Bioquímica Resumo

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Água, Fluidos Biológicos, pH e Radicais Livres
Água
· Funções: mantém a temperatura corporal, é solvente de reações e participa de reações
Ex..: formação e quebra do ATP.
· Líquido Intracelular (LIC): 2/3 da água corporal total e assegura um ambiente especializado para a célula. Funções: produzir, armazenar e utilizar a energia; proceder a seu próprio reparo; replicar-se; desempenhar funções celulares específicas
· A água é um composto polar em que H tem carga parcial + e O tem carga parcial -. Dipolo: alta constante dielétrica
· Líquido Extracelular (LEC): 1/3 da água corporal total e está distribuído entre o plasma e os
compartimentos intersticiais. LEC é um sistema de distribuição. Ele traz às células nutrientes, oxigênio, vários íons e uma variedade de moléculas reguladoras. Remove CO2, produtos de degradação metabólica e compostos tóxicos ou atóxicos provenientes do ambiente celular.
Termorregulação
· Aumento da temperatura corporal
-> neurônios hipotalâmicos -> vasodilatação e estimulação de glândulas sudoríparas -> evaporação na superfície da pele -> diminuição da temperatura corporal
Fluidos biológicos
· Sangue; líquido cefalorraquidiano; líquidos cavitários; líquido sinovial; líquido amniótico; sêmen; secreção vaginal; urina; fezes; saliva; suor; lágrima.
Ligações de hidrogênio
· Influenciam nas propriedades da água:
· tensão superficial
· PF, PE mais altos
· A ligação de hidrogênio é mais longa e mais fraca que a ligação covalente 
· A soma das ligações de hidrogênio confere grande coesão interna à água líquida
· Composto Anfipático: polar e apolar
Solubilização de sais
· Alta constante dielétrica: diminui a força de atração entre espécies carregadas e polares
· As ligações de hidrogênio não são exclusivas da água
· Biomoléculas: interação água-soluto em que ocorre solubilização
· Ligação enzima x substrato é estabilizada pelas ligações de hidrogênio e interações iônicas e hidrofóbicas
· Interações entre biomoléculas em solvente aquoso: o efeito cumulativo. É importante em proteínas, DNA, RNA, ligação antígeno x anticorpo, ligação hormônio ou neurotransmissor ao receptor e atividade enzimática
· Osmose: o movimento da água através de uma membrana semipermeável ocasionados por diferenças na pressão osmótica é um fator importante na vida de grande parte das células
Ionização da água
· As moléculas de água têm a leve tendência de sofrer uma ionização reversível, produzindo um íon hidrogênio (próton) e um íon hidróxido (OH-). Os íons hidrogênio formados em água são imediatamente hidratados para formar íons hidrônio (H3O+)
Tamponamento contra mudanças de pH
· Quase todos os processos biológicos são dependentes de pH. Uma pequena mudança no pH produz uma grande mudança na velocidade do processo. O pH dos fluidos extracelulares também é regulado
· Tampões biológicos: misturas de ácidos fracos e suas bases conjugadas - mantêm o pH constante. Tampões são sistemas aquosos que tendem a resistir a mudanças de pH quando pequenas quantidades de ácido (H+) ou base (OH-) são adicionados. Consiste em um ácido fraco (o doador de prótons) e sua base conjugada (o aceptor de prótons).
· Acidose: quando a pressão de CO2 aumenta e o pH 7,45
· Radicais livres: espécies reativas de oxigênio. Espécies altamente reativas com um ou mais elétrons não emparelhados. Instáveis, tendem a colidir com outras moléculas para doar ou receber elétrons (estabilidade)
· Espécies reativas de oxigênio (EROs): superóxido, hidroxila e peróxido de hidrogênio – dano oxidativo. Antioxidantes protegem contra o dano oxidativo. Produzidos em condições normais no organismo. Podem danificar o DNA, proteínas, lipídeos da membrana e lipoproteínas plasmáticas
· Fontes de radicais livres: radiação ionizante, íons metálicos de transição, óxido nítrico que pode reagir com superóxido
· Mecanismos de proteção contra radicais livres: íons metálicos ligados a proteínas, superóxido-dismutase (converte o superóxido em peróxido de hidrogênio e oxigênio) e glutationa peroxidase (converte peroxido de hidrogênio em água)
· Agentes antioxidantes: vitamina C e vitamina E -> captam radicais livres.
Titulação ácido-base
 ɳ H+ = ɳ OH- -> ponto de equivalência
· Para estudar o comportamento ácido-base dos aminoácidos é utilizada a titulação. Determina a concentração de uma solução ácida ou básica usando uma outra solução conhecida. Estuda o comportamento do aminoácido perante a variação de pH.
· Como é feita? Coloca-se o aminoácido em um becker. Em cima há a buretra com uma escala e uma torneira. Para olhar a variação de pH utilizam-se indicadores de pH ou potenciômetro. Dependendo de quem está na solução, o elemento irá doar próton para o meio.
· Solução tampão é aquela que consegue segurar as variações de pH do meio
· Para entender a dissociação dos grupamentos funcionais dos aminoácidos foi criada a equação de Henderson-Hassdelbalch: determina o pH de uma soluçao tampão.
· pKa= constante de equilíbrio que mede a tendência de um grupo a doar o próton.
· Ponto isoeletrônico: aminoácido com carga 0 (forma Zwitteriônica)
· O melhor tampão é o ácido que possui pKa aproximadamente igual ao pH da solução
· Para determinar a zona de tamponamento: 1 unidade abaixo do pKa e 1 unidade acima
· [HA] é o ácido e [A-] é a base conjugada
Aminoácidos
Existem 20 tipos de aminoácidos. 
· Aminoácidos são as unidades formadoras de proteínas. São compostos com função mista básico (amino) e ácido (carboxila) ligados a um mesmo carbono que é o segundo da cadeia (carbono quiral)
Forma geral:
· R = Cadeia Lateral: Diferencia os aminoácidos. Varia em tamanho, estrutura, carga elétrica e influencia na solubilidade do aminoácido em água.
· +H3N = Característica básica (GRUPO AMINO)
· COO = Característica ácida (GRUPO CARBOXILA) 
O carbono secundário é um C α.
Conceitos
· Ácidos são definidos como doadores de prótons.
· Bases são receptores de prótons.
Propriedades Gerais
· Carbono Quiral ou carbono assimétrico: Ligado a quatro substituintes diferentes em configuração tetraédrica e assimétrica. Desvia luz polarizada
· Estereoisômeros: Moléculas que diferem apenas no arranjo espacial.
· α aminoácidos possuem configuração estereoquímica L. (a maioria) A minoria tem configuração do tipo D (bactérias).
OBS: 
· Forma L: grupo α NH3+ projetado para a esquerda
· Forma D: grupo α NH3+: projetado para a direita.
· Opticamente Ativos: desviam o plano de luz polarizada.
· Cadeia Lateral: determina propriedades físico-químicas de cada aa.
Classificação
· Cadeias laterais não-polares e alifáticas:
· Glicina: não faz contribuição real para interação hidrofóbica..
· Alanina, valina, leucina, isoleucina: estabilização da proteína.
· Prolina: estrutura cíclica, conformação rígida e reduz flexibilidade.
· Metionina: grupo tioéter não-polar.
· Aromáticos: relativamente não-polares: participam de reações hidrofóbicas
· Tirosina: seu grupo OH pode formar ponte de hidrogênio. Tirosina e triptofano são mais polares que a fenilalanina. 
· Polares não-carregados: mais solúveis em água e possuem grupos funcionais que formam ligações de hidrogênio com a água.
· Serina e treonina: grupo hidroxila
· Asparagina e Glutamina: grupo amida
· Cisteína: grupo sulfidrila
OBS: formação de cistina: duas cisteínas ligadas por ponte dissulfeto.
· Polares Positivamente Carregados: básicos
· Lisina: 2o grupo amino
· Arginina: grupo guanidino
· Histidina: grupo imidazol (fração significativamente carregada, em pH neutro, positivamente). Desprotona em faixas ácidas por conta da sua distribuição eletrônica em anel.
· Polares Negativamente Carregados: 
· Aspartato e glutamato: segundo grupo carboxila
OBS.: aminoácidos incomuns além dos 20 aminoácidos primordiais possuem alterações feitas por enzimas após a proteína começar a ser formada..
· Hidroxiprolina e hidroxilisina que formam o colágeno. A deficiência de vitamina C é uma deficiência de hidroxiprolina e hidroxilisina que gera diminuição das interações de colágeno, passando aficar frouxo e a consequência é o escorbuto.
· Metilisina e gama carboxiglutamato: fatores de coagulação sanguínea
· Desmosina (elastina) e selenocisteína (raro; não é pós-sintético).
· Ornitina e citrulina: ciclo da ureia.
Aminoácidos em H2O
· Formas iônicas e Zwitteriônicas:
· Características ácido-base dos aminoácidos anfotéricos:
· pH neutro (carga total = 0): 
 grupo amino protonado
 grupo carboxila desprotonado
· pH baixo (carga +1; ácido): ambos protonados; aminoácido é diprótico.
