Aula 01 01 03 2016 Plano de Ensino e Introducao a Bioquimica Prof. Rafael

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Ministério da Educação - MEC
Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR 
Departamento Acadêmico de Alimentos – DALIM
Curso de Engenharia de Alimentos
Disciplina de Bioquímica Geral – EL33K
Bioquímica Geral
Plano de EnsinoPlano de Ensino
Introdução à BioquímicaIntrodução à BioquímicaIntrodução à BioquímicaIntrodução à Bioquímica
Prof. Dr. Rafael Porto Ineu
rafaelineu@utfpr.edu.br
Plano de Ensino
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Horários das aulas: - Terça-feira → Teoria: 13 às 15:50h – Sala G103 (IG3A/IG3B)
- Sexta-feira → Teoria 8:20-10h – Sala F110 (IG3A/IG3B)
Prática 8:20-10h – Lab C106 (A)/ 10:20-12h – Lab C106 (B)
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Curso de Engenharia de Alimentos
Disciplina de Bioquímica Geral – EL33K
Introdução à BioquímicaIntrodução à Bioquímica
Introdução
• Antigamente, a compreensão da natureza química do alimento era um propósito
fundamental. Acreditava-se que esse conhecimento seria essencial para o incremento
de padrões nutricionais, elevando assim os níveis de saúde e de prosperidade;
• A Bioquímica é o ramo da ciência que faz o elo entre a Química, estudo das estruturas
e interações entre átomos e moléculas, e a Biologia, estudo das estruturas e interações
das células e organismos vivos, ou seja, é uma ciência que estuda a química dosdas células e organismos vivos, ou seja, é uma ciência que estuda a química dos
processos biológicos que ocorrem em todos os seres vivos;
• É voltada principalmente para o estudo da estrutura e função de componentes celulares
como proteínas, carboidratos, lipídeos, ácidos nucléicos e outras biomoléculas.
Introdução
• Embora os seres vivos sejam todos muito diferentes ao nível macroscópico, verifica-
se que exibem semelhanças muito pronunciadas ao nível da sua bioquímica, na
forma que guardam e transmitem a informação genética (DNA) e na série de reações
que utilizam na produção de energia, síntese e degradação de blocos
constituintes/biomoléculas (vias metabólicas);
• Os conhecimentos bioquímicos são dinâmicos, tendo elevada aplicabilidade nas
áreas mais diversas como a medicina e ciências da saúde, indústrias farmacêuticas,
alimentar e química e na biotecnologia, essa última estando no topo dos
investimentos de várias empresas.
Classes de biomoléculas
Existem 4 classe de macromoléculas na bioquímica cada uma formada por seu respectivo conjunto
de blocos construtivos.
Proteínas
Ácidos nucléicos
UNIDADE CONSTRUTUVA (TIJOLO)
N
O
H
H OH
H
H
EXEMPLO
insulina
CLASSE
Amino ácido
nucleotídeo
Introdução
Polissacarídeos
Lipídeos
O
O-O
O
O
O
O
O
RNA
(ácido ribonucléico)
celulose
Triacil glicerol 
nucleotídeo
açúcar
Ácido graxo 
(também glicerol e 
outros componentes)
Introdução
Grupos funcionais presentes nas biomoléculas 
Hidrocarbonetos Grupos contendo oxigênio
Introdução
17
Grupos contendo 
nitrogênio
Grupos contendo 
enxofre
Grupos contendo 
fosfato
Grupos funcionais presentes nas biomoléculas (cont.)
Introdução
18
Funcionalidade nos sistemas biológicos
Nos sistemas biológicos tudo tem função desde membros, órgãos e tecidos;
Olhosvisão
Pernaslocomoção
Intestinodigestão
Isso também é verdade a nível celular
Eritrócitos (hemácias, células vermelhas do sangue)transporte de O2
Neurôniossinalização e processamento nervoso
Introdução
E também é verdade no nível molecular. Tanto para moléculas como para vias metabólicas
Anticorpos(proteínas)
Enzimas(proteínas)
Glicose
Via glicolítica
Via da biossíntese de glicogênio
Compreender a função de cada sistema bioquímico é muito importante para saber porque ele 
existe e como ele interage com outros sistemas, cada um com sua função.
Resposta imune
Catálise
Combustível biológico
Obtenção de energia pela oxidação da glicose
Armazenamento de combustível na forma de 
glicogênio
19
Introdução
Macromolécula Polimerização Unidade
construtiva
Característica 
notável
OBS
Proteínas Polímero linear Aminoácido Catálise Muitas funções
Extremamente versátil 
quanto à forma e à 
função
Ácidos nucléicos Polímero linear Nucleotídeo Auto replicação Código genético
Macromoléculas biológicas
Polissacarídeos Polímero 
linear/ramificado
Monos-
sacarídeos
Usado como
 Reserva de energia
Estruturas muito 
resistentes
A celulose á a 
biomolécula mais 
abundante na Terra
Lipídeos Não são polímeros Ácido graxo
e outros
Forma membranas Muito variados quanto 
as unidades
constitutivas
Hierarquia estrutural na organização molecular da célula
Introdução
Célula
Organelas Macromoléculas Unidades 
Monoméricas
Nível 4
Nível 3 Nível 2
Nível 1
21
alanina
(aminoácido)
0,5nm
89Da
Escala de tamanho em bioquímica
Introdução
glicose
89Da
0,7nm
180Da
3
,5
n
m
Mioglobina (uma proteína pequena)
16.900Da (16,9 KDa)
Fosfolipídeo
750Da
22
Escala de tamanho em bioquímica (cont.)
