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Profa. MSc. Dra. Enny Silva UNIDADE I Bioquímica Definição: poli-hidroxialdeídos ou poli-hidroxicetonas ou substâncias que por hidrólise forneçam estes compostos. Nomenclatura: ose Carboidratos Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. P. 9-10. São Paulo: Editora Sol, 2020. Figura 2 – A) gliceraldeído; B) galactose; C) diidroxiacetona; D) ribulose 1) Principal fonte de energia (ATP). 2) Reserva energética: fígado e músculos – glicogênio + glicemia (1 grama de carboidratos fornece 4 Kcal, proteínas idem, lipídeos 9 Kcal/g) – amido e glicogênio. 3) Participa da estrutura dos ácidos nucleicos. 4) Função estrutural: a) membranas plasmáticas da células e coesão entre células, b) celulose: componente da parede celular da célula vegetal, c) quitina – exoesqueleto dos insetos, artrópodes e crustáceos. 5) Lubrificante das articulações. Função dos carboidratos Classificação: – função – número de carbonos – produtos de digestão no trato digestório Classificação dos carboidratos Isomeria – Carboidratos Fonte: acervo próprio. H O C1 2 3 4 5 6 H HO H H H H OH OH OH OH H C C C C C H H H C C = OH O OHC H GLICOSE GLICERALDEÍDO BOCA---ESTÔMAGO---INTESTINO Digestão (enzimas) – quebra em unidades menores – para que haja absorção (sangue) – células – utilização. Amilase (salivar e pancreática) sacarase, maltase, lactase. Digestão do amido (boca----intestino) Absorção da glicose Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 14. São Paulo: Editora Sol, 2020. Dissacarídeo → Monossacarídeo + Monossacarídeo Sacarose → Glicose + Frutose Maltose → Glicose + Glicose Lactose → Glicose + Galactose Mutarrotação – ciclização da glicose Carboidratos Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 13. São Paulo: Editora Sol, 2020. Estudo caso a caso – dissacarídeos e monossacarídeos Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. P. 15. São Paulo: Editora Sol, 2020. Dissacarídeos Monossac. Monossacarídeo maltose α-D-glicose α-D-glicose celubiose β-D-glicose β-D-glicose sacarose α-D-glicose frutose lactose α-D-glicose galactose Celulose – fibras alimentares Amido Glicogênio Peptideoglicano Quitina Estudo caso a caso – polissacarídeos Polissacarídeos Monossacarídeos amido α-D-glicose celulose β-D-glicose glicogênio α-D-glicose glicosaminoglicano N-acetilglicosamina N-acetilgalactosamina Acido urônico Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 17. São Paulo: Editora Sol, 2020. Foi ministrado soro glicosado em um paciente diabético tipo I. Como este paciente irá reagir? (valor de referência para soro: 65-99 mg/dL) Interatividade (valor de referência: 65-99 mg/dL) Ele está em hiperglicemia – irá aumentar a glicemia. Ele vai tomar insulina? Qual? Ele está em hipoglicemia – irá aumentar a glicemia. Por que ele estava em hipo? Ele está em normoglicemia – irá aumentar a glicemia. Ele vai tomar insulina? Qual? Resposta Insulina Molécula transportadora GLUT, qual será o caminho que a glicose vai tomar dentro da célula? Entrada de glicose nas células Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 29. São Paulo: Editora Sol, 2020. Glicose Meio extracelular Permease Meio intracelular glicogênio s/O2 Principais vias do metabolismo de carboidratos Fonte: acervo próprio. CATABOLISMO