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BIOQUÍMICA E BIOFÍSICA GIOVANA MORETO BIOMEDICINA 42 BIOQUÍMICA E BIOFÍSICA - JOBS BIOMED 42 PHMETRIA E TAMPÕES – T01 ASPECTO MOLECULAR DA ÁGUA → Nosso sistema está constituído por um meio aquoso, dessa forma, é importante deter conhecimento acerca do aspecto molecular da água POLARIDADE → A água é uma molécula altamente polar (devido À diferença de eletronegatividade entre oxigênio e hidrogênio), que interage entre ela e forma uma malha de interações. Isso contribui para a estabilidade de moléculas em meio aquoso (contribui para a solvatação, estabilização, e estruturação das moléculas no meio aquoso), e para as interações intermoleculares em meio aquoso. • Moléculas de mesma polaridade que a água -> favorece a formação de complexos solvatados, ou seja, a molécula de água interage totalmente com elas • Moléculas de polaridade diferente da água -> não há a formação de uma malha de interação adequada, o que diminui a formação de uma camada de solvatação. Isso altera as interações moleculares • Moléculas que constituem nosso sistema biológico inseridas em meio aquoso -> de acordo com a polaridade da água, há uma interferência nas interações, favorecendo a estruturação das moléculas e a interação entre elas. Assim, há uma relação direta no comportamento funcional de cada composto. ➢ Quando há grupos de moléculas altamente polares/hidrofílicas, elas interagem com a água, possuindo alta solubilidade em água. Um exemplo são os carboidratos, que possuem alta metabolização. ➢ Quando há moléculas altamente hidrofóbicas/apolares/com cadeias de hidrocarbonetos, elas não interagem diretamente com a molécula de água, havendo uma desestabilização da camada de solvatação. Nesse caso, há um agregado de moléculas hidrofóbicas para a formação de complexos supramoleculares, como a formação da membrana biológica. ➢ Moléculas anfipáticas -> possuem tanto a parte polar quanto a parte apolar, ou seja, interagem parcialmente com a molécula de água, como aminoácidos, alguns fosfolipídios de membranas, algumas proteínas, etc. → Essa característica das biomoléculas que constituem o nosso sistema biológico está associada à polaridade da água -> aumentam ou diminuem a interação. → OBS: entre uma molécula de água e outro ocorre ligação de hidrogênio, enquanto entre os átomos da molécula de água, ocorre ligação covalente. INTERAÇÕES FRACAS EM SISTEMAS AQUOSOS → Quando há uma série de moléculas polares interagindo entre si, há interações de hidrogênio, que estabilizam essas moléculas e favorecem seu funcionamento. • Um exemplo é quando temos proteínas de membrana que precisam estar estruturadas para servir como ancoragem celular -> presença de interações de hidrogênio entre os átomos da ligação peptídica para que exerçam sua função. A imagem ilustra a malha de interações que ocorrem entre as moléculas de água, devido a sua polaridade e as ligações de hidrogênio. → Nesse mesmo sistema aquoso, há moléculas carregadas positiva e negativamente (de acordo com seus íons), podendo haver, assim, tanto reações de atração quanto de repulsão, o que caracteriza interações iônicas ou interações eletrostáticas. Isso ocorre em aminoácidos, carboidratos e lipídios fosforilados. • Aminoácidos => apresentam interações eletrostáticas devido a características específicas do grupamento amino, ácido carboxílico e moléculas carregadas na presença do grupo fosfato. → Moléculas constituídas de hidrocarbonetos possuem baixa polaridade, uma vez que não há alta diferença de eletronegatividade entre os átomos. Elas interagem entre si formando interações hidrofóbicas, nas quais a molécula de água represente um arcabouço ao redor da molécula, como acontece na estrutura da membrana biológica, ou interações de lipídios com carboidratos, por exemplo. → Outra interação é a interação de Van der Walls. Ela é mais fraca e pode ocorrer com qualquer átomo, de acordo com a sua proximidade com a estrutura molecular. CARACTERÍSTICA DE AUTO IONIZAÇÃO DA ÁGUA → A molécula de água tem capacidade de interagir com outras moléculas de água e de se ionizar. Quando isso ocorre, há a geração de dois íons: hidrônio (H3O+) e hidroxônio (OH-), que contribuem diretamente para as interações moleculares em meio aquoso e sua funcionalidade. → A partir da autoionização, é possível chegar a uma constante, a qual relaciona a formação de íons e a própria molécula de água. → Kw é a constante do produto iônico da água • Quando a água se autoioniza, ela gera a mesma quantidade de H3O+ e OH-. Esse produto iônico da água equivale a 10-14 íons produzidos no meio, ou seja, a capacidade de ionização da água é baixa, gerando uma baixa quantidade de íons. Contudo, como é gerada a mesma quantidade de cada íon, há 10-7 H3O+ e 10-7 OH- → Quando há outras moléculas no meio interagindo com a molécula de água, pode haver o aumento de um íon e a diminuição de outro. FLUIDOS BIOLÓGICOS: → Diferenças de pH revelam diferentes concentrações de H3O+ e de OH-. Por sua vez, isso interfere diretamente nas interações moleculares, na ionização dos compostos e na funcionalidade destes em determinados meios. • Uma molécula citoplasmática que funciona em pH = 7 possui uma diminuição de funcionalidade se estiver em outro meio, com um valor de pH diferente. • O pH do citoplasma é próximo de 7, enquanto o pH do lisossomo é próximo de 5, o que indica que, dentro da célula, há situações em que o pH é diferente. → A maioria dos fluidos biológicos funcionam em uma faixa de pH ácido, devido ao fato de que nosso metabolismo gera moléculas ácidas. Grande parte desses ácidos gerados são excretados pelo sistema, quando não utilizados. A liberação de ácido ocorre na forma de CO2 na respiração, ou no processo de excreção renal, na forma de H+. ÁCIDOS E BASES (BRONSTED -LOWRY) → Ácido => moléculas que, quando em meio aquoso, possuem capacidade de aumentar a concentração de H+ no meio, pois liberam H+ => ocasiona diminuição de pH e tornam o meio mais ácido. Um ácido interage com uma molécula de água, formando íon H+ e uma base (base conjugada) • Ka = constante de ionização do ácido HA + H20 <-> H3O+ + A- → Base => moléculas que, quando em meio aquoso, tendem a diminuir a concentração de H+ no meio, por terem capacidade de captação desses íons. Ela capta o próton da molécula de água, originando uma base protonada (ácido derivado de uma base), aumentando a concentração de OH- no meio e aumentam o pH e diminuem o pOH. • Kb = constante de ionização da base B + H2O <-> BH+ + OH- → O Ka e o Kb determinam a capacidade de doar e de receber prótons, isto é, determinam se um ácido ou uma base são fortes ou fracos → Exemplo: células do epitélio gástrico produzem HCl, para liberar H+ e possibilitar a ação de algumas enzimas. O HCl é um ácido forte, pois seu Ka é elevado, e isso significa que, quando ele está no meio, ele interage com a molécula de água e ioniza totalmente, de maneira que a forma ácida (HA) quase inexiste. Ou seja, ele tem capacidade de doar quase todos os seus prótons, diminuindo o pH e tornando o meio ácido. → OH- é uma base extremamente forte, ou seja, seu Kb é elevado => quando OH- reage com a água, capta totalmente os prótons, de forma que a concentração da base quase inexiste. → Bases fortes -> ácido conjugado e OH-, de forma que a base é quase inexistente. Uma base forte capta quase todos os prótons do meio, aumentando o valor de pH e diminuindo o valor de pOH. → Extremos de pH e pOH indicam que há ácidos e bases fortes no meio → Ácidos e bases relativamente fracos (Ka e Kb baixos) -> o ácido doa apenas parte dos prótons (ainda há a forma ácida disponível, ou seja, há um equilíbrio entrea produção de H+ e a forma ácida). da mesma forma, a base não capta todos os prótons, de maneira que ainda há uma parte em forma básica. Assim, há um equilíbrio entre forma doadora-aceptora e aceptora-doadora. Isso indica que há uma relação de par conjugado (há alguém para doar e alguém para receber). • Manutenção do pH. • Impede variações bruscas de pH • Associado a equação de Henderson HA + H20 <-> H3O+ + A- B + H2O <-> BH+ + OH- EQUAÇÃO DE HENDERSON-HASSELBALCH doadora aceptora aceptora doadora SOLUÇÃO TAMPÃO → Um sistema tampão é constituído por um ácido fraco e sua base conjugada, que resistem a variação de pH (contém tanto espécies ácidas para neutralizar os íons OH- quanto espécies básicas para neutralizar os íons H+). → Quando um ácido é adicionado em meio aquoso, ele dissocia, ou seja, libera próton para o meio. Um ácido relativamente fraco desprotona, aumenta a concentração de H+ no meio, e o valor de pH fica em uma faixa de 2 a 3,5. Se fosse adicionada uma alta concentração de OH-(base forte), este iria consumir H30+ (ou seja, sua concentração no meio iria diminuir), de maneira que a forma HA tende a diminuir sua concentração (pois o equilíbrio desloca para a direita), aumentando a concentração na forma A- (base). O pH (que estava entre 2-3,5), passa para uma faixa entre 7-7,5, uma vez que ficou apenas a base, gerada a partir da dissociação do ácido. → Locais da curva onde há uma variação brusca de pH (pH 2~3,5 e pH 7~8) -> nesses pontos extremos há somente ácido ou somente base, ou seja, apenas doador ou apenas receptor, e não há par conjugado. → No intervalo onde a variação é menor, há tanto a forma doadora quanto a forma aceptora de prótons (par conjugado) -> FAIXA DE TAMPONAMENTO há um par conjugado em equilíbrio, impedindo variações bruscas de pH. Quando a concentração de ácido e base