02 Aula 1 Fundamentos B sicos

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24/02/2015
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Prof. Ms Caio Victor Coutinho de Oliveira
Bioquímica: Fundamentos
Básicos
Objetivos 
 Relatar brevemente como surgiu a Bioquímica
 Demonstrar importância da bioquímica para outras ciências,
dentre elas a nutrição
 Definir aspectos importantes (monômeros, interações
químicas, polaridade, etc)
Histórico
 Século XIX
Cientistas já buscavam o entendimento da natureza
Estudo das conversões químicas em plantas e animais
“Caso da Ureia”: na época, não se acreditava que 
um composto orgânico pudesse ser obtido em 
laboratório
Histórico
 Carl Neuberg
 Cientista que propôs o
termo “bioquímica”
 Estudou os processos de
fermentação (produção de
energia sem consumo de O2 )
Definição
Estuda a química dos seres vivos
Bioquímica
Introdução
Do que somos feitos? Funcionamento
A Bioquímica ajuda a explicar
Genética
Biologia Celular Farmacologia
Fisiologia Imunologia
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A Bioquímica descreve, em termos moleculares, 
as estruturas, mecanismos e processos 
químicos compartilhados por todos os 
organismos vivos, e propõe princípios 
organizatórios que são comuns a todas as 
distintas formas de vida...
Introdução “Sistemas vivos”
Organismos vivos (obrigatoriamente) apresentam:
 Alto grau de complexidade química e organização estrutural
 Sistemas para extrair e converter energia do ambiente
 Capacidade para auto replicação e automontagem
Mecanismos para perceber e responder ao ambiente
 Funções definidas para cada componente e interação
Genética
 Transmissão da informação genética...
Biologia Celular
AMPc
 Cascatas bioquímicas envolvendo lipólise
Sirtuínas
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Biologia Celular
Células: unidade 
funcional da vida
Farmacologia
 Vias de sinalização
Via de transdução da insulina
Via de transdução de hormônios esteroides
Imunologia
Resumindo
Essencial ter uma boa 
base de bioquímica!!!
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Quais são os componentes 
dos organismos
Moléculas Biológicas
C, H, O e N
P, K, S, Cl, Mg e Na
Oligoelementos
e
Íons
Quais são os componentes 
dos organismos
Diferenças???
Composição do Corpo 
Humano
Carbono (C)
 Átomos que podem estabelecer 4 ligações simples
 Podem estabelecer cadeias lineares, ramificadas e
estruturas cíclicas
 Compõem as estruturas orgânicas: esqueletos carbônicos
 essa versatilidade do C permitiu a evolução
Carbono (C)
Versatilidade do átomo de Carbono (C) em formar ligações (covalentes) simples, duplas e triplas
Grupos Funcionais e 
Ligações Químicas
Grupos Funcionais
 Regiões da molécula que dão as características físico-
químicas da molécula
Solubilidade, polaridade, etc
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Grupos Funcionais e 
Ligações Químicas
 Hidroxila: tendência a maior hidrofilicidade
 Aldeído: presentes em polidroxialdeídos (em alguns
açúcares)
 Cetona: presentes em alguns açúcares
 Ácidos carboxílicos: presentes em fosfolipídeos de
membrana
Grupos Funcionais
Grupos Funcionais e 
Ligações Químicas
Grupos Funcionais e 
Ligações Químicas Variedade!!!
Diversidade de grupos funcionais da Acetil-CoA (enzima relacionada ao metabolismo energético)
Interações Químicas
Importante lembrar que a 
conformação espacial das moléculas 
é essencial para sua função em um 
sistema biológico (além da 
composição química)
Interações Químicas
 Isômeros geométricos
Cis
x
Trans
Funções fisiológicas diferentes!!!!
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Interações Químicas
As interações entre substratos e 
enzimas são específicas... 
Estereoespecificidade
Interações Químicas
 Isomeria óptica
 Estuda o comportamento das substancias que tem a
propriedade de desviar o plano de vibração da luz, elas são,
por isso, denominadas de isômeros óticos.
 Carbono quiral (assimétricos)  4 substituintes
Interações Químicas
 Isomeria óptica
Mesmos elementos e 
suas proporções de 
combinação... Arranjo 
molecular assimétrico! 