ANABOLISMO METABOLISMO glicose piruvato lactato acetilCo-A c/O2 ribose Ciclo de krebs NAD+ FADH2 Coenzima Q Cit. b Cit. c cit a e cit a3 H2O O2 HORMÔNIOS (+ ou -) metabólitos ENZIMA MARCA-PASSO SUBSTRATO PRODUTO SAIS MINERAIS (cálcio, magnésio etc.) VITAMINAS (complexo B) Regulação das vias metabólicas Fonte: acervo próprio. Ciclo de krebs Reações anfibólicas Regulação do ciclo (com as enzimas marca-passo) Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 48-49. São Paulo: Editora Sol, 2020. NAD+ 1 NAD+ = 3 ATP 1 FADH2 = 2 ATP NAD+ malato fumarato succinato GTP succinil-CoA α-cetoglutarato NAD+ isocitrato citrato oxaloacetato Acetil-CoA FADH2 Cadeia respiratória (transporte de elétrons) + Fosforilação oxidativa (síntese de ATP) Inibidor da CR = CO e cianeto Alguns arbitúricos, inseticidas, agrotóxicos Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 57-61. São Paulo: Editora Sol, 2020. NADH Succinato Matriz mitocondrial Espaço intermembranas 1 NADH = 3 ATP 1 FADH2 = 2 ATP ADP + Pi ATP H+ ATP sintase H+ Interatividade Um casal dorme em uma cabana com lareira ligada, mas, como não sabiam lidar com esta situação, não abriram a saída de gases da lareira. No dia seguinte, a casal foi encontrado morto. Qual a possível causa mortis, sabendo que não ingeriram nada de incomum e não usaram drogas? O CO é inibidor de cadeia respiratória e pode levar à morte. Resposta Com oxigênio (aeróbica) Glicólise e fermentação Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 62. São Paulo: Editora Sol, 2020. Gliceraldeido 3-fosfato Gliceraldeido 3-fosfato Diidroxiacetona 2 (Gliceraldeído 3-fosfato) 2 (1,3-Difosfoglicerato) 2 (3-Fosfoglicerato) 2 (Fosfoenolpiruvato) 2 (Piruvato) Glicose Frutose 1,6-fosfato + Glicose 6-fosfato Frutose 6-fosfato Acetil Co-A NADH CO2 sem oxigênio (anaeróbica) Glicólise e fermentação Lactato (ácido lático) Acetato (ácido acético) Etanol Gliceraldeido 3-fosfato Gliceraldeido 3-fosfato Diidroxiacetona 2 (Gliceraldeído 3-fosfato) 2 (1,3-Difosfoglicerato) 2 (3-Fosfoglicerato) 2 (Fosfoenolpiruvato) 2 (Piruvato) Glicose Frutose 1,6-fosfato + Glicose 6-fosfato Frutose 6-fosfato NADH Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 62. São Paulo: Editora Sol, 2020. Glicólise e fermentação Gliceraldeido 3-fosfato Gliceraldeido 3-fosfato Diidroxiacetona 2 (Gliceraldeído 3-fosfato) 2 (1,3-Difosfoglicerato) 2 (3-Fosfoglicerato) 2 (Fosfoenolpiruvato) 2 (Piruvato) Glicose Frutose 1,6-fosfato + Glicose 6-fosfato Frutose 6-fosfato Lactato (ácido lático) Acetato (ácido acético) Etanol enzimas marca-passo - Glicoquinase ou hexoquinase - FFK (Insulina +) - Piruvato quinase Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 62. São Paulo: Editora Sol, 2020. Estudo de algumas reações em particular Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 31-43. São Paulo: Editora Sol, 2020. Aproveitamento de monossacarídeos pela célula Glicose Glicose 6-fosfatoGalactose Frutose 6-fosfato Frutose 1,6-fosfato músculo Frutose Gliceraldeído 3-fosfato Diidroxiacetona Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 28-40. São Paulo: Editora Sol, 2020. Um esportista, ao praticar esporte sem a devida oxigenação, teve câimbra na perna (sabe-se que não é falta de potássio). Explicar o que houve e relacionar com a dor precordial do IAM (angina pectoris). Interatividade 1) Houve fermentação com a produção de ácido lático. 