· pH alto (carga -1; básico): forma totalmente desprotonada.
· Conforme aumenta-se o pH, os grupos funcionais vão se desprotonando e vice-versa.
· Aminoácido é diprotico quando totalmente protonado
· Ácidos têm maior tendência a perder H+
· Em pH mais ácido as bases têm maior tendência a perder H+ do que em pH mais básico
· pKa = mede a tendência de um grupo a doar próton
· pK1 = carboxila ligada ao carbono α (desprotonação)
· pK2 = desprotonação do grupo α -amino
· pKR = desprotonação do grupo funcional da cadeia lateral
· pI = ponto isoeletrônico. Ponto de pH em que uma única forma existe e tem carga 0.
pI = (pK1 + pK2)
 2 2
 OBS:
· nenhum aminoácido apolar possui radical ionizado
· nos aromáticos somente a tirosina tem radical ionizado
· nos polares não-carregados, somente a cisteína tem radical ionizado
· nos polares-carregados, todos possuem radical ionizado.
Conceitos
· Peptídeos são cadeias de aminoácidos
· Aminoácidos unem-se covalentemente através de ligações peptídicas (são rígidas)
· A ligação acontece entre grupo α -carboxila de um aminoácido com o grupo α - amina de outro, liberando 1 H2O (reação de condensação).
· Podem formar dipeptídeos (2 aminoácidos unidos por uma ligação peptídica), tripeptídeos (3 aminoácidos unidos), oligopeptídeos, polipeptídeos e proteínas
OBS: aminoácidos em ligações peptídicas chamam-se resíduos de aminoácido, pois perdem a água que faziam parte de sua estrutura
· Amino – terminal ou N – terminal (lado esquerdo) número de ligações = número de aa -1
· Carboxi – terminal ou C – terminal (lado direito) 
Comportamento ácido-base do peptídeo
· 1 grupo α - amino livre
· 1 grupo α - carboxila livre 
· Algumas cadeias laterais ionizáveis (depende do tipo e quantidade)
Peptídeos
Peptídeos Biologicamente Ativos
· Ocitocina
· Glucagon
· Insulina
Proteínas
Funções
· Transporte e armazenamento: se ligam e carregam moléculas ou íons de um órgão ao outro (mioglobina, hemoglobina e lipoproteínas)
· Proteção Imunitária: anticorpos
· Controle de crescimento e da diferenciação: proteínas regulatórias (regulam as atividades celulares ou fisiológicas), e hormônios (insulina, glucagon, hormônio estimulante da tireoide etc.)
· Sustentação mecânica: proteínas estruturais (dão força e proteção às estruturas). 
Ex.: queratina (forte e insolúvel) e colágeno (alta força de tensão)
· Movimento coordenado: (contração muscular) actina e miosina; movimento de espermatozoides
· Catálise enzimática: enzimas (alto poder catalítico)
OBS.: Proteínas multisubunidade:
2 subunidades iguais = oligomérica
Unidades idênticas = protômeros
Anemia Falciforme: mutação na cadeia β do resíduo Glutamato da posição 6 para Valina (E6V). Concentrações de O2 abaixo de níveis críticos – polimerização das subunidades em arranjos lineares de fibras e distorção na forma da hemácia em foice 
Hemoglobina: transição do estado T (tenso) para o estado R (relaxado) após ligação do oxigênio. Há uma interação cooperativa da proteína com o seu ligante (forma de ligação alostérica). Modulador e ligantes iguais 
(homotrópica), modulador e ligantes diferentes (heterotrópica)
Níveis hierárquicos de organização
· Primária: sequência de resíduos de aminoácidos (todas as ligações covalentes)
· Ligações N-C α: ângulo Ø (phi)
· Ligações Cα-C: ângulo Ψ (psi)
 Têm movimento rotacional
· Ligações N-C são rígidas
· Pontes dissulfeto: aproximam regiões distantes e formam 
proteínas com 2 ou mais cadeias polipeptídicas. As cisteínas podem formar essas pontes
· Proteínas conjugadas: 
possuem mais um grupamento ligado à sua estrutura
Ex.: lipoproteínas (proteínas + lipídeos)
Grupamentos prostéticos: são inseridos logo quando a proteína é formada (lipídeos, carboidratos, fosfatos etc.)
· Secundária: refere-se aos padrões de enovelamentos regulares do esqueleto do peptídeo. Pontes de hidrogênio são relativamente fracas e realizam as interações que formam a estrutura secundária (o átomo de H é parcialmente compartilhado por 2 átomos relativamente eletronegativos, como o oxigênio e o nitrogênio).
· Tipos:
 - α hélices:
· Esqueleto polipeptídico gira ao redor de um eixo longitudinal imaginário
· O grupamento R fica voltado para fora da hélice
· A volta da hélice é orientada pela mão direita (sentido anti-horário)
· A estabilização é feita por pontes de hidrogênio entre o 1º e o 4º resíduo de aminoácido (todas as ligações participam)
· Cada volta é segura por 4 pontes de hidrogênio (de voltas adjacentes)
· Resíduos preferencialmente achados em α hélices: alanina, ácido glutâmico, leucina e metionina
OBS.: a prolina não participa de hélices, já que possui o último átomo da cadeia lateral ligado ao N da cadeia principal
 - β pregueada:
· As folhas β combinam regiões distantes da proteína
· As pontes de hidrogênio se formam entre os COO- de uma cadeia e o NH3 de outra.
· Podem ser paralelas ou antiparalelas:
· αd terminais iguais e existem angulações
· αl terminais diferentes nas fitas adjacentes e angulação das pontes de H é reta
· Bônus formadores: valina, isoleucina, fenilalanina, tirosina, triptofano, cisteína, glutamina e lisina
 - dobra β ou voltas:
· Conectam os α – hélices e as folhas β 
· Em geral, estão na superfície de proteínas
· Em geral, são flexíveis
· Bônus formadores: glicina, serina, aspártico, prolina, aspargina
OBS.: exemplos de estruturas secundárias: mioglobina e triose fosfato isomerase
Estrutura suprasecundária: são combinações de elementos de estrutura secundária que se repetem com grande frequência nas proteínas. 
Ex.: hélice-volta-hélice, unidade beta-beta, chave grega e beta-alfa-beta
Domínio: parte da cadeia independentemente estável e algumas vezes com funções diferentes
· Terciária: descreve todos os aspectos do enovelamento tridimensional do peptídeo (única cadeia polipeptídica)
· Resíduos de aminoácidos que estão distantes na sequência primária em estruturas secundárias distintas podem interagir na estrutura totalmente enovelada de uma proteína
· Domínios: unidades da proteína que podem se enovelar independentemente formando uma estrutura estável 
OBS: Os três tipos de ligações não-covalentes que colaboram para o enovelamento das proteínas (pontes de H, forças iônicas e forças de Van-derwallls).
Exemplo de aminoácido com estrutura terciária: tioredoxina (função de manter o equilíbrio redox do interior das células)
· Quaternária: arranjo no espaço de uma proteína com 2 ou mais subunidades polipeptídicas (oligômeros). Arranjo tridimensional das subunidades de uma proteína multimérica. 
· Ex.: hemoglobina, álcool desidrogenase, lactato desidrogenase etc). 
· Os capsídios virais também são formados pelo conjunto de diversas proteínas.
· Chaperonas são auxiliares no desenovelamento proteico.
· Proteostase celular: precisa de funcionamento coordenado de vias de síntese e enovelamento de proteínas. Fibras podem ser formadas devido a proteínas mal enoveladas
· Fatores que desestruturam a proteína: desnaturação (perde pontes de hidrogênio através de calor). Nem toda proteína consegue renaturar
· Classificação de proteínas:
· Fibrosas: elementos repetitivos simples de estrutura secundária. Funções estruturais e de resistência. Quantidade grande de aminoácidos hidrofóbicos
· (α - hélice e β – pregueada) são insolúveis em água (queratina e colágeno -> resistência).
Ex.: α-queratina e colágeno; fibroína (beta-pregueada)
· Globulares: estrutura terciária complicada(compactada). Cadeias polipeptídicas enoveladas em forma esférica ou globular.
Ex.: hexocinase
Enzimas
 Condições para haver vida:
· Ser capaz de se autorreplicar
· Ser capaz de catalisar reações químicas com eficiência e seletividade
· Estrutura:
· A maior parte são proteínas
· Um grupo de RNA catalítico (RNA ribossômico, formação de ligações peptídicas entre aa), as ribozimas (RNA)
Enzimas 
X
 Catalisadores
· Enzimas são catalisadores biológicos: aumentam a velocidade de reações químicas
· Enzimas:
· São altamente eficientes
· Pegam o substrato e produzem o produto
· Possuem atividade altamente controlada (ação de segundo mensageiros, feedback negativo etc.)
