na coluna de água 
 
• - pressão, + velocidade, + cinética 
• - pressão do que o exterior: colapso 
 
Equação da continuidade 
• Líquido incompressível- tudo o que entra 
tudo sai: densidade constante 
 
Equação de Bernoulli 
• Fluído ideal: arranjo constante de moléculas, 
sem atrito → Pi = Pf 
Fluidos Viscosos 
Tipos de escoamento: Turbulento ou Laminar 
 
 
 
Analogia entre circuitos hidráulicos e elétricos 
 
 
APLICAÇÕES AO SISTEMA CIRCULATÓRIO 
• A camada mais externa é de tecido 
conjuntivo, chamado túnica adventícia; uma 
camada do meio de músculo liso chamada 
túnica média, e a camada mais interna 
alinhada com as células endoteliais chamada 
túnica íntima. 
 
- Tensão nos vasos sanguíneos: Tensão de 
cisalhamento, tensão tangencial, ou tensão de 
corte, Tensão normal 
 
• Tensão na parede: força/área do vaso 
• Tensão de corte: A força de atrito causada 
pelo gradiente de velocidade dispõe o 
endotélio e as camadas internas das artérias 
na direção do fluxo sanguíneo 
- Efeitos nas células endoteliais: 
→ A tensão de corte estimula a síntese 
pelo endotélio de óxido nítrico (NO) 
→ Há indução do vasorelaxamento devido 
ao menos estado de contração das 
células musculares. 
 
 
 
 
A Física da Audição e da Visão 
 
MECANISMO DO OUVÍDO MÉDIO: 
→ Os ossículos transformam um movimento 
ligeiro, numa superfície grande (tímpano) 
em vibrações mais fortes numa superfície 
mais pequena (janela oval) 
→ Área da membrana do tímpano (55mm2) é 
17 x superior à área da janela oval (3,2mm2) 
→ Sistema de alavanca aumenta a força na 
janela oval 1,3 x relativamente à do tímpano 
→ Então a pressão sobre o líquido da cóclea é 
22 x maior que a exercida pela onda sonora 
sobre a membrana do tímpano 
• Vibração da membrana basilar causa o 
deslizamento da membrana tectorial pelas 
células sensoriais 
 
 
 
 
 
 
EVOLUÇÃO E OUTROS SISTEMAS 
AUDITIVOS: 
 
• Os estatocistos são os órgãos de equilíbrio 
dos invertebrados aquáticos, como os 
bivalves, os cefalópodese os crustáceos. São 
redondos, com um epitélio de células 
ciliadas, contendo fluido e estatólitos no seu 
interior. 
• Estatólitos são estruturas calcárias que, ao 
se moverem por efeito da gravidade e 
pelos próprios movimentos do animal, 
se colocam sobre o epitélio ciliado. O 
estatólito gira segundo a posição do 
organismo e vai de encontro aos cílios 
sensoriais, o que permite ao organismo 
orientar-se. 
 
Linha lateral dos peixes e anfíbios 
- Células sensoriais em contacto com o meio 
gelatinoso da cúpula 
 
Sistemas auditivo dos peixes 
- Alguns peixes conseguem detetar ondas 
sonoras. 
- As vibrações propagam-se até uma bolsa de 
ar, bexiga natatória. 
- Os ossículos transmitem as vibrações até ao 
ouvido interno. 
 
Sistemas auditivo dos anfíbios 
- O girino usa os pulmões em desenvolvimento 
como caixa de ressonância para vibrações 
dentro de água (em semelhança com os 
peixes) 
- A rã tem um tímpano com uma área grande 
que lhe permite detetar vibrações no ar. O 
desenvolvimento do tímpano é um grande 
passo evolutivo. Não há cóclea. 
 
 
Sistemas auditivo das aves 
- As aves ouvem melhor do que os anfíbios 
devido à introdução da cóclea. 
- As aves não têm ouvido externo por razões 
aerodinâmicas. 
 
Sistemas auditivo dos insectos 
- Sistema auditivo muito simples mas eficiente. 
- Pode estar localizado em diferentes partos do 
corpo dependendo da espécie. 
- No mosquito está nas antenas. Nas traças e 
borboletas na base das asas. O gafanhoto no 
torax. 
- Os insetos têm as células sensoriais 
diretamente em contacto com o tímpano. 
- O tímpano delimita uma cavidade cheia de ar. 
- As vibrações escapam por outra membrana. 
 
Ouvido externo e a ecolocalização 
- Os morcegos podem estimar a elevação de 
seu alvo usando os padrões de interferência 
dos ecos refletindo do ouvido externo 
 
 
 
Perceção do som 
• A intensidade do som 
• Quando ouvimos um som estamos a 
detetar diferentes níveis de pressão de ar. 
• A intensidade do som é medida em Wm-2 
O ouvido humano consegue detetar sons 
entre 10-12 Wm-2 e 1 Wm-2 
 
Timbre 
- Distinguir sons da mesma frequência que 
foram produzidos por fontes sonoras diferentes 
- O Lá central do piano possui a frequência de 
440 Hz. A nota equivalente produzida por um 
violino possui a mesma frequência. 
- O que permite ao ouvido diferenciar os dois 
sons e identificar sua fonte é a forma da onda 
 
SISTEMA VISUAL 
• A luz passa pela pupila 
• A Íris é uma camada circular de tecido 
muscular, forma a pupila e controla a 
quantidade de luz que entra no interior do 
olho 
• A Íris é pigmentada e determina a cor dos 
olhos 
• A Íris faz parte do sistema nervoso 
autónomo. Reage à quantidade de luz. 
• Também dilata e expande quando olhamos 
para alguma coisa com interesse. 
• Belladona (relaxar músculos dilatar pupilas) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Há duas regiões especiais na retina: a 
fovea centralis (ou fóvea ou mancha 
amarela) e o ponto cego 
- A fóvea é a região central da retina do 
olho humano onde se concentram os cones 
e onde se forma a imagem que 
será transmitida ao cérebro. A fóvea está 
no eixo ótico do olho, em que se projeta a 
imagem do objeto focado , e a imagem que 
nela se forma tem grande nitidez. É a 
região da retina mais altamente especializada 
para a visão de alta resolução 
 
- A fóvea contém apenas cones e permite 
que a luz atinja os fotorreceptores 
sem passar pelas demais camadas da retina, 
maximizando a acuidade visual 
que é a capacidade do olho de distinguir 
entre dois pontos próximos. 
- Os bastonetes permitem a visão para 
intensidades luminosas muito pequenas 
(noite, crepúsculo),porém recebem apenas 
impressão de luminosidade e nenhuma 
impressão cromática. 
- Bastonetes, têm rodopsina, proteína com 
um grupo não proteico o 11-cis-retinal, 
derivado da vitamina A. 
 
- Já os cones permitem a impressão 
colorida em claridades média e grande 
(visão diurna). Seu limite sensível é 
aproximadamente 1000 vezes mais alto que 
o dos bastonetes. 
 
- Existem três tipos de cones diferentes. Na 
retina, a interação desses sistemas de cones 
é responsável pela percepção das cores. 
- Cada tipo de cone é sensível basicamente 
a uma parte do espectro visível. Um tipo de 
cone é sensível ao azule violeta, o outro ao 
verde e o terceiro ao amarelo. 
 
- Existem três tipos de cones que 
apresentam fotopigmentos fundamentais 
que respondem à luz de comprimentos de 
ondas 
(λ): o cianopigmento – cones S (λ curto) – 
sensível a cor azul, o cloropigmento – 
cones M (λ médio) – sensível a cor verde e 
o eritopigmento – cones L (λ longo) – 
sensível a cor vermelha. 
 
Causa dos olhos vermelhos nas fotografias 
tiradas com flash. 
• Reflete fotões que assim têm mais uma 
oportunidade de passar pelos cones e 
bastonetes. 
• Animais noturnos tem uma camada 
chamada tapetum lucidum que reflete 
melhor os fotões 
 
Dois olhos 
• faz com que duas imagens simultâneas 
cheguem ao cérebro, esse, por sua vez, 
usa, como base da formação da imagem 
apenas um dos olhos, e o outro é colocado 
a segundo plano, e sua imagem é usada 
basicamente para dar noção de 
profundidade. 
• O olho usado como base para a visão é 
chamado de olho dominante, normalmente 
é o olho direito, mas quando a pessoa é 
canhota ou tem um problema de visão 
maior no olho direito o cérebro acaba por 
escolher o esquerdo como olho dominante. 
 
NOTA: 
 Louva a Deus: Únicos insetos com 
perceção estereoscópica de profundidade 
 Adaptação para visão noturna: 
- brilho (gato) 
- Animais noturnos tem uma camada chamada 
tapetum lucidum que reflete melhor os fotões 
- tempo de acumulação (Os fotocetores 
podem acumular a receção de fotões até 4 s)- 
sapos 
- juntar recetores (c/ perda de resolução)- 
traças 
Propriedade das ondas: 
 
REFLEXÃO 
- Em superfícies planas o ângulo de incidência é 
igual ao ângulo de reflexão. 
- O espalhamento das reflexões permite que 
um objeto seja visível de várias direções 
 
REFRAÇÃO 
- A refração é a mudança na direção de 
propagação das ondas quando mudam de meio. 
- Tal acontece porque a velocidade das ondas 
é diferente nos dois meios. 
- Como a frequência tem que se manter 
constante o comprimento de onda varia 
 Depende do meio 
 Depende do ângulo 
 
- Lentes convergentes – duplamente convexas 
- Lentes divergentes – duplamente concavas 
 
Iridescência 
- Fenómeno ótico que faz certos tipos de 
superfícies refletirem as cores. 
- As cores iridescentes são geralmente azuis e 
verdes. 
 
