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Resumão Bioquímica Água A água se compara a moléculas de peso molecular maior. Possui altos pontos de fusão e ebulição, calor de vaporização e tensão superficial. Cristais: sólidos de menor densidade. Oxigênio – eletronegatividade. Oxigênio e Hidrogênio – dipolos elétricos. Solvente – dissolve compostos eletrostáticos (força eletrostática), polares não iônicos (ligação H) e moléculas anfipáticas. Soluto na Água – menor PF, maior PE, menor tensão superficial e menor pressão de vapor. Apresenta ionização de eletrólitos fracos. Pontes de Hidrogênio – formam se apenas em átomos eletronegativos (F,O e N), com um átomo de Hidrogênio entre eles. Quando estão em linha reta, os átomos maximizam as interações eletrostáticas (ligação fortificada). Eletrólito – substância dissociada ou ionizada, que origina cátions e ânions pela adição de solvente ou aumento de temperatura, tornando-se, condutor de eletricidade. Forte: totalmente dissociado; Fraco: parcialmente dissociado (pode retornar a forma associada). pK – valor de pH no qual 50% do ácido está dissociado. Quanto menor, maior a força de ionização do ácido. Em uma reação de ionização, sempre participam ácido e base, conjugados. Para cada doador (ácido), um receptor (base). Em ácidos fortes, ionização alta e em ácidos fracos, ionização baixa. Ka – Constante de dissociação. Tamponamento – substâncias que permitem a solução, resistir a variações de pH. Quase todos os processos biológicos dependem do pH, usando-se assim, o sistema tampão para manter o pH. A substância tamponante apenas funciona quando o pH for entre -1 e 1 do valor de pKa. pH = pKa +log D/A Carboidratos Monossacarídeos – só uma unidade de poliOH aldeído ou cetona. Cadeia não ramificada. Oligossacarídeos – 2 a 10 monossacarídeos iguais ou não, ligados glicosidicamente. Polissacarídeos – mais de 10 monossacarídeos, ligados glicosidicamente de modo ramificado (glicanos) ou linear. Aldose – grupamento aldeído na extremidade. Cetose – grupamento cetona, normalmente no segundo C. Sacarídeo – carboidratos usados como forte de energia, distribuídos em várias cadeias de açúcares. Classificação – grupo funcional, quantidade de carbonos, estereoisomeria, unidades monoméricas, tipo de ligação e função. Isômeros - compostos de mesma fórmula molecular possuem fórmulas estruturais diferentes e apresentam propriedades físicas e químicas diferentes. Epímeros: São isômeros que diferem na posição de apenas uma hidroxila. Estereoisômeros - apresentam a mesma fórmula de estrutura mas os átomos assumem diferentes posições relativas no espaço. Enanciômeros - são a imagem especular do outro. Diasterioisomeros – CIS e TRANS Anômeros - estereoisômeros que diferem na configuração do carbono anomérico. Ligação Glicosídica – ligação covalente, resultada da condensação entre um carboidrato e um álcool. Dissacarídeos são cadeias orgânicas constituídas por duas unidades de monossacarídeos unidos por uma ligação Glicosídica. (-O-). Aldose Cetose Vários pontos de ramificação impedem a formação de estrutura hélice. Nucleotídeos e Ácidos Nucléicos No anel purina, o N faz pontes de H. Nucleotídeos formam os ácidos nucléicos (DNA e RNA). São a moeda energética nas transações metabólicas, intermediários químicos essenciais para a resposta das células aos hormônios e outros estímulos de fora da célula e parte da estrutura de co-fatores enzimáticos e intermediários do metabolismo. No final de cada biomolécula, na estrutura das proteínas e componente celular a sequência programada de informação nucleotídica está presente. Bases Nitrogenadas – adenina, timina (uracila), citosina e guanina. Ligação fosfodiester – pontes de grupos fosfato ligados a um éster. Ligações AT(U) – fracas, sempre na mesma proporção. Ligações CG – fortes, sempre na mesma proporção. Plasmídeos – moléculas de extracromossômico linear ou circular, presentes em bactérias. Não possuem proteínas associadas e não contêm informações essenciais. Aminoácidos e Proteínas Proteínas – macromoléculas, biopolímeros, constituídas por aminoácidos. Servem para: controle do metabolismo, crescimento e diferenciação, geração e transmissão de impulsos nervosos, proteção imunitária, sustentação mecânica, movimento coordenado, transporte e armazenamento e catálise enzimática. Resíduos de aminoácidos: é o que sobra de aminoácidos quando um se liga ao outro, perdendo água (pode-se recuperá-la através de hidrólise). Carbono Quiral – possui quatro substituintes (C