forem iguais, a solução está no ponto médio de tamponamento, indicando que pH = pKa, e a solução está na capacidade tamponante máxima (tanto faz adicionar ácido ou base, a variação vai ser a mesma). → Podemos mudar a capacidade tamponante, favorecendo a adição de base ou de ácido. • Exemplo: uma solução com pH =4,76 (ponto médio), significa que há uma concentração maior de ácido do que de base, indicando que continua sendo tampão, mas o comportamento tamponante mudou, de forma que, neste momento, o tampão funcionará melhor em adições de base, visto que há mais ácido para reagir. → A eficiência de um tampão está restrita a uma faixa de pH, ou seja, sua eficiência máxima é quando pH = pKa. TAMPÕES BIOLÓGICOS → No sistema biológico, os tampões devem atuar nos fluidos, a afim impedir variações de pH, uma vez que isso poderia interferir na ionização das moléculas, nas interações intermoleculares, e, por consequência, na sua funcionalidade. Dessa forma, os valores de pH devem ser mantidos relativamente constantes, para que as moléculas mantenham sua estruturação e funcionalidade. → Se o pH varia muito, isso compromete a atuação das enzimas, que não vai mais conseguir catalisar a reação. → Os tampões atuam em conjunto → Os dois sistemas tampões disponíveis no nosso organismo são: • Tampão fosfato: é o principal tampão intracelular => manutenção do pH próximo de 7,2. • Tampão bicarbonato: principal tampão que atua no sistema sanguíneo. O ácido carbônico é doador de prótons, enquanto o bicarbonato é o aceptor. ➢ Ele é um tampão de sistema aberto -> interage diretamente com o meio, pois a concentração de ácido carbônico (H2CO3) depende da pressão parcial do CO2 dissolvido no sangue. Além disso, ele depende da retenção e liberação de íons H+, principalmente pelo sistema renal (alcalinizar ou acidificar a urina de acordo com a retenção e liberação de íons H+). Então, ele é aberto porque faz interação direta com o meio, que contribui para o tamponamento. ➢ Como o tampão bicarbonato atua mais no extremo da faixa de tamponamento (pH = 6,1 enquanto o tampão sanguíneo atua em pH = 7,4), a concentração de íon bicarbonato é maior do que a de ácido carbônico. Isso caracteriza uma maior quantidade de base e menor de ácido, o que explica a alta produção de ácidos orgânicos => o nosso metabolismo gera alta quantidade de ácido, que é tamponado pela alta quantidade de base do sistema sanguíneo. ➢ Par conjugado: pressão parcial do CO2 e íon bicarbonato. ➢ pKa próximo de 6,1 => o sistema sanguíneo tamponeia em uma faixa próxima de pH = 7,4. Essa capacidade está associada ao fato de ser um tampão aberto, e ao fato de ter outros tampões em equilíbrio (como a hemoglobina e proteínas plasmáticas). O par conjugado que está atuando como tampão possui pKa = 5,2 Quanto há de ácido e quanto há de base? Submeter esse tampão a uma alteração de pH, através da adição de ácido. Qual vai ser o novo pH? RADIOLOGIA – T02 CONCEITO → É o estudo dos efeitos causados pelas emissões radioativas sobre os seres vivos e o ambiente. → Fontes de radiação: • Naturais => raios cósmicos, crosta terrestre, ar, alimentos, água • Exposições médicas => raios X, radioterapia, radioisótopos para diagnósticos • “Background” artificial => material contendo fósforo, material de construção • Cientificas ou industriais => reatores naturais • Explosões nucleares → Os indivíduos mais expostos são radiologistas, engenheiros nucleares, populações de locais de alto nível de radioatividade, trabalhadores de minas de extração, etc. TIPOS DE RADIAÇÃO CRITÉRIO: SER OU NÃO SER PRODUZIDO PELO HOMEM → Radiação artificial: sintetizados em laboratórios pelo ser humano, como explosões e reatores nucleares, aceleradores de partículas e pulhas atômicas. → Radiação natural: elementos de ocorrência na natureza (U, Th, K), material de construção (Ra, Rn, Pb), fontes radioativas, raios cósmicos. CRITÉRIO: PRODUZIR OU NÃO PERDA DE ELÉTRONS PELA MATÉRIA POR ONDE PASSA → Ionizantes: radiação α, β, γ e raios X → Excitantes: radiação ultravioleta (UV) RADIOATIVIDADE → Radioatividade é um tipo de emissão energética, emitida pelo núcleo. *Um núcleo instável/desorganizado emite espontaneamente Grande quantidade de base e pouca quantidade de ácido -> isso explica nossa alta produção de ácidos orgânicos, que demanda alta disponibilidade de base para tamponar essa alta quantidade de ácido partículas ou ondas, transformando-as um núcleo mais estável. → Os núcleos instáveis são aqueles com excesso de energia, ou seja, radioativos. Esse excesso de energia é transmitido em forma de ondas eletromagnéticas (radiação γ), ou em forma de matéria, ou seja, partículas (radiação α e radiação β). ELÉTRON-VOLT (EV) → É a energia cinética final que um elétron adquire quando é acelerado entre 2 pontos cuja diferença de potencial é 1V → Para quebrar uma reação química, precisa-se de 2 a 10eV. → Os átomos que tendem a ser radioativos são aqueles com maior peso molecular (com mais prótons e nêutrons no núcleo), precisando de uma maior organização para se tornarem estáveis ÁTOMOS E REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA A = P + N → O número atômico corresponde ao número de prótons, que é igual ao número de elétrons no estado fundamental. → A radiação pode ser emitida por isótopos ou isômeros → Isótopos: possuem o mesmo número de prótons → Dentre as formas do H, o trício é o mais radioativo, por possuir mais prótons → Isômeros: possuem o mesmo número de prótons e de nêutrons, ou seja, a mesma massa. Entretanto, diferem na localização desses prótons, nêutrons e dos elétrons. Frente a isso, no processo de reorganização, ocorre a emissão de energia na forma γ. TIPOS DE EMISSÕES RADIOATIVAS IONIZANTES E SUAS PROPRIEDADES → O problema das emissões radioativassão as ionizantes. • Emissões primárias (α, β e γ) • Emissões secundárias (captura de elétrons, transição isomérica e captura isomérica) → Raio X e UV são emitidos pela eletrosfera, e não pelo núcleo PARTÍCULA ALFA → contém 2 prótons e 2 nêutrons • ou seja, o elemento perde 2 prótons e 2 nêutrons e se transforma em outro elemento. → nesse caso, o Ra emite a radiação α e perde massa (de 226 vai para 222), pois P + N = A, e seu número atômico também muda (de 88 para 86), pois perdeu 2 prótons. CARACTERÍSTICAS DAS PARTÍCULAS ALFA → são partículas grandes, que possuem 2 prótons e 2 nêutrons → são elementos de maior massa atômica, como Sm, Np, Fr, Ra, U, Pu, Po, Cm). → possuem menor penetração, ou seja, capacidade de entrar na matéria (não penetram na pele, apenas em mucosas), pois são muito grandes → possuem maior poder ionizante => até conseguir se estabilizar, ela perde muita energia cinética (muito intensa), e, dessa forma, vai ionizando átomos pelo caminho. Cada um desses átomos ionizados pela partícula alfa é extremamente reativo (-> reação cadeia). PARTÍCULA BETA → é uma partícula do tamanho de um elétron. → sua carga pode ser positiva (pósitron) ou negativa (negatron). É a forma como o núcleo tende a emitir carga sem emitir massa, uma vez que a massa do elétron é desprezível CARACTERÍSTICAS DAS PARTÍCULAS BETA → possuem maior penetrância (atravessam mais matéria), pois são menores → são menos ionizantes (pois possuem menos energia) → quando o negatron e o pósitron se juntam, há um processo de aniquilação (transformação de massa em onda eletromagnética) RAIOS GAMA → energia eletromagnética sem carga elétrica, que ocorre após emissões alfa ou beta, ou quando o núcleo tem excesso de energia → quanto maior a frequência, maior a energia → emitidos pelos núcleos dos átomos, em alta frequência → é a energia eletromagnética com capacidade de promover perda de elétrons. RADIAÇÃO RAIOS X → energia eletromagnética sem carga elétrica que é formada em ampolas construídas para a sua produção. → essa radiação incide sobre os elementos, mas não é capaz de ionizá-los. Os elétrons apenas se excitam, e emitem energia, que é o raio X. → é um efeito secundário a ação da radiação CARACTERÍSTICAS DA RADIAÇÃO GAMA E DO RAIO X → pouco ionizantes → altamente penetrantes → interação com a matéria LUZ ULTRAVIOLETA → aceleração de reações fotossensíveis → tratamento de pele → polimerização de plásticos → esterilização de materiais e ambientes → espectrofotômetro (medir a concentração de substâncias) • ou seja, ela pode interferir nas reações químicas DESINTEGRAÇÃO E ATIVIDADE RADIOATIVA → decaimento: diminuição da radiatividade com o passar do tempo. → tempo de meia vida (tm): tempo de duração de determinado radioisótopo. Para ser usado na área terapêutica, ele deve ter um baixo valor numérico. → meia vida: tempo necessário para a radioatividade cair à metade → atividade: número de desintegrações de uma amostra por umidade de tempo (A = N. lambda). por exemplo: 3,7 x 1010 desintegrações. → se continuar tendo a emissão radiativa, vai afetar as células sadias. Por isso é necessário saber a dose utilizada. INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM BIOSSISTEMAS (SERES VIVOS) → ação direta (20%): age sobre as biomoléculas, tendo maior chance de atingir molécula de água, mas também pode atingir o DNA → ação indireta (80%): radiação absorvida pela água, formando radicais reativos/livres, que são responsáveis pelo nosso envelhecimento (degradam o colágeno da nossa pele, por exemplo). → Há enzimas que impedem a produção de radicais livres → Quanto maior a produção de radicais livres, maior a chance de lesão no DNA. → O problema das radiações é a energia (quebram ligações) → A organela