Bioquímica - 1 módulo 157D_230422_130126

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Gustavo Henrique 157D 
 
BIOQUÍMICA 
BIOMOLÉCULAS: composto de C com variedades de grupos 
funcionais. 
- Os elementos mais abundantes nos seres vivos são: 
C,H,O,N. 
- Os elementos traços são menos abundantes, mas 
essenciais à vida por serem necessários para que realizem 
suas funções. 
- O átomo de carbono pode realizar 4 ligações  nesse caso, 
o ângulo entre as 4 ligações simples é de 109,5°. 
 Ligação simples: rotação livre e tamanho de 0,154nm. 
 Ligação dupla: rotação rígida e tamanho de 0,134nm. 
- Ligação simples: rotaciona e apresenta átomos mais 
distantes. 
- Ligação dupla: os carbonos ficam no mesmo plano. 
- Ligações triplas são raras em biomoléculas. 
- Compostos orgânicos são aqueles que apresentam cadeia 
carbônica. 
- Como o conjunto dos compostos presentes em células 
vivas é universal, conclui-se que houve preservação das vias 
metabólicas ao longo da evolução. 
Principais Biomoléculas 
A) Proteínas: Polímeros de aminoácidos. Exercem 
diversas funções, como enzimas, transporte, 
estrutural,etc. 
B) Ácidos nucléicos: Polímeros de nucleotídeos (DNA e 
RNA). Armazenam e transmitem a informação 
genética. 
C) Polissacarídeos: Polímeros de açúcares. Servem 
como reserva energética, componentes estruturais, 
reconhecimento extracelular quando ligados a 
proteína (glicocálix). 
D) Lipídeos: Derivados de hidrocarbonetos e insolúveis 
em água. Possui funções, como reserva energética, 
componente de hormônios, etc. 
Conformação x Configuração e Estrutura Tridimensional 
- Estereoisômeros: moléculas com mesma formula 
molecular, mas diferente formula estrutural  configuração 
- As interações entre biomoléculas são estereoespecíficas. 
Configuração: é um conceito relacionado à existência de 
ligação dupla ou de carbono quiral. 
I) Havendo C=C, pode-se ter isomeria cis-trans (geralmente, 
a forma cis é menos estável, possui mais energia, e a forma 
trans é mais estável, a repulsão eletrostática entre os grupos 
opostos fica menor, a energia diminui). Os compostos 
cis/trans têm composição química similar, mas papéis 
biológicos diferentes  um só é convertido no outro por 
meio do rompimento da dupla  característica dos 
isômeros configuracionais. 
II) Havendo C* temos a isomeria óptica. Os estereoisômeros 
possuem propriedades químicas semelhantes/idênticas, mas 
propriedades físicas e biológicas diferentes. 
- Isômeros ópticos: 2n, sendo n o número de C* 
- Isômeros opticamente ativos = inativos: 2n/2 
- Enantiômeros são o par de estereoisômeros que são a 
imagem especular um do outro  desviam a luz polarizada. 
- Diastereoisômeros são o par de estereoisômeros que não 
são a imagem especular um do outro. 
- Mistura racêmica é aquela que possui a mesma 
concentração em mol dos dois enantiômeros (D/L); não há, 
portanto, o desvio da luz polarizada. 
- Nomenclatura dos enantiômeros: com 2C*, sistema R/S. 
Com 1C*, sistema D/L ou R/S. 
Conformação: é um conceito ligado às ligações simples. 
Havendo ligações simples, os átomos unidos são capazes de 
rotacionar; desse modo, os grupos ligantes podem estar em 
diferentes posições no espaço. 
Interação entre biomoléculas e sua estereoespecificidade 
- Nos organismos vivos, as moléculas com C* estão 
presentes em uma de suas formas quirais (normalmente L). 
Quando produzidas em laboratórios, as biomoléculas 
apresentam todas as suas formas quirais. 
- A estereoespecificidade é uma característica das enzimas 
segundo a qual o sítio de ligação de uma proteína é 
complementar somente a um dos isômeros de uma 
molécula. Assim, somente um dos estereoisômeros é 
biologicamente ativo  Complementaridade 
estereoespecífica 
Fundamentos Físicos 
- Organismos vivos existem em um estado estacionário 
(composição constante do organismo de certa espécie) 
dinâmico (não estático, repleto de sínteses e degradações 
simultâneas) e nunca em equilíbrio com o meio. 
- O estado estacionário dinâmico, que agrega produção, 
degradação e consumo, é o que garante a constância de 
moléculas e íons. 
- Tipos de sistema: Isolado: não troca energia nem matéria 
com o meio / Fechado: troca energia, mas não troca matéria 
com o meio / Aberto: troca energia e matéria com o meio. 
Ex: organismo vivo 
1° lei da termodinâmica: Princípio da conversão de energia 
 a quantidade total de energia no universo é constante, 
mas a forma em que ela se apresenta pode mudar. 
Entropia e Energia Livre de Gibbs/ Entalpia 
Entalpia (H): Expressa o número e os tipos de ligações, se 
vinculando ao ganho ou à perda de energia. Pode ser: 
- Endotérmico (quebrENDO – quebra de ligações): ∆H 
positivo - Ex: fusão/vaporização, que absorvem calor para 
ocorrer. 
- Exotérmico (formEX – formação de ligações): ∆H negativo - 
Ex: combustão que libera calor pra ocorrer  Espontâneo. 
Entropia (S): é um conceito relacionado à desordem dos 
componentes de um sistema. 
2° lei da termodinâmica: As “coisas” tendem naturalmente 
para a desordem; assim, para que exista ordem 
(termodinamicamente desfavorável) é necessário a 
realização de trabalho e gasto de energia, não sendo algo 
espontâneo. 
Energia Livre: ∆G=∆H-T. ∆S 
∆G: variação da energia livre / ∆H: variação da entalpia / T: 
temperatura / ∆S: variação da entropia. 
Sinal do ∆S: positivo para quando há aumento da desordem 
e negativo para quando há redução da desordem. 
Espontaneidade dos processos: ∆G0: absorção de energia  forçado. 
- Nas células, as macromoléculas são menos estáveis e mais 
ordenadas que a mistura de seus monômeros, portanto elas 
têm ∆G>0 (Não espontâneocontraria a tendência de 
desordem). Assim, para que essas reações de polimerização 
ocorram, as células acoplam essas reações a outras que 
liberam energia (∆Gde água líquida à 
temperatura ambiente e a fase sólida (gelo) à temperaturas 
baixas. 
- Biomoléculas polares dissolvem facilmente em água 
porque as ligações soluto-água são energeticamente mais 
favoráveis que as ligações água-água (além de deixar o 
sistema mais desorganizado, ligações de hidrogênio mais 
intensas são formadas, sendo um processo exotérmico – 
formEX – e, portanto, favorável). Isso não ocorre com 
moléculas apolares, pois elas são incapazes de formar 
interações água-soluto. 
- Em soluções aquosas, moléculas apolares tendem a formar 
agregados. 
Propriedades 
- Os PF, PE e calor de vaporização mais altos que os dos 
demais solventes são conseqüência das ligações de 
hidrogênio. 
- A água é uma molécula polar. 
- A fluidez da água é conseqüência da curta meia-vida das 
ligações de H. 
- A molécula de água pode realizar até 4 ligações de H, que 
são ligações relativamente fracas em relação à covalente. 
- As ligações de H são mais longas que as covalentes; mais 
fáceis, portanto, de serem rompidas. 
- No estado líquido, as moléculas de água realizam 3,4 
ligações em média. No estado sólido, elas formam 4 
ligações, o que permite a formação de uma rede cristalina 
sólida e isso implica menor densidade do gelo em relação à 
água líquida. 
- À temperatura ambiente, tanto a fusão quanto a 
evaporação do gelo e da água, respectivamente, são 
processos espontâneos (∆G0). Além disso, as maiores interações 
entre enzima-substrato (ligações de hidrogênio, ligações 
hidrofóbicas, etc...) favorecem a estabilidade do conjunto. 
Solutos e as propriedades coligativas de soluções aquosas 
- A concentração de água em uma solução é menor que em 
água pura. Geralmente, pensa-se que a osmose pauta-se na 
passagem de água de uma região com menor concentração 
de solutos para uma região mais concentrada em solutos. 
Porém, o mecanismo baseia-se na concentração de água, 
que passa do meio mais concentrado em água (água pura) 
pro meio menos concentrado em água (solução). 
- O efeito do soluto nas propriedades coligativas independe 
das propriedades químicas do soluto; depende, somente, do 
seu número de partículas dissociadas no solvente (NaCl 
conta como 2, pois se dissocia em Na+ e Cl-/ Já a glicose é 1, 
pois não se dissocia). 
- O que explica a passagem de água de uma região mais 
concentrada para uma menos concentrada (em água) é a 
tendência natural de um sistema se desordenar. 
- Pressão osmótica (π) é a força necessária para resistir ao 
movimento da água  π=icRT, sendo i.c a osmolaridade. 
- Osmose é a passagem de água através de uma membrana 
seletiva devido à diferença de pressão osmótica. 
- Aquaporinas são canais proteicos que permitem a 
passagem de água com mais facilidade nas membranas 
seletivas. 
Ionização da água e de ácidos e bases fracos 
- A água pura é levemente ionizada, possuem baixo poder de 
ionização. 
À 25°C, Kw=10-14  Kw=[H+].[OH-] 
Ph= -log [H+]; quando [H+]=[OH-], temos Ph neutro (7) 
Constantes de dissociação dos ácidos e bases fracos 
Conceito de Bronsted-Lowry para ácidos e bases: 
ácidos são doadores de prótons 
 bases são receptores de prótons 
 
