Bioqumica Metabolica 3

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Profa. Dra. Maristela Tsujita
UNIDADE III
Bioquímica Metabólica
 O grupo heme é um grupo prostético (parte não proteica) de uma proteína.
 Exemplos de hemeproteínas: citocromos, hemoglobina, mioglobina, catalase, peroxidase etc.
Grupo heme
Figura: citocromo c. 
Fonte: http://proteopedia.org/cgi-
bin/pubready?act=v;k=e96e6ed0a52c773eb3b7a8eeb7d8bcde;pnam=Cy
tochrome_c;b=/3/34/Cytochrome_c.gif. Acesso em: 06 ago. 2020.
Grupo heme
Figura: esquema da parte não proteica da 
hemoglobina: o grupo heme. 
Fonte: https://www.objetivo.br/conteudo 
online/imagens/conteudo_9694/02.png
Figura: hemácias.
Fonte: https://www.objetivo.br/conteudo 
online/imagens/conteudo_9694/04.png
Figura: hemoglobina e os grupos heme.
Fonte: http://www.chemistry.wustl.edu/~edudev/ 
LabTutorials/CourseTutorials/Tutorials/Hemoglobin
/images/hhemo_rib1.jpg. Acesso em: 06 ago. 
2020.
 A síntese do heme ocorre a partir de um 
conjunto de reações catalisadas por 
várias enzimas diferentes. 
 A síntese do grupo heme é constituída 
por 8 reações que ocorrem no 
citoplasma (a primeira e as três últimas 
reações) e na mitocôndria das células. 
Síntese do grupo heme
Figura: reações da síntese do grupo heme. 
Fonte: autoria própria. Adaptado de: 
http://www.scielo.br/pdf/rbhh/2010nahead/aop50010.pdf
MITOCÔNDRIA
Glicina + succinil-CoA
Ácido aminolevulínico (ALA) 
2 x ALA 
ALA desidratase
ALA sintase
4 X PORFOBILINOGÊNIO (PBG) 
HIDROXIMETILBILANO (HMB)
PBG desaminase
Uroporfirinogênio III sintase
Uroporfirinogênio descaboxilase
Uroporfirinogênio III (URO III)
Coproporfirinogênio III
Coproporfirinogênio oxidase
Protoporfirinogênio IX
Protoporfirinogênio
oxidase
Protoporfirina IX
Fe+2
Ferroquelatase
HEME
CITOPLASMA
 A mutação genética em uma destas 
enzimas leva ao desenvolvimento de 
porfirias.
 Estes intermediários são, 
potencialmente, tóxicos; 
consequentemente, ocorre o acúmulo 
destes na pele ou nas vísceras.
Defeitos enzimáticos na síntese do heme
Glicina Succinil-CoA
ALA
PBG
UROPORFIRINOGÊNIO III
COPROPORFIRINOGÊNIO IX
PROTOPORFIRINOGÊNIO IX
PROTOPORFIRINA
HEME
FERRO
Uroporfirinogênio
sintase
URO descarboxilase
COPRO oxidase
ALA sintetase
PROTO gene oxidase
PORFIRIA ERITROPOIÉTICA
CONGÊNITA
PORFIRIA HEPATOERITROPOIÉTICA
PORFIRIA CUTÂNEA TARDA
COPROPORFIRIA HEREDITÁRIA
PORFIRIA VARIEGATA
PROTOPORFIRIA ERITROPOIÉTICAFerroquelatase
DEFICIÊNCIA 
ENZIMÁTICA
DOENÇA
PORFIRIA DOMINANTE LIGADA AO X
HIDROXIMETILBILANO
ALA desidratase
PBG desaminase PORFIRIA INTERMITENTE AGUDA
PORFIRIA POR DEFICIÊNCIA DE ALA 
DESIDRATASE
Figura – Classificação das 
porfirias de acordo com a 
deficiência enzimática. Fonte: 
autoria própria. Adaptado de: 
http://www.scielo.br/img/revistas/
rbti/v23n4/a18f1.jpg
 O diagnóstico das porfirias é feito a partir da dosagem das porfirinas nas fezes e na urina, e 
por testes de biologia molecular. 
 O tratamento apresenta quatro pilares principais: o estudo da genética familiar, a retirada ou 
o controle dos fatores precipitantes, as condutas gerais e o uso de derivados do grupo heme.
Porfirias: sintomas, diagnóstico e tratamento
 Pacientes portadores de porfiria aguda: dores abdominais, 
sintomas mentais e neurológicos. Devem evitar: certos 
medicamentos, álcool, estresse, infecções e jejum. 