mais suscetível é a mitocôndria, que pode parar de produzir energia → A célula pode se tornar cancerígena (iniciação de mitose) Nível molecular: envolvem modificações nas propriedades das moléculas; estrutura, função, carga elétrica, formação de dímeros, quebra de cadeia, perda de grupamentos químicos, etc. → Valor G => parâmetro para se medir os efeitos moleculares das radiações Nível supramolecular: tecidos → Quanto maior a quantidade de água, maior o efeito. → Quanto maior a quantidade de moléculas, maior a quantidade de DNA, mais sensível → Quanto maior a taxa de reprodução, mais sensível. → Quanto maior o grau de diferenciação, mais resistente. → Tecido hematopoiético, epitelial e gônadas são os mais sensíveis → Quanto aos organismos, quanto menor a idade, maior a quantidade de água e maior a taxa de reprodução celular, e mais sensíveis USOS DO RADIOISÓTOPOS NA ÁREA MÉDICA → Diagnósticos → Exemplo: estudo da função tireoidiana para determinar o tamanho, a forma e a atividade. • A tireoide é o único tecido do corpo que usa iodo. Portanto, se adicionarmos iodo no organismo, ele vai tentar ser absorvido por esse tecido e vai se concentrar no pescoço • O I131 é incorporado ao T3 e T4. • Possibilita analisar a tireoide do indivíduo PROPRIEDADES DO RAIO X → A emissão parte de um ponto → Deve haver uma penetrância boa → A imagem é contrária → Tecidos radiopacos absorvem a radiação (tudo o que fica escuro é onde o raio X chegou e oxidou à placa; o que fica claro é onde o raio X foi absorvido pelos ossos). • Tecidos mais densos (ossos e dentes) -> maior absorção -> ficam mais claros. • Tecidos menos densos (tecido adiposo, muscular e vísceras) -> menor absorção -> ficam mais escuros. → Menos tempo // mais tempo → Mais longe // mais perto AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS – T03 AMINOÁCIDOS CARACTERÍSTICAS FISICO-QUÍMICAS DOS AMINOÁCIDOS → Presença da função amino e da função ácido carboxílico, um hidrogênio e um radical R = estão ligados a um carbono alfa (tetraédrico). • O ácido carboxílico pode estar protonado (COOH) ou desprotonado (COO-), ou seja, ele pode perder ou ganhar prótons, de acordo com a concentração de H+ do meio. • O grupamento amino também pode estar desprotonado (NH2), ou protonado (NH3 +). • Em pH fisiológico (7,4), o grupo carboxila se encontra dissociado, e o grupo amino se encontra protonado. • O radical R é o grupo lateral dá a identidade do aminoácido. → Há 20 aminoácidos primários (possuem códon correspondente no nosso DNA) → Carbono quiral ou assimétrico possui os quatro ligantes distintos, como é o caso da alanina. Isso possibilita que a molécula, com a mesma estrutura química, tenha duas disposições no espaço. • Desvia a luz para a direita = Destrógenos (D) • Desvia a luz para a esquerda = Levrógenos (L) ➢ Todos os aminoácidos presentes nos organismos vivos só são utilizados na forma de L-aminoácidos, pois são comparados a um carboidrato, o L-gliceraldeído. ➢ Não temos a capacidade de absorver D- aminoácidos → Normalmente, os aminoácidos são representados com o grupo amina protonado, e o ácido carboxílico desprotonado, pois representam o aminoácido em um pH fisiológico, ou seja, próximo a 7. CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS → Os aminoácidos, a partir dos átomos que compõem seu grupo lateral (radical R), são classificados em 5 grupos principais: 1. Aminoácidos com grupo lateral polar e sem carga. Nesse caso, o grupo lateral precisa ter algum grupo ou átomo que apresente eletronegatividade, como OH, SH, cadeia lateral ligada ao grupo amino (como na prolina), ou amida (oxigênio e nitrogênio). São eles: serina, treonina, cisteína, prolina, asparagina e glutamina. 2. Aminoácidos com grupo lateral apolar e alifático. Os grupos laterais são compostos principalmente por carbono e hidrogênio. São eles: glicina, alanina, valina, leucina,metionina (ela possui um enxofre entre dois carbonos, mas não deixa de ser apolar) e isoleucina. 3. Aminoácidos com grupo lateral com anel aromático. São eles: fenilamina, tirosina e triptofano. 4. Grupo lateral positivamente carregado. Geralmente possuem uma base (amino) no grupo lateral, que recebe prótons do meio e adquire carga positiva. São eles: lisina, arginina e histidina. 5. Grupo lateral negativamente carregado. Nesse caso, o grupo lateral é constituído por ácidos (como os ácidos carboxílicos, que se tornam COO-), os quais doam prótons e adquirem carga negativa. São eles: aspartato e glutamato. Cadeias laterais apolares Cadeias laterais polares sem carga Cadeias laterais ácidas Cadeias laterais básicas → Em proteínas solúveis e proteínas de membrana, as cadeias laterais apolares dos aminoácidos tendem a se agrupar no interior da proteína, uma vez que os grupos R são hidrofóbicos. Assim, os grupos laterais apolares preenchem o interior da proteína na medida em que ela se enrola, e ajuda a estabelecer sua forma tridimensional. Em proteínas encontradas em um ambiente hidrofóbico (lipossolúvel), os grupos R são encontrados na superfície da proteína, interagindo com o ambiente lipídico. EQUILÍBRIO IÔNICO → Se houver muito próton no meio, ou seja, o pH for baixo, o equilíbrio será deslocado no sentido dos reagentes (desloca no sentido de protonação do ácido carboxílico) → Se o pH for aumentado, ou seja, se for retirado próton do meio, o equilíbrio se desloca no sentido dos produtos (formação da base conjugada) HA -> H+ + A- pH < pKa = há mais próton, ou seja, favorece a forma protonada (forma ácida) pH > pKa = favorece a forma desprotonada pH > 9 haverá NH2 presente pH < 9 haverá NH3+ presente pH > 2 haverá COO- presente pH < 2 haverá COOH presente → O pH fisiológico é 7, ou seja, o grupo carboxílico está presente na forma desprotonada (COO-) e o grupo amino está presente na forma protonada (NH3+). TODOS OS AMINOÁCIDOS NO NOSSO ORGANISMOS SÃO ENCONTRADOS NESSA FORMA. PONTO ISOELÉTRICO → É a média de dois valores de pKa (o do ácido carboxílico e do grupo amino) → O ponto isoelétrico é um valor de pH no qual as cargas positivas anulam as cargas negativas AMINOÁCIDOS PRIMÁRIOS: ESSENCIAIS E NÃO ESSENCIAIS → Aminoácidos essenciais são aqueles que obtemos através da dieta (não conseguimos sintetizar) • Arginina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina. → Aminoácidos não essenciais são aqueles produzidos enzimaticamente pelo corpo (sintetizados a partir de outros aminoácidos no corpo, após a tradução dos essenciais) • Alanina, asparagina, ácido aspártico, cisteína, glutamato, glutamina, glicina, prolina, serina e tirosina. → Necessitamos de todos os 20 aminoácidos primários para a produção de proteínas AMINOÁCIDOS NÃO PRIMÁRIOS → São aminoácidos presentes no nosso organismo que são modificados (não estava programado no DNA). → São modificações após a tradução da proteína → Como exemplo, há a hidroxiprolina => ela entra no colágeno, o qual precisa ser hidroxilado (OH-) posteriormente. Enzimas que utilizam vitamina C adicionam essa hidroxila à prolina (aminoácido primário), dando origem à hidroxiprolina. AMINOÁCIDOS AGINDO COMO ÁCIDOS E BASES → Os aminoácidos, em solução aquosa, contêm grupos carboxila fracamente ácidos e grupos amino fracamente básicos, ou seja, ácido e base fracas → Ácidos e bases fracas formam TAMPÕES, ou seja, soluções capazes de impedir variações bruscas de pH. Assim, os aminoácidos podem atuar como tampões. A relação quantitativa entre a concentração de HA e sua base conjugada (A-) é descrita pela equação de Henderson-Hasselbalch. → A capacidade tamponante máxima ocorre quando pH = pKa (quando as concentrações de ácido e base forem iguais). → Se o ácido possuir pKa, isso indica que se trata de um ácido fraco, uma vez que ácidos fortes possuem ionização de 100%. → No exemplo há duas regiões tamponante, sendo uma entre 1,34 e 3,34 (pKa1 = 2,34) e a outra entre 8,6 e 10,6 (pKa2 = 9,6) → A histidina é o aminoácido que mais participa do tamponamento sanguíneo por ter uma das regiões de tamponante entre 5 e 7 (pKa = 6), sendo a mais próxima do pH fisiológico. → Exemplo: a glicina possui pKa = 2,34 então seu tampão vai de 1,34 a 3,34 (sempre -1 e +1) pI (ponto isoelétrico) => carga elétrica líquida é zero pH > pI => carregado negativamente pH < pI => carregado positivamente. → Aminoácidos podem possuir cadeia lateral ionizável, sendo que a capacidade de ionização influencia a reatividade química do aminoácido. • As cargas elétricas das cadeias laterais dos aminoácidos nas proteínas geram proteínas carregadas, e, portanto, com pI → Os aminoácidos moldam as propriedades das proteínas. ABSORÇÃO DE DROGAS → No pH do estômago (1,5), uma droga como a Aspirina (ácido fraco, pKa = 3,5) estará predominantemente na forma protonada (COOH), portanto, desprovida de carga. Drogas desprovidas de carga elétrica geralmente atravessam a membrana por difusão simples. DÚVIDA!!! PEPTÍDEOS → São resultantes da união entre dois ou mais aminoácidos. → A ligação que une dois aminoácidos é a ligação peptídica. Eles são unidos covalentemente. → O grupamento ácido carboxílico de um aminoácido se liga ao agrupamento amino de outro aminoácido, formando a ligação peptídica (C=O-NH), que é idêntica à ligação de amida. Nesse processo, há a liberação de uma molécula de água. Para a quebra dessa ligação, é necessária uma hidrólise. • É isso que acontece no estômago quando ingerimos muita carne • A ligação peptídica é extremamente forte, principalmente devido a sua capacidade de ressonância (ligação parcialmente dupla; o átomo