PERCEÇÃO DA LUMINOSIDADE E DA COR 
- A resposta dos olhos aos níveis de 
luminosidade é semelhante à resposta do 
ouvido aos níveis do som 
 
 
 
 
NOTA: 
 O olho humano (ao contrário do ouvido) 
não consegue decompor uma onda nas 
suas componentes. 
 Existem assim, por exemplo, duas cores 
amarelo 
 Cores complementares, quando adicionadas, 
dão cor branca 
 
 Ilusões Óticas: Os olhos não enviam 
informação correspondente à imagem 
fotográfica para não saturar o cérebro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BIOQUÍMICA 
 
NOTA: 
Catabolismo: complexo → simples (gasto ATP) 
Anabolismo: simples → complexo (ganho ATP) 
 
Todas as vias metabólicas têm um objetivo: 
• funções das vias metabólicas; 
• em que tecidos são particularmente 
importantes; 
• como são reguladas; 
• pontos de ramificação no metabolismo. 
 
Regulação de vias metabólicas 
 
• Reações irreversíveis: etapas limitantes de 
vias metabólicas 
• Enzimas sujeitas a regulação, asseguram 
que: 
- a taxa de uma via metabólica está adaptada às 
necessidades das células; 
- as vias de síntese e degradação de qualquer 
molécula nunca estão ativas simultaneamente. 
 
Mecanismos de controlo da atividade 
enzimática: 
• Disponibilidade de substrato. 
• Regulação alostérica. 
• Controlo hormonal: 
- por fosforilação reversível de proteínas; 
- por regulação da taxa de transcrição. 
 
Metabolismo de carbohidratos 
1. Digestão e absorção de carbohidratos 
2. Entrada de glucose para o interior das 
células 
3. Glicólise 
4. Fermentação Lática 
5. Produção de ATP a partir de fosfocreatina 
 
 
CARBOHIDRATOS DA DIETA 
(dezenas centenas g/dia) 
 
1. Polissacarídeos (~65 %) 
 - Amilopectina 
- Amilose 
 
2. Dissacarídeos (~31%) 
- Sacarose 
- Lactose 
 
3. Monossacarídeos (~3%) 
- Frutose 
- Glucose 
 
NOTA: 
Peixes carnívoros: 
- Têm baixa capacidade para utilizar 
carbohidratos como fonte de energia; 
o teor em carbohidratos em 
alimentos preparados para estes 
peixes é geralmente inferior a 20% 
vs 25 45% em peixes omnívoros 
- após uma refeição, a maior parte da 
energia é produzida por oxidação de 
lípidos e aminoácidos. 
 
Os CH da dieta são absorvidos após hidrolise a 
monossacarídeos 
 
1º PASSO: 
• HIDROLISE PARCIAL pelas -amilase 
salivar e pancreática 
- endossacaridases hidrolizam ligações 
glicosídicas - 1,4 internas 
 
2º PASSO: 
• HIDROLIZE TOTAL pelas 
oligossacaridases/ dissacaridases 
existentes na superfície do epitélio 
intestinal 
- Estas enzimas atuam também sobre muitos 
dissacarídeos e oligossacarídeos da dieta 
- Oligossacaridases/ dissacaridases presentes à 
superfície da membrana do intestino delgado 
(exossacaridases) 
 
3º PASSO 
• A ABSORÇÃO, mediada por 
transportadores (proteínas 
transmembranares) 
- O SGLT1 é um Simporter 
de sódio e glucose 
 
4º PASSO 
• A glucose é TRANSPORTADA do 
intestino para o sangue por meio do 
transportados GLUT2 (proteína 
transmembranar) 
 
5º PASSO 
• Uma vez no sangue, a glucose é 
DISTRIBUÍDA por todas células para: 
- Armazenamento 
 Fígado e Músculo: Glicogénio 
 Tecido Adiposo: Glutationa Lipidica 
- Produção de ATP 
 Cérebro, Rim, Eritrócitos 
 
Nota: o destino desta glucose vai depender, em 
alguns casos, do status hormonal que 
prevalecer na altura 
 
 
COMO OCORRE A ENTRADA DE GLUCOSE 
NAS CÉLULAS? 
• A glucose entra nas células através dos 
transportadores de glucose 
• Os transportadores de glucose permitem 
fluxo da Glucose nos dois sentidos 
 
Ex: o GLUT2 do hepatócito é responsável quer 
pela entrada (hiperglicémia) quer pela saída 
(hipoglicémia => gluconeogénese) de glucose 
 
COMO SE GARANTE O SEQUESTRO DE 
GLUCOSE DENTRO DAS CÉLULAS? 
 
Transforma-se: 
Glucose →→→→→→ Glucose 6 fosfato (G 6 P) 
 (hexocinase e glucocinase) 
 
• Os transportadores da glucose, não são 
capazes de transportar G6P, o que leva 
à retenção da glucose 
 
- Propriedades da hexocinase e glucocinase 
 
• Hexocinase 
- Km = 0.1 mM 
- Presente na maioria das células 
- Tem a capacidade de atuar sobre a Glc 
mesmo quando é extremamente baixa no 
sangue 
 
 
 
• Glucocinase 
- Km = 10 mM 
- Presente no fígado e células  do pâncreas 
- A atividade é proporcional à glucose e é 
particularmente ativa quando a glucose é alta. - 
- Permite ao fígado retirar e sequestrar grandes 
quantidades de glucose do sangue em 
situações de hiperglicemia. 
 
. GLICÓLISE 
“Quebra do açúcar” 
 
1º PASSO (IMPORTANTE) 
• Fosforilação da glucose 
• Gasto de 1 ATPs 
• Libertação de 1 ADP 
• Forma-se glucose-6-fosfato 
(pode ter vários fins como piruvato, ribose, 
glicogénio, etc) 
→ Mediada por hexocinase e glucocinase 
 
 
2º PASSO 
• Conversão da glucose-6-fosfato em 
frutose-6-fosfato 
 
3º PASSO (IMPORTANTE) 
• Conversão da frutose-6-fosfato em 
frutose-1,6-bifosfato 
• Gasto de 1 ATP 
• Libertação de 1 ADP 
→ Mediada por 3. Fosfofrutocinase (FFK1) 
 
4º PASSO 
• frutose-6-fosfato divide- se em: 
gliceraldeido-3-fosfato e dihidroxiacetona-
fosfato 
 
5º PASSO (associado à dihidroxiacetona-fosfato)6º PASSO (IMPORTANTE) 
• Oxidação e Fosforilação do gliceraldeido-
3-fosfato 
• Gasto de 2NAD+ 
• Origina 2NADPH+ 
→ Mediada por Gliceraldeído-3-P 
Desidrogenase (GAPDH) 
 
7 /8 /9º PASSO 
• Libertação de 2 ATP 
• Libertação de 2H2O 
• No fim temos fosfoenolpiruvato 
 
10º PASSO (IMPORTANTE) 
• Conversão de fosfoenolpiruvato em 
piruvato (2) 
• Libertação de 2 ATP 
→ Mediada por piruvato cinase 
 
 
 Balanço final: 2ATP e 2NADH 
(produzem-se 4ATPs até aqui, mas gastam-se 
2ATP) 
 
Regulação da glicólise 
 ADP ou AMP sinalizam a falta de energia 
3 pontos principais de controlo: 
• Hexocinase (HK) - feedback negativo 
• Fosfofrutocinase 1 (FFK 1) 
- inibido por: H+, ATP, citrato 
- ativado por: AMP, frutose-6-bifosfato 
• Piruvato cinase (PK) 
- inibido por: ATP e alanina 
- ativado por: frutose-6-bifosfato 
 
Nota: + sinalização por insulina: 
 + concentração de Frutose-2,6-bifosfato 
Inibidores da glicólise 
 
Mercúrio (Hg): 
- liga se a resíduos de cisteína do centro activo 
de enzimas 
- impede síntese líquida de ATP sem inibir a 
glicólise (rendimento de ATP=0) 
- ex:. Gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase 
 
Agentes alquilantes: têm o mesmo efeito 
- ex: iodoacetamida 
 
 
 
 
NADH 
 
- A concentração citosólica de NAD+/NADH é 
muito pequena (50 200 M) 
- Rapidamente todo o NAD+ passaria a existir 
como ADH (o que bloquearia a glicólise) 
- Este NADH não poderá reduzir 
diretamente o Complexo I da cadeia respiratória 
pois a membrana interna da mitocôndria é 
impermeável a NADH 
 
Como se regenera o NAD+? 
• Shuttle do malato aspartato 
• Shuttle do glicerol fosfato 
• A conversão piruvato lactato 
 
Mecanismo quimiosmótico 
 1 NADH ≈ 3 ATPs 
 1 FADH2 ≈ 2 ATPs 
 
NADH – NAD+: complexo I 
FADH2 – FAD: complexo II 
 
Produção de ATP na mitocôndria: 
• Á mediada que os e- vão sendo 
transportados na cadeia, os complexos vão 
bombeando protões: gradiente químico 
utilizado para produzir ATP 
 
SHUTTLE DO MALATO ASPARTATO 
- Mais eficiente energeticamente 
- Condições aeróbicas 
 
→ O oxaloacetato forma malato e regenera-se 
NAD+ 
→ O malato é transportado para dentro da 
matriz mitocondrial, onde é novamente 
convertido em oxaloacetato, formando 
NADH 
 
Transaminação de aminoácidos 
 Transferência do grupo amino de um 
aminoácido para um -cetoácido 
(piruvato, OAA, -cetoglutarato) 
- PLP = piridoxal fosfato 
(derivado da vitamina B6) 
 
 Aspartato Oxalato 
 
SHUTTLE DO GLICEROL FOSFATO 
- Condições aeróbicas 
 
→ NADH da glicólise reduz a dihidroxiacetona 
fosfato em glicerol-3-fosfato 
→ Liberta-se NAD+, que entra novamente na 
glicólise 
→ A reação contrária reduz FAD em 
FADH2, que cede os e- à cadeia 
respiratória 
 
a- Glicerol 3 Pi desidrogenase citosólica 
b- Glicerol 3 Pi desidrogenase mitocondrial 
 
A CONVERSÃO PIRUVATO LACTATO 
 
Vias de metabolização do piruvato 
 
A canalização dos e- do NADH para a cadeia de 
transporte de eletrões mitocondrial nem 
sempre é possível: 
 
Exemplos 
• os eritrócitos não têm mitocôndrias 
• muitos miócitos são pobres em mitocôndrias 
(fibras musculares “brancas”) 
 
• mesmo os miócitos com grande capacidade 
oxidativa (… com muitas mitocôndrias), 
poderão ter problemas em situações de 
exercício intenso (défice de O2) 
 
No entanto, têm capacidade de continuar a 
debitar esforço. Como? 
• Convertendo piruvato em lactato e 
excretando o lactato para o sangue. 
 