· Aceleram reações químicas
· Catalisadores
· São químicos (laboratório)
· No meio das reações ocorrem subprodutos
· pH e temperatura extremos 
· Holoenzimas: no momento da reação, liga-se a um cofator (não-proteico, pode ser íon inorgânico)
ou coenzima (molécula orgânica). Se ela necessita ter em sua estrutura algo, desde sua montagem para realizar sua função, ela fica ligada a um grupo prostético por ligação covalente (faz parte da enzima).
Ex. de coenzima: coenzimas reduzidas NAD+ e FAD
Classificação
São classificadas de acordo com as reações que realizam.
· Oxirredutoras: são enzimas que catalisam reações de oxidação-redução, transferência de elétrons
· Hidrolases: são enzimas que catalisam reação de hidrólise de ligação covalente
· Transferases: são enzimas que catalisam transferência de grupos funcionais (amina, fosfato...)
· Liases: eliminação de grupos para formar ligações duplas e vice-versa. Catalisam a quebra de ligações covalentes e a remoção de moléculas. Há adição de grupos a ligações duplas ou formação de duplas ligações pela reação de grupos
· Isomerases: isomerização. Catalisam reações de interconversão entre isômeros ópticos ou geométricos
· Ligases: formação de ligação acoplada à hidrólise de ATP. Catalisam reações de formação de novas moléculas a partir da ligação entre duas já existentes, sempre às custas de ATP.
Nomenclatura
· Sistemático: nome do substrato + ase
Ex.: lactato desidrogenase
· Denominados a partir da fonte
E.x.: pepsina do grego pepsis (digestão)
OBS.: Sítio alvo ou centro ativo: lugar onde ocorre a catálise
Centro alvo: controle da atividade
Modelo de Ligação
Inicialmente se imaginava o modelo chave-fechadura. A enzima não pode ter o encaixe perfeito para o substrato porque no momento da reação acontecem outras reações.
· Ajuste induzido: a enzima se ajusta a partir da ligação com o substrato. Existe um estágio de transição
E+S ⇌ ES ⇌ EP ⇌ E+P (ocorre diminuição da energia de ativação)
Vantagens de usar enzima: ela tem afinidade pelo seu substrato para convertê-lo em produto. Além de poder ser altamente regulada. Reduz a quantidade de energia livre necessária para que aquela reação aconteça. Ela consegue fazer isso graças aos aminoácidos que estão no sítio ativo onde irá acontecer essa reação, esses aa interagem com o substrato e geram o produto.
Estado de transição: substrato irá virar produto, mas falta pouco. Se ele não conseguir, consegue voltar a ser substrato (curva, pico).
Mecanismos Para Facilitar Catálise
· Catálise ácido-básica:
Resíduo de aminoácido que se tiver com carboxila protonada, funciona como ácido, ou funciona como base se estiver desprotonada. Dependendo do pH que está inserida a enzima, essas alterações nas cargas dos radicais, leva a alterações na catálise.
· Catálise por íons metálicos: interações iônicas ou oxirredução
· Catálise covalente: formação transitória de uma ligação entre o catalisador e o substrato
Forma reduzida: A-B --H2O--> A+B
A-B + X: -> A-X + B --H2O--> A + X: + B
· Efeitos de proximidade de orientação: devem estar a uma distância que possibilite a ligação
· Ligação preferencial do complexo do estado de transição: transformações químicas que envolvem quebra de uma ligação covalente. Leva a um estado intermediário de transição, ponto intermediário na transformação do substrato em produto
OBS.: isoenzimas: formas enzimáticas distintas com velocidades diferentes que catalisam a mesma reação. Podem ser utilizadas como auxiliares em diagnóstico. Ex.: LDH, quaternária monômeros H (coração) e M (músculo). 
Aplicações das enzimas: Elas são usadas como biomarcadores no diagnóstico clínico e como biosensores (medição de glicose)
Fatores que Influenciam a Atividade Enzimática
· Concentração da enzima: a velocidade inicial da reação é em função da quantidade de enzima disponível
· Concentração de substrato: determina a velocidade máxima da reação. E quanto mais substrato, mais irá saturar o sítio ativo das enzimas e chega a um ponto que não ocorre o aumento da velocidade da reação.
· pH: fora da sua faixa de pH normal ela não funciona (desnatura)
· Temperatura: quebra as pontes de hidrogênio (desnaturação)
Cinética Enzimática
· Relação entre concentração e substrato:
· Ponto de saturação: aumento da concentração não altera a velocidade da reação (Vmáx)
Km = afinidade da enzima por aquele determinado substrato
[S] = concentração ideal
Km = [S] quandp, 
V0 = 1 Vmáx
 2
Km: concentração de substrato necessária para que a enzima atinja a metade da sua velocidade máxima.
Kcat (constante catalítica): é o número de moléculas de substrato convertido a produto em uma dada unidade de tempo, por uma única molécula de enzima.
· Estado pré-estacionário: velocidade desconsiderada, pois a reação
E+S ⇌ ES é muito rápida
OBS.: quanto menor o Km, maior a afinidade
· Outros valores:
· Turn over (número de renovação): reação catalisada por segundo por uma molécula. Número de moléculas de substrato convertidos em produto, por uma única molécula de enzima em uma dada unidade de tempo. Relacionado com o Kcat.
· Unidade: por convenção é a quantidade de enzima, que adicionada a um meio de ensaio adequado, é capaz de fazer com que a velocidade de conversão seja 1umol/min a 25ºC e pH 8,9
· Atividade específica: atividade dividida pela massa de proteínas
Inibição Enzimática
· Inibição irreversível:
· Do tipo suicida: inibidor se liga permanentemente ao sítio ativo da enzima e não sai mais ou inibidor destrói o sítio ativo e se desliga. O que se liga permanentemente se chama suicida.
· Inibição reversível: não destroem a estrutura enzimática
· Competitivos: moléculas análogas ao substrato, que se ligam ao seu sítio ativo, então não há formação de produto
· Acompetitivos: esperam a enzima receber seu substrato e se ligam a ela em outro local, mudam a conformação e não há formação de produto
· Não-competitivos (mistos): se ligam em regiões diferentes e mudam a conformação do sítio ativo, podendo se ligar antes da ligação com o substrato, ou depois.
OBS.: quando existe inibidor, o Km e o Vmáx são chamados de aparente. Quando falamos em aparente é porque existe inibidor. Estes são pontos em que conseguimos analisar a atividade da enzima.
Enzimas Regulatórias
Elas têm participação essencial dentro do metabolismo em pontos chaves determinando se uma via metabólica está funcionando.
· Alostéricas: moduladores ou efetores temporários. Possuem vários sítios de controle alostérico.
· Homotrópicas: substrato regula sua atividade (sítio é o mesmo)
· Heterotrópicas: modulador diferente do substrato (sítios diferentes)
Modulador Negativo: diminui atividade, interação com o substrato
Modulador Positivo: aumenta atividade, interação com o substrato
· Modificações covalentes (reversíveis): fosforilação e desfosforilação, principalmente. A grande maioria são por fosforilação. 
· Proteínas regulatórias (reversíveis): sequestra a enzima e retira do seu local de atuação. Se ligam a enzimas e modulam a atividade delas (podem inibir ou ativá-las)
· Remoção por clivagem proteolítica (irreversível): enzima é produzida numa forma inativa e no local onde ela vai ser utilizada, ela é ativada. O trecho inibitório é tirado por clivagem proteolítica, tornando-se ativado. Ex.: fatores de coagulação sanguíneos, no momento de formação dos coágulos é feita a clivagemproteolítica.
Ex.: Glicogênio fosforilase muscular: há vários níveis de modulação (regulação) de atividade enzimática, como modificações covalentes e fatores ou efetores alostéricos.
· Funções:Carboidratos
· Fontes de armazenamento de energia, intermediários metabólicos
· Estrutura de RNA e DNA 
· Elementos estruturais de paredes celulares
· Unidos a proteínas e lipídeos, fazem interações entre células e outros elementos do ambiente celular
· Estrutura:
· Monossacarídeos: mais simples (unidades formadoras) e possuem 2 famílias
· Oligossacarídeos: 2 até 20 unidades (dissacarídeos por exemplo)
· Polissacarídeos: mais de 20 unidades
Monossacarídeos
· Duas famílias:
· Aldoses: grupamento aldeído. Ex.: glicose
· Cetoses: grupamento cetona. Ex.: frutose
· Possuem grande afinidade com o meio polar
· Epímeros: monossacarídeos que possuem diferença de posição de um único carbono. Ex.: monose e glicose, e galactose e glicose.
OBS.: são os isômeros do tipo D que são utilizados (hidroxila para o lado direito)
· Formação de estrutura cíclica: um aldeído ou uma cetona, podem reagir com um álcool na proporção 1:1 originando um hemiaceral ou um hemiceral. Isso gera estabilidade.
aldeído + álcool ⇌ hemiaceral -> estrutura cíclica (o C do grupamento cicliza; gera duas formas tridimensionais anômeras entre si)
cetona + álcool ⇌ hemiceral -> estrutura cíclica
· Aldoses têm tendência a formar anel do tipo pynano (5C)
· Cetoses têm tendência a formar anel do tipo funano (4C)
· Derivados de hexases:
· Adição de fosfato
· Adição do grupo amino
· Grupamentos ácidos
· Grupamentos básicos
OBS.: monossacarídeos (maltose e lactose) são agentes redutores: possibilitam, por exemplo, que o carboidrato reaja com a proteína. Para isso precisam ter carbono anomérico livre.