 Pacientes portadores de porfirias cutâneas: fotossensibilidade.
Classificação das porfirias
Porfirias crônicas
Porfirias eritropoiéticas Porfiria eritropoiética congênita
Protoporfiria eritropoiética
Porfirias hepáticas crônicas Porfiria cutânea tarda
Porfiria hepatoeritropoiética
Porfirias agudas
Porfirias hepáticas agudas Porfiria por deficiência de ALA desidratase
Porfiria aguda intermitente
Coproporfiria hereditária
Porfiria variegata
Sobre a síntese do grupo heme, assinale a alternativa correta:
a) Ocorre, exclusivamente, na mitocôndria.
b) A enzima ferroquelatase catalisa a última etapa da reação de síntese do heme, que 
corresponde à inserção do ferro ao grupo prostético da hemoglobina. 
c) Mutações na síntese do heme não causam as patologias, apenas modificam a estrutura da 
hemoglobina.
d) A síntese do grupo heme inicia-se com a molécula de acetil-CoA (um intermediário do Ciclo 
de Krebs) e o aminoácido lisina.
e) Ocorre, somente, no fígado.
Interatividade
Sobre a síntese do grupo heme, assinale a alternativa correta:
a) Ocorre, exclusivamente, na mitocôndria.
b) A enzima ferroquelatase catalisa a última etapa da reação de síntese do heme, que 
corresponde à inserção do ferro ao grupo prostético da hemoglobina. 
c) Mutações na síntese do heme não causam as patologias, apenas modificam a estrutura da 
hemoglobina.
d) A síntese do grupo heme inicia-se com a molécula de acetil-CoA (um intermediário do Ciclo 
de Krebs) e o aminoácido lisina.
e) Ocorre, somente, no fígado.
Resposta
 O produto de degradação do grupo heme é a bilirrubina.
 Bilirrubinemia corresponde à concentração plasmática 
de bilirrubina.
 Quando a bilirrubinemia está acima de 2,0 a 3,0 
mg/dL verifica-se uma condição denominada de icterícia. 
Evidenciada pela coloração amarelada da pele, da 
esclera ou da língua.
 A produção da bilirrubina é decorrente, majoritariamente 
(cerca de 80%), da degradação do grupo heme das hemácias 
senescentes; 15% é proveniente da destruição de células 
eritroides imaturas, e 1% a 5% formadas a partir da renovação 
das hemeproteínas (mioglobina, catalase e citocromos).
Degradação do grupo heme
Fonte: autoria própria.
As principais etapas de 
degradação do grupo heme são: 
 Captação;
 Conjugação;
 Secreção.
Etapas da degradação do grupo heme
Fases do metabolismo da bilirrubina.
Fonte: autoria própria.
Fase pré-hepática
Captação
Fase hepática
Conjugação
Fase pós-hepática
Secreção
Bilirrubina não conjugada
Bilirrubina não conjugada
albumina
Bilirrubina conjugada 
Uridina-difosfato
glicuronil 
transferase
(UDP-GT)
Vesícula biliar
(bile)
Intestino
Fezes
(estercobilinogênio)
Urina
(urobilinogênio)
Sangue Rins
Ácido
glicurônico
Hiperbilirrubinemia não conjugada: 
 Produção aumentada;
 Redução na captação hepática;
 Conjugação diminuída. 
Hiperbilirrubinemia conjugada: 
 Lesão dos hepatócitos;
 Lentidão na saída da bile do fígado (colestase intra-hepática);
 Obstrução do fluxo biliar extra-hepático (colestase extra-hepática).
Mecanismos da hiperbilirrubinemia
O paciente C. A., de 12 anos, com o histórico de anemia hemolítica, foi atendido em consulta 
médica apresentando dor de garganta, febre e dor nos membros inferiores. A dosagem de 
bilirrubina total (BT) indicou 3,5 mg/mL, de bilirrubina indireta (BI), 3,3 mg/mL, e de bilirrubina 
direta (BD), 0,2 mg/mL. Assinale a alternativa correta sobre o caso relatado: 
Valores de referência: BT até (0,1 - 1,2 mg/mL), BD (0,0 - 0,3 mg/mL) e BI (0,1 - 0,9 mg/mL).
a) O paciente, provavelmente, apresenta um quadro de porfiria.
b) Possível hepatite medicamentosa.
c) Predomínio de BI, causado pela destruição excessiva de hemácias.
d) Predomínio de BI, causado por um possível quadro de 
porfiria eritropoiética.
e) Possivelmente, o paciente apresenta cálculo biliar.