3,5nm
Mioglobina
16.900Da
6,8nm
Introdução
Hemoglobina (proteína média)
65.000Da (65 KDa)
23
6,8nm
Hemoglobina 
65.000Da
Escala de tamanho em bioquímica (cont.)
25nm
16nm
Introdução
6,8nm
miosina
160nm
470.000Da
Bacteriófago FX-174
Um dos menores vírus conhecidos
6.200.000Da
16nm
Ribossoma de E.Coli
2.800.000Da
24
miosina
160nm
Escala de tamanho em bioquímica (cont.)
Introdução
160nm
470.000Da
Vírus do mosaico do tabaco
300nm
40.000.000Da
25
9.000nm
9mm
Hemácia
(célula vermelha 
do sangue)
Cloroplasto de Mitocôndria 
Célula 
do 
20.000nm
20mm
Introdução
2.000nm
2mm
E coli
bactéria
Cloroplasto de 
espinafre
8.000nm
8mm
Mitocôndria 
de hepatócito
1,5mm
do 
fígado
26
Escala de tamanho das estruturas biológicas
alanina
(0,5nm)
Mitocôndria
Hemácia 9mm
Humano
1,7 m
Célula 
20mm
Vírus FX-174 
25nm
Introdução
Metro (m)
100 metro
Milímetro(mm)
10-3 metro
Micrômetro(mm)
10-6 metro
Nanômetro (nm)
10-9 metro
glicose 0,7nm
Vírus do 
mosaico do 
tabaco
300nm
Mitocôndria
1,5mm
Célula 
do 
fígado
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OBJETIVO DO CONTEÚDO
• Compreender os princípios bioquímicos;
• Entender os conceitos de:
• Metabolismo - Catabolismo
- Anabolismo
Introdução
- Anabolismo
• Entender a regulação da ocorrência desses processos;
• Entender o local de ocorrência dessas reações;
• Entender a relação alimento (nutriente) e a
funcionalidade animal.
28
Hans Krebs
• “Qualquer um que pretenda ter, mais que uma compreensão
extremamente superficial da vida, em todas as suas diversas
manifestações, necessita da bioquímica.”
Introdução
manifestações, necessita da bioquímica.”
29
QUESTIONAMENTO
• Podemos afirmar que todos os animais comem as mesmas 
coisas?
Introdução
• Imaginem uma vaca e um leão, podemos afirmar que eles 
se alimentam das mesmas coisas?
30
Introdução
O QUE ESSE ANIMAL ESTÁ COMENDO?
31
Introdução
O QUE ESSE ANIMAL ESTÁ COMENDO?
32
METABOLISMO
• É o conjunto de transformações e reações
químicas que determinam processos de síntese
e degradação dos componentes celulares,
fundamentais para a manutenção da vida.
• Anabolismo = síntese
Introdução
• Anabolismo = síntese
• Engordar
• Crescer
• Catabolismo = quebra
• Emagrecer
33
MAPA METABÓLICO
Introdução
Introdução
Constituintes químicos dos Constituintesquímicos dos 
alimentosalimentos
Carboidratos
Proteínas
Lipídeos
Introdução
Lipídeos
Sais minerais
Vitaminas
•Composição química
•Classificação
•Principais Funções
36
São componentes mais 
abundantes e 
amplamente distribuídos 
nos alimentos e a mais 
Introdução
nos alimentos e a mais 
econômica fonte de 
energia. 
37
Produzidos na natureza por fotossíntese, a 
partir do CO2 e H2O
Introdução
C6(H2O)6
glicose
GLÍCIDEOS –
armazenados nas 
sementes, raiz, frutos, 
caule ou folhas38
“hidratos de carbono”
São macronutrientes,
polihidroxialdeídos ou
polihidroxicetonas, seus
Cn (H2O)n
Introdução
polihidroxicetonas, seus
produtos de oxidação,
redução, substituição e
polímeros destas
moléculas unidos por
ligações hemiacetálicas.
***** Nomenclatura
39
Principais FunçõesPrincipais Funções
• energética (oxidação de glicose);
• reserva alimentar (amido e glicogênio);
• estrutural (celulose e quitina);
• genética (pentoses fazem parte do DNA e RNA).
Introdução
• genética (pentoses fazem parte do DNA e RNA).
