Aula 1 - Introdução à Bioquímica (Resumo)

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Giovana Vanzin Forti – BIOQUÍMICA MÉDICA I – 2021/1 
Bioquímica: é a “química da vida”. Consiste 
no estudo e análise de moléculas e das 
reações químicas. Explica formas e funções 
biológicas, processos orgânicos, a genética e 
a fisiologia, diferencia o normal do patológico. 
Serve para desenvolver fármacos e auxiliar 
diagnósticos. Estuda estruturas, organizações 
e transformações moleculares que ocorrem 
na célula 
Nosso organismo é constituído por carbono, 
hidrogênio, oxigênio, nitrogênio. Constitui 
mais de 99% da massa das células 
Biomoléculas: são compostos de carbono 
com uma grande variedade de grupos 
funcionais. Os principais grupos funcionais 
são etila, metila, amida, amina, éter, éster... 
 
 
 
A química dos organismos vivos está 
organizada em torno do carbono. O Carbono 
contribui em mais da metade do peso seco 
das células. 
Que tipos de moléculas estão contidas nas 
nossas células? Aproximadamente mil 
moléculas orgânicas diferentes dissolvidas na 
fase aquosa das células. Essas moléculas são 
metabólitos centrais das rotas metabólicas 
principais (ex. proteínas, lipídios, açúcares) 
As macromoléculas são os principais 
constituintes das células. Proteínas 
constituem a maior fração da célula (fora a 
água). O metabolismo é regulado para obter 
equilíbrio e economia. 
A água é a substância mais abundante nos 
sistemas vivos, constituindo mais de 70% do 
peso da maioria dos organismos. 
Estrutura da molécula de água: cada átomo de 
hidrogênio compartilha um par de elétron com 
o átomo de oxigênio 
 
A água é um solvente polar: dissolve 
prontamente a maioria das biomoléculas, que 
em geral são compostos carregados ou 
polares 
Giovana Vanzin Forti – BIOQUÍMICA MÉDICA I – 2021/1 
Ligações de Hidrogênio 
Ocorrem porque o oxigênio é mais 
eletronegativo do que o hidrogênio. Ser mais 
eletronegativo significa que os elétrons ficam 
mais perto do oxigênio. 
O resultado do compartilhamento desigual de 
elétrons são dois dipolos elétricos na molécula 
de água 
Uma atração elestrostática entre duas 
moléculas de água é formada entre o átomo 
de oxigênio de uma molécula e o átomo de 
hidrogênio de outra molécula. 
São ligações mais fracas que as covalentes e 
possuem menor energia de dissociação 
(rompem mais fácil). 
Há formação de ligações de hidrogênio com 
até quatro moléculas vizinhas 
Interações com a Água 
Substâncias polares: dissolvem em água. 
Por exemplo glicose, glicerol, glicerina 
Substâncias apolares: não se dissolvem em 
água. Por exemplo cera, óleo, gordura, 
lipídeo, hidrocarbonetos 
Substâncias anfipáticas: substâncias que 
possuem uma parte apolar e outra polar 
 
A água é um ótimo solvente: dissolve muitos 
sais cristalinos pela hidratação de seus íons. 
As cargas iônicas são neutralizadas pela água 
e o sal se “dissolve” naquele meio 
 
Dissolução do NaCl em água: os hidrogênios 
interagem e arrancam os íons Cl- enquanto os 
oxigênios interagem e arrancam os íons Na+ 
Gases insolúveis em água: CO2, O2, N2. São 
apolares, diminuem a entropia quando 
misturados em água 
Entropia: grau de desordem das moléculas 
Compostos anfipáticos em água: as regiões 
polares dissolvem e as apolares se 
aglomeram formando micelas 
Micelas: a parte polar fica voltada para fora 
para interagir com a água e a parte apolar fica 
voltada para dentro, longe da interação com 
água. O sabão/detergente penetra na gordura 
formando uma interface 
 
Importância das interações hidrofóbicas: 
muitas biomoléculas são anfipáticas e são 
estáveis a partir de interações hidrofóbicas. 
Por exemplo, proteínas, algumas vitaminas, 
esteróides e fosfolipídeos de membrana. As 
membranas celulares são formadas por 
interações hidrofóbicas entre fosfolipídios 
Ionização da Água 
A água apresenta pequena tendência de 
ionização 
 