 
 
 
Lactacto desidrogenase (LDH) 
• Existe em todas as células 
• Cataliza uma reação reversível 
 
- Na fermentação láctica, uma glucose é 
transformada em 2x Ácido Láctico 
- Sobreprodução => Acidose láctica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rendimento Energético Da Glicólise: 
 
 
 
Produção de ATP durante o exercício físico: 
fosfocreatina 
 
• Em condições energéticas favoráveis, a 
creatina cinase sintetiza fosfocreatina 
(requer ATP) 
• Em situações de exercício intenso / 
isquemia, a fosfocreatina é utilizada para a 
produção de ATP. 
• A creatina é sintetizada no fígado e rins a 
partir de aminoácidos ( Gly , Arg , Met ) ou 
obtida na dieta 
 
 
 
 
 
 
 
 
GUCANEOGÉNESE 
Formação/síntese nova de Glucose 
 
NOTA: O nosso cérebro precisa de cerca de 
120 g de Glucose por dia (mais de metade da 
quantidade de glucose armazenada na forma de 
glicogénio no músculo e fígado). 
 
• Qualquer molécula que possa ser 
converida em piruvato ou oxaloacetato 
pode servir como ponto de partida para 
a gluconeogénese.: 
 
- Processo essencialmente hepático 
Fígado e Rins: hipoglicemia/jejum 
 
- Visa manter normoglicémia (cérebro, 
eritrócitos, cristalino, córnea, etc. são 
completamente dependentes de glucose para 
gerar ATP). 
 
Glicólise vs Gliconeogénese 
   
Músuculo Fígado 
E cérebro 
Mediado pela creatina cinase 
 
Gliconeogénese: Em grande parte esta via é 
o “inverso” da glicólise –7 das 10 reações da 
glicólise são reversíveis. 
 
Existem 3 exceções (“shunts”): 
-Fosfoenolpiruvato (PEP) => piruvato 
-Frutose 1,6-bifosfato (F-1,6-biP) => F-6-P 
-Glucose-6-fosfato (G-6-P) => glucose 
 
NOTA: O ponto de entrada dos substratos 
na gliconeogénese varia. 
 
SUBSTRATOS PRECURSORES DE 
GLUCOSE 
De onde provêm estes substratos? 
• Lactato produzido em células que fazem 
fermentação lática 
• Alanina libertada pelos músculos 
• Glicerol libertado pelo tecido adiposo 
(jejum; lipólise: TG → Glicerol + 3 ácidos 
gordos) 
 
CICLO DE CORI 
(músculos/eritrócitos- fígado) 
• Nos músculos ATP é produzido pela 
glicólise para rápida contração. 
• Lactato é produzido e passa para o 
fígado onde é usado o ATP para a 
síntese de glucose (gliconeogénese) 
durante a recuperação 
 
 
 
 
 
CICLO DE ALANINA GLUCOSE 
(músculos-fígado) 
 
- Interconversão entre Piruvato e Alanina: 
reação de transaminação 
  
Alanina transaminase (ALT) ou Alanina 
aminotransferase (usa como substrato a alanina) 
 
Vantagem deste ciclo: 
- O miócito exporta para o fígado excesso de 
N (síntese de ureia). Este N provém de outros 
a.a. cujos carbonos também estarão a ser 
mobilizados para oxidação 
 
Nota: Nos Músculos durante a glicólise a 
conversão/regeneração de NADH 
 
RESUMO gliconeogénese 
 
 
LACTATO/ ALANINA 
1º PASSO: Temos LACTATO OU ALANINA 
2º PASSO. Conversão em PIRUVATO 
3º PASSO: Conversão em OXALOACETATO 
- gasto de ATP (2) 
- Mediado pela Piruvato Carboxilase 
- Cofator biotina (vitamina B7) 
4º PASSO: Conversão em FOSFOENOLPIRUVATO 
- gasto de GTP (2) 
- Mediado pela Fosfoenolpiruvato Carboxilase 
OUTROS PASSOS- gasto de 2ATP 
FIM: Frutose 1,6 Bifosfato 
 
• BALANÇO FINAL: GASTO DE 6ATP 
(4ATP + 2GTP)- para uma glucose 
 
GLICEROL 
 
NOTA: Quando a gliconeogénese é induzida 
(hipoglicémia), muitos processos 
catabólicos são também induzidos 
Um destes é a lipólise: hidrolize dos 
triglicéridos armazenados no tecido 
adiposo TG →3 AG+glicerol 
 
1º PASSO: Temos GLICEROL 
2º PASSO: Conversão em GLICEROL-3-
FOSFATO 
- gasto ATP (2) 
- Mediado pela Glicerol Cinase (abundante no 
fígado e ausente no tecido adiposo) 
3º PASSO: Conversão em DIHIDROXIACETONA 
- ganho de NADH 
- Mediado pela glicerol-3-fosfato desidrogenase 
OUTROS PASSOS 
FIM: Frutose-1,6-Bifosfato 
 
• BALANÇO FINAL: GASTO DE 2ATP- 
para uma glucose 
 
 
 
 
NOTAS: 
- A produção de glicose por degradação do 
glicerol é + vantajosa, do que por degradação 
de lactato/alanina. 
numa proporção de 2ATP-6ATP 
 
- Todo este ATP vem da oxidação de ácidos 
gordos. 
 
CONVERSÃO F-1,6-P em glicose 
 
 
 
1. Temos frutose-1,6-bifosfato 
 
2. Conversão em FRUTOSE-6-FOSFATO 
- perda de um fosfato 
- Mediada pela frutose Bifosfatase 1 
• A reação catalizada pela FFK-1é irreversível; 
o problema é resolvido pela F-1,6-bifosfatase 
 
3. Conversão em GLUCOSE-6-FOSFATO (no 
citoplasma) 
- Entra no Retículo endoplasmático mediado 
por uma proteína transmembranarTransportador G6P 
 
4. Conversão em GLUCOSE 
- A G6P perde o fosfato 
- Mediado pela Glucose 6 fosfatase 
• A reação catalizada pela glucocinase é 
irreversível; o problema é resolvido pela 
Glucose-6-fosfatase, uma enzima do 
retículo endoplasmático (só existe no 
fígado e rim).. 
 
5. A GLUCOSE sai do RE 
- Mediado por uma proteína transmembranar 
Transportador de glucose 
 
6. A GLUCOSE sai da célula 
- Mediado por uma proteína transmembranar 
GLUT 2 
 
REGULAÇÃO DA GLUCONEOGÉNESE 
 
1. Acetil CoA 
- advém do metabolismo de ácidos gordos 
- informa da existência de ATP disponível 
• Em jejum (falta de glicólise) o tecido 
adiposo ativa a lipólise 
• Há libertação de ácidos gordos 
• Há oxidação dos ácidos gordos 
• Produz-se Acetil CoA 
 
Quanto + Acetil CoA + Piruvato carboxilase 
+ Gluconeogénese + glucose 
2. AMP (fosfato totalmente consumido) 
- Indica o baixo nível de ATP 
- Controla a atividade da frutose bifosfatase 
• Sinalização por insulina (+) frutose (inibição 
da gliconeogénese) 
• Sinalização por glucagon (-) frutose (quer 
gliconeogénese) 
 
Notas: 
• Estes passos (acetil coA + AMP) impedem 
que a glucose e gliconeogénese ocorram 
simultaneamente, porque isso seria fútil 
(ou se gasta ou se produz) 
• Quantos (+) lípidos temos, gastamos (-) 
carbohidratos 
 
 
VIA DAS PENTOSES FOSFATO 
 
Objectivos da via: 
 
I. (INTERCONVERSÃO DE PENTOSES PI) 
converter alguma glucose em ribose 5 
Pi (precursor de nucleótidos- para RNA e 
DNA) e outros monossacarídeos 
 
II. (FASE OXIDATIVA)- obter NADPH 
O NADPH é utilizado em: 
• Mts reações anabólicas (e.g ., síntese de 
lípidos) 
• Manutenção da glutationa no estado 
reduzido (mt importante na defesa contra o 
stress oxidativo, ex: eritrócitos) 
 
FASE OXIDATIVA 
Produz: 
• NADPH –necessário para: 
(i) proteção antioxidante (sistema da glutationa) 
(ii) Biossíntese de outras moléculas (ex. ácidos 
gordos, colesterol) 
• Ribose-5-fosfato –necessário para síntese 
de nucleótidos, … 
 
