Água, PH e Tampões Biológicos

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DATA: 01/06/2021	FISIOTERAPIA UNIFAL	PROFESSOR: Marina
BIOQUÍMICA
Água, PH eTampões Biológicos
ÁGUA:
- As célular tem 70% de água
- Solvente das células
- As interações que a água faz com as moléculas interferem nas conformações das reações
° Estrutura da molécula de água:
- Molécula polar
Dois H ( densidade de carga + ) ligados a um O ( densidade de carga - ) 
Ligação de Hidrogênio: FON
- A água pode fazer ligação de hidrogênio com outras moléculas de água ou com outras moléculas diferentes que possuem aceptores de hidrogênio 
10% de compartilhamento de elétron e 90% de aproximação de cargas 
- As ligações de hidrogênio são responsáveis pelas propriedades incomuns da água, como seu ponto de fusão de 0°C e ponto de ebulição de 100°C. Esses pontos são dirigidos pelo aumento da entropia
- No gelo as ligações de hidrogênio são máximas ( molécula tem menos mobilidade de movimentação )
- Densidade do gelo é menor, por conta da organização das moléculas ( ficam maiores ) e com isso o volume aumenta
- A medidade que o ângulo da ligação diminui de 180° ela se torna mais fraca
- A medida que se rompe ou forma ligações, mais fácil se torna de romper ou formar as próximas
° O oléo se junta (porções apolares interagem) para diminuir a superfície de contato com a água 
Polares: OH livres para fazer ligações de hidrogênio
Apolares: grande cadeia e não possuem O para ligação
Anfipática: possue cadeia apolar e partes polares
F= força da interação iônica 
€ = constante dielétrica do meio ( da água é maior, então a força de interação é menor, ou seja, mais fácil de dissolver compsotos ) 
Estratégias dos sistemas biológicos para transporte do O2:
- É necessário que a molécula esteja interagindo com uma porção Hidrofóbica e uma porção Hidrofílica ( para se ligar com a água )
Ex: a hemoglobina 
A ligação de um substrato polar ( reagente ) a uma superfície polar complementar de uma enzima: aumento da entropia!
A enzima utiliza a energia de ligação liberada na reação para diminuir a energia de ativação da reação esperada.
Ligações de hidrogênio, iônicas, hidrofóbicas e de van der Waals:
Interações de van der Waals: os átomos são atraidos e as nuvens eletrônicas interagem entre si até certo ponto, no qual ocorre a repulsão dos átomos ( energia aumenta )
- Raio atomico de van der Waals é a distância ideal
 
As interações fracas:
- Para macromoléculas, a estrutura mais estável é aquela em que as interações fracas são maximizadas ( de forma a manter uma mobilidade da molécula ) 
- Estabilizam e determinam a especificidade da ligação de pequenas moléculas a proteínas (possuem um núcleo hidrofóbico e um contorno hidrofílico)
Osmose e pressão osmótica:
° Osmose é o movimento da água através de uma membrana smipermeável ocasionado por diferenças na pressão osmótica 
° A pressão osmótica é a medida como a força que deve ser aplicada para que a solução no tubo retorne ao nível que estava no béquer, sendo proporcional à altura, h 
 
Ic= osmolaridade da solução ( quantidade de glicose na solução ) 
R= constante dos gases
T= temperatura absoluta
Participação da água em reações biológicas:
Água pura é levemente ionizada:
A ionização da água é expressa por:
Kc= constante de equilíbrio
[H2O] = 55,5m
[H+] = [OH-] = 10-7
ESCALA DE PH:
pH= -log[H+]
pOH= -log [OH-]
 
Ácidos e bases fracos são comuns nos sistemas biológicos e desempenham papéis importantes no metabolismo e sua regulação
Ácidos:
Ácidos fracos não se dissociam completamente
Ácidos fortes se dissociam completamente em meio aquoso
pKa= capacidade de perder um próton 
 pKa= -logKa
As curvas de titulação revelam o pKa de ácidos fracos:
Ponto onde o valor de pH é igual ao valor de pKa 
Faixa de tamponação: quando o pH está um ponto acima do pKa, tem 10x mais da base conjugada e quando o pH está um ponto abaixo do pKa, tem 10x mais do ácido 
TAMPÕES:
- São misturas de ácidos fracos e suas bases conjugadas 
- Sistemas aquosos que tendem a resistir a mudanças de pH quando pequenas quantidades de ácido ou base são adicionadas 
Equação de Henderson-Hasselbalch:
Concentração de base igual a concentração de ácido o pH é igual ao pKa
Por que controlar o pH em sistemas biológicos?
- organismos vivos estão em ambiente aquoso
- o estado de protonação dos grupos funcionais nas biomoléculas influencia a estrutura e a função
- atividade enzimática é fortemente influenciada pelo pH
pH ótimo das enzimas é relativo, por ser específico de suas funções:
Efeito de Bohr: o estado de protonação determina a afinidade de hemoglobina por O2 e CO2 
 
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