C anomérico: dá a possibilidade de gerar anômeros entre si -> aldoses C1 e cetose C2 (C ligado à carboxila)
Oligossacarídeos
· Ligações glicosídicas: ligação entre monossacarídeos, um carbono anomérico tem que estar envolvido na ligação, e é ele que define se a ligação vai ser do tipo α ou β
· Ligação tipo α: OH para baixo do plano do anel
· Ligação tipo β: OH para cima do plano do anel
OBS.: ↔ e ≡ indicam que os 2C anoméricos estão na ligação
Polissacarídeos
· Podem ser formados por unidades monossacarídicas do mesmo tipo (homopolissacarídeo), ou por unidades diferentes (heteropolissacarídeo)
· Pode ser linear ou ramificado
· Ligação do tipo α: no espaço angula. Ex.: glicogênio (fonte de energia), suas pontas redutoras ficam para dentro da estrutura e amido
OBS.: a grande maioria dos polissacarídeos do tipo α participam do armazenamento de energia
· Ligação do tipo β: só faz estrutura linear, assim formam-se pontes de hidrogênio, o que aumenta sua resistência. Ex.: celulose, quitina, peptideoglicano (dissacarídeo+proteína; tem função estrutural)
OBS.: glicosaminoglicanos: polissacarídeos lineares sulfatados
· Ácido hialurônico: forma soluções claras e viscosas, funciona como lubrificante (líquido sinovial)
· Heparina: substância anticoagulante (inibe trombina)
· Queratan-sulfato: atuam nas articulações, como amortecedor contra choques mecânicos
· Dermatan-sulfato: encontrado na pele e em tecidos que esticam
As ligações glicosídicas do tipo α fazem angulações, formando uma estrutura enovelada, mais compacta. Essa estrutura permite que só a porção externa tenha mais interação com o meio intracelular, protegendo assim a parte interna, ou seja, tem menos interações com essa estrutura
Metabolismo do Glicogênio
· O glicogênio é um polissacarídeo de reserva animal
· Transportadores do tipo GLUT: transportam glicose
· Tipo 1: se encontram nas hemácias
· Tipo 4: só é colocado na superfície da célula quando há sinalização hormonal (GLUT depende de hormônio)
· Tipo 3: captação basal de glicose
· Tipo 2: fígado e células β do pâncreas
· Principais armazenadores: tecido hepático e tecido muscular
· Glicogenólise: quebra de glicogênio (jejum, estresse e exercício físico)
· Glicogênese: formação de glicogênio
Glicogenólise
· Glicogênio fosforilase: inicia pelas extremidades não-redutoras e quebra então ligações α 1-4, gerando glicose-1-fosfato
· Fosfoglicomutase: muda a posição do fosfato e gera glicose-6-fosfato.
Glicose-6-fosfato entra na via da glicólise, ou no fígado e rins, já é transformada em glicose pela glicose-6-fosfatase
· Primeiro mensageiro: é um hormônio (adrenalina/glucagon)
· Segundo mensageiro: AMPc amplia a informação ao ativar enzimas
relacionadas à lise, e inativar as relacionadas à síntese
· Enzima desramificadora: cliva ligações α 1-6 e torna a estrutura linear
Glicogênese
· Glicose entra na célula por transportador e a hexocinase a fosforila transformando em glicose-6-fosfato
· Fosfoglicomutase: muda a posição do fosfato e gera glicose-1-fosfato que está relacionada apenas ao glicogênio. A glicose-1-fosfato é marcada com UDP pela UDP glicose pirofosforilase e forma UDP-glicose (essa marcação define que vai ser transformada em glicogênio)
· Glicogenina: proteína que começa a montar o glicogênio e fica presa a ele
· Glicogênio-sintase: termina de formar o glicogênio de forma linear
· Enzima de ramificação: monta as ramificações (pega trechos, quebra e remonta fazendo ligação α 1-6)
Regulação
· Regulação covalente: enzimas ativas ou inativas a partir de fosforilação e desfosforilação
· Glicogênio sintase: ativa desfosforilada e vice-versa
· Glicogênio fosforilase: ativa fosforilada e vice-versa
Sinalização feita por insulina
· Regulação alostérica: ativação ou inativação da enzima para expor suas partes fosforiladas
· Baixa glicose: proteína reguladora se liga à hexocinase e a sequestra para dentro do núcleo. Menos hexocinase “trabalhando” para glicogênese
· Alta glicose: proteína reguladora perde afinidade com a hexocinase. A hexocinase vai então para o citoplasma fosforilar a glicose
Glicólise e Fermentação
· Glicose: é o substrato energético universal para as células humanas. Importância da glicose: ocupa posição central no metabolismo de plantas, animais e microrganismos; bom combustível (relativamente rica em energia potencial); pode ser armazenada na forma de polímeros; quando a demanda de energia aumenta, pode ser liberada dos polímeros para a produção de ATP.
Matriz extracelular e polissacarídeos de parede celular – síntese de polímeros estruturais; glicogênio amido – armazenamento; piruvato – oxidação por glicólise; ribose-5-fosfato – oxidação pela via pentose-fosfato
· Glicólise: principal via de utilização da glicose e acontece no citoplasma, podendo acontecer em condições aeróbias ou anaeróbias. É uma das principais rotas para produção de ATP. A glicose é convertida em piruvato, havendo produção de ATP e NADH. O piruvato pode ser oxidado a CO2, no ciclo do ácido tricarboxilíco, e o ATP será produzido a partir da transferência de elétrons para o O2 na fosforilação oxidativa. Mas se o piruvato e o NADH forem convertidos a lactato, será um processo de glicólise anaeróbica. Na rota glicolítica, a glicose é quebrada formando piruvato. 1 mol de glicose gera 2 mols de. piruvato (composto de 3 carbonos). A glicólise contém 10 reações e é dividida em 2 fases: 
fase preparatória e fase de pagamento.
· Fase preparatória: há consumo de 2 moléculas de ATP. A energia do ATP é consumida e as cadeias de carbono de todas as hexoses metabolizadas são convertidas a um produto comum, o gliceraldeído-3-fosfato
· 1ª reação preparatória: via irreversível. Glicose entra por GLUT, e a hexocinase adiciona um fosfato no carbono 6
· 2ª etapa: glicose-6-fosfato
· frutose-6-fosfato
· 3ª etapa – segunda reação preparatória: irreversível
Regulação positiva: demanda energética alta, corpo percebe moléculas de ATP sendo acumuladas (estimula fosfofrutocinase-1)
Regulação negativa: inibição da enzima, pois não há demanda energética
· 4ª etapa: clivagem frutose 1-6 bifosfato em 2 gliceraldeído-3-fosfato (etapas: interconversãodas trioses-fosfato)
OBS.: reação preparatória é quando há gasto de ATP
· Fase de pagamento: geração de 4 moléculas de ATP e 2 moléculas de NADH, além de 2 moléculas de piruvato.
· 6ª etapa: 2 gliceraldeído 3-fosfato -> 2 1,3-bifosfoglicerato
· 7ª etapa: primeira reação que forma ATP. Transferência do grupo fosforil para o ADP. Irreversível. 
· 8ª e 9ª etapas: 3-fosfoglicerato -> 2-fosfoglicerato -> 2 fosfoenolpiruvato
· 10ª etapa: segunda etapa formadora de ATP. Transferência do grupo fosforil para o ADP. Irreversível 
OBS.: o rendimento líquido é de 2 ATP. A energia também é conservada com a formação de NADH
O NADH deve ser oxidado a NAD+ para a glicólise continuar (destinos): via anaeróbica: produção de lactato; via aeróbica: cadeia de transporte de elétrons
GLICÓLISE ANAERÓBICA: quando a capacidade oxidativa das células é limitada. O NAD reduzido vai ser reoxidado no citosol da célula e o piruvato vai ser reduzido a lactato. Ex.: hemácias não tem mitocôndria; músculos em contração vigorosa; lactobacilos (iogurte)
Funções da glicólise: produção de precursores para as rotas de biossíntese
Regulação da glicose por enzimas alostéricas: objetivo é manter a homeostase do ATP. Ex.: piruvatoquinase, fosfatofrutoquinase-1 (controla a velocidade de entrada da glicose na glicólise), hexocinase (alta afinidade pela glicose)
· Desvio da hexose-monofosfato: também chamada de rota da pentose-fosfato. Ela desvia hexoses da glicólise, formando pentoses, as quais podem ser reconvertidas a intermediários da glicólise. Via de produção de ribose 5-fosfato. Via de produção de NADPH. Consiste de uma parte oxidativa e uma não oxidativa. Ocorre no citoplasma.