C7H15NO3
Interações Químicas
Ocorre entre não-metais, e entre não-metal e H, e seu princípio
é o compartilhamento de elétrons
 Ligação Covalente
Esse compartilhamento forma uma ligação muito forte, de alta
energia. Uma molécula é formada a partir deste tipo de ligação.
Interações Químicas
Conjunto estável de átomos ligados entre 
si apenas por ligações covalentes, ou seja, 
por pares eletrônicos
Molécula
Interações Químicas
Interações iônicas de força intermediária
 Eletrostáticas
Ligações mais fracas. Ocorrem em soluções aquosas
 Pontes de H
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Interações Químicas
 Pontes de H
Interações Químicas
Interações fracas que 
dependem da 
distância do núcleo e à 
sua superfície efetiva 
de elétrons (raio de 
Van der Walls)
 Van der Walls
Principais Moléculas
 Aminoácidos
Grupo Amino 
Ácido 
Carboxílico
“R”
Principais Moléculas
 Glicídios Aldeído
Presença de OH 
(solubilidade em água)
Principais Moléculas
 Nucleotídeos
Principais Moléculas
 Lipídeos
Apresentam grande variedade de formas
Principal característica: lipossolúveis
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Organização
Monômeros
Pequena molécula que pode ligar-se a outros monômeros
formando moléculas denominados polímeros
Organização
 Polímero
Molécula formada por unidades de monômeros. Ex: ptn,
ácidos nucléicos, polissacarídeos
AA AA AA
Ligação Peptídica
AA
Organização
 Polímero
Energia para formação de 
biomoléculas?????
Energia e Metabolismo
 Serie de reações químicas ligadas que começa com uma
molécula em particular e a converte a alguma outra
molécula ou moléculas de um modo cuidadosamente
definido (BERG)
 Sistema Complexo, regulado de maneira intrincada, de
reações químicas que produzem e utilizam energia
Energia e Metabolismo
 Transferência de Energia: reações redox
Anabolismo Catabolismo
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Energia e Metabolismo
 Energia Livre de Gibbs
Energia Livre (G) é a quantidade de energia capaz de realizar
trabalho durante uma reação à Temperatura e Pressão
constantes
Determina a espontaneidade de uma reação
Energia e Metabolismo
 Energia Livre de Gibbs
G = Variação da Energia Livre
H = Variação da Entalpia (energia total do sistema)
G = Variação da Entropia (variação de desordem) 
T= Temperatura (Kelvin)
Energia e Metabolismo Energia e Metabolismo
Energia e Metabolismo
 Velocidade das reações metabólicas dependerá:
 Concentração do Substrato
 Afinidade enzima-substrato
 Regulação da atividade enzimática (intrínsecos, outras
substâncias)
 Presença de cofatores
Energia e Metabolismo
 Velocidade das reações metabólicas dependerá:
 Fatores Externos
 pH
 Temperatura
 Pressão
 Presença de inibidores
 Inibição da colinesterase
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Local onde 
ocorrem???
Órgãos
 Cérebro
Apenas glicose como fonte de energia. Armazena
pouquíssimo glicogênio.
 Fígado
Mantém glicemia. Diversos processos metabólicos:
gliconeogênese, glicogenólise, cetogênese, síntese de ureia
Órgãos
PARISE; OLIVEIRA, 2012
Órgãos
 Tecido Adiposo
Sintetiza Ácidos Graxos (AG). Hidroliza Triacilgliceróis em
Glicerol e Ácidos Graxos
Músculo
Usa glicose, AG, corpos cetônicos e AA como energia; realiza a
glicólise e transforma ADP em ATP sem gasto de E (Creatina)
Como as moléculas se 
comportam em meio 
aquoso???
Água
 Quantidades relativas no homem
Plasma
Líquido intercelular
Líquido intracelular
2,5 - 3,5L
9 – 15 L
30 L
OBS: cerca de 60% da massa corporal
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Água
Importância???
Água é o solvente universal!!!
Grande maioria das reações químicas ocorrem em meio 
aquoso (absorção de nutrientes, produção e 
armazenamento de energia, etc)
Dipolo elétricoFluidez
Água