Ponto de vista nutricional → nutrientes energéticos mais
abundantes e mais baratos, fácil disponibilidade e não tóxicos.
Ponto de vista funcional → contribuem para diversas
características dos alimentos, principalmente forma, textura e
sabor, e também cor e aroma.
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São compostos poliméricos complexos, e São compostos poliméricos complexos, e 
estão presentes em toda matéria viva.estão presentes em toda matéria viva.
ProteiosProteios → “que tem primazia→ “que tem primazia””
ProtosProtos → “primeiro”→ “primeiro”
Introdução
São polímeros formados da São polímeros formados da 
associação de aminoácidosassociação de aminoácidos
41
Composição Composição –– aminoácidos (aminoácidos (aaaa) ) 
• São os blocos construtores das proteínas;
• Cada aminoácido é uma unidade fundamental nos processos
anabólicos.
Introdução
Fonte: http://www.slideshare.net/emanuelbio/protenas-
7083036?src=related_normal&rel=2166095
• Há aproximadamente 20
aminoácidos, sendo 10 de
aminoácidos não-
essenciais e 10 essenciais.
•Número, sequência, tamanho e
conformação da cadeia → diversidade de
proteínas.
42
ComposiçãoComposição
 Dois aminoácidos
(dipeptídeo);
Uma cadeia de aminoácidos denomina-se de “peptídeo”, estas podem possuir:
Introdução
(dipeptídeo);
 Três aminoácidos
(tripeptídeo);
 Quatro aminoácidos
(tetrapeptídeo);
 Muitos aminoácidos
(polipeptídeo).
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Estrutura das proteínasEstrutura das proteínas
Introdução
Fonte: http://www.slideshare.net/emanuelbio/protenas-
7083036?src=related_normal&rel=216609544
Alterações das proteínas Alterações das proteínas constituíntesconstituíntes dos dos 
alimentosalimentos
Alterações que as proteínas podem sofrer,
intencionalmente ou não, durante o processamento ou mesmo
durante o armazenamento de alimentos.
Destacam-se: 
Alterações de solubilidade
Introdução
Alterações de solubilidade
Desnaturação
45
Importância Importância –– FUNÇÕESFUNÇÕES
Estruturais (musculatura, colágeno e queratina)
Contráteis (actina e miosina)
Catalítica (Enzimas)
Introdução
Transporte (hemoglobina)
Defesa (anticorpos)
Reguladoras (hormônios)
Fonte: http://www.slideshare.net/emanuelbio/protenas-
7083036?src=related_normal&rel=2166095
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Os lipídeos (do grego “lipos” = gordura) são compostos
encontrados nos organismos vivos, geralmente
insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos.
Introdução
insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos.
Existem exceções quanto a solubilidade destes
compostos, como os monoglicerídeos constituídos por
ác. graxos de baixo peso molecular, que são mais
solúveis em água.
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ComposiçãoComposição
Contém sempre:
• elementos : C, H, O.
• menor proporção: S, P, N
Ao contrário das demais biomoléculas, os lipídeos não são polímeros,
isto é, não são repetições de uma unidade básica.
Introdução
• menor proporção: S, P, N
•A maioria das gorduras naturais
consiste de aproximadamente de 80%
de triglicerídeos ou triacilgliceróis.
•Os outros 20% são traços de
monoglicerídeos e diglicerídeos, ácidos
graxos livres, fosfolipídeos e esteróis.
48
São ácidos carboxílicos de cadeia longa (cadeias hidrocarbonadas de 4 a 36
carbonos) saturados (-) ou insaturados (=) que possuem número par de carbonos
uma vez que são sintetizados a partir da acetil-CoA.
ÁCIDOS GRAXOS
Introdução
 São classificados de acordo com a sua cadeia lateral, com o
seu número de carbonos e a necessidade na dieta alimentar.
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CaracterísticasCaracterísticas
• Insolúveis em água;
• Solúveis em solventes orgânicos (éter, benzeno, clorofórmio);
• Propriedades físicas refletem a natureza hidrofóbica das suas estruturas
químicas;
• Alta densidade energética (9 kcal/g);
Introdução
• Melhorarem o sabor e a textura dos alimentos.
• Incluírem moléculas essenciais (ácidos graxos e vitaminas).
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Elementos 
estruturais
Armazenamento de 
energia
Vitaminas e Cofatores 
enzimáticos
Pigmentos que absorvem
radiação luminosa
Mensageiros 
intracelulares
Químicos
Farmacêuticos
Combustíveis
Introdução
Transportadores de 
elétrons
Âncoras 
hidrofóbicas
Agentes emulsificantes
Hormônios
Membranas
Alimentos
Cosméticos
Metabolismo
51
MAPA METABÓLICO
Introdução
Introdução
Próxima aula...
• Água;
• Funções Orgânicas.• Funções Orgânicas.
54
Bibliografia
55
OBRIGADO!
rafaelineu@utfpr.edu.br