Bioquímica Humana Completa

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Bioquímica Humana
Biomoléculas e Metabolismo
cassio feio
Sumário
1. Aminoácidos: Estrutura Fundamental
O Monômero das Proteínas
Todas as proteínas são polímeros de aminoácidos. Cada 
aminoácido possui um carbono central (alfa) ligado a quatro 
grupos:
A natureza do grupo R (polar, apolar, ácido, básico) determina as 
propriedades químicas do aminoácido.
• Um grupo Amina (-NH2).
• Um grupo Carboxila (-COOH).
• Um átomo de Hidrogênio.
• Um grupo variável R (Cadeia Lateral).
1. Peptídeos e Classificação
A Ligação Peptídica
A união entre aminoácidos ocorre por uma reação de 
desidratação, formando uma ligação amida covalente entre o 
grupo carboxila de um e o grupo amina do próximo.
Classificação Nutricional
• Essenciais: O corpo não sintetiza (ex: Valina, Leucina, 
Triptofano). Devem vir da dieta.
• Não-Essenciais: O corpo sintetiza (ex: Alanina, Glutamato).
2. Proteínas: Níveis de 
Estrutura
A função biológica depende da forma tridimensional.
• Primária: Sequência linear de aminoácidos 
(ligações peptídicas).
• Secundária: Arranjos locais mantidos por pontes 
de hidrogênio (Alfa-hélice, Folha-beta).
• Terciária: Dobramento global 3D (interações 
hidrofóbicas, pontes dissulfeto).
• Quaternária: Associação de múltiplas subunidades 
(ex: Hemoglobina).
2. Função e Desnaturação
Diversidade Funcional
Desnaturação
É a perda da estrutura secundária, terciária ou quaternária (não a 
primária) devido a calor, pH extremo ou agitação, resultando em 
perda de função.
• Catálise: Enzimas (ex: Amilase).
• Transporte: Hemoglobina (O2).
• Estrutural: Colágeno, Queratina.
• Defesa: Anticorpos.
3. Enzimas: Biocatalisadores
Mecanismo de Ação
Enzimas são proteínas que aceleram reações químicas ao 
diminuir a energia de ativação necessária para alcançar o estado 
de transição.
• Sítio Ativo: Região específica onde o substrato se liga.
• Modelo Chave-Fechadura: Encaixe perfeito (antigo).
• Encaixe Induzido: A enzima se molda ao substrato (atual).
3. Cinética e Regulação Enzimática
Temperatura e pH
Cada enzima possui um pH e 
temperatura ótimos. Fora 
desses valores, a atividade 
cai (podendo desnaturar).
Inibição Competitiva
O inibidor compete com o 
substrato pelo sítio ativo. 
Pode ser revertido 
aumentando o substrato.
Inibição Não-Competitiva
O inibidor liga-se a outro local 
(alostérico), alterando a forma 
da enzima. Não depende do 
substrato.
4. Carboidratos: Classificação
Hidratos de Carbono
Principal fonte de energia rápida.
• Monossacarídeos: Açúcares simples (Glicose, Frutose, 
Galactose).
• Dissacarídeos: União de dois monossacarídeos (Sacarose = 
Glicose + Frutose; Lactose = Glicose + Galactose).
• Polissacarídeos: Longas cadeias lineares ou ramificadas.
4. Polissacarídeos e Funções
Polissacarídeo Função Organismo Estrutura
Glicogênio Reserva Energética Animais (Fígado/Músculo) Altamente ramificado
Amido Reserva Energética
Vem de Plantas mas pode 
ser metabolizado
Amilose (linear) + 
Amilopectina
Celulose Estrutural Plantas (Parede Celular)
Linear, ligações beta 
(indigerível)
5. Lipídeos: Estrutura e Reserva
Características Gerais
Moléculas hidrofóbicas (insolúveis em água). 
Principais classes:
Ácidos Graxos: Cadeias de hidrocarbonetos. 
Podem ser Saturados (sólidos, sem duplas 
ligações) ou Insaturados (óleos, com duplas 
ligações).
Triglicerídeos: 1 Glicerol + 3 Ácidos Graxos. 
Forma principal de armazenamento de energia 
no tecido adiposo.
5. Lipídeos Complexos e Membranas
Funções Estruturais e Regulatórias
• Fosfolipídeos: Moléculas anfipáticas (cabeça 
polar, cauda apolar). Formam a bicamada das 
membranas celulares.
• Esteroides: Derivados do colesterol.
○ Colesterol: Modula fluidez da membrana.
○ Hormônios: Testosterona, Estrogênio, Cortisol.
6. Vitaminas Hidrossolúveis
Cofatores Metabólicos
Solúveis em água, excreção fácil, armazenamento baixo (exceto B12). Atuam principalmente como coenzimas.
• Complexo B: Essenciais para o metabolismo energético (B1, B2, B3, B6, B12).
• Vitamina C: Antioxidante e cofator na síntese de colágeno (evita escorbuto).
6. Vitaminas Lipossolúveis
*Requerem gordura para absorção. Podem ser tóxicas em excesso (acumulam no fígado/gordura).
Vitamina A
Visão (rodopsina), 
crescimento e 
diferenciação celular.
Vitamina D
Metabolismo do 
Cálcio e saúde óssea. 