1º PASSO: Temos glucose-6-fosfato 
2º PASSO: 
• Conversão em 6-FOSFOGLUCONATO 
- Mediado pela Glucose-6-Fosfato 
Desidrogenase 
- produz 1 NADPH 
 +/OU 
• Conversão em RIBULOSE-5-FOSFATO 
- produz 1 NADPH 
 
Nota: Neste passo a ribulose-5-fosfato, transforma-se diretamente 
ou com o passo da 6-fosfogluconato antes 
 
3º PASSO: Temos RIBULOSE-6-FOSFATO 
(pode ter 2 vias) 
  
Originar G6P originar nucleótidos/coenzimas 
 
 
 
INTERCONVERSÃO DE PENTOSES-Pi 
(não oxidativa) 
 
- catalisada por transcetolases e transaldolases 
- permite a conversão de ribose-5-P em Glc-6-
P(reentra na fase oxidativa da via das pentoses 
fosfato para produção de NADPH) 
- ocorre em tecidos que precisam mais de 
NADPH do que ribose-5-P (ex. Fígado e tecido 
adiposo) 
 
 
(a prof deu pouca relevância a este esquema, por isso, não o vou explicar) 
 
REGULAÇÃO DA 
GLUCOSE-6-FOSFATO DESIDROGENASE 
(presente na fase oxidativa da vida das 
pentoses fosfato) 
 
→ inibida por NADPH- regulador negativo 
→ ativada por desfosforilação (sinalização 
por insulina 
 
- Quando a NADH está em grandes 
quantidades, inibe-se a enzima, para não 
desperdiçar glucose 
 
Favismo (doença) 
• Ocorre em zonas de malária (+ stress 
oxidativo afeta o inseto da malária) 
• deficiência em Glc 6 P desidrogenase 
• provoca anemia aguda induzida por 
substâncias que aumentam o stress 
oxidativo nos eritrócitos 
(ex. vicina, presente nas favas) 
 
 
SÍNTESE E DEGRADAÇÃO DE 
GLICOGÉNIO 
 
Glicogénio: Surge em muitos tecidos mas é 
particularmente abundante no fígado (onde 
pode atingir 10% da massa do orgão). No 
músculo esquelético também existe mt 
glicogénio (300 600 g) 
 
Estrutura do glicogénio 
- Polímero de glucose linear (α1->4) com 
ramificações α 1->6 
• Grânulos citosólicos 
• Fonte rápida de energia via metabolismo 
aeróbico ou anaeróbico 
• Esgota se no fígado ao fim de 12- 24h de 
jejum, e nos músculos ao fim de 1 h de 
exercício vigoroso. (o glicogénio é 
mobilizado para produção de ATP) 
 
Propriedades do glicogénio 
• o seu armazenamento não se traduz num 
aumento da força osmótica 
• É um polímero altamente ramificado => 
O elevado nº de extremidades possibilita 
síntese e degradação do glicogénio rápida; 
• Aumenta solubilidade 
 
GLICOGÉNESE 
Síntese de glicogénio 
 
Glucose → Glucose6P → Glucose-1-P 
  
 (forma ativada da glucose) UDP- Glucose 
 
1. Há UDP-Glucose 
2. Conversão em UTP-Glucose 
- Gasto de ATP 
- Mediada pelo glicogénio sintetase 
• transfere glucose de UDP-glucose para 
uma extremidade não redutora do 
glicogénio 
• introduz apenas as ligações α 1,4 
REGULAÇÃO da glicogénio sintetase 
ATIVAÇÃO 
- glucose 6 P (regulação alostérica) 
- desfosforilação (sinalização por insulina 
 
INIBIÇÃO 
- glucagon/adrenalina 
- glicogénio 
Enzima ramificadora (ramificações α 1,6) 
• Catalisa a transferência de um fragmento 
terminal de 6 7 resíduos de Glc de uma 
extremidade não redutora (contendo pelo 
menos 11 Glc) para o grupo hidroxilo do C 6 
de outra Glc, gerando nova ramificação. 
• Aumenta o nº de extremidades não 
redutoras para ação da glicogénio sintetase 
e da glicogénio fosforilase (degradação do 
glicogénio) 
 
FUNÇÃO DA GLICOGENINA 
Problema: A glicogénio sintase não atua sobre 
glucose livre, não sendo capaz de produzir 
glicogénio sozinha 
Solução : GLICOGENINA 
- pequena proteína com a capacidade de se 
autoglicosilar fornecendo assim a (Glucose)n à 
glicogénio sintase. 
- GLICOGENINA + GLUCOSE = glicogénio 
  
 sintetase 
 
 
GLICOGENÓLISE 
(degradação de glicogénio) 
QUANDO QUEREMOS ATP 
 
GLICOGÉNIO FOSFORILASE 
(glucose)n + Pi → (glucose)n-1+ Glu-1-P 
-específica para ligações α1,4 
 
- retira a glicose das extremidades da 
ramificação 
- Como a fosforilase não é capaz de 
desramificar sozinha usa-se a ENZIMA 
DESRAMIFICADORA 
→ Atividade transferase 
→ Corta a ligação 1,6-glucosidade 
 
Regulação alostérica (competição/inibição 
enzimática) 
• ativada por AMP e inibida por ATP 
(músculos) 
(+) AMP, (-ATP), degradação do glicogénio 
• inibida por glucose (fígado) 
 
Regulação hormonal (associado aos níveis de 
glucose no sangue) 
- ativada por fosforilação (glucagon/adrenalina) 
- inibida por desfosforilação (insulina) 
 
NOTA: A glucose inibe a glicogenólise 
 
DESTINO DA GLUCOSE-6-P 
(depende do sítio onde foi gerada) 
 
Glicogenólise no Fígado 
- ativada durante o jejum / hipoglicemia 
(efeitos do glucagon) 
- glucose libertada para o sangue 
 
Glicogenólise nos Músculos 
- ativada durante o exercício físico 
(efeitos do AMP, cálcio e epinefrina) 
- glucose 6 P entra na glicólise para 
produção de ATP 
 
 
BIOENERGÉTICA 
E METABOLIMO REDOX 
 
Deficiência em B1: 
- Compromete a PDH 
- Compromete a aceti CoA 
- Piruvato é convertido em lactato 
 
COMPLEXO DA PIRUVATO DESIDROGENASE 
(PDH) 
→ Transforma piruvato em Acetil CoA 
→ Implica gasto de energia (-33,4 Kl/mol) 
 
Importante para a produção de CO2 
(descarboxilação do piruvato) 
 
DIMINUIÇÃO da atividade da PDH 
 
Causas: 
-deficiência em tiamina (Vit. B1) 
-intoxicação com arsénio- PRESENTE NA 
ÁGUA- (liga-se a resíduos de cisteína do centro 
ativo da PDH e enzimas do ciclo de Krebs) 
 
Consequência: 
- ACIDOSE 
 
REGULAÇÃO DA PDH 
 
Regulação alostérica: 
Inibida: (retroinibição) 
- Acetil CoA 
- NADH2. 
 
Regulação hormonal: 
Ativada: 
- Insulina (alimentado) 
(+) insulina (+) piruvato (+) acetil CoA 
Inibida: 
Glucagon (jejum) 
 
VIAS DE PRODUÇÃO/UTILIZAÇÃO 
DE ACETIL COA 
PRODUÇÃO: 
- piruvato 
- ácidos gordos (beta oxidação) 
- metabolismo de a.a (cetogénicos) 
USADA: 
- Síntese de corpos cetónicos (jejum) 
- Sintese de ácidos gordos 
- Ciclo de Krebs 
- Sintese de colesterol 
 
CICLO DE KREBS 
(gerar energia) 
- produz-seGTP e ATP 
- produz-se NADH e FADH2 
 
 
 
Nota: 
- 4 desidrogenações (formação NADH) 
- 1 fosforilação (formação de GTP) 
- 1 hidratação 
 
_ GTP é interconversivel em ATP 
Regulação da PDH e do ciclo de Krebs 
 
NADH PRINCIPAL INIBIDOR 
 
O ciclo de Krebs é principalmente regulado pela 
disponibilidade de substratos e inibição pelos 
produtos das reações (especialmente NADH e 
ATP) 
 
PDH: inibida por ATP, acetil coA, NADH e 
a.gordos 
 
 
ONDE OCORRE ISTO? 
→ Glicólise ocorre no citoplasma 
→ Ciclo de Krebs na matriz mitocôndrial 
→ Fosforilação oxidativa ocorre na membrana 
interna da mitocôndria . 
 
Nota: Excepto succinato desidrogenase, 
localizada na membrana interna da 
mitocôndria 
 
MECANISMO QUIMIOSMÓTICO 
3 ATP/NADH 
2 ATP/FADH2 
RENDIMENTO DE ATP (oxidação de 1 glucose) 
 
 
 
Função CATABÓLICA do ciclo de Krebs 
 
Nota: O Ciclo de Krebs vale a pena, porque 
tem caracter catabólico e de gerar ATO, 
transformando NADH e FADH2 em ATP 
 
 
Função ANABÓLICA do ciclo de Krebs 
- produzir intermediários (simples→ complexo) 
 
 
METABOLISMO REDOX 
E STRESS OXIDATIVO 
 
Espécies reativas de oxigénio (ROS) 
 
Produção de ROS na mitocôndria 
 
Radicais superóxido (O2.-) produzidos nos 
complexos I, II e III 
• Em condições fisiológicas, 1-2 % dos eletrões 
são transferidos diretamente para oxigénio 
molecular- produção de O2. (peroxido) 
• Envelhecimento e muitas patologias estão 
associados com disfunção mitocondrial → 
produção de O2.- danos oxidativos 
Oxidação da hemoglobina no eritrócito 
• Hgb(Fe(II))O2 autooxida-se lentamente 
• Agentes químicos, drogas e componentes 
alimentares induzem methemoglobinemia 
(pró oxidantes)- levam ao aumento de ROS 
 
Produção de H2O2 durante a oxidação de 
ácidos gordos 
• O peroxido de hidrogénio é um produto 
lateral da reação de a.g. 
 