Os prótons livres não existem em solução, 
esses íons logo são hidratados, formando íons 
hidrônio 
 
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Salto de prótons: capacidade dos íons 
hidrogênios de saltar de uma molécula para a 
outra é responsável pela condutividade 
elétrica da água e pela rapidez das reações 
ácido-base 
 
O produto iônico da água, que é detectado 
através da medida da condutividade elétrica 
da água, é a base para a escala de pH. 
Potencial Hidrogeniônico (pH) 
O símbolo p denota “logaritmo negativo de”: 
pH = -log [H+] ou pOH = -log [OH-] 
pH: expressa as concentrações de íons 
hidrogênio 
pOH: expressa as concentrações de íons 
hidroxila 
Importância do pH: diabetes, acidose, 
alcalose, atividade catalítica de enzimas, 
diagnóstico de sangue na urina 
Diabetes: baixa ou nula produção de insulina. 
As altas concentrações de glicose sanguínea, 
sendo que estão baixas dentro da célula, gera 
a quebra de ácidos graxos e acumula corpos 
cetônicos (cetose). Os principais corpos 
cetônicos são o β-hidroxibutirato e o ácido 
acetoacético. 
Indivíduo saudável: 3 mg/100mL 
Acidose: 90mg/100mL no plasma do diabético 
Evitamos as variações de pH através das 
soluções tampões 
 
 
 
 
 
Tampão: sistemas aquosos que tendem a 
resistir a mudanças de pH quando pequenas 
quantidades de ácidos ou bases são 
adicionadas. Consiste em um ácido fraco 
(doador de prótons) e sua base conjugada 
(aceptor de prótons). 
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Os processos biológicos são dependentes do 
pH. Mudanças no pH podem ocorrer por 
alterações da ligação enzima-substrato 
A região de tamponamento é o ponto onde a 
concentração do doador de prótons e 
exatamente igual ao aceptor de prótons. O pH 
nesse ponto muda levemente quando se 
adiciona quantidades pequenas de ácido ou 
base. Nesse ponto o pH é igual ao pKa. 
O tamponamento resulta do equilíbrio entre 
duas reações reversíveis ocorrendo em uma 
solução de concentrações quase iguais de 
doador e aceptor de prótons. 
 
Ao adicionar H+, eles ligam-se aos íons 
acetato formando ácido acético. O mesmo 
ocorre com os íons OH- 
Tampões Biológicos 
Os tampões biológicos são a primeira linha de 
defesa dos organismos contra mudanças 
internas de pH. No citoplasma, muitos 
aminoácidos possuem grupos funcionais que 
são ácidos ou bases fracas e funcionam como 
tampões 
Tampão fosfato: resistem a variações de pH 
entre 5,9 e 7,9. Age no citoplasma de todas as 
células 
Tampão bicarbonato: consiste em ácido 
carbônico (H2CO3) como doador de prótons e 
bicarbonato (HCO3
-) como aceptor de prótons. 
Formado por dióxido de carbono dissolvido 
em água. A quantidade de ácido carbônico 
depende da pressão de CO2. O pH efetivo é 
próximo de 7,0 
Hipoventilação: aumenta pCO2 = acidose respiratória 
Hiperventilação: reduz pCO2 = alcalose respiratória 
Acidose respiratória é diferente da metabólica. A acidose metabólica 
se dá por causa de um problema no metabolismo, que pode ser 
desencadeado por diversas condições de saúde, como diabetes e 
diarreia grave 
Qual a importância de aferir o pH de um 
paciente? Para determinar a concentração de 
íons na célula, seja H+ ou OH-. Uma mudança 
no pH do sangue pode indicar uma queda 
imunológica e a atividade de vírus, bactéria ou 
outros organismos. Além de uma queda 
metabólica grave ou gravíssima, perda de 
funções de moléculas importantes para a 
manutenção da vida. Ajuda a ter uma base 
para diagnóstico e tratamento do paciente. 
A alteração no pH pode indicar problemas 
fisiológicos da célula como a acidose (quando 
o pH está muito ácido) e alcalose (quando o 
pH está muito básico) indicando também 
variação na concentração de CO2 
Ácido acético (fraco): 
H3C – COOH 
 
Acetato (base forte): 
H3C – COO-