· Regulação da glicemia por insulina:
· GLUT2 capta glicose para a célula
β pancreática
· Glicose ----glicocinase--- glicose-6-fosfato -> glicólise -> gera ATP
· Canais de potássio sensíveis ao ATP fecham e ocorre acúmulo de potássio, o que leva à despolarização, abrem canais de cálcio sensíveis a voltagem, e ocorre liberação de insulina
· Tecido muscular e adipose expressam GLUT4 que é regulado por insulina (aumenta captação de glicose)
OBS.: diabetes 
Tipo 1: não produz insulina
Tipo 2: perde afinidade com receptor
· Outros carboidratos utilizados para produção de energia: amido (amilase pancreática), glicogênio, sacarose, lactose, maltose e maltotriose (enzimas presentes na borda em escova)
OBS.: galactosemia: deficiência de galactosidase (aumento da concentração de galactose na urina). É danoso para o desenvolvimento
OBS.: reciclagem do lactato: é jogado na corrente sanguínea e vai para o fígado ou rim e sofre gliconeogênese
Metabolismo do etanol: fígado consegue transformar em acetaldeído que vai ser convertido em acetato
· Fermentação lática:
· Fermentação alcoólica: 
Ciclo de Krebs
· Em sua maioria, ocorre na matriz mitocondrial em condições aeróbias
· Reação de formação de acetil-CoA:
· Ciclo do ácido cítrico etapas:
1- Formação do citrato: acetil-CoA se une ao oxalacetato através da citrato sintase e forma-se citrato., com entrada de H2O Ocorre a formação de uma molécula intermediária S-citrila-CoA 
2- Formação do isocitrato: citrato é convertido no intermediário cis-aconitato, através da aconitase, que é convertido em isocitrato. A H2O sai e depois volta para ser retirado o CO2 posteriormente
3- Formação do α-cetoglutarato: isocitrato é convertido em α-cetoglutarato através da enzima isocitrato desidrogenase
4- Formação do succinil-CoA: succinil-CoA é formado a partir de α-cetoglutarato através do complexo da α-cetoglutarato desidrogenase. NAD+ forma NADH + H+ e sai CO2
5- Formação do succinato: succinil-CoA forma succinato através de succinil-CoA-sintetase. Há formação do GTP por meio da união do fosfato ao GDP. O fosfato do GDP passa para um ADP, formando ATP.
6- Formação do fumarato: succinato é formado em fumarato através da succinato desidrogenase. O FAD forma FADH2
7- Formação do malato: fumarato forma malato pela fumarase, com a entrada de H2O
8- Formação do axaloacetato: malato gera oxalacetato através 
da malato desidrogenase. NAD+ forma NADH + H+
· Produtos do ciclo de Krebs: a partir de 1 Acetil-CoA: 3 NADH, 1 FADH2, 1 GTP, 2 CO2. 
Se for 2 Acetil-CoA: 6 NADH, 2 FADH2, 2 GTP e 4 CO2
· Reação de descarboxilação oxidativa: 
· Complexo piruvato desidrogenase: complexo de enzimas e coenzimas que quando fosforilado está ativado, e desfosforilado está desativado. Também é regulado a partir da disponibilidade de ATP
· Alguns componentes do ciclo de Krebs são utilizados para síntese de biomoléculas:
· Bactérias anaeróbicas: por conta da ausência de α -cetoglutarato-desidrogenase o ciclo não continua e geram-se macromoléculas
· Para nós também são usados como intermediários da biossíntese
· Via anfibólica: tira componentes do ciclo de Krebs para gerar outras substâncias. Ex.: oxalacetato usado para gerar fosfoenolpiruvato
· Reações anapleróticas: reestruturação das moléculas
Mais acetil-CoA -> estimula a piruvato carboxilase; transforma piruvato em oxalacetato 
· Ciclo do glioxilato: produz compostos de quatro carbonos a 
partir de acetato. É utilizado para produzir glicose a partir de lipídeos. 
· Comum em plantas. Além das enzimas do ciclo, os glioxissomos contém todas as enzimas necessárias para a degradação dos ácidos graxos estocados nos óleos das sementes. Os vertebrados não possuem as enzimas do ciclo, portanto não conseguem realizar a síntese líquida da glicose a partir de lipídeos
· Regulação do ciclo do ácido cítrico: complexo da piruvato-desidrogenase e fluxo das enzimas citrato-sintase, isocitrato-desidrogenase e complexo da α-cetoglutarato-desidrogenase
· Distúrbios na regulação do ciclo do ácido cítrico: defeitos genéticos das enzimas; substâncias competidoras; avitaminoses.
· 1 NADH + H -> 1 NAD (2,5 ATP (DADOS ATUAIS) 3 ATP (ANTIGAMENTE)
· 1 FADH2 -> 1 FAD (1,5 DADOS ATUAIS) 2 ATP (ANTIGAMENTE)
Fosforilação Oxidativa
· Ocorre no espaço entre a membrana interna e a membrana externa da mitocôndria. É o processo de respiração celular. A glicólise não utiliza oxigênio, já a fosforilação oxidativa tem a participação direta de oxigênio. Gera muito mais energia do que um processo anaeróbio. O NAD e FAD terão papel principal. 
· Mitocôndria: possui membrana externa, membrana interna e matriz. 
· Coenzimas reduzidas - NAD+: íon hidreto é um hidrogênio com 2 elétrons. NAD liga íon hidreto. 
NAD+: oxidado NADH: reduzido
· Coenzimas reduzidas – FAD: FAD reduzido é o FADH2
· Cadeia de transporte de elétrons: são passados de proteína a proteína ancoradas na membrana interna da mitocôndria. Citocromo C e coenzima Q são móveis.
· A fosforilação oxidativa funciona a partir de um gradiente de H+ que gera uma força protomotriz (elétrica + química)
· Os elétrons liberados pelos aceptores universais (NAD+ e FAD+) passam por uma série de carreadores na membrana
· Ubiquinona: ---H+-->semiquinina--H+---> ubiquinol
· Citocromos: grupamento heme recebe elétrons
· Proteínas ferro-enxofre: núcleo recapta elétrons
· Complexos multienzimáticos:
· Complexo 1-NADH-desidrogenase:
· Transporta elétrons do NADH a ubiquinona
· Esse NAD reduzido vem do ciclo de Krebs e entrega os seus 2 elétrons para o complexo 1. O NAD fica oxidado e a proteína cria capacidade de bombeamento de prótons H+
· A energia livre liberada é utilizada para jogar 4H+ da matriz para o espaço intermembrana
· Coenzima Q pega esses elétrons e leva até o complexo 3
· Amital, piericiclina A: inibem complexo I
· Grupamentos prostéticos: FMN, Fe-S
· Complexo 2-succinato-desidrogenase:
· Transporta elétrons do succinato a ubiquinona
Succinato -e-> FAD -e-> núcleo ferro-enxofre -e-> ubiquinona -e-> ubiquinol
· O complexo 2 não cria força de bombeamento de prótons H+, porque não é transmembrana
· O FAD reduzido (com 2 hidrogênios) é gerado nesse complexo
· Grupamento heme facilita que o elétron chegue à ubiquinona ou semiquinona
· Grupamentos prostéticos: FAD,Fe-S
OBS.: espécies reativas de oxigênio são geradas durante a fosforilação oxidativa. 
O2 é transformado em H2O2 pela superóxido-dismutase, que depois é transformado em H2O
· Complexo 3-ubiquinona/citocromo C: cria capacidade de bombeamento de prótons H+ (4 da matriz e bombeia para o espaço intermembrana). Citocromo C pega esses 2 elétrons da coenzima Q e levam para o complexo 4
· 1º: transporta 1 elétron do ubiquinol formado no complexo 1 para o citocromo C e o outro para a ubiquinona que vira semiquinona
· 2º: o outro ubiquinol doa 1 elétron para o citocromo C e o outro para a semiquinona que vira ubiquinol. 4 H+ são jogados para o espaço intramembrana pelos ubiquinois.