Produção de ROS via ciclo redox de quinonas 
ex. Paraquat 
• herbicida altamente tóxico 
(converte O2 em O2-) 
 
Composto NADH shuttle 
Fosforila 
substrato 
Fosforila 
oxidativa 
Glucose 2 NADH 
Malato-
aspartato 2 ATP 
6 ATP 
Glicerol3P 4 ATP 
Piruvato 2 NADH S/ shuttle 6 ATP 
Acetil CoA 6 NADH S/ shuttle 18 ATP 
Ciclo de 
Krebs 
2 FADH2 S/ shuttle 4 ATP 4 ATP 
BALANÇO 
FINAL 
36-38 ATP (depende do shuttle) 
 
Espécies reativas de oxigénio e danos 
oxidativos 
 
RADICAL HIDROXILO (OH-) 
• produzido por redução do H2O2 catalisada 
por Fe 2+ ou Cu reação de Fenton) 
• oxida qualquer tipo de biomolécula 
proteínas, lípidos, ácidos nucleicos ) 
provocando morte celular 
 
Peroxidação de lípidos 
 
- é irreversível. COMO PARAR? 
  
Peróxidos lipídicos são instáveis e fragmentam 
se- Morte celular 
+ ROS + Oxidação 
 
Defesas antioxidantes 
• Superoxido dismutase 
• Catalase 
• Glutationa 
 
 
SUPERÓXIDO DISMUTASES (SOD): 
• Sod1 CuZnSOD (citosol e espaço 
intermembranar 
• od2 MnSOD (mitocondria) 
Final: 2 O2- 
 
CATALASE 
- em eucariotas superiores: peroxissomas 
Final: 2 H2O + O2 
 
GLUTATIONA 
• -glutamil cisteinil glicina 
• Tiol não proteico mais abundante nas 
células (1 10 mM 
• Produzida no fígado (unicamente) fornece 
glutationa a outros tecidos 
 
Função: 
• defesa antioxidante 
- cofator da Glutationa peroxidase 
• destoxificação de xenobióticos 
- cofator da Glutationa S transferase (GST) 
• transporte de aminoácidos 
 
GLUTATIONA PEROXIDASE 
- requer selénio 
- Remove peroxido de hidrogénio 
 
Função: 
- Redução de peróxidos lipídicos 
 
NOTA: o NADPH ajuda a regenerar glutationa 
Sem patologias 
Deixa de haver balanço 
Função da vitamina E (Toc), ubiquinol (Q10) e 
ascorbato Asc ) contra a peroxidação de lípidos 
- Parecido com a glutationa 
 
 
 
Metabolismo de lípidos 
 
ÁCIDOS GORDOS 
 
- Cadeia hidrofóbica de hidrocarbonetos 
( C4-C36 ) com grupo carboxílico terminal. 
- podem ser lineares, ramificados, saturados, 
insaturados, dicarboxílicos 
- os mais comuns são cadeias lineares com 12 a 
24 carbonos (C). 
 
classificação em função do tamanho: 
- cadeia curta: 4 6 C 
- cadeia média: 8 12 C 
- cadeia longa: 14 22 C 
- cadeia muito longa: 24 C 
 
Propriedades físico Químicas dos ác. gordos 
 
Solubilidade em meio aquoso: 
• reduzida 
• diminui com o aumento do nº de C 
 
Ponto de fusão: 
• aumenta com o nº de C 
• diminui com o grau de insaturação 
 
NOTA: organismos regulam a composição 
lipídica para assegurar uma fluidez das 
membranas 
constante sob diferentes condições 
• ex. a razão entre AG insaturados / saturados 
diminui (aumenta grau de saturação) com o 
aumento da T a que as bactérias são 
cultivadas 
 
Importância biológica dos ácidos gordos 
 
• Constituintes de glicolípidos (e g LPS 
bacteriano) e proteolípidos (existem mts 
proteinas palmitoíladas, miristoíladas, etc o 
ácido gordo funciona Como âncora 
membranar) 
• Precursores de outros lípidos 
- Fosfolípidos e outros lípidos de membrana 
(e.g., glicoesfingolípidos 
- Hormonas (e.g., as eicosanoides 
prostaglandinas, leucotrienos, tromboxanos 
- Mensageiros intracelulares (e.g., diacilglicerol 
- Triglicéridos (TG) principal reserva energética 
de quase todos os organismos. 
 
Alguns tipos de lípidos de armazenamento ou 
Estruturais 
 
Suporte: glicerol ou esfingosina ligado a: 
• um ou mais AG 
• um grupo polar 
 
TRIGLICÉRIDO (OU TRIACILGLICEROL) 
→ 3 AG esterificados com um glicerol 
→ Moléculas não polares, hidrofóbicas 
Funções: 
- armazenamento de energia; 
- isolamento contra temperaturas baixas 
(ex., animais polares; hibernação) 
Triglicéridos como reserva energética – 
Porquê? 
• Os átomos de carbono dos ácidos gordos 
estão mais reduzidos (nº de oxidação 
menor) do que os carbonos dos 
carbohidratos e proteínas: 
- Oxidação de ác. Gordos produz o dobro da 
energia 
 
• Devido à elevada hidrofobicidade, os TGs 
são armazenados em gotículas desprovidas 
de água => mais calorias por unidade de 
volume ( 200 g de glicogénio contêm 400 
g de água). 
- Adipócitos de um mamífero: Gotas lipídicas 
praticamente enchem as células 
 
• Os TGs constituem uma forma inócua de 
armazenamento de ác. gordos, pois estes 
são tóxicos a concentrações elevadas 
(sabões que danificam membranas). 
 
DIGESTÃO DE LÍPIDOS 
- 90% dos lípidos da dieta são TG (contendo 
maioritariamente AG de cadeia longa 
- 10% são fosfolípidos, colesterol (livre e 
esterificado), ácidos gordos livres, etc. 
 
 
 
1. LIPASE GÁSTRICA 
- digere uma pequena fração dos TG 
- estabilizar a emulsão lipídica. 
 
2. LIPASE PANCREÁTICA 
- hidrolisa a maior parte dos TG: 
- TG + 2 H2O → 2 monoacilglicerol + 2 AG 
- há intervenção de sais biliares (acelera o 
processo) 
 
ABSORÇÃO DE LÍPIDOS 
 
• Os 2 monoacilglicerol e AG atravessam a 
membrana do enterócito por difusão 
- Os AG são sequestrados por uma FABP 
citosólica e rapidamente ativados 
• Os AG de cadeia curta ou média podem 
passar diretamente para o sangue (veia 
porta) chegando rapidamente ao fígado 
• Os enterócitos sintetizam triglicerídeos a 
partir de 2 monoacilglicero e acil CoA e 
incorporam os TG nas quilomicra 
 
SÍNTESE DE TG NO ENTERÓCITO 
 
1. a via do 2 monoacilglicerol 
 
1º PASSO: Os AG de cadeia longa são ativados 
a Acil CoA pelas acil CoA sintetases: 
 
(AG + CoA + ATP → acil CoA + AMP + PPi) 
 
• Os 2 monoacilglicerol e os AGs activados 
são utilizados para re-sintetizar TGs no 
enterócito: 
 
MAG : acilCoA aciltransferase 
 
 
DAG : acilCoA aciltransferase 
 
 
Quilomicra 
 
- Os TGs sintetizados nos enterócitos são 
exportados (exocitados) em 
lipoproteínas designadas QUILOMICRA 
 
 
 
 
1 2 
LIPOPROTEÍNA LIPASE 
- Uma vez no sangue, as quilomicra são alvo da 
LIPOPROTEÍNA LIPASE (LPL) uma lipase que 
existe adsorvida nas paredes dos capilares 
- actua sobre lipoproteínas detentoras de 
Apolipoproteína CII (ApoCII) 
- A LPL actua sobre os TGs das quilomicra (e 
de outras lipoproteínas 
- Este processo culmina na hidrolize completados TGs a ácidos gordos + glicerol 
 
TG → Glicerol + 3 AG 
 
• Após a ação da LPL 
- formam se umas lipoproteínas mais pequenas 
e mais densas, ricas em colesterol (se presente 
na dieta 
- estas lipoproteínas designam se 
REMANESCENTES DE QUILOMICRA e são 
endocitadas pelo hepatócito 
 
Processamento dos lípidos da dieta 
• Os AGs são consumidos pelos miócitos, 
hepatócitos e adipócitos 
 
- REGULAÇÃO HORMONAL: 
 
Se insulina/glucagon for alta: 
• os AG são armazenados sob a 
forma de TG ( adipócitos) 
 
Se insulina/glucagon for baixa: 
- os AG são oxidados (miócitos , 
hepatócitos) 
 
GLICEROL 
O glicerol é consumido pelo 
fígado e rim e convertido em glicerol 3 P. 
 
Tal requer a enzima GLICEROL CINASE 
(esta enzima não existe no adipócito) 
 
 
O destino final do glicerol 3 P vai depender da 
razão insulina/glucagon 
- se for alta, poderá ser directa ou 
indirectamente (DHAP --> acetil CoA) canalizado 
para a síntese de AGs; 
- se for baixa, a DHAP segue para a 
Gluconeogénese (Glc). 
 