assimétrico). Configuração R e S – R: o átomo de maior prioridade vai ao de menor em sentido horário; S: em sentido anti-horário. Ligação peptítica – ligação entre dois aminoácidos, entre o grupo amina e carboxila, liberando água. Para rompê-la, é necessário uma hidrólise. Interações envolvidas na manutenção da estrutura de uma proteína simples – pontes de Hidrogênio, interações eletrostáticas e forças de Van der Walls. Desnaturação de Proteína – quando as estruturas secundárias, terciárias ou quaternárias são destruídas ou modificadas, causando perda de função. Estruturas – primária:todas as ligações covalentes existentes na proteína e ainda ligações dissulfeto; secundárias: enovelamento local e organizada por interações de Hidrogênio entre ligações peptídicas dos resíduos de aminoácidos; terciária: conformação tridimensional, mantida pelas interações não covalentes; quaternária: não atribuída em proteínas monoméricas. Proteínas – simples: constituídas apenas por aminoácidos; conjugadas: constituídas por aminoácidos mais outro componente não-proteico, chamado grupo prostético. N terminal – terminal amino; C terminal – terminal carboxila. Enzimas Enzima – proteína que catalisa reações do metabolismo, usando moléculas chamadas substratos, acelerando os processos. Cofator – moléculas pequenas, derivadas de vitaminas que colaboram com as enzimas. Sítios – de ligação de substrato: região de grupos químicos na superfície da enzima que liga ao substrato em perfeito alinhamento, o acomodando; ativo: grupos químicos oferecem mecanismos para facilitar a reação; catalítico: ativo + ligação de substrato, juntos; alostérico: parte onde um inibidor não competitivo liga-se à enzima, para inibir o funcionamento. Atividade enzimática é afetada por – condições externas (temperatura), pH, concentração de sal e força iônica do meio. Inibidor sobre a enzima – compete com o substrato, diminuindo a velocidade da reação. Inibidor – competitivo: diminui a atividade, pois compete com o substrato pelo sítio. Pode ser revertida ou diminuída pelo aumento da concentração de substrato; não- competitivo: se liga na enzima, próximo ao sítio, impedindo a transformação do substrato. Enzimas atuam como biocatalisadores, diminuindo a energia de ativação e aumentando a velocidade. Quanto menor a energia, maior a velocidade. KM – concentração de substrato para atingir a metade da Vmax. Vmax – velocidade máxima da reação. Aumento de temperatura provoca maior agitação de moléculas, mais fácil para interação (até certo ponto, depois a enzima desnatura). Para maior êxito, é necessário especificidade ao substrato e à reação. Vitaminas – compostos orgânicos essenciais para processos básicos de metabolismo, em pouca quantidade, são precursores de coenzimas, grupos prostéticos e outros catalisadores. Baixo peso molecular e estabilidade no calor. Afinidade por substratos e enzimas. Micronutrientes. Lipídeos Lipídeos só têm a insolubilidade em água em comum. Funções- armazenar energia, constituir membranas, cofator enzimático, transporte de elétrons, pigmentos de absorção de radiações luminosas, âncoras hidrofíbica, agente emulsificante, hormônio e mensageiros. Armazenamento – óleos e gorduras. Ácidos graxos – carboxílicos com cadeias hidrocarbonadas, entre 4 e 36. Saturados: cera; Insaturados: óleo. Triacilgliceróis – 3 ácidos graxos, em ligação éster com o mesmo glicerol. 6-Conceitue triacilgliceróis? Diferencie os simples dos mistos. São compostos de três ácidos graxos, cada um em ligação éster com o mesmo glicerol. Simples: todos iguais; Mistos: diferentes. Lipases – enzimas que catalisam hidrólise de triacilgliceróis armazenados, liberando ácidos graxos para uso como combustível. Glicerofosfolipídeos _ lipídeos de membrana, 2 ácidos graxos unidos por ligação éster e fosfodiéster ao terceiro. Esfingolipídeos – uma molécula de aminoálcool de cadeia longa, uma molécula de ácido graxo de cadeia longa e um grupo polar, as vezes acompanhado por ligação glicosídica ou fosfodiéster. Presentes nas membranas plasmáticas e na mielina (neurônio). Esteróis – lipídeos estruturais presentes nas membranas eucarióticas. Esteróides – derivados oxidados de esteróis. Componentes dos lipídeos de membrana – fosfatidiletanolamina, esfingomielina, galactosilcerebrosídio, gangliosídio e colesterol. Membranas Biológicas Os componentes químicos são lipídeos e proteínas. Organização estrutural – dinâmicas, com um movimento que permite à célula se ajustar e mudar de posição. São um ''mar organizado'' de lipídeos