2) IAM – houve bloqueio da passagem de sangue e oxigênio, provocando fermentação lática. Resposta Enzimas marca-passo: piruvato carboxilase e Frutose 1,6 difosfatase Insulina Glucagon, glicocorticoides, h. crescimento + lactato e os aminoácidos – piruvato----glicose Glicerol – diidroxiacetona fosfato ---glicose Gliconeogenese Miocondria e citoplasma Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica, p. 70. São Paulo: Editora Sol, 2020. Músculo B.A. Lactato Sangue Glicose Glicose Lactato Lactato Glicose Gliconeogenese lactato e os aminoácidos piruvato glicose Glicerol diidroxiacetona fosfato glicose Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 73. São Paulo: Editora Sol, 2020. Alanina PiruvatoLactato Oxaloacetato Fosfoenolpiruvato fosfoenolpiruvato carboxiquinase 3-Fosfoglicerato 1,3-Difosfoglicerato Didroxiacetona Gliceraldeído 3-fosfato + Frutose 1,6-fosfato frutose 1,6-fosfatase Frutose 6-fosfato glicose 1,6-fosfatase Glicose 6-fosfato Glicose Via das pentoses Enzimamarca-passo: G6PD Insulina e glicose + G6PD (RNA e DNA) GLICOSE G6P 6P GLICONOLACTONA RIBULOSE ribose e desoxirribose 3C, 4C, 5C, 6C-----GLICÓLISE Produção de NADPH2 Local: Citoplasma OBS: anemia por deficiência de G6PD Glicose G6P G1P UDPG glicogênio sintetase Glicogênese UTP UDP Glicogênio primer Glicogenólise Glicogênio fosforilase Glicogênio fosforilase Glicose 1-fosfatoα-1,6 α-1,6 α-1,6 Glicose 1-fosfato α-1,6 α-1,6 Transferase Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 65. São Paulo: Editora Sol, 2020. Glicogenese e glicogenólise Glicogênio pré-existente (primer) Enzima marca passo: ligações α 1-4: glicogênio sintetase (- adrenalina e +insulina) ligações α 1-6: enzima ramificadora Enzima marca-passo: ligações α 1-4: glicogênio fosforilase (+ adrenalina e glucagon) ligações α 1-6: enzimas transferase e desramificadora Glicose Glicose 6P Glicose 1P UDPG glicogênio Glicogênio Glicose 1P Glicose 6 P glicose glicólise Músculo Glicogênio Glicogênio 6- fosfato ENERGIA FígadoGlicogênio Glicogênio 6-fosfato Glicose Corrente sanguínea A. B. Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 66. São Paulo: Editora Sol, 2020. Doenças do metabolismo do glicogênio Tipo Enzima deficiente Consequência I von Gierke Glicose 6-fosfatas Acúmulo de glicogênio hepático e aumento do fígado, inabilidade de corrigir a glicemia no jejum II Pompe α – 1,4 glicosidade Acúmulo generalizado de glicogênio, insuficiência cardiorrespiratória e morte precoce III Cori Enzima desramificadora Glicogênio com ramificações curtas, resultante da glicogênio fosforilase IV Andersen Enzima ramificadora Glicogênio com cadeias muito longas não ramificadas, morte precoce V McArdie Glicogênio fosforilase muscular Incapacidade de realizar exercícios intensos VI Hers Glicogênio fosforilase hepática Semelhante à do tipo I, mas menos intensa VII Fosfofrutoquinase muscular Diminuição do glicogênio hepático VIII Tarui Fosforilase quinase hepática Semelhante à do tipo I, mas menos intensa IX Glicogênio sintase hepática Diminuição do glicogênio hepático Fonte: MANTZOURANIS, Luciana. Bioquímica. p. 68-69. São Paulo: Editora Sol, 2020. Convido vocês a participarem do chat após a aula! Chat ATÉ A PRÓXIMA!