· Grupamentos prostéticos: Hemes, Fe-S 
· Complexo 4 citocromo oxidase: 
· Transporte de 4 elétrons do citocromo C para o oxigênio (aceptor final de elétrons)
· Água é formada dentro desse processo
· 4 H+ da matriz mitocondrial encontram o oxigênio
· A energia de transferência dos elétrons é conservada eficientemente em um gradiente de prótons
· A fosforilação oxidativa e a síntese de ATP são obrigatoriamente acoplados
· Grupamentos prostéticos: Hemes, CuA, CuB
· O FAD reduzido entrega elétrons para coenzima Q que leva para o complexo 3 que entrega para o citocromo C que leva pro complexo 4 que bombeia para o espaço intermembrana, formando água (se bombeiam 6 H+)
· UBIQUINONA OU COENZIMA Q: faz carreamento de elétrons porque tem estrutura de quinona hidrofóbica
· Citocromos: absorvem luz por conta de grupamentos prostéticos (grupamento heme) associados a eles
· Outras fontes de FAD reduzido: mecanismo de transporte através da glicerol-3-fosfato, 
· A proteína ATP-sintase: (COMPLEXO 5): uma parte ancorada na membrana e folhas alfa-beta
· Duas porções:
· F1: constituída por 5 unidades; folhas alfa-beta
· FO: composta por várias subunidades capazes de sofrerem rotação (“catálise rotacional”); inseridas na membrana
· A rotação gera ATP
· Modelo quimiosmótico: 
· Cada subunidade beta apresenta um sítio catalítico para sintetizar ATP e a estrutura inferior rotaciona pelo influxo de prótons. Liga ADP + Pi -rotação-> forma ATP -rotação-> libera ATP
· O influxo de H+ para a matriz mitocondrial é importante para outros transportes (manda ATP para fora, por exemplo)
OBS.: NADH está no citosol e precisa ir para a mitocôndria
ATP, NAD, FAD são estruturas nucleotídicas
· Translocases: transportadores de membrana (transportador de fosfato e transportador de ATP)
· Lançadeira malato-aspartato: 
NADH -> oxaloacetato + H+ -malato desidrogenase-> malato -> passa pelo transportador para a matriz e volta a ser oxaloacetato e o H+ volta para o NAD+. O oxaloacetato na matriz se transforma em aspartato que pelo transportador volta para o espaço intermembrana e volta ao ciclo
· Lançadeira Glicerol-3-Fosfato: glicólise gera NAD reduzido. Enzima glicerol 3-fosfato-desidrogenase converte glicerol-3-fosfato em diidroxiacetona fosfato. NAD reduzido gera FAD reduzido. Assim, gera bombeamento de menos prótons H+.
· Produção do ATP a partir de 1 glicose: 
NADH (NAD reduzido) = 10H+ e 2,5ATP
FADH2 (FAD reduzido) = 6H+ e 1,5 ATP
Para gerar 1 ATP é preciso 4H+
· Inibidores do fluxo de elétrons: desacopladores; inibidores de ATP-sintase; inibidores de transferência de elétrons; inibidores de ADP-ATP.
Interrompe o fluxo de elétrons (impede reoxidação de NAD e FAD); baixa produção de ATP; baixo consumo de O2
· Desacoplador: permeabiliza a MMicos H+ -> baixa produção de ATP; alto fluxo de elétrons; alto consumo de O2 -> metabolismo acelera na tentativa de normalizar a produção de ATP. Ex.: DNP (emagrecimento)
· Proteína I F 1: inibe a ATP sintase durante eventos de hipóxia. Forma, em baixo pH, um dímero que se liga a ATP sintase, reduzindo sua atividade para que se quebre ATP.
· H I F: fator de transcrição aumentado em situação de hipóxia. Aumentam transportador de glicose para ir para a glicólise e depois se tornar lactato -> via glicolítica da fermentação
Gliconeogênese
· Geração de uma nova glicose durante períodos de jejum
· Locais: fígado, células intestinais e rim
· Eritrócitos, cérebro e testículos usam exclusivamente glicose
· Intermediários utilizados na gliconeogênese: lactato, piruvato, aminoácidos, triacilglicerol e glicerol
· 7 das 10 reações da gliconeogênese são o inverso das reações glicolíticas. 3 reações são essencialmente irreversíveis:
· Conversão de glicose em glicose-6-fosfato
· Conversão de frutose-6-fosfato em frutose-1,6-bifosfato
· Conversão de fosfoenolpiruvato em piruvato
· Componentes gliconeogênicos: 
Lactato -> piruvato -> ciclo de Krebs -> fosfoenolpiruvato -> glicose-6-fosfato
Aminoácidos e triglicerídeos para o ciclo de Krebs, oxaloacetato saindo do piruvato -> fosfoenolpiruvato-carboxilase mitocondrial que vai para fosfoenolpiruvato
· 1ª reação de retorno: é a conversão de piruvato em fosfoenolpiruvato (PEP). A piruvato-carboxilase é a primeira enzima de regulação na via gliconeogênica. No citosol, oxaloacetato é convertido a fosfoenolpiruvato pela PEP-carboxilase. O oxaloacetato formado a partir do piruvato deve ser 
reduzido a malato pela malato-desidrogenase mitocondrial, com o consumo de NADH. Uma segunda possibilidade para a conversão de piruvato em PEP predomina quando o lactato é o precursor
· 2ª reação de retorno: fosforilação da frutose-6-fosfato. A geração de frutose-6-fosfato a partir da frutose-1,6-bifosfato é catalisada pela frutose-1,6-bifosfatase
· 3ª reação de retorno: é a desfosforilação da glicose-6-fosfato para formar glicose
· Regulação da hexocinase: a hexocinase não fica sempre no citosol, ela pode ser sequestrada para o núcleo e ficar acoplada à uma proteína regulatória, e retornar a partir da estimulação da glicose
· Regulação da frutose bifosfatase-1: ADP e AMP são moduladores alostéricos da fosfofrutocinase 1, eles a ativam e desativam, assim a frutose bifosfatase-1 quando em altas quantidades:
· Aumenta ADP e AMP -> ativa glicólise
· Aumenta ATP -> ativa gliconeogênese
· Frutose-2,6-bifosfato: também regula essas enzimas. A fosfofrutocinase-1 necessita dessa molécula para sua atividade, já a frutose bifosfatase-1 é inibida pela presença dessa molécula.
· Fosfofrutocinase-2/ frutose bifosfatase-2: 
· Intermediários do ciclo do ácido cítrico são gliconeogênicos: 
· Oxaloacetato no ciclo de Krebs pode ser desviado para a via gliconeogênica
· Piruvato, alfa-cetoglutarato, fumarato e succinil-coA são formados a partir de aminoácidos durante jejum e ajudam a gerar oxaloacetato. 
OBS.: o ciclo de Krebs é uma via anfibólica
· Ciclo do glioxilato: produz compostos de 4 carbonos a partir de acetato. Cada volta do ciclo do glioxilato consome 2 moléculas de acetil-CoA e oxaloacetato e produz succinato, que se torna disponível aos propósito biossintéticos (ciclo de Krebs)
· Produz glicose a partir de lipídeos
· Comum em plantas (glioxissomo)
· Enzimas responsáveis: isocitratoliase e malato-sintase
· Ciclo de Cori: 
Metabolismo de Aminoácidos
e Ciclo da Ureia
· Situações em que aminoácidos sofrem degradação oxidativa:
· Síntese e degradação de proteínas celulares 
· Dieta rica em aminoácidos (aminoácidos livres não armazenados)
· Jejum prolongado ou diabetes melito
· No organismo, há reciclagem de proteínas intracelulares, essas proteínas vêm da dieta e são quebradas em aminoácidos. Eles podem ser usados para construção de outras proteínas ou são degradados, com sua parte amino retirada e sobram seus esqueletos carbonados. Estes são utilizados no ciclo de Krebs para exercer função redutora, que gera energia. A porção amino pode ser utilizada na biossíntese de aminoácidos, nucleotídeos e aminas biológicas, se essa porção não for aproveitada, esta é tóxica para o sistema nervoso na corrente sanguínea em excesso. Quando não aproveitada, o destino desta porção é o ciclo da ureia para ser excretada. 
· Proteínas da dieta: são absorvidas em forma de aminoácidos e esses aminoácidos tem que ir para alguma síntese de proteína, se eles não são aproveitados, gera um excesso de aminoácidose eles terão que ser quebrados na cadeia carbônica e na porção amino
· 3 processos para controlar a porção neurotóxica: transaminação, 
· 
· desaminação oxidativa e ciclo da ureia. 
· Transaminação: aminoácidos passam sua porção amino para para α-cetoglutarato gerando glutamato
· Desaminação oxidativa: ocorre no tecido hepático. 
· O ciclo da ureia ocorre no tecido hepático. Primeira etapa do tecido hepático é a remoção dos grupos alfa amino. Amino-transferase retira porção amino dos aminoácidos e essa porção é entregue para o α-cetoglutarato que é convertido em glutamato. O aminoácido sem a porção amino se torna α-cetoácido correspondente. 
· Uma outra forma de receber porção amino é na forma de alanina, produzida no tecido muscular
· A outra forma que chega a porção amino para o tecido hepático é na forma de glutamina. Que vem de tecidos musculares e extra-hepáticos. 
· O glutamato quando chega no tecido hepático, sofre ação da glutamato desidrogenase, num processo chamado desaminação oxidativa. 
· Transporte da amônia na forma de glutamina: é uma forma segura (não-tóxica) de transportar a porção amino. 
· Ciclo glicose-alanina: a alanina funciona como transportadora de amônia e do esqueleto carbonado do piruvato do músculo esquelético até o fígado. A amônia é excretada, e o piruvato é utilizado para produzir glicose, que é devolvida ao músculo.
· Excreção da amônia: é pelo ciclo da ureia, principalmente. 