em estado fluido, onde vários componentes podem interagir e se mover. A membrana possui 20% de proteínas na bainha de mielina e 70% na intermembrana. Integrais e periféricas (superfície). Proteolipídeos – lipoproteínas hidrofóbicas, presentes em muitas membranas. Proteínas de membrana – catalítico, transporte, receptor, estrutural e reconhecimento. Micelas – digestão de lipídeos. Estrutura globular de moléculas anfipáticas, polar e apolar. Lipossomos – vesículas constituídas de bicamadas fosfolipídicas orientadas em torno de um compartimento aquoso, transportando fármacos, biomoléculas e agentes de diagnóstico. Mosaico fluido – proteínas parcialmente mergulhadas na membrana, e outras totalmente mergulhadas. Sistema de transporte – canais de membrana: canais específicos (poros), permitem o movimento rápido de moléculas ou íons. Estruturas terciárias ou quaternárias permitem difusão em ambas as direções, a favor do gradiente de concentração. As proteínas dos canais não se ligam aos íons ou substâncias; transportadores: deslocam a molécula ou íon, ligando-se. Apresentam especificidade e podem ser inibidos. Transporte passivo (delta G negativo): sem gasto de energia, a favor do gradiente. Transporte ativo (delta G positivo): requer energia; transporte de grupo, envolvendo movimento da substância e a modificação química durante o processo. Transporte passivo mediado (difusão facilitada) – leva solutos sem gasto de energia, seguindo o fluxo de concentração. Transporte ativo mediado – cinética de saturação, especifidade de substrato e inibição. Requer energia. Difusão de moléculas: o soluto deixa o ambiente aquoso para entrar na membrana, atravessa a membrana e penetra no novo ambiente. Demanda equilíbrio de ambos os lados. Cinética de Saturação: a concentração da substância aumenta, a velocidade inicial também, mas atinge o máximo quando a substância satura a proteína. Simporte: move duas moléculas na mesma direção; antiporte: duas moléculas em direções opostas; uniporte: uma molécula. Canais: seletivos para cátios e ânios inorgânicos específicos; poros: não seletivos. Ionóforos – antibióticos de origem bacteriana. Bioenergética Estudo quantitativo de transduções de energia. Energia G – energia disponível para realizar trabalho. Quando a constante de equilíbrio é maior que 1 respectivamente seu ΔG’º é negativo e a sua reação ocorre de forma direta. Quando a constante de equilíbrio é igual a 1 o ΔG’º é zero e sua reação encontra-se em equilíbrio. 1ª Lei da Termodinâmica – A energia se mantém constante. Entalpia é o conteúdo de calor no sistema (ligações químicas nos reagentes e produtos). Reação – Endergônica: necessitam de energia fornecida; exergônica: libera energia. Uma ligação de “alta energia” é assim designada porque tem uma alta energia quando apresenta diferente estabilidade molecular e diferença de energia necessária para hidrólise, e os produtos iguais são mais estáveis que os reagentes. ATP é uma molécula que, quando clivada, origina um composto mais estável que o anterior. ADP é mais estável que ATP. Catabolismo é a quebra oxidativa, processo exergônico e de poder redutor, que libera ATP NADP e NADPH. Anabolismo: processo endergônico que usa ATP e NADPH Equivalente de redução: par de prótons e elétrons, transferidos para NAD+ pela desidrogenase, formando NADH. São transportados para as mitocôndrias e transferido pela cadeia de transporte de elétrons. Ciclo de Krebs – condensação, desidratação, hidratação, descarboxilação oxidativa, descarboxilação oxidativa, fosforilação oxidativa, desidrogenação, hidratação e desidrogenação. NADH e FADH2 dão os aceptores de elétrons que atuam no ciclo. O cíclo ocorre no interior da mitocôndria, na matriz, criando ATP. É uma via catabólica. Gera energia para os seres aeróbicos. Mitocôndria Membrana – interna: extremamente seletiva; externa: altamente permeável. Retirar energia de elétrons faz parte do processo de formação de ATP, através do ADP e do Pi. Quanto mais negativo o potencial de oxirredução, mais tendência a doar elétrons. Para cada NADH, 3 ATPs, para cada FADH2, 2 ATPs. Fosforilação oxidativa – via metabólica que utiliza NADH e FADH2 para criar ATP. Via Glicolítica Produtos finais – 2 piruvato, 2 ATPs e 2 NADH. 1 glicose = 2 piruvato. Via anaeróbica – 2 ATPs. Via aeróbica – 36 a 38 ATPs. Oxidação – adição de oxigênio, perda de hidrogênio ou perda de elétrons. Redução – perda oxigênio, adição de hidrogênio ou adição de elétrons.
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