Aula 7 IntroMetabolismo Carboidratos

Prévia do material em texto

QBQ0230 – 2010
Aula 7 – parte 1
Introdução ao Metabolismo
Regina L. Baldini
baldini@iq.usp.br
bloco 12 inferior, sala 1211
Introdução ao metabolismo
Organismos estão longe do 
equilíbrio termodinâmico
Contínuo suprimento de energia e 
de compostos químicos
Quimiotróficos e Autotróficos
M A P A I
A L IM E N T O S
P O L IS S A C A R ÍD IO S P R O T E ÍN A S L IP ÍD IO S
G lic o s e A m in o á c id o s Á c id o G ra x o
C O 2
N A D +
FA D H 2
N A D H
FA D
O 2
A D P + P i
H 2O
A T P
Metabolismo: soma de todas as 
reações químicas na célula
• VIA METABÓLICA:
� Uma sériede reações relacionadas
• Catabolismo: 
� vias de produção de energia
• Anabolismo ou biossíntese: 
� vias que usam energia para a síntese de 
compostos :
Reações de óxido redução
• Pares redox: 
�um composto perde elétrons, outro ganha
Estados de 
oxidação do 
carbono
Mais reduzido/menos oxidado
Estados de 
oxidação do 
carbono
menos reduzido/mais oxidado
Coenzima: NAD/NADH
Desidrogenases
• Transferências de dois elétrons, 
acompanhados de prótons
• Precisam de coenzimas:
� NAD+/NADH 
� NADP+/NADPH
� FAD/FADH2
NAD+/NADH (+H+)
Solúveis
Precursor: niacina 
FAD/FADH2
Ligado fortemente a proteínas
Precursor: riboflavina
POLISSACARÍDIOS PROTEÍNAS LIPÍDIOS
GLICOSE AMINOÁCIDOS ÁCIDOS GRAXOS
Acetil-CoA (2)
Oxaloacetato (4) Citrato (6)
Isocitrato (6)
Cetoglutarato (5)
Succinato (4)
Fumarato (4)
Malato (4)
Gly
Ala
Ser
Cys
Leu
Ile
Lys
Phe
GluAsp
Piruvato (3)
CO2
CO2
CO2
CO2
α 
MAPA II
Fosfoenolpiruvato (3)
CO2
QBQ0230 – 2010
Aula 7 – parte 2
Estrutura e Função de Carboidratos
Regina L. Baldini
baldini@iq.usp.br
bloco 12 inferior, sala 1211
Carboidratos
• Cn(H2O)n (geralmente), mas podem conter outros grupos
• Poliidóxialdeídos ou poliidroxicetonas 
• Tamanhos variados:
� gliceraldeído (Mw = 90 g/mol)
� amilopectina (Mw = 200,000,000 g/mol) 
• Funções
� Fonte e estoque de energia
� Componente estrutural de paredes celulares e exoesqueletos
� Sinalização celular
• Podem se ligar a proteínas e lipídeos
� Glicoproteínas e proteoglicanas
� Glicolipídeos / lipopolisacarídeos
Aldose Cetose
Enantiômeros
(isômeros ópticos)
Enantiômeros Diastereômeros
• Estereoisômeros que não são imagens 
especulares
�Propriedades físicas diferentes
Epímeros
• Açúcares que diferen na conformação ao redor
de um átomo de C
Hemiacetais and Hemicetais
reações entre álcool e aldeído
ou álcool e cetona
Ciclização de 
Monosacarídeos
carbono anomérico
novo centro quiral
OH glicosídico
α
β
Derivados de hexoses
Açúcares redutores
• Aldeídos podem reduzir
�Cu2+ a Cu+ (Fehling’s test)
�Ag+ to Ag0 (Tollens’ test)
• Aldose na forma linear, que coexiste 
em equilíbrio com a forma cíclica
� exemplo: glicose
• entre carbono 
anomérico e 
um hidroxil 
Ligações 
glicosídicas
• Ligação entre C 
anoméricos
Dissacarídeos 
não redutores
Polissacarídeos
Homopolímeros de glicose
• Glicogênio
• Amido
Ligações
α1→4
α1→6
Glicogênio
• Estoque de energia e C em animais:
• 7% do peso do fígado
• músculos
• PM da ordem de 106 Da
• Ramificações a cada 8-12 resíduos
• Uma extremidade redutora e muitas 
não redutoras por cadeia
• Grânulos contêm as enzimas para 
síntese e degradação
Amido
• Estoque de energia e C em plantas
• Duas formas
• Amilose (linear)
• Amilopectina (ramificações a cada 
24-30 resíduos
• PM da ordem de 
106 Da (1 a 200)
Celulose
• Função estrutural em plantas 
• Linear, ligação β1→4
Estrutura rígida
Chitin
• Chitin is a linear homopolysaccharide of N-
acetylglucosamine
–Forms extended fibers that are similar to 
those of cellulose
–Hard, insoluble, cannot be digested by 
vertebrates
–Structure is now tough but flexible, and 
water-insoluble
–Found in cell walls in mushrooms, and in 
exoskeletons of insects, spiders, crabs, and 
Quitina
• Homopolímero de N-acetlglicosamina 
unidas por ligações β1 → 4
• Exoesqueletos de artrópodes
Ágar e agarose
• Algas vermelhas
• Heteropolissacarídeos sulfatados
• Essenciais em laboratórios!
�Meio de cultura e géis para eletroforese
• Matriz extracelular
Glicosaminoglicanas
Glicoproteínas
• Proteína com oligosacarídeos ligados 
covalentemente
� Metade das proteínas de mamíferos
� Carboidratos têm papel no reconhecimento 
proteína-proteína
Glicolipídeos
• Membranas de plantas e 
animais
• Grupos sanguíneos 
humanos são 
determinados por 
glicolipídeos
• Lipopolissacarídeos da 
membrana externa de 
bactérias
Proteoglicanas
• Glucosamino glicanas 
sulfatadas ligadas a 
proteínas de membrana
• Interagem com 
receptores nas 
células vizinhas para 
regular crescimento 
celular 
Agregados de 
proteoglicanas
• Matriz 
extracelular
Papel dos 
oligossacarídeos 
no reconhecimento 
e adesão celular
Heparina and Heparan Sulfato 
• Heparina 
�Polímero linear 3 – 40 kDa 
• Heparan sulfato
�Heparina ligada a proteínas 
• Alta carga negativa
• Anticoagulante
• Regula formação de novos vasos 
sanguíneos
• Defesa contra vírus e bactérias