· Amoniotélica: organismos aquáticos. Jogam amônia para o meio
· Ureotélicos: vertebrados. Fazem ciclo da ureia e geram ureia para excreção da porção amino
· Uricotélicos: aves e répteis. Síntese do ácido úrico.
· Carbamoil fosfato sintetase I: enzima que usa ATP, bicarbonato e gera carbamoil fosfato. Importante na regulação do ciclo da ureia
· 1ª etapa enzimática no ciclo da ureia: carbamoil fosfato formado. Ornitina com o carbamoil forma a citrulina. Saindo a citrulina da mitocôndria, começa a 2ª etapa em 2 fases:
· Fase 2A: argininosuccinato sintetase gera o citrulil AMP 
· Fase 2B: argininosuccinato sintetase usa o aspartato e gera o arginino succinato 
· 3ª etapa:. Argininosuccinase gera fumarato e arginina é formada
· 4ª etapa: arginase pega a arginina e gera ureia e ornitina. Que entra na mitocôndria e reinicia o ciclo. 
· Vínculos entre o ciclo da ureia e o ciclo de Krebs: as reações que os unem são conhecidas como lançadeira do aspartato-arginino-succinato. Ela une os destinos dos grupos amina e dos esqueletos carbonados dos aminoácidos. Esses processos são ainda interligados com a lançadeira do malato-aspartato, um conjunto de reações que traz equivalentes redutores para a mitocôndria. 
· Regulação: muita proteína e excesso de aminoácidos estimula expressão de mais enzimas relacionadas ao ciclo de Krebs. A carbamoil fosfato sintetase I tem regulação positiva, pelo N-acetilglutamato. 
· Aminoácidos não essenciais: produzidos pelo organismo
· Aminoácidos essenciais: captados pela dieta
· Aminoácidos essenciais condicionais: são produzidos ou não pelo organismo, dependendo do metabolismo.
· Catabolismo dos aminoácidos: os aminoácidos que produzem piruvato são potencialmente cetogênicos. Apenas lisina e leucina são exclusivamente cetogênicos. Aminoácidos glicogênicos fornecem intermediários com mais carbonos que permitem que sejam tirados os intermediários para a produção de glicose. Aminoácidos cetogênicos produzem acetil-CoA com apenas 2 carbonos, produzem energia. 
· Doenças que afetam o catabolismo dos aminoácidos: albinismo, fenilcetonúria, deficiência de carbamoil fosfato sintetase I etc. 
Lipídios
· Lipídios são insolúveis em água e suas funções são diversas, por isso são agrupados em:
· Lipídios de reserva: ácidos graxos, ácidos carboxílicos de 4 até 36 carbonos
· Lipídios mais simples contendo ácidos graxos: triacilgliceróis e ceras
· Lipídios estruturais das membranas: glicerofosfolipídios, galactolipídios e sulfolipídios, glicolipídios e esteróides
· Ácidos graxos: são ácidos carboxílicos (grupo carboxila é região polar) com uma cadeia hidrocarbonada (região apolar) que pode ser simples ou de ligações duplas. 
· Ácidos graxos saturados: carbono ligado apenas por ligações simples.
· Ácidos graxos insaturados: quanto maior a cadeia carbônica e menor o número de insaturações, menor a solubilidade em água. Possuem ligação dupla.
OBS.: tanto os saturados, quanto os insaturados, tem papel no armazenamento energético. Normalmente as cadeias possuem número par de carbonos. 
A insaturação do tipo cis faz uma angulação no espaço, já a do tipo trans, não.
· Composição de ácidos graxos: sebo bovino (majoritariamente ácidos graxos saturados), manteiga (saturados e insaturados), óleo de côco (saturados) e óleo de milho (insaturados). 
· Ceras: lipídios de reserva energética. São compostas por um ácido graxo de cadeia longa e um álcool de cadeia longa. Repelem água (impermeabilizam). 
· Triacilgliceróis: possuem um glicerol (álcool) que faz ligações com ácidos graxos distintos entre si. Altamente apolares. Reserva energética, formam gotículas de gordura dentro do tecido adiposo. Quando usados como fonte de energia, são retirados os ácidos graxos, formando outros lipídios. Encontrados, também, em estruturas vegetais (oleaginosas). 
Para produção de sabão, é feita hidrólise ácida.
· Exposição de alimentos ricos em lipídios ao oxigênio do ar: tornam-se rançosos, gosto e cheiro ruins. Clivagem oxidativa das ligações duplas dos ácidos graxos insaturados geram aldeídos e ácidos carboxílicos de menor comprimento de cadeia (voláteis). Para diminuir essa clivagem, é feita uma hidrogenação parcial em alimentos. O problema dessa hidrogenação é que lipídios insaturados geram lipídios saturados e gordura trans que estimula a produção de lipoproteínas que transportam o colesterol e geram processos ateroscleróticos. 
· Gorduras trans: elevam a concentração no sangue de triglicerídeos, LDL, redução de HDL e aumento de resposta inflamatória. 
OBS.: tipo específico de ácidos graxos formados durante o processo de hidrogenação industrial ou natural (ocorrido no rúmen de animais). 
· Lipídios formadores de membrana: são considerados mais polares. São colocados em 3 grupos: éter lipídios em archaea bactérias (glicerol, fosfato), fosfolipídios (fosfato) e glicolipídios (glicídio). Fosfolipídios divididos em: glicerofosfolipídios (fosfato e substituinte, parecida com a estrutura do triacilglicerol) e esfingolipídios (esfingosina, fosfato e substituinte). Glicolipídios divididos em: esfingolipídios (mono ou oligossacarídeo) e galactolipídios (mono e dissacarídeos e enxofre)
· Fosfolipídios: estrutura: glicerol, duas caudas de ácido graxo, fosfato e substituinte
· Éter-lipídios: fosfolipídios que tem ligação éter com o ácido graxo, criando resistência à quebra por enzimas específicas de quebra de fosfolipídios. Enzimas que quebram fosfolipídios são as fosfolipases. Éter-lipídios são resistentes a fosfolipases.
· Éteres de glicerofosfolipídios: função de fator ativador de plaqueta e resistência do tecido muscular.
· Esfingolipídios: tem esfingosina, ácido graxo e substituintes. Função. Esfingomielina (bainha mielina nos neurônios), possui fosfocolina. 
· Lipídios em membranas: esfingomielina na camada externa, cardiolipina na membrana interna, fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina e colesterol.
· Colesterol: principal da família dos esteróides. Modulador da fluidez de membrana, em temperaturas altas, diminui a fluidez e em temperaturas altas, aumenta a fluidez, isso é importante para que não haja rompimento de membrana. Esteróides possuem núcleo esteroide e hormônios. A partir do colesterol, são formados sais biliares, importantes no processo de digestão dos lipídios. 
· Mecanismo de formação do Quilomícron: formado após a alimentação para transportar os lipídios advindos da dieta. Tem ciclo exógeno e endógeno
· Eicosanóides: PGE e PGF regulam AMPc, estimulam a contração de músculo liso uterino, alteram o fluxo
· Tromboxanos: produzidos por plaquetas (aspirina, ibuprofeno).
· Leucotrienos: encontradosinicialmente em leucócitos. Diminuem a área de absorção de oxigênio (falta de ar)
Catabolismo de Ácidos Graxos
e Cetogênese
· Catabolismo: quebra de biomolécula gerando energia na forma de ATP e poder redutor.
· Lipídios podem ser adquiridos na dieta. Alguns são essenciais (não são produzidos pelo organismo). 
· Ao final da digestão, lipídios vão para membrana do intestino e são acoplados com apolipoproteínas que dão solubilidade e endereçam essa estrutura (lipoproteína). A lipoproteína formada no intestino é o quilomícron que tem como destino final, o tecido hepático. Os lipídios são armazenados ou geram energia. No tecido adiposo é armazenado na forma de glicerídios.
· Estrutura molecular de um quilomícron: fosfolipídios, triacilgliceróis. Apolipoproteínas que atuam como sinalizadores na captação e no metabolismo do conteúdo dos quilimícrons..
· Localização celular do metabolismo do lipídio: mitocôndria (quebra de ácidos graxos, produção de corpos cetônicos, produção de acetil-CoA), retículo endoplasmático (síntese de fosfolipídios, síntese de esteróides, inserção de insaturações etc.), citosol (produção de NADPH, síntese de esteroides, síntese de ácidos graxos etc.). 
· Estoque de lipídios na forma de triglicerídios. Ligações altamente reduzidas nos lipídios. Triacilglicerol no adipócito tem gotículas organizadas., em volta e são perilipinas que organizam a gotícula de gordura. PKA quebra ácido 
graxo e fosforila lipase sensível a hormônio. Traciglicerolipase ativada pela CGI-58. Lipase sensível a hormônio atua no diacilglicerol. MGL quebra monoacilglicerol. Ácidos graxos fora do estoque, vão para a corrente sanguínea pela albumina sérica que transporta eles. Chegando no tecido muscular e hepático, ele passa por um transportador (proteínas de transporte) acessa o citoplasma e gera energia pela β-oxidação.