 Ácido Base Conjugada } Par conjulgado 
- A tendência de um ácido ionizar é dada pela constante de 
equilíbrio Keq, também chamada de Ka. 
 
Curva de titulação e Pka de ácidos fracos 
- A titulação tem como finalidade determinar a 
concentração de ácido em certa solução. 
- Utiliza-se um indicador ácido-base para se determinar 
quando ocorre a neutralização do ácido 
 Quanto mais forte o ácido, menor é seu valor de Pka. 
 Quanto mais forte a base, maior é seu valor de Pka. 
- O Pka é o valor do Ph no ponto central da curva de 
titulação. 
Tamponamento em sistemas aquosos 
- Uma pequena alteração no valor do Ph produz uma grande 
mudança na velocidade das reações  Enzimas têm não 
somente uma temperatura ideal, mas também um Ph ideal 
para seu funcionamento. 
- Tampões: são sistemas de ácidos fracos e sua respectiva 
base conjugada que tendem a resistir à mudanças de Ph. 
- O tamponamento é específico para cada ácido e está 
restrito a uma zona de Ph (variando de 1 para cima e 1 para 
baixo) cuja referência é o valor de Pka. 
 
Região de tamponamento: Ph de 3,76 até 5,76. A adição de 
ácido/base dentro desses valores de Ph promoverá menores 
variações do que se o meio tivesse Ph fora desse intervalo. 
Henderson-Hasselbach e a relação com Ph, Pka e tampão 
- A equação descreve a forma da curva de titulação dos 
ácidos fracos. 
 
- Quando [A-]=[HA], Ph=Pka  Isso ocorre no ponto central 
da titulação. 
- A solução tampão de bicarbonato é um tampão efetivo em 
Ph próximo de 7,4 (Ph do plasma sanguíneo). 
Água como reagente 
- A hidrólise é catalisada por enzimas chamadas hidrolases. 
AMINOÁCIDOS 
Propriedades dos aminoácidos 
- Existem mais de 300 AA´s, mas 20 são os que predominam 
nas proteínas. 
- Diversos AA´s são codificados por múltiplos códons – o que 
limita os códons à identificação dos 20 tipos de AA´s. 
- Somente a prolina foge à estrutura padrão: 
 
Estrutura padrão dos AA´s Em Ph fisiológico de 7,4, o 
aminoácido encontra-se 
neutro, na forma de 
zwitterion, com o R sem 
carga, e o grupo carboxila 
cancelando a carga com o 
amino. 
Gustavo Henrique 157D- Em última análise, a natureza das cadeiras laterais (R) que 
determina o papel do AA na proteína. 
A) AA´s com cadeias laterais apolares: 
- A cadeia lateral é incapaz de doar ou receber prótons, de 
participar de ligações iônicas ou de hidrogênio. 
- São cadeias “oleosas” ou semelhantes à lipídeos, o que 
permite a formação de ligações hidrofóbicas. 
- Em soluções aquosas, onde o meio é polar, esses AA´s 
tendem a se agrupar no interior da proteína  efeito 
hidrofóbico. 
- Em ambientes apolares, como no interior de uma 
membrana, esse grupo R volta-se para o exterior da 
proteína, interagindo com o ambiente. 
B) AA´s com cadeias laterais polares, mas sem carga: 
- Em Ph neutro, esses AA´s tem carga líquida zero. 
- Os grupos laterais podem realizar ligações de H. 
- Ligação dissulfeto  destaque para a cisteína  quando 
existe mais de uma cisteína pode ocorrer um reação que 
resulta na formação da ponte dissulfeto (S-S). 
- Os grupos hidroxila e amida (nas cadeias R laterais) podem 
servir como sítio de ligação para as cadeias de 
oligossacarídeos, presentes nas glicoproteínas. 
C) AA´s com cadeias laterais ácidas 
- Em Ph fisiológico, eses grupos R estão ionizados (sem 
próton)  Pka1 ácido Estrutura terciária. 
Estrutura primária 
- É a sequência dos resíduos (perdem elementos com a saída 
da água devido à ligação peptídica) de AA´s na proteína  
Proteínas são determinadas pelas sequências de AA´s. 
- Importância: muitas doenças genéticas são causadas por 
uma alteração na sequência de AA´s. Isso, por sua vez, 
implica perda parcial ou total da funcionalidade da proteína. 
A) Ligação peptídica: sempre no sentido aminoterminal 
(extremidade esquerda) para carboxiterminal (extremidade 
direita). 
- São ligações covalentes entre os grupos –COOH e –NH2. 
 
- Quando se há radical com grupos ionizáveis, geralmente, 
ele determina a carga final da proteína (carga do 
aminoterminal +1 é cancelada com a do carboxiterminal -1). 
- Não são rompidas quando a proteína desnatura  só 
rompem na presença de ácidos ou bases fortes e em elevada 
temperatura. 
- Tem o caráter de ligação dupla parcial  portanto não 
rotaciona. 
- Geralmente, ele age como uma ligação do tipo trans. 
B) Composição de aminoácidos de um peptídeo: 
- Para se determinar a estrutura primária de uma proteína, é 
necessário antes quantificar e identificar os AA´s que a 
constituem. O processo: 
I) Promove a hidrólise da proteína utilizando-se um ácido 
forte – as ligações peptídicas se rompem e os AA´s são 
libertados. 
II) Realiza-se a cromatografia de troca de cátions (ou ânions) 
 A mistura dos AA´s é aplicada a uma coluna que contém 
uma resina na qual grupos carregados negativamente estão 
aderidos. Os AA´s ligam-se à coluna de maneiras distintas; 
eles são liberados e quantificados por meio do aquecimento 
com ninhindrina. A quantidade de AA´s é definida por 
espectrofotometria – que mede a quantidade de luz 
absorvida. 
C) Sequenciamento a partir da extremidade N-terminal: 
- O regente de EDMAN, sob condições levemente alcalinas, 
marca a extremidade amino da proteína. 
- Promove-se a hidrólise ácida da proteína. 
- A extremidade marcada pelo regente de EDMAN é mais 
facilmente clivada (fragmentada, retirada). 
- Determina-se a identidade do AA clivado. 
D) Clivagem do polipeptídio em peptídeos menores: 
- Polipeptídios com cadeias muito longas não são 
sequenciados diretamente. Antes, eles são fragmentados em 
porções menores e posteriormente são sequenciados. 
- A utilização de diferentes promotores e clivagem permite o 
ordenamento correto dos fragmentos. 
E) Determinação da estrutura primária por meio do 
sequenciamento do DNA: 
- A sequência de nucleotídeos determina a sequência de 
AA´s. 
- Problemas: 
1) É um método incapaz de prever a posição das ligações 
dissulfeto. 
2) Não identifica AA´s incorporados após o processo de 
tradução. 
Estrutura secundária 
- Pequeno enovelamento/dobramento de certos fragmentos 
da estrutura primária das proteínas. 
- Gráfico de Romachandram: ângulos PHI e PSI  Conclusão: 
o impedimento estérico (impossibilidade da aproximação de 
certos átomos devido ao seu tamanho) não permite a 
maioria das combinações entre os ângulos PHI e PSI. 
- As dobras iniciais, que caracterizam a estrutura secundária, 
ocorrem devido às ligações de hidrogênio (em nível 
intermolecular) entre átomos da cadeia principal. 
- As principais estruturas secundárias são: 
1) αhélice 
- É a hélice polipeptídica mais comum. 
- Apresenta estrutura helicoidal e suas cadeias laterais (R) 
estão voltadas para fora da hélice, visando evitar o 
impedimento estérico  Parte de dentro da hélice fica 
como um vão, vazio, mas não passa nada por lá, já que é 
ocupada pela nuvem eletrônica, no centro. 
- Está presente, por exemplo, na família das queratinas e na 
mioglobina. 
- As αhélice são estabilizadas por ligações de hidrogênio que 
ocorrem entre o oxigênio da carbonila residual e o 
hidrogênio da amida residual. 
 