Interatividade
O paciente C. A., de 12 anos, com o histórico de anemia hemolítica, foi atendido em consulta 
médica apresentando dor de garganta, febre e dor nos membros inferiores. A dosagem de 
bilirrubina total (BT) indicou 3,5 mg/mL, de bilirrubina indireta (BI), 3,3 mg/mL, e de bilirrubina 
direta (BD), 0,2 mg/mL. Assinale a alternativa correta sobre o caso relatado: 
Valores de referência: BT até (0,1 - 1,2 mg/mL), BD (0,0 - 0,3 mg/mL) e BI (0,1 - 0,9 mg/mL).
a) O paciente, provavelmente, apresenta um quadro de porfiria.
b) Possível hepatite medicamentosa.
c) Predomínio de BI, causado pela destruição excessiva de hemácias.
d) Predomínio de BI, causado por um possível quadro de 
porfiria eritropoiética.
e) Possivelmente, o paciente apresenta cálculo biliar.
Resposta
 São micronutrientesessenciais para o metabolismo celular.
 Necessárias em quantidade reduzida, obtidas por meio da alimentação e/ou suplementação. 
 Não produzem energia.
 Atuam como coenzimas, ou seja, facilitam a ação das enzimas, que transformam os 
substratos através das reações metabólicas.
 Participam do metabolismo de carboidratos, lipídios e proteínas, mecanismo da visão, 
integridade da pele e dos ossos, antioxidantes, sistema imune, entre outros. 
Vitaminas
 De acordo com a solubilidade: 
hidrossolúveis e lipossolúveis.
Classificação das vitaminas
Complexo B:
B1 (tiamina);
B2 (riboflavina);
B3 (niacina);
B5 (ácido pantotênico);
B6 (piridoxina, pirodoxal 
e piridoxamina);
B7 (biotina);
B9 (ácido fólico);
B12 (cianocobalamina).
Vitaminas
Hidrossolúveis Lipossolúveis:
A 
D 
E
K
Vitamina C
Esquema de classificação das 
vitaminas quanto à solubilidade. 
Fonte: autoria própria.
 Vitamina A: é encontrada, predominantemente, sob a forma de retinol. Presente nos ovos, na 
manteiga, nas vísceras (fígado e rins de boi) e em vários frutos brasileiros.
Vitamina A
Hipovitaminose A
Ressecamento
da conjuntiva e córnea
Ulcerações
Cegueira 
noturna
Importância da vitamina A no 
mecanismo da visão. 
Fonte: autoria própria.
Cis-retinal + opsina
Trans-retinal
Rodopsina
Retina
Nervo
Luz
 Vitamina D: as principais formas são a vitamina 
D2 (ergocalciferol) e a vitamina D3 
(colecalciferol). Presente no leite e nos 
derivados, nos cereais e na soja, nos 
suplementos orais e nos óleos de peixe. 
 Receptores de vitamina D estão presentes nos 
osteoblastos e regulam a mineralização óssea. 
 Outras funções: regula o sistema imune, atua 
na regulação e no crescimento do epitélio, na 
angiogênese, na prevenção de diabetes etc.
Vitamina D
Hidroxilação da vitamina D. 
Fonte: autoria própria.
ProD3 PreD3 Vitamina D3
Pele 
UVB Sol 
Fígado 
Alimentação
Vitamina D2
Vitamina D3
25(OH)D 
Rim
1,25(OH)2D 
 Vitamina E: tocóis e os tocotrienóis. Os tocóis: o α-tocoferol, β-tocoferol, γ-tocoferol e o δ-
tocoferol. 
 Protege os ácidos graxos insaturados da camada fosfolipídica da membrana celular e, 
também, protege a partícula LDL da oxidação. Também está associada com a melhora da 
resposta imune, e com os estudos que apontam que a associação desta vitamina ao selênio 
mostrou-se benéfica. 
 Protege as células e o DNA contra as lesões que possam se tornar cancerosas. Mulheres 
que sofrem de displasia mamária, geralmente, sentem alívio com a suplementação de 
vitamina E.
 Nos óleos vegetais, ajuda a evitar que eles sejam oxidados e estraguem. É abundante em 
grãos integrais, amêndoas, óleo de milho, óleo de soja, nozes, gérmen de trigo.