altamente eletronegativo tende a puxar o par de elétrons, de modo que a ligação dupla muda de lugar) → Essa ligação acontece entre os aminoácidos até que a proteína desejada esteja formada. Quem descreve a quantidade de aminoácidos são os genes (determinam a sequência necessária para a formação da proteína em específico). → A amida (que é formada pela ligação peptídica) não possui característica ácida nem básica, dessa forma, após a ligação, é pedida a característica ácido/base. • Houve a saída de uma molécula de água • Não possui pKa • Passa a ter apenas os grupos (NH3+ e COO-) nas extremidades, e os grupos laterais. → A ligação peptídica é rígida e planar. → Cada peptídeo possui sua função (alguns não possuem função). Eles podem atuar como hormônios ou fatores liberadores destes; como neuropeptídeos, neurotransmissores, toxinas, antibióticos, adoçantes, etc. • Hormônios peptídicos: calcitonina, ACTH, glucagon, ocitocina, vasopressina. → Se trocarmos a ordem dos aminoácidos, o peptídeo não é mais o mesmo PROTEÍNAS → Após 50 aminoácidos, o peptídeo passa a ser uma proteína. Além disso, para que seja uma proteína, a estrutura do polipeptídeo precisa se dobrar e formar uma estrutura terciária (necessária quando a proteína for se ligar a receptores -> um anticorpo, antígeno, ou substrato, por exemplo) → Se consumirmos muita proteína e não gastarmos energia, ela será armazenada na forma de gordura (nosso organismo tende a armazenar o excesso da energia em carboidratos e lipídios). Para transformarmos as proteínas em músculo, o músculo precisa ser ativado pela atividade física, para que tenha síntese proteica. Por outro lado, se ficarmos muito tempo sem nos alimentar e perdermos a reserva se carboidratos e lipídios, nosso organismo começa a degradar proteína, de forma a perder massa magra/muscular. • Esse é um mecanismo de sobrevivência do organismo, pois compensatirar coisa do músculo do que do cérebro, por exemplo. NÍVEIS ESTRUTURAIS E CONFORMAÇÃO PROTEICA → O carbono alfa que forma os aminoácidos é assimétrico, ou seja, ele se liga a quatro grupos diferentes, o que lhe garante livre rotação em seu eixo. Essa flexibilidade da molécula proteica dada pelo carbono alfa confere uma grande versatilidade à proteína, o que faz de sua estrutura tridimensional o ponto chave para sua função. Peptídeo: < 50 aminoácidos Polipeptídeo: > 50 e <100 aminoácidos Proteína: > 100 aminoácidos → A sequência de aminoácidos que está codificada no gene é traduzida em uma sequência de aminoácidos específicos, chamados de estrutura primária. A água começa a interferir nos grupos laterais dos aminoácidos e, à medida que a estrutura cresce, a molécula se desloca e adquire estruturas tridimensionais. Quando adquire configuração 3D, torna-se uma estrutura secundária, que são estruturas repetitivas em formato de alfa hélice, a qual é mantida por ligações de hidrogênio. Então, a estrutura secundária se dobra ainda mais, formando uma “bolinha” enovelada, que possui forma 3D e é a estrutura terciária. • Essa estrutura é mantida por forças como as pontes de hidrogênio, interações entre moléculas positivas e negativas e ligações covalentes. • Ela é a forma da molécula (anticorpos, por exemplo, se assemelham a um Y) → Na estrutura terciária, os aminoácidos hidrofóbicos estão no centro, e os hidrofílicos estão nas extremidades, para que interajam com a água. → Quando há mais de uma unidade de estrutura terciária ligada uma à outra, há a estrutura quaternária. → Estrutura primária: é a sequência linear de aminoácidos, dada pela sequência de nucleotídeos do DNA. Nessa estrutura são encontradas ligações peptídicas, e eventualmente, pontes de dissulfeto. • Essa sequência deve ser mantida, evitando que a proteína perca sua função, como é o caso da presença da valina ao invés de glutamato no 6º aminoácido da cadeia polipeptídica da hemoglobina = resulta em anemia falciforme. → Estrutura secundária: relaciona a forma que a cadeia polipeptídica assume no espaço (α-hélice ou β-folha pregueada, a qual é possível graças a ligações de hidrogênio entre duas partes da cadeia polipeptídica) • α-hélice => essa conformação é conferida através do ângulo de torção que os resíduos dos aminoácidos apresentam na ligação peptídica, estabilizada por pontes de H entre o oxigênio do grupo ácido carboxílico de um carbono alfa e o H do grupo amino do outro aminoácido. Ou seja, ela é possível graças à formação de pontes de H entre os grupos funcionais dos aminoácidos da ligação peptídica e ao posicionamento contrários dos grupos laterais. • β-folha pregueada => é possível graças a pontes de H que ocorrem entre duas partes da cadeia polipeptídica dentro da molécula proteica. A estrutura molecular da enzima apresenta regiões em α-hélice (espirais em azul) e em β-folha pregueada (setas vermelhas) → Estrutura terciária: corresponde às relações da cadeia polipeptídica no sentido de estabilizar a conformação tridimensional. • Interações químicas garantem essa estabilidade, sendo as ligações covalentes as mais fortes (como a que ocorre entre dois aminoácidos cisteína, que se unem através de pontes dissulfetos entre os grupamentos, formando o complexo cistina. ➢ Pontes de H: há um grande número de pontes de H formadas no interior e na superfície das proteínas. Os grupos polares das cadeias laterais dos aminoácidos podem interagir com a água por meio desse tipo de interação. ➢ Interações hidrofóbicas: são as forças não- covalentes mais importantes para a estabilidade da estrutura enovelada. Ocorrem entre os aminoácidos de cadeia lateral hidrofóbica, excluindo e afastando a molécula de água no momento da ligação. ➢ Interações iônicas: ocorrem entre aminoácidos que possuem carga positiva ou negativa na cadeia lateral. ➢ Forças de van der Walls: ocorre quando dois átomos quaisquer estão próximos. Apesar de ser fraca, o efeito cumulativo de várias interações tem influência para a estabilidade da estrutura enovelada. Estrutura terciária final da mioglobina, formada por apenas uma cadeia peptídica. → Estrutura quaternária: é o arranjo espacial entre cadeias peptídicas das proteínas. Diz respeito ao arranjo não covalente formado por várias cadeias polipeptídicas. A configuração espacial final das proteínas é determinante das funções biológicas por elas exercidas. Estrutura quaternária da hemoglobina (proteína oligomérica formada por quatro cadeias peptídicas unidas por grupamentos prostéticos heme). → Proteínas fibrosas => estruturalmente simples e geralmente insolúveis em água. A maioria das proteínas que pertencem a essa classe possui um único tipo de estrutura secundária. Assim, adquirem a forma de longos filamentos, geralmente entrelaçados como uma corda, gerando fibras altamente resistentes, sendo, por isso, adaptadas para exercer função estrutural. É o caso do colágeno, da queratina e da elastina. A estrutura do colágeno evidenciando as cadeias peptídicas unidades em feixes e estabilizadas por pontes de H. → Proteínas globulares => são estruturalmente mais complexas por conterem vários tipos de estruturas secundárias, além de apresentarem estruturas terciárias. A molécula encontra-se muito dobrada entre si, apresentando formato esférico, o que contribui para a solubilidade dessas proteínas em água, pois os grupos hidrofóbicos ficam agrupados no interior. É o caso da hemoglobina, da mioglobina e das enzimas. DESNATURAÇÃO DAS PROTEÍNAS → Para desempenhar suas funções biológicas, as proteínas precisam estar em seu estado nativo (conformação na qual a proteína existe em seu meio natural), com suas estruturas primárias, secundárias, terciárias e quaternárias, quando for o caso. → Exposição a pH extremos ou temperaturas elevadas => acarreta em modificações físicas das conformações tridimensionais e, consequentemente, nas funções fisiológicas. Ou seja, a perda da configuração espacial modifica sua função. → Na desnaturação não há perda da estrutura primária, ou seja, os aminoácidos continuam unidos na mesma sequência. → Agentes desnaturantes: calor, luz, frio, micro- ondas, agitação e pressão. → A desnaturação das proteínas ocorre quando elas perdem sua estrutura. Isso pode ocorrer pelo aumento da temperatura; entretanto, esse não é um fator suficiente para a degradação (processo de quebra da ligação peptídica), sendo que a hidrolise é o único mecanismo capaz disso. • A gente desnatura as proteínas do ovo, por isso ele fica duro PROTEÍNAS SIMPLES E CONJUGADAS → Proteínas simples são aquelas que possuem apenas aminoácidos em sua composição. Contudo, a hemoglobina, por exemplo, possui um grupo heme, que é uma molécula orgânica complexa chamada grupo prostético. Uma vez que não possui apenas aminoácidos, ela é uma proteína complexa. • Grupo prostético: moléculas não proteicas ligadas de forma covalente ou não aos aminoácidos das proteínas. → As glicoproteínas são proteínas conjugadas muito importantes. Elas estão presentes na superfície celular (como a mucina), fazem parte de proteínas estruturais (como o colágeno), são hormônios (glucagon) ou receptores de membrana. ENZIMAS – T04 → Possuem função catalítica → Função catalítica é a capacidade de converter moléculas em compostos em produtos com funções especificas no nosso organismo. Essa transformação acontece de forma dinâmica, e por isso as enzimas são caracterizadas como catalisadoras (agilizam o processo). → A maioria das enzimas possuem natureza proteica, ou seja, são formadas por aminoácidos e possuem estruturação e funcionalidade de