- Mudanças na sequência de aminoácidos podem alterar a 
organização da hélice e o enovelamento da proteína em 
certas partes, alterando sua função biológica e sua interação 
com o meio (pode ficar inativa também). 
- Muitas vezes, mesmo se houver mudanças na 
estrutura/sequência de aminoácidos, a manutenção do 
enovelamento significa a manutenção da função 
original/bioatividade da proteína (por exemplo, certas 
proteínas em humanos e chimpanzés exercem a mesma 
função, mesmo com mudanças sutis na sequência de 
aminoácidos, devido à manutenção de um enovelamentoidêntico/semelhante). 
- Há casos raros em que proteínas com enovelamentos 
diferentes exercem a mesma função  pressão evolutiva 
convergente (isoformas = mesmas proteínas, de iguais 
funções, com estruturas primárias diferentes). Mas, como 
generalização, o enovelamento, geralmente, determina a 
função da proteína. 
 
- Na primeira proteína, tem - se um meio quase que 
totalmente apolar (aminoácidos apolares). Ex: interior da 
membrana 
 
Gustavo Henrique 157D 
 
- Na segunda, tem-se uma intercalação entre aminoácidos 
polares e apolares  demonstra meio interno/externo 
alternados. 
- Na terceira, o meio é quase totalmente polar (aminoácidos 
polares). Ex: citoplasma. 
2) βfolha 
- Apresenta aparência pregueada. 
- As βfolhas são compostas por 2 ou mais fitas β. 
- As fitas β podem estar dispostas em uma mesma 
orientação (paralelas) ou com diferentes orientações 
(antiparalelas)  Olhar a partir da N-terminal 
(aminoterminal) em direção ao C-terminal (carboxiterminal). 
 
- Os pontinhos entre as fitas da folha são as ligações de 
hidrogênio que mantém a dobra da estrutura secundária. 
- As β folha também pode surgir quando uma cadeia 
polipeptídica dobra-se sobre si mesma  ligações de 
hidrogênio. 
- No exemplo da folha antiparalela, ao se projetar num plano 
tridimensional, percebe-se cadeias laterais R para 
dentro/baixo, alternando com cadeias R para cima, 
sequencialmente. Com isso, é possível enovelar, por 
exemplo, as hidrofóbicas para fora e as hidrofílicas para 
dentro (ex: proteína de membrana -meio apolar- em 
formato de cilindro/barril que transporta glicose por dentro 
-substância polar). Para isso, é necessário haver, na 
sequência dos aminoácidos, alternância entre grupos 
polar/apolar. 
 
- Nas proteínas globulares, as βfolha apresentam curvatura 
para direita. 
3) Estrutura secundária de conexão, de loop, de tipo volta: 
faz curva na estrutura enovelada. 
Estrutura terciária 
- Diz respeito à conformação final (estado nativo) de uma 
proteína, indicando como as estruturas secundárias (αhélice, 
βfolha, curva) se organizam para formar domínios 
(elementos de estruturas terciárias) e como eles se 
relacionam espacialmente. 
- Domínio é uma região da proteína que participa de 
interações inter ou intramoleculares. Uma proteína pode 
apresentar mais de um domínio. 
-Domínio também pode ser entendido como região da 
proteína que se enovela sem depender de outra região. 
- Mesclagem de funções: domínios da mesma proteína 
podem realizar funções diferentes (na mesma cadeia 
polipeptídica). Um exemplo é o camundongo fluorescente 
em que proteínas do epitélio, por meio da mesclagem de 
genes, passaram a expressar a fluorescência. Outro exemplo 
é a transcriptase reversa, em que parte do gene capta o RNA 
e a outra transcreve o DNA a partir do RNA capturado. Além 
disso, a fusão de genes de um anticorpo específico com 
fluorescência fornece marcadores específicos que mostram 
o local de ação desse anticorpo, podendo diagnosticar 
doenças e servir de pesquisa. 
Interações que estabilizam a estrutura terciária 
- Sequência de AA´s determina a estrutura terciária 
- Os dobramentos que resultam as interações dos grupos 
laterais formam uma estrutura compacta. 
- Existem 4 tipos principais de interações: 
I) Ponte dissulfeto 
- São um tipo de ligação covalente que resulta da reação 
entre grupos sulfidrila (-SH)  tiol  S-S. 
- Ocorrem entre os aminoácidos do tipo cisteína que podem 
ou não estar na mesma cadeia de polipeptídios. 
II) Interações hidrofóbicas (grupos apolares) 
III) Ligações de hidrogênio (H-FON + FON) 
IV) Interações iônicas (grupos com cargas opostas que 
podem interagir entre si) 
Dobramento proteico 
- É um processo de tentativa e erro, no qual o polipeptídio 
busca um estado no qual as interações (atrações) 
interatômicas superem as repulsões e garanta, assim, um 
baixo estado energético (+ estável possível). 
Desnaturação proteica 
- É um processo que implica a perda das estruturas terciária 
e secundária de um polipeptídio, sem que ocorra o 
rompimento das ligações peptídicas. 
- Principais desnaturantes: calor, solventes orgânicos, 
agitação mecânica, ácidos e bases fortes, detergentes. 
- Pode ser reversível, entretanto, na maioria das vezes não o 
é. 
Papel das chaperonas no dobramento proteico 
- A proteína começa o processo de dobramento proteico 
enquanto é sintetizada  isso explica porque as proteínas 
não retomam sua estrutura terciária após serem 
desnaturadas (forma única e não repetível). 
- Isso limita as possibilidades de dobramentos possíveis e, 
consequentemente, a competição entre eles. 
- Chaperonas: são um grupo de proteínas – denominadas 
proteínas de “choque térmico”-, que interagem com o 
polipeptídeo em vários momentos do processo de 
dobramento  suas ações, no processo de dobramento, são 
variadas. 
Estrutura quaternária 
- É quando se tem duas ou mais cadeias polipeptídicas 
formando uma proteína. 
- Essas subunidades estão unidas por ligações não 
covalentes e podem funcionar em conjunto ou 
separadamente. 
- A ligação do oxigênio a uma das quatro unidades do 
tetrâmero aumenta a afinidade das demais subunidades ao 
O2. 
- Isoformas: são proteínas com mesma função, mas com 
diferente estrutura primária. 
Dobramento inadequado de proteínas 
- Mutação em um gene ou espontaneamente. 
 
