AULA - PRINCÍPIOS DE BIOENERGÉTICA

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 É o somatório de todas as transformações 
químicas que ocorrem em determinada 
célula ou organismo, ocorre por meio de uma 
série de reações catalisadas 
enzimaticamente, as quais constituem as 
vias metabólicas. 
 
METABÓLITOS 
METABOLISMO INTERMEDIÁRIO 
 CATABOLISMO – degradação de nutrientes 
 ANABOLISMO - biossíntese 
CATABOLISMO 
ANABOLISMO 
 Síntese e degradação não ocorrem 
simultaneamente 
 Vias metabólicas são reguladas 
 Reações termodinamicamente muito 
favoráveis 
Compartimentalização celular das reações 
 Regulação pode ser intra e extracelular 
 Intracelular – [substrato], regulação alostérica 
 Extracelular – hormonal, mensageiros 
 
Nucleófilo – grupo funcional rico em elétrons e capaz de doá-los 
Eletrólfilo – grupo funcional deficiente em elétrons e que os procura 
 (1) oxidação-redução 
 (2) reações que formam ou quebram ligação 
carbono-carbono 
 (3) reações que rearranjam a estrutura das 
ligações ao redor de um ou mais átomos de 
carbono (isomerização) 
 (4) transferência de grupos funcionais 
 (5) reações nas quais duas moléculas se 
condensam com a eliminação de uma 
molécula de água 
 
A energia química contida nos alimentos é 
utilizada para: 
o sintetizar moléculas complexas 
o formar gradientes de concentração e 
elétricos 
o movimento e calor 
o luz 
 É o estudo quantitativo das transduções de 
energia que ocorrem nas células vivas, bem 
como da natureza e função dos processos 
químicos envolvidos 
 
 LEIS DA TERMODINÂMICA 
 Primeira Lei – Princípio da conservação de 
energia 
 Segunda Lei – em todos os processos naturais, 
a desordem sempre aumenta 
 ENERGIA LIVRE DE GIBBS (G) - expressa a 
quantidade de energia capaz de realizar 
trabalho durante uma reação a temperatura 
e pressão constantes 
 
 ENTALPIA (H) – é o conteúdo de calor do 
sistema reagente. Ela reflete o número e os 
tipos de ligações químicas nos reagentes e 
produtos 
 
 ENTROPIA (S) – é uma expressão quantitativa 
da casualidade, aleatoriedade, ou, ainda, 
desordem de um sistema 
 
 As unidades de ΔG e ΔH são joule/mol ou 
cal/mol 
 (lembrar que 1 cal ≈ 4,184 J) 
 Entropia é J/mol.K 
 
 
ΔG = ΔH – T . ΔS 
Os organismos vivos preservam a ordem interna 
pela captação de energia livre do ambiente nas 
formas de nutrientes ou luz solar, devolvendo para 
ele uma quantidade igual de energia nas formas de 
calor e entropia. 
A composição de um sistema reagente (uma 
mistura de reagentes químicos e seus 
produtos) tende variar até que o equilíbrio 
químico seja atingido 
- ∆G0’ < 0 – reação espontânea → 
- ∆G0’ > 0 – reação inversa ← 
- ∆G0’ = 0 – reação em equilíbrio ↔ 
O equilíbrio está ligado a ∆G0’ 
Keq = 
[P]
[S]
S ↔ P 
∆G0’ negativo  equilíbrio favorável 
A variação de energia livre para a hidrólise 
do ATP é grande e negativa 
Outros compostos fosforilados e tioésteres 
também apresentam altos valores de energia 
livre de hidrólise 
HIDRÓLISE DO FOSFOENOLPIRUVATO 
HIDRÓLISE DO1,3 BIFOSFOGLICERATO 
HIDRÓLISE DA FOSFOCREATINA 
HIDRÓLISE DE ACETIL-CoA 
O fluxo de elétrons pode realizar trabalho  
força eletromotriz 
 As oxidações biológicas frequentemente envolvem a 
desidrogenação 
 Os potenciais de redução medem a afinidade por 
elétrons 
 
ESTADOS DE OXIDAÇÃO DO CARBONO PRESENTES NA BIOSFERA 
 Poucos tipos de coenzimas e proteínas atuam 
como transportadores universais de elétrons 
 
NAD – nicotinamida adenina dinucleotídeo 
FAD – flavina adenina dinucleotídeo