proteínas.Entretanto, há moléculas de natureza lipídica, como as ribozinas, que também possuem capacidade catalítica (agem na transcrição, por exemplo). CARACTERÍSTICAS GERAIS. → Catalisadores biológicos (aumentam a velocidade das reações). • Se ingerirmos amido e não tivéssemos enzimas para degradá-lo, ele ainda seria quebrado, por variações de pH e temperatura, mas esta seria uma reação lenta e demorada. Entretanto, não haveria absorção desse amido. A amilase salivar, então, quebra a molécula de amido. Ela hidrolisa as ligações do amido, quebrando suas ligações e transformando em moléculas menores. Sem a amilase, grande parte do amido não seria hidrolisado e não seria absorvido pelo trato digestório. • Quanto mais tempo a enzima estiver em contato com o alimento, maior a velocidade de reação, e maior eficiente na absorção. → Elevada especificidade (configuracional e geométrica) • Para que as enzimas consigam catalisar os substratos, precisa haver a formação de um complexo chamado complexo-enzima- substrato, no qual o substrato se liga à enzima (interações não covalentes), e isso viabiliza a transformação do composto no produto da reação. Para que isso ocorra, há um local especifico onde o substrato deve se ligar, e esse local possui especificidade (os substratos só se acoplam se possuírem uma conformação complementar ao sítio catalítico). Essa característica de ligação depende dos aminoácidos que fazem parte da enzima, por isso deve ter uma complementariedade de interações. • Especificidade configuracional: a configuração das moléculas que metabolizamos tem que ser na configuração de L-aminoácidos. se eles estiverem na configuração de D-aminoácidos, eles não são absorvidos pelo organismo. • Especificidade geométrica: diz respeito ao tamanho da molécula (deve caber no sítio catalítico). A diferenciação geométrica interfere no tipo de substrato que é metabolizado. → Condições reacionais ideias • Variações de pH e temperatura interferem no comportamento das enzimas por promover as condições ideias • Como as enzimas são moléculas de natureza proteicas, elas precisam ter as estruturas primarias, secundárias e terciárias (conformação nativa), para que sejam capazes de catalisar a reação. Para tanto, as condições do meio devem ser adequadas, para que mantenha sua estrutura funcional, e possa desempenhar sua atividade catalítica. → Controle de atividade (regulação) • Há mecanismos que aumentam e diminuem a velocidade da reação. Isso pode ser observado na regulação de enzimas alostéricas (elas possuem um outro sítio, chamado sítio alostérico, ao qual moléculas se acoplam e promovem uma mudança conformacional das enzimas, aumentando ou diminuindo a capacidade de converter o substrato em produto da reação). CLASSIFICAÇÃO → As enzimas, como são mais complexas e variadas, a classificação é baseada no tipo de reação que ela catalisa. → São divididas de acordo com a característica da reação proposta HIDROLASES → Reações de hidrólise → Promovem a quebra de uma ligação química, na presença de uma molécula de água → É o caso das enzimas digestivas (há hidrolise das ligações para absorção dos componentes) → Metabolização -> absorção LIGASES → Reações de condensação (condensa componentes) → Síntese de ligações. → Funde componentes para a formação de moléculas maiores. → No processo de replicação gênica, são ligados vários nucleotídeos para a formação de uma cadeia polinucleotídica. A DNA polimerase é classificada como uma ligase. → Todas as vias de biossíntese do nosso sistema possuem enzimas com essas características de promover interação entre compostos, para que haja produção de moléculas → Exemplo da biossíntese de carboidratos. O sistema hepático condensa duas moléculas de piruvato na matriz mitocondrial. Elas são ligadas (ATP) e é formado o oxalacetato. OXIDORREDUTASES → Enzimas capazes de fazer transferência de elétrons. Elas participam do fluxo de elétrons no metabolismo celular → Reações de oxidação-redução (há alguém doador e alguém receptor) → Na respiração celular (metabolismo aeróbico), toda vez que necessitar-se energia e a cadeia respiratória estiver funcionando, as oxirredutases têm capacidade de fazer o fluxo de elétrons. → Acontecem de forma “obrigatória” no processo → Há transferência de elétrons, até chegar o aceptor final (o oxigênio na cadeia respiratória). Esse princípio da transferência de elétrons contribui para a produção de energia. → Exemplo: ingestão do álcool. Quando há etanol disponível (principalmente no sistema hepático), o organismo, através de oxirredutases, tem capacidade de oxidar o etanol, na presença de NADH+, formando NAD+ e acetaldeído. Esse composto sofre uma nova reação de oxirredução, forma acetoacetato, e este pode ser utilizado para a produção de energia => metabolização por meio da transferência de elétrons. TRANSFERASES → Enzimas capazes de fazer a transferência de grupos funcionais. → O exemplo abaixo está representando transferência do grupo amino (aminotransferases), entre aminoácidos e entre esqueletos carbônicos do metabolismo celular (fluxo de H) → OBS: o esqueleto carbônico é a molécula sem o grupo funcional → No nosso metabolismo, as principais transferases são aquelas que transferem fosfato no sistema biológico (cinases = fosforilação e desfosforilação). LIASES → Enzimas que fazem adição ou remoção de grupos em ligações duplas ISOMERASES → Modificam a estruturação da molécula sem haver ganho ou perda de algum composto (reestruturação molecular) → Transferência de grupos na mesma molécula → Exemplo: metabolismo de carboidrato, onde fazemos transferências na mesma molécula, através de mudanças estruturais Grande parte das enzimas têm denominação/classificação associada ao substrato que utiliza, e ao tipo de reação que ela catalisa. Exemplo: piruvato desidrogenase => promove a oxirredução da molécula de piruvato. ESTRUTURA CATALÍTICA → A estrutura em azul está em uma conformação de α-hélice (estrutura secundária), caracteriza a estrutura conformacional da enzima, ou seja, é a conformação nativa que a enzima deve adquirir para poder desempenhar sua função. → A parte em azul é a estrutura tridimensional da enzima → As partes em vermelho e verde representam posições específicas na estruturação da enzima, que devem estar disponíveis para que o substrato consiga ser ligado e ele possa ser convertido em produto. → A região enovelada é o local onde liga a molécula que será catalisada, e recebe o nome de SÍTIO CATALÍTICO. Ele forma uma concavidade, uma fenda. Para que a enzima consiga atuar, ela precisa ter esse sitio catalítico (local de ligação com o substrato). → Dizer que há uma enzima atuando em uma via quer dizer que há uma molécula de natureza proteica, enovelada, estruturada, e nesse enovelamento, há uma região pré-estabelecida (sítio catalítico) na qual irá se ligar uma molécula para ser catalisada. → Se a enzima possui um sítio catalítico estruturado, quem é o composto que se liga??? Há enzimas com sítio catalítico simples, e enzimas com o sítio catalítico complexo. Independente da complexidade com o sítio catalítico, a molécula que se liga é chamada SUBSTRATO DA REAÇÃO. No exemplo dado nas ligases, podemos dizer que os substratos são: bicarbonato, piruvato e ATP (auxilia o processo da reação). O substrato se liga por interações fracas (não covalentes), em complementariedade aos aminoácidos que fazem parte do sitio catalítico. Normalmente, são as cadeias laterais dos aminoácidos que fazem essa interação no sítio catalítico, para identificar que tipo de molécula será transformada. Por exemplo:se um sitio catalítico é constituído por lisana, e esta é composta por aminoácidos básicos carregados positivamente em pH neutro, quem se liga são moléculas carregadas negativamente. → O substrato também pode se ligar ao sítio alostérico, mas, nesse caso, é descrito como regulador do sítio alostérico, regulando a atividade da enzima. ENZIMAS ALOSTÉRICAS → O local indiciado em C é o local onde irá se ligar a molécula que será convertida em produto da reação, ou seja, o sítio catalítico. → Há enzimas que possuem outras regiões também enoveladas, mas que recebem o nome de sítio alostérico (indicado pela letra R, pois também pode ser chamado de sítio regulatório) Sítio catalítico: Pequenas porções da enzima que interagem com os substratos por ligações fracas. Eles formam fendas e possuem arranjo definido. → Além dos sítios de catálise, então, há sítios que regulam a enzima. Por exemplo: promovem alterações conformacionais e alteram a atividade da enzima. → Essas enzimas são enzimas maiores e mais complexas, com várias subunidades proteicas, formando a estrutura quaternária. COFATORES E COENZIMAS → Proteínas simples possuem apenas aminoácidos em sua composição, os quais são capazes de atribuir às proteínas as suas funções. As proteínas conjugadas, por outro lado, para que consigam exercer sua função, necessitam de compostos não proteicos (derivados de outras moléculas), que são os grupos prostéticos. Assim, há enzimas que dependem de zinco, de carboidrato, de nucleotídeo, etc. No caso da estrutura de enzimas, o raciocínio é o mesmo. Há enzimas simples e enzimas conjugadas. Nessa imagem, novamente, a parte amarela não é de natureza proteica; trata-se de uma molécula de natureza nucleotídica. Ela está auxiliando a catalise, isto é, a enzima, para converter o produto, dependente dessa estrutura não proteica. Essa parte não proteica que auxilia no desempenho da função são os COFATORES E COENZIMAS. Além da