Gustavo Henrique 157D 
 
- Normalmente, proteínas dobradas inadequadamente são 
marcadas e degradadas dentro da célula. Esse sistema, 
entretanto, não é perfeito; e pode ocorrer acúmulo de 
proteínas inadequadamente dobradas – fato este que se 
relaciona a algumas patologias. 
1) Amiloidoses 
- São doenças, como o Alzheimer e a Doença de Parkinson, 
causados pelo acúmulo de amiloides. 
- Os amiloides são agregados insolúveis de proteínas que 
sofreram um processo anormal de clivagem e resultaram na 
formação de feixes de proteínas fibrilares constituídos de β 
folhas pregueadas (o normal seria α hélice). Houve, 
portanto, um enovelamento incorreto. 
2) Doença do Príon 
- Proteína do Príon (PrP) tem sido considerado um agente 
causador das encefalopatias espongiformes transmissíveis 
(EET´s). 
- Forma agregados insolúveis semelhantes à placa amiloide 
encontrada em outras doenças encefálicas. 
- Uma proteína normal, aparentemente, tornou-se 
infecciosa, por mudanças conformacionais  neste caso, α 
hélices se tornaram βfolha. O agente infeccioso faz a 
proteína normal assumir a conformação patogênica. 
Proteína globular 
- Cadeias polipeptídicas que se dobram adquirindo a forma 
esférica ou globular. 
- Geralmente, são solúveis em água. 
- Ex: mioglobina e hemoglobina. 
Proteína fibrosa 
- Similar à tranças 
- Ex: colágeno (3 fibras enroladas rigidamente) e queratina. 
Princípios de purificação de proteínas 
- Obtenção do extrato cru. 
- Eliminação por separação manual. 
- Precipitação. 
- Diálise. 
- Localização e identificação. 
- Teste de atividade. 
- Quantificação. 
Cromatografia de troca iônica: Mais usada e mais barata. 
Permite dizer qual a carga da proteína a ser estudada. Esta 
técnica consiste na passagem da proteína através de uma 
coluna desenhada para reter ou diminuir a velocidade da 
passagem das proteínas. As moléculas com carga de mesmo 
sinal que a resina são eluídas primeiro (passam direto), em 
uma coluna de troca. Na purificação, usa-se uma solução de 
elevada concentração de sal que compete com a proteína na 
ligação à coluna. Como esta tem maior afinidade para a 
carga dos sais do que para a das proteínas, estas acabam por 
ser libertadas, mantendo-se os sais ligados à coluna. As 
proteínas com fracas interações iónicas serão libertadas com 
uma concentração baixa de sal. Para retirar o sal, é feita uma 
diálise contra tampão. Se a troca for catiônica, a resina tem 
carga negativa e a proteína, positiva. Se a troca for aniônica, 
a resina tem carga positiva e a proteína, negativa. 
Cromatografia de fixação em gel: A cromatografia de 
filtração em gel separa as proteínas com base no seu 
tamanho. A coluna é constituídapor uma matriz de 
pequenas esferas porosas empacotadas. Ao fazer passar a 
solução de proteínas pela matriz da coluna, as moléculas 
pequenas entram nos poros das esferas demorando a 
atravessá-los, enquanto que as grandes passam entre as 
esferas, sendo separadas primeiro. 
Cromatografia de afinidade: A cromatografia de afinidade 
baseia-se nas funções biológicas (estereoespecificidade) da 
proteína que se liga à coluna. O tipo mais comum envolve 
um ligante (substrato, ex glicose), que é imobilizado e ligado 
a uma matriz da coluna. A proteína a analisar passa depois 
através da coluna e liga-se a ela pelo seu ligante, enquanto 
que outras proteínas serão libertadas. A separação da 
proteína alvo é normalmente feita, passando através da 
coluna uma solução que contenha uma elevada 
concentração de ligante livre (ex glicose livre  proteína 
prefere se ligar onde tem mais ligantes livres). Isto é um 
método muito eficiente de purificação, uma vez que se 
baseia numa especificidade biológica da proteína que se 
pretende analisar, tal como a afinidade de uma enzima a um 
substrato ou a ligação entre antígeno e anticorpo. 
Eletroforese em gel: A eletroforese é uma técnica de 
separação de moléculas que consiste na migração de 
moléculas com carga, numa solução, em função da aplicação 
de um campo elétrico. O objetivo do SDS (um gel 
desnaturante) é desnaturar a proteína, isto é, converter a 
proteína numa estrutura linear e conferir-lhe densidade de 
carga uniforme (negativa geralmente), de forma a poderem 
ser separadas por eletroforese, somente, em função da 
massa molecular, passando por uma rede polimérica, num 
âmbito vertical. As proteínas de menor massa migram mais 
rapidamente (mais em baixo no espectrômetro de massa)  
Formam bandas e canaletas  Preto com proteína, branco 
sem Porém, não se consegue saber qual 
aminoácido/proteína especificamente  se quiser saber, 
corta certo fragmento e sequencia ou usa marcadores para 
descobrir os aminoácidos especificamente. 
Focalização isoelétrica: separa proteínas de acordo com seu 
ponto isoelétrico (gradientes de Ph). Enquanto a proteína 
migra a sua velocidade vai diminuindo até chegar ao ponto 
em que o valor de pH será igual ao seu pI. Neste ponto a 
proteína terá carga total neutra e como consequência deixa 
de migrar. Ocorre no âmbito horizontal. 
Eletroforese bidimensional: proteínas são separadas em 
duas dimensões. A primeira fase é a focalização isoelétrica, 
usando um gradiente de Ph, de forma que se separa as 
proteínas no âmbito horizontal de acordo com seu ponto 
isoeletrônico, quando a proteína tem carga 0, é neutra. 
Depois, separa-se no âmbito vertical de acordo com a massa 
molecular, com os fragmentos menores migrando mais 
rápido que os maiores. 
- OBS: Pode se usar marcadores para analisar as diferenças 
da expressão gênica para inferir possíveis doenças, cânceres 
ou identificar aminoácidos específicos. 
ENZIMAS 
- São proteínas que aumentam a velocidade das reações, 
sem serem consumidas no processo. Elas diminuem a 
energia de ativação das reações, criando uma rota 
alternativa para que elas ocorram. 
- Alguns RNA podem atuar como enzimas, catalisando a 
quebra/síntese de ligações peptídicas  Ribozimas 
- Interações fracas (não covalentes) entre a enzima e seu 
substrato podem ser usadas para distorcer o substrato e a 
enzima (estado de transição) e catalisar a reação. 
Propriedade das enzimas 
 
Gustavo Henrique 157D 
 
A) Sítios Ativos 
- É a região da enzima na qual o substrato se liga; ambiente 
químico específico dentro do qual uma dada reação é 
energeticamente mais favorável. 
- Interações fracas (não covalentes) entre a enzima e seu 
substrato (complexo ES) podem ser usadas para distorcer o 
substrato e a enzima e catalisar a reação A superfície do 
sítio ativo apresenta resíduos de aminoácidos cujos grupos 
laterais interagem com o substrato e catalisam sua 
transformação química. 
- Posteriormente, o complexo ES é convertido no complexo 
enzima-produto (EP), que se dissocia em enzima e produto. 
Estado de transição  Complexo ES e complexo EP 
B) Eficiência Catalítica 
- As catálises são altamente eficientes. 
- Kcat ou “turn over”: número de moléculas do substrato 
que são convertidas a produto em uma unidade de tempo 
em uma única molécula de enzima quando a enzima se 
encontra saturada de substrato (velocidade máxima)  
Específico da reação lenta, a qual determina a Vmáx. 
C) Especificidade 
- Enzimas são altamente específicas; reagem com um ou 
alguns substratos. 
D) Holoenzimas 
- É um termo que diz respeito ao conjunto formado por uma 
enzima e seu componente não proteico, o qual ativa a 
enzima. 
- Apoenzima é um termo que se refere à enzima inativada 
sem seu componente não proteico. 
- Cofator é o componente não proteico do tipo íon metálico. 
Ex: Zn2+ ou Fe2+. 
- Coenzima é o componente não proteico que se caracteriza 
por ser uma molécula orgânica  Cossubstratos são 
coenzimas que ao se dissociarem das proteínas são liberadas 
em uma forma diferente da qual estavam quando se 
associaram. Ex: NAD+. 
- Grupo prostético: são grupos permanentemente ligados à 
enzima e que voltam ao seu estado inicial após a ação 
enzimática. 
E) Regulação 
- Enzimas podem ser ativadas por promotores ou inativadas 
por venenos, alterando, assim, a velocidade da reação. 
F) Localização na célula 
- Muitas enzimas são compartimentadas. Isso isola o 
substrato/produto de outras reações competitivas, 
garantindo, assim, um meio adequado às reações. 
Como as enzimas funcionam 
Alterações de energia durante a reação 
- Complexo ativado é uma borrara de energia a ser vencida 
pelo reagente para que a reação se inicie. 
- Energia de ativação é a menor energia a ser fornecida para 
que o substrato vença o complexo ativado. 
- Na ausência de enzimas, poucas moléculas de substrato 
apresentam energia suficiente para superar o complexo 
ativado. Isso implica menor velocidade da reação. 
- Em geral, quanto menor a energia de ativação, maior a 
velocidade da reação. 
 
 
Fatores que afetam a velocidade da reação 
- Temperatura, Ph e concentração de substrato. 
A) Concentração de substrato 
- A velocidade da reação é dada pelo número de moléculas 
do produto sintetizadas por unidade de tempo. 
 
- Quanto maior a concentração de substrato, maior a 
velocidade de reação até que ela atinja uma velocidade 
máxima. 
- Vmáx: indica que todos os sítios ativos das enzimas estão 
ocupados. 
- O gráfico da maioria das enzimas é uma hipérbole; as 
enzimas alostéricas (contêm uma região separada daquela 
em que se liga o substrato, na qual pequenas moléculas 
regulatórias podem ligar-se e modificar a atividade catalítica 
destas enzimas) têm curva sigmoide (não seguem o modelo 
de Michaelis). 
 