SÍNTESE DE GLICEROL 3 P NOS ADIPÓCITOS 
(VIA glicólise) 
 
- No adipócito o glicerol 3 P não pode ser 
sintetizado a partir de Glicerol (não possui 
glicerol cinase). 
- A grande maioria do glicerol 3 P é obtida a 
partir da GLICÓLISE 
- O adipócito só tem acesso a glucose 
quando insulina/glucagon é alta (hiperglicémia)). 
- Nesta situação são sintetizados TGs. 
(Nota: o GLUT4 é insulino dependente) 
- Em hipoglicemia não há consumo de 
AGs para a síntese de TGs. 
 
SÍNTESE DE GLICEROL3P NOS HEPATÓCITOS 
(GLICÓLISE E FOSFORILAÇÃO DO GLICEROL) 
 
No hepatócito quando insulina/glucagon é alta 
(hiperglicemia) 
- Glicerol 3 P é sintetizado: 
• por fosforilação do glicerol; 
• a partir de DHAP (via glicólise). 
LIPÓLISE (TECIDO ADIPOSO) 
 
-Hidrólise sequencial de Triglicéridos: 
 
 
Como é controlada? 
1 Modulando a atividade da LIPASE HORMONA 
SENSÍVEL (LHS) 
2 Regulando o recrutamento/acessibilidade da 
TG lipase (TGL) e LHS para as 
gotículas lipídicas- controlado pela PERILIPINA 
(proteína que forra as gotículas lipídicas) 
 
Regulação da lipólise 
• As Lipases são activadas pelas hormonas 
glucagon (hipoglicemia ) e epinefrina 
(hipoglicemia e stress). 
 
(+) glucagon e epifenia (+) adenilato ciclase 
(+) cAMP (+) proteína CINASE A 
  
(+) fosforilação 
 
Alvos da Proteína cinase A (PKA) 
 
- LHS: fosforilada é 2-3 X mais ativa 
 
- Perilipina: fosforilação aumenta a taxa 
lipolítica por um factor 50. 
A forma fosforilada da perilipina 
1. dissocia se da CGI 58 a qual recruta a 
ATGL para as gotículas lipídicas 
2. recruta a LHS para as gotículas lipídicas 
 
QUAL O DESTINO DOS PRODUTOS ? 
 
- Glicerol => fígado, rim e outros 
- Ácidos gordos => sangue onde são 
transportados pela albumina sérica 50 da 
proteína sérica total) 
 
Destino dos ácidos gordos livres 
(em hipoglicemia ou stress) 
 
- São consumidos pelo miócito (cardíaco e 
esquelético) e hepatócito 
- São queimados para obtenção de energia 
(-OXIDAÇÃO ) maioritariamente na 
mitocôndria. 
 
1º PASSO: Activação pelas acil CoA Sintetases, 
os AGs são transformados em acil CoAs 
 
2º PASSO: Transporte para a matriz 
mitocondrial onde se encontram as enzimas da 
-oxidação 
- “PROBLEMA” a membrana interna da mitocôndria é 
impermeável a CoA ou 
Derivados de CoA! 
- O “Problema” é resolvido pelo ciclo da CARNITINA. 
 
3º PASSO: - Oxidação 
 
CICLO DA CARNITINA 
 
Transporte para a mitocôndria 
- envolve a reação de transesterificação 
reversivel 
- Enzimas: Carnitina Aciltransferase I e II 
- Transportador: translocase 
 
 
 
 
• a maioria dos AG são AGCL transporte é 
carnitina dependente 
• os AGCML (≥ 24C) são inicialmente 
oxidados nos peroxissomas (encurtados) 
• os AGCM e AGCC atravessam a MIM por 
difusão passiva (carnitina independente) 
 
 
Β OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GORDOS 
(MITOCONDRIAL) 
 
1. Desidrogenação 
Acil CoA desidrogenases 
- introduzem ligação dupla entre C α e C β 
(C2 e C 3) 
- flavoproteínas (cofator: FAD) 
 
2. Hidratação 
Enoil CoA hidratase 
- adição de H 2 O na ligação dupla do 
trans Δ2enoil CoA 
 
3. Desidrogenação 
β hidroxiacil CoA desidrogenases (NAD+) 
 
4. Tiólise 
Tiolase 
- β ceto acil CoA clivado por reação com 
grupo tiol da CoA 
 
4 isoformas 
• VLCAD: Very Long Chain Acyl CoA 
Dehydrogenase (C12-C24) 
• LCAD: Long Chain Acyl CoA Dehydrogenase acil 
CoA ramificados (acilCoA ramificados) 
• MCAD: Medium Chain Acyl CoA D ehydrogenase 
(C4-C 14) 
• SCAD: Short Chain Acyl CoA Dehydrogenase (C4-
C8) 
BALANÇO ENERGÉTICO DA 𝞫 
OXIDAÇÃO MITOCONDRIAL 
 
Β oxidação de ácidos gordos (mitocondrial) 
 
Nos miócitos: 
- o acetil CoA é oxidado (ciclo de Krebs 
 
Nos hepatócitos: 
- o acetil CoA é usado para a síntese de 
corpos cetónicos 
 
 
SÍNTESE DE CORPOS CETÓNICOS- 
FÍGADO 
 
Em hipoglicemia , o fígado: 
1) está em gluconeogénese => 
[Oxaloacetato] 
2) faz oxidação para obter ATP . 
 
- [Oxaloacetato] , ciclo de krebs, 
acetil CoA 
 
-No limite, a [CoA] livre tenderia para 0 
(estaria toda sob a forma de acetil CoA), a 
oxidação pararia e o fígado não teria 
energia para a gluconeogénese. 
 
• No fígado existe outra via metabólica para 
dar um destino à acetil CoA e, assim, 
regenerar CoA livre: SÍNTESE DE 
CORPOS CETÓNICOS 
 
 
CORPOS CETÓNICOS 
- Sintetizados no fígado a partir de acetil CoA 
formada durante a oxidação de ácidos gordos 
 
Acetona 
- produzida em menores quantidades 
- tóxica 
- volátil ( Acetoacetato e β hidroxibutirato 
- oxidados a acetil CoA em tecidos extra 
hepáticos (ex. músculos, cérebro) 
 
Balanço global: 
2 acetil CoA→ acetoacetato + 2 CoA 
  
 β hidroxibutirato 
OXIDAÇÃO DE CORPOS CETÓNICOS ( tecidos 
extra hepáticos*) 
 
• Destino dos corpos cetónicos 
- Uma fração é perdida na urina 
- Oxidados nos músculos (permite poupar 
glucose para o cérebro) e no cérebro 
 
Nota*: 𝞫 cetoacil CoA transferase não existe 
no fígado 
 
SÍNTESE DE ÁCIDOS GORDOS 
 
Qual o destino dos açucares (e de alguns 
aminoácidos) numa situação de hiperglicemia? 
 
- a Acetil CoA não seguirá o ciclo de Krebs 
- a Acetil CoA será utilizada na síntese de 
ácidos gordos (ocorre no citosol) 
- A membrana interna da mitocôndria é 
impermeável a CoA e derivados de CoA. 
Como se processa o transporte? 
 
O “SHUTTLE” DO CITRATO 
 
Duas versões 
 
- curta (menor) 
 
 
ciclo de krebs 
- longa (principal) 
• Balanço: 
1 acetilo “out” 
gasto 2 ATPs 
1 NADH convertido em NADPH 
 
O ciclo permite: 
• A saída de acetilos da mitocôndria 
• Gerar NADPH no citosol 
 
→ O NADPH será utilizado na síntese de AGs 
→ 14 NADPHs por cada ác palmítico sintetizado 
→ Os restantes NADPHs virão da via das 
pentoses fosfato (particularmente robusta 
no fígado e tecido adiposo) 
 
A SÍNTESE DE MALONIL COA (CITOSOL) 
 
- 7 em cada 8 moléculas de acetil CoA serão 
convertidas em malonil CoA 
 
Catalizada pela Acetil CoA CARBOXILASE 
- Esta reacção é o passo LIMITANTE na 
síntese de ácidos gordos. 
- Tem como objectivo activar moléculas de 
Acetil CoA de modo a possibilitar a sua 
condensação durante a síntese de ácidos 
gordos 
 
REGULAÇÃO DA ACETIL COA CARBOXILASE 
 
Regulação alostérica: 
Positiva: citrato 
Negativa: Palmitoíl-CoA (feedback negativo) 
 
Regulação por: 
fosforilação (inativa) 
desfosforilação (ativa) 
 
ALVO DA: 
- proteína cinase AMP dependente 
- cAMP dependente proteína cinase (PKA 
- Proteína fosfatase 2A (regulada pela PKA) 
reverte fosforilação activa a carboxilase 
 
Nota: 
(+) AMP, não há síntese de a.g 
(para não gastar ATP) 
 
SÍNTESE E OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GORDOS 
SÃO MUTUAMENTE EXCLUSIVAS 
 
• Pois o malonil CoA sintetizado pela Acetil 
CoA carboxilase , para além de ser o bloco 
de construção de ácidos gordos é um: 
POTENTE INIBIDOR da CAT I (ciclo da 
carnitina) 
• Logo, quando acetil CoA carboxilase está 
activa , [malonil CoA] é elevadae a CAT I 
está inibida => NÃO entram acil CoAs na 
mitocôndria (não ocorre a  oxidação de ác. 
gordos). 
 