Vitamina E
 As formas naturais da vitamina K são a filoquinona e as menaquinonas. A vitamina K1 
(filoquinona) é o único análogo da vitamina presente em plantas; é encontrada em 
hortaliças e óleos vegetais. As vitaminas denominadas K2 (menaquinonas) são as 
sintetizadas por bactérias. 
 A vitamina K é necessária para a síntese hepática dos fatores de coagulação sanguínea II, 
VII, IX e X. 
Vitamina K
 Vitamina C ou ascorbato: atua como agente redutor em diversas reações. 
 Funções: essencial nas ações de hidroxilação da prolina para 
formar a hidroxiprolina, necessária para a síntese de colágeno. 
A deficiência de ácido ascórbico resulta no escorbuto. Facilita 
a absorção do ferro.
 Fontes: acerola, goiaba, laranja, limão, couve etc.
Vitaminas hidrossolúveis: vitamina C
A oxidação do ácido ascórbico por um elétron 
(e-) forma o radical ascorbila que, ao ser oxidado 
novamente, gera o ácido desidroascórbico.
Fonte: http://www.scielo.br/pdf/qn/v30n2/35.pdf.Asch –
Ascorbato
Asch –
Ascorbato
DHA
Ácido desidroascórbico
 Complexo B: participam como coenzimas de inúmeras reações bioquímicas do metabolismo 
de carboidratos, lipídeos e proteínas. 
 Vitamina B2 (riboflavina): flavina mononucleotídeo (FMN) e flavina adenina dinucleotídeo 
(FAD). Respiração celular, integridade da pele e das mucosas.
 Vitamina B3 (niacina): nicotinamida-adenina-dinucleotídeo (NAD+) e a nicotinamida-adenina-
dinucleotídeo-fosfato (NADP+). 
 Vitamina B5 (ácido pantotênico): componente da coenzima A.
 Vitamina B6: participam das reações de transaminação e descarboxilação de aminoácidos.
 Vitamina B9 (ácido fólico) e B12 (cianocobalamina): síntese de 
nucleotídeos. Sua carência provoca a anemia megaloblástica.
Vitaminas hidrossolúveis: complexo B
As vitaminas são micronutrientes essenciais para o metabolismo celular. Sobre as vitaminas, 
assinale a alternativa correta:
a) A vitamina D participa do mecanismo da visão.
b) A vitamina C participa dos processos de oxirredução, aumentando a absorção de ferro.
c) A demanda de ácido fólico diminui durante a gestação.
d) A vitamina A aumenta a absorção de cálcio intestinal.
e) As vitaminas do complexo B realizam a hidroxilação da prolina, para formar a hidroxiprolina 
na síntese do colágeno e para a integridade do tecido conjuntivo.
Interatividade
As vitaminas são micronutrientes essenciais para o metabolismo celular. Sobre as vitaminas, 
assinale a alternativa correta:
a) A vitamina D participa do mecanismo da visão.
b) A vitamina C participa dos processos de oxirredução, aumentando a absorção de ferro.
c) A demanda de ácido fólico diminui durante a gestação.
d) A vitamina A aumenta a absorção de cálcio intestinal.
e) As vitaminas do complexo B realizam a hidroxilação da prolina, para formar a hidroxiprolina 
na síntese do colágeno e para a integridade do tecido conjuntivo.
Resposta
 São micronutrientes inorgânicos, essenciais para as reações metabólicas e que atuam 
como cofatores das reações químicas. 
 Participam da regulação dos impulsos nervosos, da atividade muscular e do equilíbrio 
ácido-base. 
 Amplamente distribuídos nos alimentos de origem animal e vegetal.
 Classificados em: macrominerais, microminerais e elementos-traço.
Minerais
 Macrominerais: acima de 100 mg/dia: cálcio, sódio, potássio, fósforo, magnésio, cloro 
e enxofre.
 Microminerais: entre 1 a 50 mg/dia: ferro, iodo, selênio, zinco, cobre, manganês.
 Elementos-traço: inferior a 1 mg/dia: arsênio, boro, molibdênio, níquel, silício e 
vanádio. Surgiram na literatura, em meados da década de 80. Contribuem com 
0,01% do peso corpóreo. 
Necessidade individual na alimentação
 Cálcio: presente nos ossos e nos dentes (99%), e nos meios intra e extracelular (1%). 
Participa da formação óssea, coagulação, transmissão nervosa e, também, da contração 
muscular.
Cálcio
Hipocalcemia
Aumento da produção 
de paratormônio (PTH)
Favorece a atividade dos 
osteoclastos
Eleva a 
calcemia
Nos rins, aumenta
a síntese de 1,25 (OH)2D 
que favorece a
absorção de cálcio 
no intestino
Regulação da calcemia.