· O glicerol no tecido adiposo pode entrar na via glicolítica para gerar energia
· O ácido graxo no tecido sofre β-oxidação, onde são retirados de 2 em 2 carbonos de sua cadeia e cada 2 desses geram acetil-CoA que entra no ciclo de Krebs, que gera poder redutor na forma de NAD e FAD reduzido, gerando energia na cadeia de transferência de elétrons, gerando ATP.
· Acetil-CoA sintetase (membrana externa da mitocôndria): o carboxilato é adenilado pelo ATP, para formar um acil-adenilato-graxo e PP, o PP é hidrolisado a duas moléculas de Pi. O grupo tiol da coenzima A ataca o acil-adenilato, deslocando o AMP e formando o tio éster acil graxo-CoA
· A quebra de ácido graxo ocorre na mitocôndria. A enzima carnitina acitransferase I assim que o ácido graxo chega ligado a acetil-CoA, retira a coenzima A e insere a carnitina, sendo carnitina graxa, para o transportador consiga colocar o ácido graxo para dentro da mitocôndria e carnitina livre para fora da mitocôndria.. na membrana interna na mitocôndria tem a carnitina acitransferase II que vai tirar a carnitina da carnitina graxa e insere coenzima A. 
· β-oxidação: tem 4 etapas enzimáticas. Ocorre na matriz mitocondrial. Ácidos graxos de 12 carbonos ou menos entram na mitocôndria sem ajuda de transportadores. Ácidos graxos com 14 carbonos ou mais não conseguem passar livremente através de membranas mitocondriais, precisam passar pelas 3 reações enzimáticas do ciclo da carnitina.
· β-oxidação de ácidos graxos: há liberação de 8 acetil-coA, que irão para o ciclo de Krebs. A formação de cada acetil-CoA requer a remoção de 4 átomos de hidrogênio da porção acetil-graxo pelas desidrogenases. Os elétrons são captados por NAD e FAD, e NADH e FADH são direcionados para a cadeia respiratória. A β-oxidação roda 7 vezes. Gera 8 acetil-CoA, 7 NADH + H+ e 7 FADH2
· β-oxidação de ácidos graxos saturados: geram-se 108 ATPs.
 
· β-oxidação de cadeia ímpar: propionato pode ser o resultado do final dos ciclos de β-oxidação. Pode ser adicionado mais um carbono vindo do HCO3 e transforma em succinil-CoA que vai para o ciclo de Krebs.
· β-oxidação de ácidos graxos monoinsaturados: 
· β-oxidação de polinsaturados:
· Cetogênese: acontece no tecido hepático (acontece muita quebra de lipídios, ácidos graxos e perda de coenzima A). Função primordial é regenerar coenzima-A (CoA-SH) livre, permitindo continuar a β-oxidação.
· Corpos cetônicos: acetona, acetoacetato e β-hidroxibutirato. Eles são ácidos e acidificam o meio se estiverem em excesso, dissolvem muito bem em meio polar. Eles são colocados na corrente sanguínea e disponibilizados para tecidos extra-hepáticos. Levam ao processo de acidose metabólica, em excesso, principalmente em diabéticos. No jejum, precisamos de energia e já estão os ácidos graxos no tecido hepático para gerar energia, geram acetil-CoA. Precisa-se regenerar a coenzima A a partir de corpos cetônicos, para continuar a β-oxidação. Esses copos cetônicos vão para corrente sanguínea para serem captados e aproveitados. A acetona é perdida a nível pulmonar. Primeiro ocorre a formação do acetoacetato e forma β-hidroxibutirato gerando NAD oxidado e por uma reação espontânea de descarboxilação ou catalisada, gera-se a acetona.
· Cetogênese no tecido hepático: matriz mitocondrial
· Utilização de corpos cetônicos em tecidos extra-hepáticos: são chamados de “lipídios solúveis em meio polar”
Os 2 acetil-CoA vão para o ciclo de Krebs. 
· Nem todos corpos cetônicos são aproveitados, uma parte é perdida na urina, como eles são solúveis em meio aquoso. Em indivíduos em jejum, conseguimos detectar corpos cetônicos na urina. O diabético pode apresentar na urina, mesmo sem estar em jejum. A acetona não é aproveitada, ela é volatilizada para fora do organismo, assim que chega nos pulmões. O mau hálito em jejum é devido a produção de acetona (hálito cetônico). Existe um limite de produção desses corpos cetônicos, para que não haja acidose.
Síntese de Ácidos Graxos e Via das Pentoses Fosfato
· Os ácidos graxos são formados para dar origem a outros tipos de lipídios e armazenamento energético na forma de triacilglicerol. Por que a gente sintetiza e armazena lipídios? Porque são moléculas mais leves, que são armazenados em gotículas, com ligações altamente reduzidas, gerando muita energia. 
· A síntese de lipídios acontece no citosol.
· Malonil-CoA: é o precursor da síntese de ácidos graxos e, portanto, a regula. Acetil-CoA-carboxilase gera malonil-CoA a partir de acetil-CoA, havendo gasto de ATP. Esse acetil-CoA pode vir da quebra de carboidratos e é uma enzima multifuncional que tem como cofator a biotina.
· Ácido-graxo sintase: transforma malonil-CoA em ácido graxo em 4 etapas:
· Início da reação: acetil-CoA carboxilase:
A enzima possui vários sítios, cada um responsável por uma etapa, além da proteína transportadora de grupos acila. Essa proteína possui grupamento tiol no qual malonil-CoA se liga (sítio mat catalisa a ligação) e, em outro grupamento tiol, que está na própria enzima (sítio Ks/Hs), um grupamento acetil se liga. Em cada etapa o grupamento acila recebe um malonil e transporta para a cadeia em formação que está ligada ao grupamento tiol da enzima. As etapas ocorrem em cada sítio da 
enzima na ligação tiol de acordo com a presença do grupo acila colocado pela proteína transportadora..
· 1ª etapa: condensação: liberação de CO2
· 2ª etapa: redução: doação de elétron
· 3ª etapa: desidratação: perda de H2O
· 4ª etapa: redução: NADP + H gerando ADP+
OBS.: ao todo são 7 ciclos desses para formar o palmitato
Reação global da síntese de palmitato: 
8acetil-CoA+7ATP+14NADPH+14H+ -> palmitato +8CoA+7ADP+7Pi+14NADP+6H2O
OBS.: O metabolismo de lipídios em célula animal é feito pelas mitocôndrias, retículo endoplasmático e no citosol.
· Mecanismo de transporte do grupo acetil para o citosol:
· Regulação da biossíntese de lipídios: 
O palmitato funciona como precursor da síntese de outros lipídios. A síntese acontece na mitocôndria ou RER. Consiste em processos de dessaturação e alongamento, que dependem de NADPH.
· Eicosanoides: formados a partir de ácidos graxos de 20 carbonos e são importantes para os processosinflamatórios. Eicosanoides são: prostaglandinas, tromboxanos e leucotrienos. 
Estresse mecânico -> fosfolipídio contendo araquidonato ---fosfolipase A2---> araquidonato 
Araquidonato: -> prostalglandinos H2 -> geram outros compostos relacionados à inflamação (ex.: tromboxanos)
Araquidonato é usado como base para construir moléculas que tem capacidade de sinalização parácrina. 
No jejum, ocorre oxidação de ácidos graxos e não a biossíntese.
· Rompimento do vaso: ocorre vasoconstrição reflexo, e caso ela não consiga reparar o colágeno, estimula a adesão de plaquetas que passam a liberar tromboxano A2, responsável por inibir danos vasculares hemorrágicos. 
· Síntese de triaglicerol: 
· 1ª etapa: acilação-> transferência de 2 grupamentos acila. Primeiro há ação da acil-CoA-sintetase que forma acil-CoA-graxo gastando 2ATPs. Segundo, há ação da aciltransferase que retira o grupo acil do acil-CoA-graxo.
Glicerol-3-fosfato -> diacilglicerol-3-fosfato
· Regulação da insulina: a insulina induz a formação de ácidos graxos, pois ela atua logo após as refeições quando há aumento de glicose no sangue. Muito acetil-CoA é formado e direcionado para a síntese de lipídios.
· Via das pentoses fosfato: tem 2 ramos: oxidativo e não-oxidativo. Ocorre paralelamente a via glicolítica e gliconeogênica. 45% da glicose-6-fosfato é desviada para a via das pentoses fosfato e volta para dentro desses processos. O fluxo da glicose 6-P depende da necessidade de NADPH, ribose 5-P e ATP e ocorre basicamente em quatro diferentes caminhos:
1. Quando a célula necessita de mais ribose-5-P do que de NADPH. Ex.: divisão celular
2. Necessidades equilibradas de ribose-5-fosfato e NADPH
3. Necessidades muito maiores de NADPH do que ribose-5-fosfato. Síntese de ácidos graxos.
4. Necessidades de NADPH e ATP.
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