ESTRATÉGIA DO ÁCIDO PALMITICO 
• O produto final desta síntese é ác. palmítico 
(C16:0) => 8 moléculas de acetil CoA 
- 7 das quais previamente activadas a malonil 
CoA ( pela acetil CoA carboxilase) 
 
Sintese: 
1: se com uma molécula de acetil CoA 
2: condensação sequencial de 7 moléculas de 
malonil CoA 
 
• Cada ciclo de elongação requer 4 electrões 
2 NADPHs). 
• Sãonecessários 7 ciclos => 14 NADPHs 
origem do NADPH 
- Shutle do citrato (8 NADPH) 
- Via das pentoses Pi (6 NADPH) 
 
SINTETASE DOS ÁCIDOS GORDOS 
MECANISMO 
 
- O carboxílico introduzido nas moléculas 
Acetil CoA pela acetil CoA carboxilase 
serve apenas para tornar o metileno 
nucleofílico (reactivo). Na condensação 
este carboxílico é eliminado. (liberta CO2) 
 
- Ao nível do substrato, 
acontece virtualmente o inverso 
da  oxidação: 
 
Ao fim do 7º ciclo de elongação e redução 
obtém se ác. palmítico (C16:0) 
- este é libertado da sintetase por uma 
tioesterase 
 
Nota: Existem algumas excepções a esta regra: 
Na glândula mamária produzem-se ác. gordos 
com menos de 16 carbonos; nas glândulas 
sebáceas produzem se ác. gordos de cadeia 
ramificada (produção de ceras mais 
hidrofóbicas) 
 
ESTEQUIOMETRIA DA SÍNTESE DO 
ÁC. PALMÍTICO (C16:0) 
 
Conversão de glucose em ácido palmítico 
(balanço energético) 
 
ELONGASES E DESSATURASES 
 
Elongases 
• A partir do ác. palmítico sintetizamos ác. 
gordos com mais carbonos (i.e., outros 
AGCL e AGCML) 
• Elongases: particularmente abundantes no 
Retículo endoplasmático 
• Mecanismo: semelhante ao da sintetase dos 
ác. Gordos 
 
Dessaturases: 
• Existem 3 dessaturases humanas: 
- C9 
- C6 
- C5 
Ácidos gordos essenciais: 
Ácido linoleico C18:2(D9,12 ) w6 
Ácido linolénico C18:3(D9,12,15 ) w3 
 
W6 e w3- precursores das hormonas eicosanoides e 
de lípidos com efeito Anti-inflamatório (resolvinas) 
 
Qual o destino dos ácidos gordos sintetizados 
de novo? 
 
Em resumo: 
hiperglicemia => ácido palmítico 
=> elongação e dessaturação 
 
- A grande maioria será utilizada para sintetizar 
TGs no adipócito e no fígado 
 
- O hepatócito exportará estes TGs para o 
sangue utilizando uma estratégia semelhante à 
usada pelo enterócito com os AGs 
provenientes da dieta, i.e empacotamento em 
lipoproteínas denominadas VLDL (são as 
longas) 
 
O DESTINO DAS VLDL 
 
Tal como as quilomicra (sintetizadas no 
enterócito) também as VLDL possuem Apo C II 
=> vão ser alvo da lipoproteína lipase (LPL) 
=> perdem TGs 
=> Transformam se em IDL (lipoproteínas de 
densidade intermédia) e, mais tarde, em LDL 
(lipoproteínas de densidade baixa, 
particularmente ricas em colesterol) 
 
COLESTEROL 
Lípido importante na estrutura membranar 
 
- Precursor de hormonas esteróides 
(estrogéneos, androgéneos, glucocorticoides,…) 
- Precursor dos ácidos biliares 
 
- Praticamente todas as células sintetizam 
colesterol mas o fígado é responsável 
por uma grande fracção do colesterol 
sintetizado no nosso organismo 
 
 
 
- O fígado fornece colesterol a outras 
células/órgãos (e.g., gónadas e adrenais 
- O fígado coordena a síntese endógena com a 
via exógena. 
 
Biossíntese 
 
1. síntese de mevalonato 
- Reações iguais às da síntese de corpos 
cetónicos (mitocôndria) 
- Esta via ocorre no citosol 
- HMG CoA REDUTASE (enzima do RE) 
- Controlo da síntese do colesterol 
 
2. síntese de isoprenos activados 
 
3. condensação dos isoprenos activados em 
esqualeno (30ºC) 
 
4. ciclização do esqualeno em lanosterol e 
conversão em colesterol 
- A transformação do lanosterol em colesterol 
é extremamente complexa. 
- São necessárias 19 reacções , muitas delas 
envolvendo consumo de NADPH e O2. 
O processo ocorre no RE e envolve o 
sistema do CytP450 e Cytb5. 
 
 
 
Substratos para a síntese: 
• Acetil CoA 
• ATP 
• NADPH 
• O2 
 
-Quantidade sintetizada por dia = 1 g 
 
Transporte e Homeostase 
 
O fígado tem um papel central na homeostase 
do colesterol coordena a síntese endógena 
com a via exógena 
• O colesterol hepático é enviado para o 
sangue sob a forma de VLDL 
• As VLDL (muito ricas em TGs) maturam a 
IDL (“intermediate density lipoproteins”) 
por perda de TGs, e mais tarde a LDL 
(“low density lipoproteins”). As LDL são 
particularmente ricas em colesterol. 
• Muitas IDL e LDL retornam ao Fígado . 
• Uma fracção das LDL é endocitada por 
tecidos extra hepáticos. 
 
LIPOPROTEÍNAS 
 
- O colesterol e outros lípidos 
são transportados no plasma 
em lipoproteínas 
- Superfície feita de proteínas 
(apolipoproteínas) e camada fosfolipídica 
- Interior: colesterol , TGs, esteres de colesterol 
 
4 principais famílias de lipoproteínas 
• Nome de acordo com a posição de 
sedimentação (densidade) em centrifugação 
• Cada família de lipoproteínas apresenta 
diferente composição 
 
RESUMO 
 
 
METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS 
 
A DIGESTÃO PROTEICA 
 
Proteínas da dieta: 
Induzem produção da hormona gastrina 
- Estimula produção de pepsina (protease) 
- Estimula secreção de HCl 
 
O pH 1,5- 2,5 
 
Desnaturação das proteínas 
(ligações peptídicas mais expostas) 
 
Pepsina tem mais acesso ao substrato 
 
O pâncreas exócrino secreta várias 
Pró-proteases activadas no lúmen intestinal 
tripsina, quimotripsina, carboxipeptidase 
 
 
CATABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS (A.A.) 
A degradação de a.a. ocorre: 
- Dieta demasiado rica em a.a . (os a.a. não 
podem ser armazenados no 
- Jejum prolongado (ou diabetes) mobilização 
proteica (catabolismo) com fins 
energéticos e gluconeogénicos 
- “Turnover” proteico normal os a.a. serão 
oxidados (energia) se não forem 
necessários para a síntese de proteínas novas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Como se retira o grupo amino 
dos amino ácidos? 
 
Dois mecanismos: 
 
1) TRANSAMINAÇÃO 
- a.a. + cetoglutarato 
 
cetoácido + glutamato 
 
Ou 
 
- a.a. + piruvato 
  
 cetoácido + alanina 
 
2) DESAMINAÇÃO OXIDATIVA: 
Glutamato + NAD+ 
  
NADH + cetoglutarato + NH4+ 
 (toxico) 
 
O objectivo final é excretar o excesso de N , 
retendo os carbonos 
- A forma como este N em excesso é 
excretado depende do organismo: 
(correlação com o acesso a água) 
 
Muitos vertebrados aquáticos secretam o 
catião amónio para o ambiente: 
➢ Difusão passiva pelas células epiteliais 
➢ Transporte activo pelas brânquias 
 
 
Animais: 
- Excretam Amoniaco (peixes etc.) 
- Excretam Ureia (vertebrados e tubarões) 
- Excretam ácido úrico (pássaros, repteis) 
 
REMOÇÃO DO CATIÃO AMÓNIO 
 
• O catião amónio livre é tóxico 
• O catião amónio pode ser retido numa serie 
de reacções de transaminação 
- Transaminações permitem a transferência: 
 
grupo amino de um a.a 
 
cetoácido (piruvato, OAA cetoglutarato) e 
gerar um a.a . que pode ser usado (ex., 
glutamato) 
 
 
 
 
 
TRANSAMINAÇÃO 
Existem vária transaminases. 
- Muitas utilizam o cetoglutarato como 
aceitador de grupos amino; diferem no dador 
do grupo amino. 
 
Ex: 
- alanina aminotransferase, 
- aspartato aminotransferase. 
 
- São enzimas abundantes, facilmente 
mesuráveis e relativamente estáveis no sangue. 
- Aparecem no sangue como o resultado de 
lise celular (extremamente valiosas em 
bioquímica clínica como marcadores de lesão 
hepática e cardiaca) 
 
• De um modo geral, a função das 
transaminases é canalizar os grupos amino 
para o cetoglutarato. 
 