B) Temperatura 
- O aumento da temperatura implica aumento da 
velocidade da reação até um dado ponto. A partir de então, 
o aumento da temperatura promove desnaturação da 
proteína, que resulta em redução da velocidade 
- Maior temperatura, maior agitação, mais colisões ideais, 
maior velocidade de reação. 
- Nota-se, então, que existe uma temperatura ideal ao 
funcionamento das enzimas e esse valor está entre 35 e 
40°C para os seres humanos. 
C) Ph 
- O Ph altera a velocidade da reação de duas maneiras: 
Gustavo Henrique 157D 
 
1. A ação enzimática pode ter uma condição para seu 
funcionamento, um determinado estado de ionização de 
seus grupos. 
- Desse modo, o aumento ou diminuição da [H+] alteraria o 
estado de ionização desses grupos. 
2. Extremos de Ph podem também promover a 
desnaturação da proteína. 
- O Ph ideal varia de acordo com a enzima. 
Equação de Michelis-Menten 
- Modelo de reação: E+S –k-1
k1
 ES –k2
 E+P 
K1, K-1 e K2 são constantes de velocidade. 
- A equação descreve como a velocidade da reação varia em 
relação à concentração de substrato. 
, sendo Km = (K2)+(K-1)/K1 
Km = constante de Michaelis-Menten. 
V0 = velocidade inicial, no momento em que a enzima e o 
substrato são misturados. 
Vmáx = velocidademáxima. 
[S] = concentração de substrato. 
Km  relação entre todos os outros K´s da reação, 
excluindo o Kcat, que é o K específico da etapa lenta, a qual 
determina a velocidade máxima. 
- É específico para cada enzima e seu substrato. 
- Reflete a afinidade entre a enzima e o substrato. 
- É numericamente igual à concentração do substrato 
quando a velocidade da reação = ½ da velocidade máxima. 
- O Km não varia com a concentração da enzima. 
1. Km baixo = alta afinidade da enzima pelo substrato 
(metade da velocidade máxima atingida com menos 
substrato). 
2. Km alto = baixa afinidade da enzima pelo substrato 
(metade da velocidade máxima atingida com mais 
substrato). 
 
- A velocidade da reação é diretamente proporcional à 
concentração da enzima  V=K.[S] 
- Vmáx= Kcat.[Enzima]  Substitui na equção de Michaelis. 
 
Inibição enzimática 
 Inibidor: substâncias que diminuem a velocidade da 
reação catalisada por enzima. Pode ser: 
- Reversível: liga-se à enzima por ligação não covalente. 
- Irreversível: liga-se à enzima por ligação covalente. 
Os tipos mais comuns de interação reversível são: inibição 
competitiva e inibição não competitiva. 
A) Inibição competitiva 
- O inibidor liga-se reversivelmente ao mesmo sítio que o 
substrato ocuparia. 
- Ainda que a velocidade da reação torne-se menor, ela pode 
atingir a velocidade máxima com o aumento da 
concentração do substrato. 
- O inibidor competitivo aumenta o Km, ou seja, diminui a 
afinidade da enzima ao substrato. 
 
B) Inibição não competitiva/ acompetitiva 
- O inibidor e o substrato se ligam reversivelmente a sítios 
diferentes da enzima. 
- Nesse tipo de inibição, a reação fica impedida de ocorrer. 
- A Vmáx´da reação é menor que a Vmáx da reação sem o 
inibidor e o aumento da concentração do substrato não faz 
com que a Vmáx´seja igual à Vmáx. 
- V máx´= velocidade máxima com o inibidor. 
- Km não se altera, pois o sítio da enzima para o substrato 
não é ocupado. 
 
 
Gustavo Henrique 157D 
 
Regulação da atividade enzimática 
A) Regulação das enzimas alostéricas 
- Enzimas alostéricas são enzimas reguladas por moléculas 
chamadas efetores/moduladores, que se ligam de modo 
não covalente a uma região diferente do sítio ativo. 
- Efetores negativos: inibem a atividade enzimática. 
- Efetores positivos: aumentam a atividade enzimática. 
1. Efetor homotrópico: é quando o próprio substrato age 
como efetor. Um substrato alostérico normalmente é um 
efetor positivo. 
- A presença de uma molécula do substrato no sítio ativo de 
uma enzima aumenta as propriedades de catálise de outros 
sítios da mesma enzima. 
2. Efetor heterotrópico: é quando o efetor não é o próprio 
substrato. 
- São típicas, por exemplo, nas situações de inibição por 
retroalimentação. 
Exemplo: 
A ------> B ------> C ------> D 
A enzima que converte B em C tem um sítio alostérico. 
Assim, havendo excesso de D, ele se liga no sítio da enzima e 
ela interrompe a cadeia de síntese. 
OBS: Atualmente o modelo chave-fechadura é obsoleto, já 
que hoje se sabe que uma enzima completamente 
complementar com o seu substrato pode ser uma enzima 
pobre. O modelo mais aceito é o do estado de transição, em 
que a enzima se adapta ao formato específico exigido pelo 
substrato. 
PROTEÍNAS GLOBULARES 
Hemeproteínas Globulares 
- Hemeproteínas são um grupo especializado de proteínas 
que apresentam um complexo heme (Fe2+) como grupo 
prostético. 
- Grupo prostético: são conhecidos como coenzimas, 
moléculas orgânicas que se ligam a enzimas de modo 
permanente. 
- A função do grupo heme varia conforme o ambiente criado 
pela estrutura terciária da proteína. 
- Não há sítio de reação ativo, mas possui um sítio de 
ligação. 
A) Estrutura do Heme 
- É um complexo formado por um anel porfirínico e um 
átomo de ferro. 
- O Fe realiza 4 ligações com os N´s presentes no anel e pode 
formar 2 ligações adicionais, uma em cada lado do plano do 
anel. 
Ex: na mioglobina e na hemoglobina: 1 ligação com a cadeia 
lateral da histidina, aminoácido presente na mioglobina, e 1 
ligação com o oxigênio. 
 
 
B) Estrutura e função da mioglobina 
- É uma hemeproteína presente no coração e nos músculos 
esqueléticos (mais em tecidos). 
- Armazena e carrega oxigênio, aumentando a velocidade do 
transporte de oxigênio dentro da célula. 
- A mioglobina é constituída por uma cadeia polipeptídica, já 
a hemoglobina, por sua vez, apresenta mais de uma cadeia 
polipeptídica em sua estrutura. 
1. Conteúdo de αhélice 
- A mioglobina é uma molécula compacta, sendo que quase 
toda sua cadeia polipeptídica está dobrada em 8 αhélices. 
2. Localização dos resíduos de AA´s polares e apolares 
- O interior é basicamente constituído por AA´s apolares. Sua 
estrutura é estabilizada por interações hidrofóbicas. 
- O exterior é basicamente constituído por aminoácidos 
carregados que realizam ligações de hidrogênio entre si e 
com a água. 
3. Ligação do grupo heme 
- O grupo heme situa-se em uma fenda na molécula, a qual é 
revestida por aminoácidos apolares  a exceção a esses 
AA´s são 2 resíduos de histidina, sendo um proximal – 
ligando-se diretamente ao grupo heme – e o outro distal, 
que não interage diretamente com o grupo heme, mas ajuda 
a estabilizar a ligação do oxigênio ao íon Fe2+ (esse ambiente 
permite a ligação reversível do oxigênio). 
C) Estrutura e função da hemoglobina 
- É exclusiva do eritrócitos e sua principal função é 
transportar o O2 dos pulmões até os cailares dos tecidos. 
 Hemoglobina A: é a principal hemoglobina em adultos. 
- Possui 4 cadeias polipeptídicas (2 cadeias α e 2 cadeias β) 
que estão unidas por ligações não covalentes. 
- Cada subunidade contém fragmentos em αhélice e uma 
fenda onde se liga o grupo heme. 
- É estrutural e funcionalmente mais complexa que a 
mioglobina, pois transporta CO2 dos tecidos aos pulmões e 
pode carregar até 4 moléculas de O2 dos pulmões até as 
células. 
- As propriedades de ligação do O2 na hemoglobina são 
reguladas por interações com efeitos alostéricos. 
 O2 é pouco solúvel em soluções aquosas (sangue), por 
isso são necessárias proteínas carregadoras. 
Estrutura quaternária da hemoglobina 
- O tetrâmero pode ser considerado a união de 2 dímeros 
(αβ) 
- As 2 cadeias polipeptídicas α e β são unidas por ligações 
hidrofóbicas presentes também no interior das cadeias. 
- Isso implica dizer que existem AA´s apolares na superfície 
da cadeias α e β. 
Gustavo Henrique 157D 
 