Fonte: autoria própria.
 Fósforo: presente nos ossos e nos dentes. É essencial na composição das moléculas de 
DNA, RNA e ATP. 
 Magnésio: cofator de várias reações; cerca de 60% do magnésio no organismo encontra-se 
nos tecidos mineralizados (ossos e dentes), e o restante é distribuído no sistema 
musculoesquelético e em outros tecidos. A carência de magnésio acarreta em fraqueza e em 
hipertensão. Já o excesso, causa a diarreia. 
Fósforo e magnésio
 Regulam a distribuição de água no organismo, além de desempenhar um papel importante 
no equilíbrio ácido-básico. 
 O sódio (Na+) é o principal cátion extracelular, o potássio (K+) é o principal cátion intracelular 
e o cloro (Cl-) é o principal ânion extracelular.
 O K+ é importante no equilíbrio ácido-básico; deve-se a competição com os prótons (H+). 
Sódio e potássio
Na+
K+
Bomba 
Na-K ATPase
Meio extracelular
Meio intracelular
Bomba de sódio/potássio. 
Fonte: autoria própria.
 Ferro: é encontrado na alimentação sob duas 
formas: heme (carne) e não heme (grão e vegetais). 
O ferro inorgânico, na forma férrica (Fe+3), é melhor 
absorvido na presença de vitaminaC. 
 A carência de ferro provoca a anemia ferropriva.
 O excesso de ferro é tóxico e pode ter a origem 
hereditária ou secundária. Na hemocromatose 
hereditária, ocorre o acúmulo de ferro em diferentes 
tecidos (coração, fígado e pâncreas).
Ferro
Hemácias
Medula óssea Hepatócitos
(ferritina e 
hemossiderina)
Transferrina
Macrófagos
Duodeno
(absorção de ferro heme 
e de ferro não heme)
Outras células
(proteínas ferro-enxofre)
Ciclo do ferro. 
Fonte: autoria própria.
 Cobre: é cofator de várias enzimas, entre elas a citocromo oxidase, as transaminases e a 
superóxido dismutase. A carência de cobre resulta em falha na produção de colágeno e da 
elastina, fraturas ósseas, osteoporose, anemia e diminuição do número de leucócitos 
(leucopenia). 
 Zinco: é cofator de várias enzimas, dentre elas a fosfatase alcalina, anidrase carbônica, 
carboxipeptidase e desidrogenase alcoólica. Também é ativador das enzimas DNA e RNA 
polimerases. Na deficiência de zinco, observa-se a diminuição na velocidade de crescimento, 
a perda do paladar e do olfato. 
Cobre e zinco
 Selênio: protege as membranas celulares, prevenindo a ação dos radicais livres. É cofator de 
várias enzimas e um componente essencial da enzima glutationa peroxidase. 
Selênio
H2O2
Glutationa
peroxidase
2GSH
Glutationa 
reduzida
GSSG
Glutationa 
oxidada
2H2O
Selênio
Reação enzimática catalisada 
pela glutationa peroxidase.
Fonte: autoria própria.
Alguns sais minerais apresentam propriedades antioxidantes, o que justifica a importância da 
qualidade nutricional na manutenção da saúde, tendo em vista a relação do estresse oxidativo 
com as doenças crônicas não transmissíveis. Assinale a alternativa que apresenta um sal 
mineral com propriedade antioxidante:
a) Iodo. 
b) Cálcio.
c) Sódio.
d) Selênio.
e) Cloreto.
Interatividade
Alguns sais minerais apresentam propriedades antioxidantes, o que justifica a importância da 
qualidade nutricional na manutenção da saúde, tendo em vista a relação do estresse oxidativo 
com as doenças crônicas não transmissíveis. Assinale a alternativa que apresenta um sal 
mineral com propriedade antioxidante:
a) Iodo. 
b) Cálcio.
c) Sódio.
d) Selênio.
e) Cloreto.
Resposta
CHAMPE, P. C.; HARVEY, R. A. Bioquímica ilustrada. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2006.
COZZOLINO, S. M. F. Biodisponibilidade de nutrientes. São Paulo. 5. ed. Barueri: Manole. 
2016.
COMINETTI, C.; COZZOLINO, S. M. F. Bases bioquímicas e fisiológicas da nutrição: nas 
diferentes fases da vida, na saúde e na doença. São Paulo. 1. ed. Barueri: Manole, 2013.
Referências 
ATÉ A PRÓXIMA!