GRUPO PROSTÉTICO (Vit. B6) 
(transaminase) 
 
PLP= pridoxal fosfato (derivado da vitamina B6) 
- A Vit. B6 está fortemente ligada às 
transaminases por interacções 
não covalentes. 
- Num dado passo do ciclo catalítico a 
interacção é mesmo covalente 
 
. DESAMINAÇÃO OXIDATIVA 
(regeneração do cetoglutarato) 
 
A Glutamato desidrogenase (mitocôndria) 
 
No fígado o amónio será utilizado na produção 
de Ureia- ciclo da Ureia (excretadanos rins). 
E nos outros tecidos? 
Tecidos extra- hépáticos (músculo, cérebro) 
 
• Nos tecidos extra hepáticos o excesso de 
NH4+ é utilizado para sintetizar glutamina, a 
qual é posteriormente enviada (sangue) para 
o fígado. 
• Num só amino ácido (GLUTAMINA), estes 
tecidos exportam dois grupos amino . 
• Esta é a razão pela qual a glutamina é o a.a. 
mais abundante no sangue. 
• No fígado a glutamina é transformada em 
glutamato e NH4+ por acção da 
GLUTAMINASE (enzima hepática) 
 
Glutamina: GLUTAMATO + NH4+ 
- Mediada pela glutaminase 
 
CICLO ALANINA GLUCOSE 
 
- Nos tecidos extra hepáticos existe um 
mecanismo adicional para a exportação do 
excesso de azoto para o fígado 
 
- Com uma só molécula (ALANINA) o músculo 
envia o N proveniente do catabolismo dos a.a. 
e o piruvato proveniente da glicólise para o 
fígado 
 
No fígado o excesso de Glutamato é 
metabolizado nas mitocôndrias 
 
- produz-se: 
• NH4+ 
• aspartato e oxaloacetato (por meio do 
cetoglutarato) 
 
SINTESE DA UREIA (USANDO NH4+) 
 
 
A síntese de carbamoíl fosfato 
 
1. O bicarbonato é fosforilado pelo ATP 
 
2. A amónia perde o grupo fosfato para gerar 
carbamato 
 
____ação da carbamoíl fosfato sintetase____ 
 
3. Fosforilação do carbamato que origina a 
CARBAMOIL FOSFATO 
 
REGULAÇÃO DA CARBAMOÍL FOSFATO 
SINTETASE I (CPS1) 
 
A curto prazo 
• A CPS1 é activada por N acetilglutamato 
(regulador alostérico obrigatório) 
- Este regulador é sintetizado pela 
N acetilglutamato sintase (NAGS), 
- Responde aos níveis de arginina 
 
A longo prazo: (jejum prolongado ou dieta 
cronicamente muito rica em proteínas) 
- Os níveis de CPS1 e de outras enzimas do 
ciclo da ureia podem variar por uma factor de 
10 a 20. 
 
O CICLO DA UREIA 
(N2H) 
 
N2: 
- Um N provém do aspartato 
- Um N provém do carbomioil fosfato 
 
• Quase todos os bloqueios na via causam 
depleção de arginina 
(-) arginina (-) N acetilglutamato sintase (NAGS) 
(-) CPS1 (+) NH4+ 
• É necessário ATP e indiretamente 
acetil CoA (para a reacção da NAGS) 
para a síntese de ureia 
 
=> defeitos na utilização de ácidos gordos ou 
defeitos na síntese de corpos cetónicos 
também provocam hiperamonémia 
 
A NEUROTOXICIDADE DO AMÓNIO 
A ENCEFALOPATIA HEPÁTICA 
 
O ciclo glutamato glutamina no cérebro 
• O glutamato (neurotransmissor) libertado 
para a fenda sináptica é captado pelo astrócito 
e transformado em glutamina . Esta 
é exportada para o neurónio e transformada 
em glutamato (pela glutaminase) 
• Em hiperamonémia, o astrócito sintetiza 
mais glutamina.. Esta glutamina tem vários 
efeitos no astrócito, provavelmente ao nível 
das mitocondrias (toxicidade) levando a 
aumento de volume celular e edema . 
 
CATABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS 
(o destino dos carbonos) 
 
Os aminoácidos podem ser: 
- Glucogénicos 
podem ser convertidos em GLUCOSE (ex. 
Alanina) 
 
- Cetogénicos: 
podem ser convertidos em CORPOS 
CETÓNICOS (ex. Leucina) 
 
- Ou ambos resultam em mais do que um 
Intermediário (ex. Isoleucina) 
 
 
RESUMO DA BIOSSÍNTESE DE AMINO ÁCIDOS 
 
Sintetizados a partir de intermediários de: 
 
- Glicólise 
• 3-fosfoglicerato 
• Fosfoenolpiruvato 
• Piruvato 
 
- Ciclo de Krebs 
• Oxaloacetato 
• cetoglutarato 
 
- Via das pentoses fosfato 
• Ribose-5-fosfato 
• Eritrose-4-fosfato 
 
BIOSSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS 
 
- Glutamato e glutamina 
 
- Alanina 
 
- Aspartato e Aspargina 
 
 
 
- Serina e Glicina 
 
 
A INTERCONVERSÃO serina 
glicina, a CLIVAGEM da glicina 
e os DERIVADOS do folato 
 
Tetra hidrofolato (H4 folato) 
• É formado a partir de Folato (Vitamina B9) 
- vitamina que deve ser tomada antes e 
durante a gravidez para diminuir a possibilidade 
de malformações congénitas do tubo neuronal 
do feto (e.g., espinha bífida 
• Cofactor importante envolvido em reacções 
de transferência de um átomo de Carbono 
(catabolismo de a.a.) 
 
COFACTORES ENVOLVIDOS NO 
CATABOLISMO DE a.a. 
 
São “transportadores” de unidades de um 
carbono em diferentes estados de 
oxidação. 
 
 
• Tetrahidrofolato (THF), 
 
- O THF é muito importante na síntese de 
nucleótidos ; a sua falta afetará principalmente 
células com elevadas taxas mitóticas 
 
- transportador de unidades de 1 carbono 
Em diferentes estados de oxidação 
(de metilo a formilo) 
 
- usado na conversão da 
Homocisteína em metionina 
 
- Síntese de novo de purinas 
 
- Síntese de novo de dTMP 
 
• Biotina (CO2) 
• S-adenosil- metionina (SAM) (CH3) 
 
Nota: 
A DHF redutase é um alvo terapêutico muito 
importante em oncologia. Existem inibidores 
potentes da DHF redutase, e.g., metotrexato , 
que assim privam as células de nucleótidos 
(não há replicação do DNA => não há mitose ). 
 
Metionina ( a.a. essencial) 
- é uma fonte de cisteína ( a.a. condicionalmente 
essencial) 
- precursor da SAM. 
 
 
 
 
Se este passo não ocorrer à taxa necessária 
(e.g., na avitaminose B12 )), o THF fica quase 
todo sob a forma de N5 metil THF, faltando as 
formas de THF necessárias para síntese de 
purinas e dTMP. Não havendo nucleótidos, 
não será possível as células entrarem em 
mitose. 
 
 
NOTA: 
R é um de muitos substratos possíveis que são 
metilados por metilases (ou metiltransferases) 
que usam o SAM como dador de metilos. Estas 
metilases estão envolvidas, por exemplo, na 
síntese de creatina e adrenalina e na metilação 
de DNA, proteínas e lípidos. 
 
 
AMINOÁCIDOS COMO PRECURSORES DE 
OUTRAS MOLÉCULAS 
 
HEME 
Sintetizado em praticamente todas as células, 
mas especialmente na: 
• medúla óssea 
- Síntese de heme para a eritropoiese 
(hemoglobina ; 70% do Fe no nosso organismo 
; Fe total: 3 4 g) 
 
• fígado 
- Síntese de heme para os CytP450 
 
Exemplos de proteínas que possuem HEME: 
- Hemoglobina, mioglobina (4% Fe total) 
- Citocromos P450 
- Citocromos da cadeia de transporte de 
electrões 
- catalase , peroxidases, 
 
 
 
 
 
A síntese do Heme 
 
1. A aminolevulinato sintetase ( ALA sintetase) 
cataliza a etapa limitante na síntese do heme. ( 
MITOCÔNDRIA) 
 
2 a 5. (CITOSOL) 
6 a 8 (MITOCONDRIA) 
 
A PBG sintetase (ou ALA desidratase ) possui 
um cisteína no centro activo extremamente 
susceptível a metais pesados 
 
Regulação da síntese do Heme 
 
MELANINA 
- É sintetizada a partir de Tirosina 
Mutações no gene que codifica a 
Tirosinase => (hipopigmentação) 
- Albinismo (grande suscetibilidade a 
queimaduras solares e cancro de pele) 
OS AMINO ÁCIDOS COMO PERECURSORES D 
E NEUROTRANSMISSORES 
 
(Síntese de catecolaminas_dopamina, 
noradrenalina e adrenalina) 
 
 
A L-DOPA ––(levodopa; L dihidroxifenilalanina), 
ao contrário da dopamina, atravessa a barreira 
hemato encefálica (usa o transportador 
dos aminoácidos “grandes e neutros”). É usada 
no tratamento da Doença de Parkinson 
 
(O gama aminobutírico (GABA), 
a serotonina e a histamina) 
 
A histamina está também envolvida na resposta 
inflamatória (armazenada em grânulos nos 
basófilos e mastócitos). Perante um estímulo 
(e.g., um antigénio) é rapidamente secretada 
indo atuar localmente em células que possuam 
recetores de histamina. Os efeitos são variados 
(e.g, aumento da permeabilidade vascular para 
facilitar a migração de linfócitos) 
 
 
Óxido Nítrico (NO) 
Sintase do óxido nítrico – NOS 
 
iNOS 
i= induzível (Macrófagos e outras células após 
estimulação (e.g. LPS bacteriano) produzem 
iNOS => produção massiva de NO agente 
reativo (é um radical livre) e citotóxico reage 
com o ferro em grupos Heme e centros Fe S 
matando micro organismos. É mediador da 
inflamação/vasodilatação/rubor 
 
eNOS 
e= endotelial (A eNOS do endotélio vascular é 
ativada por diversos sinais. O NO produzido 
atuará no músculo liso das paredes do vasos 
relaxando o => vasodilatação 
 
PRECURSORES DE NUCLEÓTIDOS 
 
-Síntese de purinas 
(adenina e guanina) 
 
- Síntese de pirimidinas 
(CTP citidina trifosfato)