estrutura proteica, deve haver cofatores (elementos inorgânicos) e coenzimas (moléculas de natureza orgânica, derivadas de complexo vitamínico B). Várias moléculas de natureza proteica que atuam como enzimas dependem desses cofatores e dessas coenzimas. A DNA polimerase, por exemplo, depende de átomos de zinco. → Essas enzimas podem ser encontradas a forma holoenzimática (é a forma na sua integralidade, com o cofator ou a coenzima, ou seja, são funcionais) e a forma apoenzimática (é enzima na ausência do cofator ou da coenzima, ou seja, não é capaz de catalisar a reação). → Uma mesma enzima pode ter vários cofatores e coenzimas. → As coenzimas são moléculas orgânicas, e os cofatores são íons (moléculas inorgânicas). CINÉTICA ENZIMÁTICA → A enzima (E) acopla o substrato (S) específico em seu sítio catalítico. Forma-se, então, o complexo enzima-substrato (ES). Ocorre a catálise (substrato convertido em produto - EP), e há a liberação da enzima e do produto da reação. → A formação do complexo enzima-substrato é formada a partir de uma concentração constante de enzima e uma variação na concentração do substrato, o que influencia na formação do complexo e na velocidade da reação. → No eixo y há uma variação de energia livre do sistema. No eixo x há a sequência da reação. Há duas curvas energética no gráfico. O caminho em preto indica ausência de enzima, enquanto o caminho azul indica a presença. ou seja, há duas formas de converter o substrato em produto (mais lento ou mais rápido, com a enzima). → O inicio e o final da reação é o mesmo, mas há duas formas de fazer essa conversão. Independentemente de ter ou não a enzima, o nível de energia do substrato e do produto são sempre os mesmos. Isso quer dizer que a variação de energia livre padrão de Gibbs não se altera. A energia que possui variação é a energia de ativação (ela é menor na presença de enzima), indicando que há diferença nas velocidades das reações => quanto menor a energia de ativação, maior a velocidade. → A constante de equilíbrio não se altera, pois, mantidas as condições padrões, a variação de energia entre substrato e produto não se altera. DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DAS REAÇÕES [E] = constante [S] = concentração de substrato (variável) [S] >>>> [E] V0 = velocidade inicial (1 minuto) Vmáx = velocidade máxima (saturação enzimática) Km = constante de Michaelis-Menten → O ponto máximo de velocidade indica que todos os substratos estão acoplados às enzimas. → O Km diz respeito à formação do complexo enzima- substrato. Ele caracteriza, no eixo x, a quantidade de substrato que tem que estar disponível para que a enzima consiga alcançar metade da sua velocidade máxima. → Há um aumento da velocidade quando as concentrações de substrato são baixas. Mas, a partir do momento em que todas as enzimas começam a catalisar a reação, há uma constância da velocidade inicial, que chega à velocidade máxima. Esse comportamento é encontrado nas enzimas Michaelianas (enzimas mais simples e com um único sítio catalítico). No eixo x, há o Km que determina a quantidade de substrato disponível para que a enzima consiga alcançar metade de velocidade máxima. → Hipérbole retangular → Identificar se há influência de inibidores → Podemos fazer a cinética enzimática para analisar o comportamento de uma enzima em relação a diferentes substratos. Podemos também comparar o comportamento cinético de enzimas em diferentes condições. Por exemplo: enzima renal e enzima pancreática; enzimas de adolescentes e enzimas de idosos; enzimas de tecido saudável e tecido tumoral; enzima gástrica na presença de inibidores => comparação do comportamento cinético das enzimas. Isso também é muito importante no contexto clínico. A fosfatase alcalina prostática, por exemplo, deve estar sempre em uma atividade baixa. Se sua atividade aumentou, isso pode estar relacionado a um aumento da próstata (crescimento tumoral). → Os valores da equação não são precisos (há um valor aproximado da velocidade máxima, e assim em diante) = análise subjetiva. Para termos uma analise mais precisa, fazemos uma transformação dessa equação em uma equação da reta (valores mais exatos, pois há pontos específicos no eixo x e eixo y. EQUAÇÃO DE LINEWEAVER-BURK Y = a.x + b • b é onde cruza o eixo y • a é onde cruza o eixo x → O ponto b (cruza o eixo y) determina a velocidade máxima (nesse ponto, a velocidade é constante, pois é Vmáx). → O ponto a (cruza o eixo x) determina o valor de Km. → Velocidade máxima é o ponto máximo de catálise (grau máximo de atividade => saturação catalítica) → Esse modelo é utilizado para avaliarmos comportamento inibitório de compostos com enzimas. INIBIDORES ENZIMÁTICOS → Os inibidores são classificados de acordo com o tipo de ligação que eles fazem com o sítio catalítico de uma enzima → Inibidores se ligam ao sítio catalítico, causam modificações estruturais na enzima, e compromete a sua cinética, ou seja, diminui a velocidade enzimática. → Eles podem ser inibidores irreversíveis (acoplam por ligações covalentes, de modo que não se desacoplam mais => comprometimento geral da atividade da enzima) ou inibidores reversíveis (se acoplam, compromete a catalise, mas, por fazerem interações não covalentes, eles se dissociam do sítio catalítico). INIBIDORES IRREVERSÍVEIS → Inibidores suicidas: o composto em si não é tão reativo, mas, quando se liga no sítio catalítico, ele se torna altamente reativo, e pode se ligar de forma covalente, ou pode até mesmo provocar a perda de uma parte da enzima. Eles promovem a perda definitiva da atividade catalítica. • Há drogas que atuam em enzimas com o objetivo de impedir com que elas catalisem a reação. → Várias moléculasque ingerimos e inalamos podem atuar como inibidores, causando irreversibilidade do processo. Um exemplo é o monóxido de carbono, que se liga a enzimas de forma irreversível. O sistema deve destruir essa enzima e formar um novo comporto para desempenhar essa função. INIBIDORES REVERSÍVEIS → Competitivos: há uma competição entre inibidor e substrato. → Incompetitivos: estão num grupo chamado inibidores mistos. → Mistos INIBIÇÃO COMPETITIVA → O inibidor ocupa o local do substrato. → Há a formação de um complexo chamado complexo enzima-inibidor, e a reação deixa de acontecer (a velocidade decai) → Quando a concentração do substrato estiver baixa, o inibidor é favorecido para se ligar ao sítio catalítico. Mas quando a concentração de substrato está alta, ele é quem tende a se ligar no sítio catalítico (inibição não acontece). Assim, a concentração de substrato interfere na ação no inibidor. → Nas retas 2 e 3, houve adição de inibidor. Na equação da reta, o a representa Km/Vmáx, que é a inclinação da reta. Como nas retas 2 e 3 houve mudança na inclinação, concluímos que houve mudança no Km ou no Vmáx. → As três retas cruzam o eixo y no mesmo ponto. Isso quer dizer que, em altas concentrações de substrato, todas as enzimas, estando inibidas ou não, atingem o mesmo ponto, ou seja, o inibidor competitivo não interfere na reação quando a quantidade de substratos está elevada. → Portanto, concluímos que a variável que mudou foi Km. → A reta 3, com mais inibidor, cruza o eixo x próximo ao 0, o que indica que estamos deslocando mais próximo do 0, então, há uma maior quantidade de substrato (1/Km) para alcançar a metade da velocidade máxima. Portanto, houve um aumento do Km. → Nesse caso, a inibição competitiva aumenta o valor de Km, ou seja, a quantidade de substrato para alcançar metade da velocidade máxima tende a ser maior. INIBIÇÃO MISTA → O inibidor competitivo pode se ligar tanto na enzima livre quanto no complexo enzima-substrato. Isso culmina em uma etapa enzima-substrato- inibidor. → A velocidade vai cair, pois a enzima não vai mais ser capaz de catalisar a reação. → Apesar de se acoplar ao sítio catalítico, o inibidor não interfere na ligação do substrato, mas impede a enzima de realizar seu trabalho. → É como se tivesse características tanto de inibição competitiva como incompetitiva. INIBIÇÃO INCOMPETITIVA → Pode haver a ligação simultânea do inibidor e do substrato no sítio, assim como na mista. Há formação do complexo enzima-substrato, mas o inibidor pode se ligar também, formando o complexo enzima-substrato-inibidor, e a enzima não é capaz de catalisar a reação. → A adição do inibidor altera a inclinação da reta, o que quer dizer que alterou Km ou Vmáx, ou ambos. → Na inibição mista, parte das enzimas não são capazes de converter o substrato em produto. Isso quer dizer que uma parte delas está constantemente inibida, então a velocidade máxima diminui (lembrar que é 1/Vmáx). → Nesse caso, a diminuição da velocidade máxima é proporcional à diminuição do Km. → Diminuição da velocidade máxima e do Km. → Na NÃO COMPETITIVA, as retas convergem para o mesmo ponto, indicando que o valor de Km é constante (pois a ligação do inibidor não altera o acoplamento do substrato ao sítio catalítico). Pode se ligar tanto à enzima livre como no complexo enzima-substrato. A velocidade máxima diminui. REGULAÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA → A regulação enzimática pode ser feita por meio de enzimas alostéricas (possuem um sítio ativo e um sítio alostérico/regulador) em subunidades separadas. → Algumas moléculas se ligam ao sítio alostérico, modificam a estrutura da enzima, e podem promover o aumento ou diminuição da velocidade da catálise. → Forma uma curva em S (curva sigmoide) → No exemplo abaixo, a enzima possui um sítio