Atua como hormônio.
Vitamina E
Potente antioxidante, 
protege membranas 
celulares.
Vitamina K
Essencial para a 
coagulação 
sanguínea.
7. Metabolismo Energético: ATP
A Moeda Energética
O ATP (Adenosina Trifosfato) armazena energia em suas 
ligações de fosfato de alta energia.
• Catabolismo (Degradação): Quebra de nutrientes (ex: glicose) 
libera energia para recarregar ADP em ATP.
• Anabolismo (Síntese): Uso de ATP para construir moléculas 
complexas e realizar trabalho celular.
7. Visão Geral das Vias
O metabolismo é a convergência de diversas vias para a produção de Acetil-CoA e energia.
Todos convergem para o Ciclo de Krebs e Cadeia Respiratória.
Proteínas
Aminoácidos → Acetil-CoA / Krebs
Carboidratos
Glicose → Piruvato → Acetil-CoA
Lipídeos
Ácidos Graxos → Acetil-CoA 
(Beta-oxidação)
8. Glicólise: A Quebra da Glicose
Ocorre no citoplasma de todas as células. Não requer oxigênio.
• Fase de Investimento: Gasta 2 ATP para 
ativar a glicose.
• Fase de Pagamento: Produz 4 ATP e 2 
NADH.
• Saldo Final: 2 Piruvatos + 2 ATP (líquido) + 
2 NADH.
8. Destinos do Piruvato e Regulação
Destinos do Piruvato
Regulação
Principais enzimas reguladoras: Hexoquinase, 
PFK-1 (principal ponto de controle) e Piruvato 
Quinase.
• Aeróbico (com O2): Entra na mitocôndria, vira 
Acetil-CoA e vai para o Ciclo de Krebs.
• Anaeróbico (sem O2): Fermentação Lática 
(humanos) ou Alcoólica (leveduras) para 
regenerar NAD+ e manter a glicólise.
9. Glicogênese: Síntese de Reserva
Armazenando Energia
Ocorre principalmente no Fígado (manutenção 
da glicemia) e Músculos (energia local).
Ativador: Insulina (estado alimentado).
Enzima Chave: Glicogênio Sintase.
Glicose é ativada em UDP-Glicose 
antes de ser adicionada à cadeia de 
glicogênio.
9. Glicogenólise: Degradação
Mobilizando Energia
Quebra do glicogênio para liberar glicose.
• Ativadores: Glucagon (Fígado - jejum) e 
Adrenalina (Músculo - estresse/exercício).
• Enzima Chave: Glicogênio Fosforilase.
• Diferença crucial: O músculo não possui a enzima 
Glicose-6-Fosfatase, logo, não libera glicose para o 
sangue; usa apenas para si.
10. Neoglicogênese (Gliconeogênese)
Produzindo Nova Glicose
Síntese de glicose a partir de precursores 
não-carboidratos. Essencial no jejum prolongado 
para nutrir cérebro e corpo.
• Local: Fígado (90%) e Rins.
•
Precursores: Lactato, Glicerol, Aminoácidos 
(Alanina).
• Não é simplesmente a glicólise inversa: 
contorna 3 passos irreversíveis gastando 
energia.
10. Ciclo de Cori e Regulação
Ciclo de Cori
Integração entre músculo e fígado: O lactato produzido no músculo (anaeróbico) vai ao fígado, 
vira glicose (gliconeogênese) e volta ao músculo.
Regulação Recíproca
Para evitar ciclos fúteis, 
quando a Glicólise está ativa, 
a Gliconeogênese é inibida (e 
vice-versa), controlada por 
Insulina/Glucagon e níveis 
de ATP/AMP.
11. Estado Alimentado (Desjejum)
Dominância da Insulina
Após uma refeição (hiperglicemia), o pâncreas libera Insulina.
• Efeitos Anabólicos: Estimula a entrada de 
glicose nas células.
• Ativa a Glicólise (uso de energia).
• Ativa a Glicogênese (reserva 
hepática/muscular).
• Ativa a Lipogênese (reserva de gordura).
11. Estado de Jejum
Dominância do Glucagon
Na hipoglicemia, o pâncreas libera Glucagon.
• Efeitos Catabólicos: O fígado se torna o 
fornecedor de glicose.
• Ativa Glicogenólise (quebra de glicogênio).
• Ativa Gliconeogênese (nova glicose).
• Ativa Lipólise (quebra de gordura para energia 
periférica).
12. Ciclo de Krebs (TCA)
Ocorre na matriz mitocondrial. É a via final comum de oxidação.
Entrada:Acetil-CoA (2C) + Oxaloacetato (4C) 
= Citrato (6C).
Oxidação: O citrato sofre reações sucessivas, 
liberando 2 CO2.
Regeneração: O Oxaloacetato é regenerado 
para recomeçar o ciclo.
12. Balanço Energético do Krebs
Produtos por Volta (por Acetil-CoA)
Os elétrons (NADH/FADH2) seguem para a Cadeia Respiratória para gerar 
grande quantidade de ATP via fosforilação oxidativa.
• 3 NADH: Carregam elétrons de alta energia.
• 1 FADH2: Carrega elétrons.
• 1 GTP (ou ATP): Energia direta.
• 2 CO2: Subproduto residual.
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