- Os 2 dímeros estão unidos por ligações polares/ligações de 
hidrogênio/ligações iônicas. 
α --------- β 
- 
- 
α --------- β 
------- são ligações hidrofóbicas predominantemente. Já – 
são ligações polares/ de hidrogênio/ iônicas. 
- Os dímeros αβ 1 e αβ2 conseguem trocar de lugar e isso 
implica duas conformações relativamente diferentes que são 
observáveis quando o O2 está ligado (oxiemoglobina) ou 
não (desoxiemoglobina) às cadeias polipeptídicas. 
- A desoxiemoglobina apresenta uma estrutura T (tensa) e 
a oxiemoglobina uma estrutura R (relaxada), pois algumas 
ligações entre os dímeros são desfeitas. 
- Forma T (tensa): as ligações de hidrogênio e iônicas entre 
os dímeros restringem a liberdade das cadeias  Forma 
com baixa afinidade pelo oxigênio. 
- Forma R (relaxada): a ligação do oxigênio promove a 
ruptura de algumas ligações entre os dímeros, o que permite 
maior liberdade  Forma com alta afinidade pelo oxigênio. 
D) Ligação do oxigênio à mioglobina e à hemoglobina 
- Mioglobina: 1 grupo heme  1 molécula de O2. 
- Hemoglobina: 4 grupos hemes  4 moléculas de O2. 
 Curva de dissociação do oxigênio 
- É uma curva que relaciona a saturação dos sítios em 
relação à pressão parcial de O2. 
- A curva da mioglobina é diferente da curva da 
hemoglobina. 
- A mioglobina tem maior afinidade pelo O2, em relação à 
hemoglobina, em TODAS as p(O2). 
- Quanto maior a afinidade, menor a P50 (Pressão necessária 
para que metade - 50%- dos sítios estejam ocupados). 
1) Mioglobina (Mb)  Curva hiperbólica 
- Mb e MbOxigenada estão em equilíbrio simples: 
Mb + O2MbO2 
- A Mb captura o O2 liberado pela hemoglobina em baixas 
pO2 (encontradas nos músculos) e o transporta até as 
células. 
2) Hemoglobina (Hb)  Curva sigmoidal 
- Curva sigmoide: as subunidades interferem na ligação com 
o O2. 
- Mudanças conformacionais permitem à hemoglobina 
captar e liberar o O2. 
- A hemoglobina libera de 30 a 40% de O2 nos tecidos. 
- A ligação de 1 molécula de O2 aumenta a afinidade por O2 
dos demais grupos (reação em cadeia)  Efeito chamado de 
interação heme-heme ou efeito cooperativo. 
 
 
E) Efeitos alostéricos 
- São consequências que afetam uma região da hemoglobina 
em decorrência de alterações que ocorrem em um local 
distinto (não afetam a ligação entre O2 e mioglobina). 
- Essas alterações são denominadas efeitos alostéricos e 
podem ser, por exemplo: alterações no Ph, na pressão 
parcial de CO2, as interações heme-heme, etc. 
1. Interações heme-heme 
- A curva sigmoide reflete mudanças estruturais que se 
iniciam em um grupo heme e são estendidas aos demais 
grupos. Por exemplo, o último O2 a se ligar tem afinidade de 
cerca de 300 vezes maior que as dos demais grupos. 
A) Ligando e liberando oxigênio 
- Em alta p(O2), as hemoglobinas tendem a ficar saturadas 
com O2. Isso acontece nos pulmões. 
- Em baixa p(O2), as hemoglobinas tendem a liberar O2 – isso 
ocorre, por exemplo, nos tecidos e músculos. 
B) Significado da curva sigmoidal de dissociação do O2 
- Analisar uma faixa de variação de p(O2). 
- Tomando a região de p(O2) nos tecidos, onde se tem a 
curva sigmoide para análise: 
 
2. Efeito Bohr 
- Descreve a relação entre a liberação de O2, pela 
hemoglobina, com a p(CO2) e pH. 
- pH baixo (+ácido) e alta p(CO2): aumenta a liberação de 
O2. 
* Há redução da afinidade da Hb pelo O2. 
* Pensar na respiração: troca CO2 por O2. 
A) Origem dos prótons que diminuem o pH 
- A concentração de CO2 e de H+ é maior nos capilares dos 
tecidos do que nos alvéolos pulmonares. 
CO2 + H2O ------ anidrase carbônica ---> H2CO3 
H2CO3 ----- espontaneamente ----> H+ + HCO3
— 
B) Mecanismo do Efeito Bohr 
* A curva sigmoide indica que 
a hemoglobina é capaz de se 
ligar e de liberar O2, já que 
ocorre brusca alteração na % 
de saturação. Isso não ocorre 
na mioglobina, já que sua % de 
saturação praticamente não 
muda. 
Gustavo Henrique 157D 
 
- É um reflexo do fato que a Hb tem maior afinidade por 
prótons que por O2. 
HbO2 + H+ ---------> HbH+ + O2 
 Oxiemoglobina Desoxiemoglobina 
- Um mesmo AA tem pKa diferente na oxiemoglobina e na 
desoxiemoglobina (o pH ácido, por exemplo, protona a 
hemoglobina, o que estabiliza a forma desoxiemoglobina). 
3. Efeito da 2,3 bifosfoglicerato na afinidade por O2. 
- É o fosfato orgânico mais abundante nos eritrócitos. 
- Sua concentração é quase igual à da Hb. 
A) Ligação da 2,3 BPG à desoxiemoglobina 
- A 2,3 BPG reduz a afinidade da Hb por oxigênio ao se ligar 
à desoxiemoglobina (sem oxigênio). 
HbO2 + 2,3BPG --------> Hb-2,3BPG + O2 
“Reação de substituição” 
B) Sítio de ligação da 2,3 BPG 
- A 2,3 BPG liga-se a uma fenda que existe na hemoglobina. 
- Quando a Hb se liga ao O2, o 2,3 BPG é expulso  espécie 
de inibição competitiva. 
C) Deslocamento da curva de dissociação do O2 
- A alta concentração de 2,3BPG implica: maior p (O2) para 
que se atinja um mesmo nível de saturação que na ausência 
de 2,3 BPG. 
 