regulador, ou seja, é uma enzima alostérica. Ela, por possuir atividade catalítica lenta, recebe um modulador positivo, que se liga ao seu sítio alostérico. Ele modifica a conformação da enzima e a torna mais ativa, favorecendo a ligação com o substrato e aumentando a velocidade. → Vários compostos podem ligar e desligar do sitio regulatório → É um mecanismo de regulação rápida → A maior parte das enzimas do nosso organismo são alostéricas → É um processo reversível REGULAÇÃO ENZIMÁTICA POR ZIMOGÊNIOS → Uma enzima sintetizada está na forma inativa, sem catalisar reação. Após sofrer uma modificação estrutural, ela adquire uma conformação ativa e passa a ter atividade catalítica. → Diferente da regulação alostérica, a regulação por zimogênios é irreversível → Há a clivagem de algumas ligações peptídicas. → Processamento proteolítico → Isso ocorre, principalmente, nas enzimas digestivas e enzimas envolvidas no processo de coagulação sanguínea. A não ativação dessas enzimas pode levar a distúrbios. RESUMO – INIBIÇÃO → Inibição competitiva: • Inibidor compete com o substrato pelo sítio catalítico, pois há uma semelhança na estrutura molecular entre os dois • Vmáx é constante • Km aumenta → Inibição incompetitiva: • Formação do complexo enzima-substrato- inibidor, de maneira que a enzima perde sua capacidade de catalisar a reação • Vmáx diminui • Km diminui → Inibição não competitiva: • O inibidor pode se ligar tanto à enzima livre quanto ao complexo enzima-substrato • A inibição do inibidor não altera a ligação do substrato ao sítio catalítico, pois, quando o inibidor se liga à enzima livre, é em um sítio que não o sítio catalítico. Assim, o substrato não compete, e por isso o Km é constante. Entretanto, a enzima se torna inativa. • Km é constante • Vmáx diminui → Inibição mista • O inibidor competitivo pode se ligar tanto na enzima livre quanto no complexo enzima- substrato. • Se comporta tanto como competitivo quanto não competitivo • Vmáx diminui • Km aumenta MÉTODOS BIOFÍSICOS ESPECTROFOTOMETRIA, CROMATOGRAFIA E ELETROFORESE – P05 ESPECTROFOTOMETRIA SOLUÇÕES → Soluções são misturas líquidas ou sólidas → Podem ser heterogêneas ou homogênea → Os métodos biofísicos permitem separar e identificar os componentes da solução, além de permitir o estudo das suas propriedades de estrutura e função. • Os estudos devem consistir na capacidade de transformar o qualitativo no quantitativo (como concentração exata), sendo este um aspecto muito importante para diagnósticos médicos de determinadas patologias. ESPECTROFOTOMETRIA DE ABSORÇÃO → É a medida de luz em um espectro eletromagnético → Está relacionada com a estrutura molecular do composto em questão. De acordo com as ligações químicas e tipos de grupos funcionais, algumas moléculas são capazes de absorver determinado tipo de energia de onda eletromagnética. • Quanto mais moléculas em uma solução com determinadas ligações químicas, maior a capacidade de absorver luz. Absorvendo a luz, há como medir essa absorção a partir de um sensor luminoso. • Os sensores que recebem a luz são as fotocélulas. → Para isso, é necessária uma fonte de luz • Na maioria das vezes, a fonte luz é a luz branca => ela é luz policromática (ou seja, de vários comprimentos de onda), e esta deve ser transformada em uma luz monocromática para termos um comprimento de onda específico. • A luz branca passa um filtro. Esse filtro seleciona a luz que continua passando (nesse exemplo, a amarela), de modo que essa luz passa pelas moléculas dissolvidas em uma solução e, de acordo com a quantidade das moléculas presentes, há uma quantidade de luz que continua a passar, graças à absorção (quanto mais moléculas, a quantidade de luz que continua seu caminho até a fotocélula do detector diminui). Se não houvernenhuma molécula, a quantidade de luz que passa é bem maior, pois não há absorção. Logo, quanto maior a quantidade de luz que chega na fotocélula, menor a quantidade de moléculas dissolvidas na solução. Para isso, há uma análise quantitativa. → A diferença de colorimetria para espectrofotometria é na decomposição da luz, na qual utiliza-se um prisma, e, depois, na seleção da luz monocromática através da utilização de uma grade/fenda selecionadora (de acordo com o tipo de luz, o comprimento de onda é diferente; utilizando uma fenda, há seleção do tipo de luz que vamos deixar passar). Tem-se uma maior qualidade na espectrofotometria, por ser mais sensível que a colorimetria. Entretanto, o conceito utilizado é o mesmo (absorção de luz pelas moléculas dissolvidas na solução). CARACTERÍSTICAS DOS ESPECTROFOTÔMETROS → Produzir luz monocromática e medir a luz absorvida pelas soluções. → O que muda entre as cores é o comprimento de onda da luz (também envolve a frequência) • Violeta = até 370 nm • Vermelho = 800 nm ➢ Quanto maior a frequência, menor o comprimento de onda. ➢ Quanto menor o comprimento de onda, maior a energia (por exemplo, o violeta é mais energético que o vermelho) → Luz complementar: se uma solução é vermelha, quer dizer que ela reflete a luz vermelha, mas absorve a luz complementar, que é a verde. Uma solução azul tende a refletir luz azul, mas absorver luz laranja. Uma solução amarela reflete luz amarela, mas absorve luz violeta. → Quando incidimos todos os comprimentos de onda sobre uma solução, obtém-se, a respeito da substância, uma curva de absorção espectral. QUALIDADE DA LUZ MONOCROMÁTICA → Curva de absorção espectral => é a curva originada quando são incididos vários comprimentos de onde sobre uma solução. É uma característica da substância que está absorvendo a luz → O tipo de luz que inclina sobre a solução é variado, ou seja, seu comprimento de onda varia → É a impressão digital da substância, podendo ser utilizada para identificar o tipo de substância (pois nenhuma possui as mesmas ligações e os mesmos grupos, por isso podem ser identificadas) → O pico do corante azul 9, por exemplo, quer dizer que naquele ponto (610~620nm) é onde tem a luz que ele mais absorve. Se incidirmos uma luz de 700nm sobre essa solução, a absorção será zero, sendo que isso não quer dizer que a substância não está presente no meio, mas que ela não absorve luz de 700nm. → A qualidade da luz monocromática na espectrofotometria é maior do que na colorimetria, o que explica a maior sensibilidade da espectrofotometria. → A sensibilidade do método quer dizer que ele consegue identificar menores moléculas no soluto. A qualidade da luz monocromática é maior na espectrofotometria. A qualidade diz respeito na transformação da luz policromática em luz monocromática (na espectrofotometria, essa conversão é feita por um filtro). → O método mais sensível é aquele que consegue identificar menores quantidades do soluto, o que acaba sendo facilitado pela qualidade da luz monocromática. → A absorbância evidencia a quantidade de luz que foi absorvida, mas não é um valor quantitativo; é qualitativo. Para tanto, é necessária usar um padrão chamado de fator de calibração, que são padrões de concentrações conhecidas => quantitativo. Quanto maior a concentração, maior a absorção, formando uma reta, a qual pode ser transformada em uma regra de três. → Então, pode-se aplicar uma regra de três para descobrir concentrações desconhecidas, a partir da absorbância e de concentrações conhecidas. → A espectrofotometria pode ser utilizada por radiação UV ou Infravermelho. A radiação UV ainda é quantitativa, mas é usada para proteínas, DNA, RNA, e para moléculas que dissolvem nessa região de UV. O Infravermelho é utilizado para identificarmos grupos de ligações, bem com a estrutura da molécula (exemplo: picos de absorção onde há ligação C=O). CÁLCULOS PARA TRANSFORMAR ABSORVÊNCIA EM CONCENTRAÇÃO → Lei de Lambert: quando a concentração (C) é constante, a absorção (A) depende do caminho óptico (I). Neste caso, como a concentração é a mesma, o caminho óptico será importante: se dobrarmos o caminho, a chance de a luz encontrar a molécula também é dobrada. Contudo, para facilitar, padronizamos o caminho óptico para 1cm nas cubetas. • O caminho óptico influencia na absorbância. • Isso pode ser feito para analisar quanto há de DNA e RNA em uma solução. → Lei de Beer: quando o caminho óptico (I) é constante, a absorção (A) depende da concentração (C). • Quanto maior a concentração, maior a absorção. → A absorbância é proporcional ao caminho óptico, multiplicado pela concentração. A constante de proporcionalidade é chamada de coeficiente de extinção molar (constante específica para cada substância). → O fator e a curva de calibração são determinados a partir do uso de padrões de soluções puras com valores de concentrações conhecidas. LEI DE LAMBERT-BEER A absorbância é proporcional à concentração da espécie química absorvente, sendo constantes o comprimento de onda, a espessura atravessada pelo feixe luminoso e demais fatores. Por meio dessa lei, intensidades da radiação incidida e emergente podem ser relacionadas com as concentrações do material presente nas soluções, levando em conta que a radiação incidente deve ser monocromática. CURVA PADRÃO → Por meio dela, podemos determinar a relação matemática (equação da reta). → Inicialmente, verifica-se no espectrofotômetro a absorbância (A) das soluções cujas concentrações sejam conhecidas. → Assim, com a curva padrão, obtendo o valor da absorbância por meio do espectrofotômetro, pode- se determinar a concentração do soluto a partir da equação da reta. → A inclinação da reta (a) é o coeficiente de extinção (E) da Lei de Lambert-Beer ESPECTROFOTOMETRIA DE EMISSÃO → Emissão é quando a substância consegue brilhar/emitir um tipo de luz. → Há dois tipos: fluorimetria e absorção atômica. FLUORIMETRIA → Não é qualquer tipo de substância que é fluorescente, mas sim aquela que tem perfil conjugação de ligações duplas, as quais fazem com que ela seja fluorescente. → como excitamos as substâncias?? Há uma fonte de luz, que vai passar por um monocromador, transformando-a em um tipo específico de luz, que vai excitar as moléculas. Elas, então, começam a brilhar, emitindo luz para todo lado, e, a 90º da luz absorvida, conseguimos quantificar o quanto de luz foi emitida. FOTOMETRIA DE CHAMA E ABSORÇÃO ATÔMICA → A fotometria de chama e absorção atômica dependem da utilização da energia da chama do fogo para fazer com que a substância emita um determinado tipo de luz. → Exemplo: uma barra de lítio, quando queimada, emite luz vermelha, que é diferente da luz amarela (comprimentos de onda diferentes) emitida quando jogamos sal no fogo, graças ao sódio. → Essa metodologia é muito utilizada para íons C = A.FC C: concentração desconhecida A: absorbância conhecida FC: fator de calibração → Este é o princípio dos fogos de artifício. Quando colocamos o fogo de artifício, o foguete adquire cor, de acordo com o sal contido no equipamento. → Depende da emissão, isto é, o soluto observado deve ser capaz de emitir luz em um comprimento de onda específico. → A espectrofotometria de emissão possui o mesmo princípio da de absorção, com a diferença que esta depende da emissão: o soluto tem que ser capaz de emitir luz de comprimento de onda específico. CROMATOGRAFIA → É uma separação de componentes de acordo com a afinidade de moléculas, efetuadas em sistemas bifásicos: sólido-líquido ou sólido-gás. → Uma dessas fases é a fase estacionária, que fica fixa, e a outra é a fasemóvel, que vai passando pela fase estacionária. De acordo com a afinidade daqueles solutos pela fase móvel ou pela fase estacionária, temos a separação. → Exemplo: a fase estacionária da resina é a sólida, com cargas positivas. Quando passamos diversas moléculas ali, aquelas que têm carga negativa se grudam e aquelas que tem cargas positivas passam direto, separando essas moléculas pela afinidade. TIPOS DE CROMATOGRAFIA → Adsorção: os menos adsorvidos na fase estacionária saem primeiro, carregados pela fase móvel. → Partição: os mais solúveis migram mais que os menos solúveis, junto com a fase móvel. → Filtração: as moléculas maiores saem primeiro que as menores. → Troca iônica: separação pelas diferentes cargas presentes nas moléculas. → Afinidade: interação específica enzima X substrato, antígeno X anticorpo e ligante X receptor. CROMATOGRAFIA EM PAPEL → Pode ser planar (realizada em um único plano) ou em coluna (como se fosse um tubo, onde está a fase estacionária) → No caso da planar, pode ser em papel e em camada delgada (possuem o memso efeito). → A fase estacionária, neste caso, é o papel (ex: celulose). Devemos pensar na característica da celulose, ou seja, nas características que compõem essa fase estacionária: a celulose é um polissacarídeo com várias hidroxilas, ou seja, relativamente polar, mas insolúvel. Quando o papel entra em contato com a água, acontece um movimento de capilaridade: ela tende a se espalhar pelo papel para homogeneizar a concentração ao longo do papel. Logo, se colocarmos uma solução com material apolar na água, o solvente vai subindo. À medida que vai subindo, ele vai arrastando aquelas substâncias que estavam na amostra. São as substâncias apolares migram junto com o solvente (que também é apolar). As substâncias possuem maior afinidade com a solução do que com a fase estacionária (papel = classificada como apolar). → Por outro lado, substâncias polares não migram, pois ficam logo “no começo”, já que possuem afinidade pelo papel (que também é polar). → Dessa forma, há a separação. CROMATOGRAFIA EM CAMADA DELGADA → Funciona da mesma forma que a de papel: entra em contato com o solvente, as substâncias que migram junto com o solvente são aquelas que possuem afinidade por ele, e as que não migram, não possuem afinidade. Por isso é importante sabermos as características do solvente. → Análise de drogas e medicamento pelo método da cromatografia em camada delgada: • Aplicamos as amostras na origem (no comecinho) da camada delgada e colocamos essa parte em contato com o solvente. O solvente migra e vai arrastar as moléculas que possuem afinidade com ele. As que não possuem afinidade com o solvente permanecem na origem. Assim, conseguimos separar e analisar diversos tipos de droga. Para isso, colocamos a cocaína, por exemplo, como o solvente. Se a amostra migrar junto, isso indica que é cocaína também. CROMATOGRAFIA EM COLUNA → Há um tubo que é preenchido com a fase estacionária (muitas vezes é a resina, que tem características de carga positiva e de ser apolar). Aplicamos na parte de cima a amostra, que vai andando pela resina e se separando à medida que ela tem mais afinidade com o solvente pelo qual está andando ou com a resina, que tá fixa. Isso torna possível a separação → Muito utilizado para separar proteínas e aminoácidos. → Há três tipos principais de cromatografia em coluna: filtração, troca iônica e afinidade. → A cromatografia de filtração é a separação pelo tamanho do poro e pelo tamanho das moléculas. A fase estacionária vai ter buracos de tamanho específico, onde entrarão moléculas menores e as maiores não entrarão e acabarão saindo antes, enquanto as que entram demorarão mais para sair. Chamamos isso de exclusão molecular. • Separação das moléculas pelo tamanho → Cromatografia de troca iônica: coloca-se cargas na resina, de modo que cargas negativas atraem positivas => quanto maior a quantidade de cargas positivas, maior a atração, isto é, ficam ligadas mais fortemente. Assim, é possível realizar a separação, de acordo com a fase estacionaria (nesse caso, as bolinhas cinzas, que são a resina). → Neste tipo de cromatografia, é importante observarmos a influência do pH, pois, de acordo com ele, as cargas podem estar protonadas ou desprotonadas. Se colocarmos uma resina negativa e as moléculas de análise forem todas negativas, não terá separação, pois todas sairão juntas (não haverá afinidade). → Cromatografia de afinidade: se quisermos “pescar” uma enzima, utilizamos o substrato dela, pois esses possuem afinidade um ao outro. Da mesma forma, se quisermos pescar um anticorpo, utilizaremos o antígeno dele, ou ligante e receptor. → A fase móvel se ligará à fase estacionária pela especificidade e afinidade. → Anzol certo com a isca certa → Cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC): as colunas desse equipamento possuem um alto grau de empacotamento, o que lhe confere alta eficiência. → A coluna possui a fase líquida e a fase estacionária. → A bomba trabalha em alta pressão → Quanto menor o tempo para sair da coluna, menor a ligação (afinidade) com a fase estacionária saindo no começo da corrida cromatográfica. → Um pico maior indica uma maior detecção. → A cromatografia é um ótimo método de separação, mas para quantificar é necessário utilizar a espectrofotometria. ELETROFORESE → É a separação de componentes por meio de aplicação de um campo elétrico, o que induz a migração dos compostos positivos para o catodo (polo negativo) e os compostos negativos migram para o anodo (polo positivo) → Deve-se levar em consideração o pH → A diferença da eletroforese para a cromatografia de troca iônica é que, na eletroforese, há eletricidade, com um polo positivo e outro negativo. → Pode acontecer em uma membrana/papel, como um papel de celulose, o qual funciona como uma ponte entre o polo positivo e o negativo (se tirarmos esse papel, o circuito não vai se fechar). Os elétrons fluem nesse papel. → O circuito também pode ser fechado através de um gel, o qual possui poros (depende da concentração do mesmo: se a concentração for maior, os poros serão menores, e vice-versa). Quando os elétrons vão atravessando, partículas maiores vão ficando retidas e as menores vão indo, isto é, as menores migram mais rapidamente. Mais cargas negativas migram mais e menos cargas negativas migram menos, para o polo positivo. → Eletroforese em gel de poliacrilamida: a concentração de poliacrilamida altera o tamanho dos poros (quanto maior a concentração, menor os poros) → o SDS é um detergente que solta a partícula e uniformiza a relação carga-massa, fazendo com que ela migre de acordo com o tamanho (e não só a carga). BIOENERGÉTICA – T06 DEFINIÇÃO → O conjunto de transformações que ocorrem no nosso sistema biológico possui variações de energia (há reações que produzem e reações que consomem) → Transformações de energia que acontecem no sistema biológico, as quais caracterizam o aspecto bioenergético do sistema. Essas variações de energia podem ser interpretadas, isto é, se há geração de energia elétrica, cinética, antrópica, potencial, e outras formas de energia (qualificar quais são as energias). → A energia está concentrada nas ligações químicas dos compostos (energia calorífera) → Além de qualificar a energia, há como realizar sua quantificação também. A partir da energia gerada ou consumida, é possível interpretar a realização de trabalho no sistema, isto é, observar se ele consegue exercer suas funções LEIS DA TERMODINÂMICA → A Primeira Lei da Termodinâmica está relacionada com o princípio da conservação de energia, isto é, • A energia pode ser transformada