D) Resposta dos níveis de 2,3 BPG à hipóxia e anemias 
crônicas 
- Os níveis de 2,3 BPG aumentam em resposta à hipóxia 
crônica (Ex: altitudes elevadas) e à anemia crônica  isso 
permite maior descarga de O2 nos músculos/tecidos. 
* Ao chegar em elevadas altitudes, o p(O2) nos pulmões 
diminui de cerca de 98% para 80%, e o corpo reconhece que 
a taxa de aporte de oxigênio (diferença entre o nível de 
saturação no pulmão e no tecido) diminuiu e age de maneira 
rápida, aumentando o número de hemoglobinas circulantes 
no corpo. 
* Ao se aumentar o BPG, o θ (nível de saturação) nos tecidos 
diminui um pouco (por exemplo, 80%  77%), mas é 
compensado pela grande diminuição do θ nos tecidos (60% 
 50%)- curva mais inclinada. Dessa forma, a diferença, que 
determina a liberação/aporte de O2, aumenta (20% 27%), 
sendo algo vantajoso. 
E) 2,3 BPG no sangue transfundido 
- O 2,3 BPG é essencial ao funcionamento normal de 
transporte de O2 pela hemoglobina. 
- No sangue transfusionado, a concentração de 2,3 BPG é 
menor, o que faz com que o sangue transfusionado tenha 
maior afinidade pelo O2. 
4. Ligação do CO2 
- A maior parte do CO2 é transportada na forma HCO3
—. 
- Parte do CO2 é transportada na forma de carbomino-
emoglobina (Hb – NH – COO—). 
- Desloca o gráfico sigmoide para a direita (Efeito Bohr). 
5. Ligação do CO 
- O CO liga-se fortemente, mas reversivelmente ao Fe do 
Hb, formando carboxiemoglobina (HbCO). 
- A ligação do CO resulta em alteração conformacional da 
Hb, o que altera o gráfico de sigmoide para hiberbólico. 
- A afinidade do Hb por CO é 220x maior que a por O2. 
- Tratamento: terapia de 100% O2 em alta pressão (terapia 
hiperbólica com oxigênio). 
 Hemoglobina F (HbF): 
- A HbF é a principal hemoglobina encontrada no feto e no 
recém-nascido. 
- A síntese de hemoglobina normal adulta se inicia apenas 
no 8° mês de gestação e substitui gradualmente a HbF. 
- Só tem as 2 cadeias α, não possui as 2 cadeias β. Isso 
diminui a interação do 2,3 BPG com a hemoglobina (o 2,3 
BPG se liga melhor à cadeia β), o que a faz estar menos 
exposta ao efeito alostérico dessa substância (de reduzir a 
afinidade pelo O2), aumentando sua afinidade pelo O2 em 
relação à hemoglobina adulta (HbA)  Facilita transferência 
de O2 da circulação materna à fetal. 
Hemoglobinopatias 
- São doenças genéticas que resultam em: 
*Alterações estruturais: Anemia Falciforme, doença da 
hemoglobina C e da SC. 
* Produção insuficiente de hemoglobinas: Talassemias. 
A) Anemia Falciforme 
- Produto de alteração de um nucleotídeo no gene da cadeia 
de β globina (mutação pontual). 
- É homozigota recessiva, de herança autossômica. 
- Ela se manifesta quando HbF é substituída por HbS. 
1. Substituição de AA`s nas cadeias do HbS. 
- 2 dímeros: α1β1 e α2β2 – o ácido glutâmico da posição 6 é 
substituído pela valina, na cadeia β. 
2. Alterações falciformes e anóxia tecidual 
- A substituição do AA promove alteração na forma da 
hemoglobina. 
- Em condições de baixa p(O2), ocorre uma distorção das 
células e isso produz células vermelhas rijas e deformadas. 
- Estas bloqueiam mecanicamente o fluxo sanguíneo nos 
capilares, o que leva à anóxia tecidual (falta total de 
oxigênio). 
3. Vantagem seletiva do heterozigoto 
- Os heterozigotos da anemia falciforme têm maior 
resistência à malária, cuja doença passa pela penetração do 
parasita nas hemácias. 
- As hemácias dos portadores de HbS têm menor expectativa 
de vida. 
B) Doença da hemoglobina C 
- O ácido glutâmico (glutamato) da posição 6 é substituído 
por uma lisina, na cadeia de β globina. 
C) Doença da hemoglobina SC 
- Algumas cadeias com mutação para a anemia falciforme 
(ácido glutâmico  valina) e outros para a doença da HbC 
(ácido glutâmico  lisina). 
B) Talassemias 
- São doenças hemolíticas hereditárias. 
- A síntese da cadeia α ou β é defeituosa. 
Talassemia α 
Gustavo Henrique 157D 
 
- A síntese da cadeia α é reduzida ou inexiste – mutação por 
deleção. 
- Existe um gradiente na doença, já que o genoma humano 
contém 4 cópias do gene da αglobina (2 em cada 
cromossomo 16). 
* Doença mais grave: as 4 cadeias α afetadas. Menos grave: 
só 1 cadeia α afetada. 
Portador silencioso (α-/αα): neste tipo de alteração, o 
indivíduo é o portador de um gene defeituoso, herdado de 
um dos pais, sem apresentar sintomas ou necessitar de 
tratamento. Ou seja, o portador silencioso não é 
considerado doente e não precisam de tratamento. 
Traço talassemia alfa (α-/α- ou –/αα): este tipo de 
talassemia alfa acontece quando dois genes são defeituosos, 
o hemograma apresenta algumas alterações leves,e o 
portador pode apresentar palidez na pele e, quando adulto, 
sentir um pouco de cansaço. 
Doença da hemoglobina H (α-/–): considerado entre os 
casos mais graves, onde a pessoa herda dos pais três genes 
alterados, o indivíduo pode manifestar a doença da 
hemoglobina H (que tem uma função semelhante à da 
hemoglobina normal, mas é mais instável e seu tempo de 
vida menor, por isso as hemácias terão menor duração no 
organismo), resultando em anemia e necessidade de 
tratamento. 
Hidropsia fetal (–/–): há casos em que a mutação atinge os 
quatro genes, o que causa completa incapacidade do 
organismo em produzir as cadeias alfa, tornando impossível 
a produção normal de hemoglobina. A doença desenvolvida 
é incompatível com a vida e leva o feto ao óbito ainda no 
útero. Mas felizmente, isso é raro. 
Talassemia β 
- A síntese da cadeia β é reduzida ou inexiste – mutação 
pontual. 
- A síntese da cadeia α é normal. 
- Os tretâmeros ficam instáveis e ocorre morte prematura 
das células que produziriam os glóbulos vermelhos maduros. 
- Possui 3 tipos: 
Talassemia β menor (ou traço talassêmico): seus portadores 
apresentam apenas uma herança genética da talassemia, 
adquirida do pai ou da mãe. Eles apresentam uma leve 
anemia, sem necessidade de tratamento. 
Talassemia β intermediária: como o nome sugere, este tipo 
está entre a talassemia menor (sem gravidade alguma) e a 
talassemia maior (mais grave), e é causada por uma mutação 
que pode ter sido herdada apenas do pai ou da mãe, não de 
ambos. Por este motivo, em alguns casos o portador pode 
apresentar uma anemia mais discreta, e em outros mais 
grave. 
Talassemia β maior: este é o tipo mais grave, pois seus 
portadores apresentam uma anemia severa. A produção de 
hemoglobina é falha, originando hemácias (glóbulos 
vermelhos) mais frágeis e de menor duração, e capacidade 
de levar oxigênio por todo o organismo é reduzida. 
BIOENERGÉTICA 
- Descreve a transferência e a utilização da energia em 
sistemas biológicos. 
- Utiliza ideias básicas da termodinâmica, em especial o 
conceito de energia livre. 
- ∆G  fornece uma medida da possibilidade de que uma 
reação química ocorra. 
- Preocupa-se com os estados energéticos inicial e final. 
- Em suma, diz se um processo é possível. 
Energia Livre 
- O sentido de uma reação química e até que ponto ela 
ocorre são determinados pelo grau em que dois fatores são 
alterados durante a reação: 
* Entalpia (∆H) medida da mudança no conteúdo de calor 
dos reagentes e produtos. 
 * Entropia (∆S) medida da desorganização dos reagentes 
e produtos. 
- A entalpia e a entropia não são capazes, sozinhas, de 
dizerem se uma reação ocorre espontaneamente; isso só é 
possível de ser analisado quando elas são combinadas, no 
cálculo da energia livre (G), que prediz o sentido em que 
uma reação ocorrerá espontaneamente. 
Variação da energia livre: 
∆G = ∆H - T . ∆S 
- ∆G aproxima-se de zero na medida em que as reações 
aproximam-se do equilíbrio. 
- Prediz se uma reação é favorável. 
- O sinal de ∆G prediz o sentido da reação: 
 Se ∆G for negativo, há perda líquida de energia, e a 
reação é espontânea  é exergônica. 
 Se ∆G for positivo, há ganho líquido de energia, e a 
reação não é espontânea  reação endergônica  alguma 
energia deve ser adicionada ao sistema para fazer com que a 
reação ocorra. 
- Se ∆G for igual à zero: os reagentes estão em equilíbrio. 
- Quando uma reação ocorre espontaneamente - ou seja, 
alguma energia livre está sendo perdida - a reação continua 
até que ∆G atinja zero e o equilíbrio seja estabelecido. 
Variação de energia livre padrão: 
∆G0= - RT ln Keq 
Relação entre energia livre padrão e energia livre: 
∆G = ∆G0 + RT ln Keq 
- Keq, na reação A+B  C+D, é [C][D]/[A][B] 
Reações no sentido direto e inverso 
- O ∆G nas reações de sentido direto é de mesma magnitude 
que do sentido inverso, mas com sinais opostos: se o ∆G de 
uma reação no sentido direto é -5000 cal/mol, então o ∆G 
da reação no sentido inverso é +5000 cal/mol. 
Transformações químicas 
- Na natureza, nada se cria, tudo se transforma  a energia 
é transformada em vários tipos de energia e é sempre 
conservada. 
- A fonte magma de energia é o Sol  seres autotróficos 
captam diretamente a energia solar. Mas, até mesmo os 
seres heterotróficos dependem da energia do Sol 
indiretamente, principalmente no que tange à transferência 
de energia entre as cadeias tróficas. 
 
Gustavo Henrique 157D 
 
 
Metabolismo 
A) Catabolismo: reações catabólicas (exergônicas) visam 
capturar energia química, obtida da degradação de 
moléculas combustíveis, formando trifosfato de adenosina. 
É um processo convergente, no qual muitos precursores 
biossintéticos poliméricos formam produtos finais simples. 
1. Hidrólise de moléculas complexas: quebradas em seus 
blocos constitutivos. 
2. Conversão de blocos constitutivos em intermediários mais 
simples: serão degradados em acetil-coenzima A e uma 
variedade de moléculas simples. 
3. Oxidação da acetil-CoA: dada no ciclo dos ácidos 
tricarboxílicos (ciclo de Krebs), gera grandes quantidades de 
ATP via fosforilação oxidativa. 
- ATP: é o mais energético, exergônico, geralmente é 
acoplado com reações endergônicas para gerar a energia 
necessária para a ocorrência desta. 
B) Anabolismo: reações endergônicas, envolvem a redução 
de moléculas a partir de um poder redutor como o NADPH. É 
um processo divergente, no qual poucos precursores 
biossintéticos formam uma ampla variedade de produtos 
poliméricos. 
* Observações: 
- Se um reduz, o outro oxida. 
- Agente oxidante: reduz. 
- Agente redutor: oxida. 
- Antioxidante: oxida mais rapidamente/facilmente. 
- Balanço do potencial redutor no interior das células: NAD e 
FAD. 
Estrutura do NAD 
 
 
 
Estrutura do FAD 
 
GLICÍDEOS (CARBOIDRATOS) 
As “oses” ou monossacarídeos: moléculas a base de 
carbono e de água (H e OH  carbono hidratado), com 
grupos funcionais de aldeído ou cetona. 
Resumindo: são hidrocarbonetos com grupos funcionais de 
aldeídos ou cetonas contendo múltiplas hidroxilas. 
 
- Configuração D ou L  baseada no gliceraldeído e no 
carbono quiral mais distante do aldeído/cetona. 
 Se OH desse carbono quiral estiver à direita, é isômero D. 
 Se OH desse carbono quiral estiver à esquerda, é isômero 
L. 
- Projeção/Forma de Fisher: corresponde à estrutura 
molecular plana. 
 Aldose: monossacarídeo constituído por um aldeído. 
 Cetose: monossacarídeo constituido por uma cetona. 
Exemplo: aldoses (1° e 3°) e cetoses (2° e 4°) de 6 carbonos. 
 
Formação de hemiacetais e hemicetais 
 
Gustavo Henrique 157D 
 
- Um aldeído ou uma cetona podem reagir com um grupo 
álcool em uma razão de 1:1 para gerar um hemiacetal ou um 
hemicetal, respectivamente, criando um novo centro quiral 
no carbono da carbonila. A substituição de um segundo 
grupo álcool produz um acetal ou cetal. Quando o segundo 
álcool é parte de outra molécula de açúcar (“ose”), a ligação 
produzida é uma ligação glicosídica. 
 Centro assimétrico adicional é criado quando se forma 
uma hemiacetal (hemicetal) cíclico. O carbono deste centro 
quiral recebe o nome de carbono anomérico (anômero). 
Exemplo: D-glicose existindo na forma em equilíbrio 1/3 alfa-
D-glicose, 2/3 beta-D-glicose e menos de 1% aberta. 
 
Nomenclatura de glicídeos (Ciclização) 
*Primeiro olho o carbono 6´: 
- Molécula D, carbono 6´ voltado para cima. 
- Molécula L, carbono 6´voltado para baixo. 
*Depois olho o OH resultante da ligação glicosídica presente 
no carbono 1´: 
- Molécula de OH no plano oposto ao carbono 6´: alfa. 
- Molécula de OH no mesmo plano do carbono 6´: beta. 
* Depois analiso os restos do carbono do anel: 
- À direita na estrutura de Fisher, voltado para baixo. 
- À esquerda na estrutura de Fisher, voltado para cima. 
Piranoses e Furanoses 
 
Epímeros  compostos orgânicos que se diferem apenas 
pela rotação de um dos carbonos quirais. 
 
- “Oses modificadas”  incorporação de outros grupos a 
partir dos carboidratos originais  nome oriundo da 
molécula original.Potencial redutor de alguns sacarídeos 
- Presença de grupos hemiacetal/hemicetal, que por efeito 
de mutarotação, são prontamente convertidos em 
aldeído/cetona livre (forma aberta/linear). 
2. Aldeído/cetonas livres podem reduzir Cu(2+) a Cu(+), 
sendo considerados açúcares redutores (açúcares com 
potencial de reduzir). 
Ligação glicosídica entre monossacarídeos (acetal/cetal) 
1. O processo de formação das moléculas de 
oligossacarídeos/polissacarídeos é mediado por enzimas 
(glicosiltransferases). 
2. Processo diferente da formação de proteínas e 
oligonucleotídeos (mais variáveis/maior diversidade). 
3. Processo pode ocorrer com a inversão ou manutenção da 
configuração anomérica. 
 
 
 
- Só é necessário especificar as duas cadeias em alfa/beta 
quando não sobra na molécula uma região com poder 
redutor (grupos hemicetal/hemiacetal no carbono 1´, que 
quando quebrados se convertem prontamente em 
aldeído/cetona livre). Mas, quando sobra grupo 
hemicetal/hemiacetal redutor (região circulada), é preciso 
especificar só a uma das cadeias, a qual está sem 
extremidade com poder redutor. 
Gustavo Henrique 157D 
 
Funções de oligossacarídeos 
1. Armazenamento de energia 
2. Integridade estrutural 
3. Sinalização celular 
4. Reconhecimento celular 
5. Modificação de proteínas e lipídeos 
- Os oligossacarídeos mais importantes são os dissacarídeos, 
como sacarose, lactose e maltose. 
Sacarose: glicose + frutose. 
Lactose: glicose + galactose. 
Maltose: glicose + glicose. 
Exemplos de Polissacarídeos 
 
 
 
Glicosilação 
O processo de glicolisação pode ser definido como a adição 
enzimática de carboidratos (também chamados de 
açúcares, sacarídeos ou hidratos de carbono) a sítios 
específicos na superfície de proteínas e lipídeos, que, 
conforme a especificidade da molécula orgânica, pode 
ocorrer tanto no retículo endoplasmático quanto no 
Complexo de Golgi. Assim, a glicosilação leva, além da 
formação de glicolipídeos, à formação de glicoproteínas, 
constituindo um processo co e pós traducional, ou seja, que 
pode ocorrer durante e após a tradução, momento em que 
as proteínas são alvo de diversas modificações estruturais. 
Essa reação possui alta importância funcional, visto que 
confere estabilidade, heterogeneidade e maior solubilidade 
às moléculas glicosiladas, sendo essencial para a adesão e 
sinalização celular (por exemplo, antígeno do sistema ABO 
 Padrão diferenciado de glicosilação terminal) e para o 
enovelamento proteico. 
N-glicosilação: adição de carboidrato ao nitrogênio da 
cadeia lateral de certas proteínas. 
O-glicosilação: adição de carboidrato à hidroxila da cadeia 
lateral de certas proteínas. 
P-glicosilação: adição de carboidrato ao fosfato da cadeia 
lateral de certas proteínas. 
C-glicosilação: adição de carboidratos ao carbono da cadeia 
lateral de certas proteínas. 
- Glicoproteínas são formadas, principalmente, por N e O-
glicolisações. 
Glicoproteínas 
 Eritropoietina: Proteína glicosilada no sangue que induz a 
produção de hemácia no sangue. 
 Lectina: Proteína com alta estereoespecifidade para 
oligossacarídeos. 
 
Glicolipídeos 
- Diferentes espécies bacterianas têm estruturas de 
lipopolissacarídeos sutilmente diferentes, embora tenha em 
comum uma região lipídica (lipídeo A), também conhecida 
como endotoxina, oligossacarídeo central e uma cadeia “O-
específica”, o principal determinante do sorotipo 
(reatividade imunológica) da bactéria. 
-Glicocálix: reconhecimento celular mediado por glicolipídes.
 
5% de proteínas + 95% de aminoglicanos 
Dois monossacarídeos podem 
se juntar e possuem a 
possibilidade de formar vários 
oligossacarídeos distintos, 
devido às diferentes 
conformações das ligações 
glicosídicas.