Matéria da prova de bioquímica UFRJ

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Matéria da prova: 
Equilíbrio Químico : 
Principio de Le Chartelier- Qualquer desvio do equilíbrio estimula um processo que tende ao equilíbrio. 
 Keq: [C] [D]
 [ A] [B]
 Termodinâmica:
Formula:
 
DeltaG <0 Espontâneo – Endogônico 
Delta G>0 não espontâneo – Exergômico
Delta H<0 Exotérmica (perda de calor);
Delta H>o Endotérmica ( ganho de calor);
Delta S <0- Alto grau de orden
Delta S>0 baixo grau de ordem 
Função da via metabólica ( formar, sintetizar e degradar macromoléculas)
-Catabolismo- Fase degradativa
-Anabolismo – Biossíntese
ATP- molécula mais importante, energética de todas as células.
NAD- Nicotina Adenina denucleotídeo 
FAD- Flavina Adenina denucleotídeo
Enzima
 Proteína globular- sua função depende da integridade da conformação, a flexibilidade deve-se a interação da enzima ao seu substrato.
Isofomas: são proteínas com diferentes estruturas polipeptídicas e funções semelhantes.
Isoenzimas: São proteínas com diferentes estruturas polipeptídicas e função biológica igual.
Lembrar que enzimas são moléculas capazes de acelerar uma reação de 105 à 1011. Tem fnção catalizadora- acelera a reação química que ocorre no sistema biológico. 
- Alto grau de especificidade ao substrato, resultado de sua estrutura tridimensional polipeptídica. Funcionam em soluções aquosas em condições determinadas de temperatura e pH. 
As enzimas funcionam maioritariamente desta maneira: 
E + S↔ ES ↔ EP ↔ E + P
As enzimas aceleram as reações diminuindo a energia de ativação a formação do estado de transição.
Classe de enzimáticas:
1- Oxidu-redutase- Catalisa reações por redução ( transferência de íons hidreto)
2- Transferases- transfere grupo de moléculas 
3- hidrolases- transferência de grupos funcionais para água.
4- Liases- adição de dupla ligação após a remoção de grupos.
5- Isomerases- transferência de grupos da mesma molécula para isômeros ( Ex: trioses)
6- Ligases- ligações do tipo c-c, c-o etcs, pela quebra do ATP.
Sítio Ativo: região da enzima que se liga ao (s) substrato (s) e ao co-fator.
Ocupa “fendas ou cavidades” (porção enzimática). Tem um ambiente específico. O substrato é ligado à enzima por múltiplas atrações fracas ( pontes de hidrogênio, interação eletoestática, interação idrofóbixas e forças de Van der Walls). 
Chave-fechadura – induz a mudança conformacional;
Ajuste Induzido- Induz o ajustamento da enzima em relação ao substrato. 
Proteases- Enzimas que quebram ligações peptídicas de proteínas 
Apoenzima + Co-fator: Holoenzima ou grupo prostético. Age diretamente com a enzima e o substrato. 
Inibição da atividade enzimática 
Inibidor competitivo: Semelhança ao substrato ligam-se ao sítio ativo da ligação do inibidor não permiti ao substrato que se ligue ao sitio ativo da enzima. ( Compete com a enzima sem inibidor, por isso chega ao Vmáx, quando a reação é concluída). 
Inibidor não-competitivo: Não assemelham-se ao substrato e ligam-se a um diferente sitio altera a conformação enzimática por diferentes sítios de ligação do inibidor com a enzima . ( Não tem como competir com a enzima, pois o inibidor muda a conformação, por isso não chega ao Vmáx)
gráfico: 
Atividade Catalítica: 
pH ótimo: 7,0 pH neutro, alterando esse pH pode-se mudar a conformação da enzima pelas mudanças de carga. 
Temperatura: aumento acelera a reação dentro da temperatura característica de cada enzima. O aumento exacerbado desnatura a enzima. 
Metabolismo: 
ATP- doador de grupamento de fosfato. 
A regulação glicolítica ocorre por hexoquinases, são enzimas capazes de fosforilar. São as principais: Hexoquinases I ou II - ( presente no músculo)- consume glicólise e produz ATP- inibição alostérica, ocorre quando há muito produto, inibe a formação de novos produtos, pois todo sítio catalítico já esta ocupado. 
Hexoquinases IV ou glicoquinase – (presente no fígado)- mantém a homeostase da glicólise, exibe o aumento da atividade com aumento da concentração da glicose. Inibida pela ligação reversível de uma proteína regulada específica do fígado. Sítio ativo por ajuste induzido.
Acumulo de ADP ou AMP- maior atividade PFK-1 (enzima);
-Acumulo de ATP menos atividade a ligação do sitio de ligação de ATP, para produção deste.
Fosfoenolpiruvato- É uma fosforilação a nível do substrato. 
Efeito alostérico funciona como agente modulador regulando altas concentrações de ATP, acetil –CoA e longas cadeias de ácidos graxos e todos as isoenzimas da piruvato-quinase. 
Isoenzimas (fígado)- fosforilada por quinases dependete do AMPc ( isso ocorre em alto nível de glucagon)
Metabolismo- contém 10 etapas, sendo 3 irreversíveis . 
ATP- doador de grupo fosfato. 
Regulação da via glicolítica:
Hexoquinases- são enzimas capazes de fosforilar.
Hexoquinase I e II ( musculo)- consome glicólise e produz ATP- inibição alostérica, quando há muito produto, inibe a formação de novos produtos, pois todo o sitio catalítico já esta ocupado.
Hexoquinase IV/ Glicoquinase (fígado- mantém a homeostase da glicose-exibe o aumento da atividade com aumento da concentração de glicose. Inibida pela ligação reversível de um proteína regulada específica do fígado. Sítio ativo por ajuste induzido. 
Fase preparatória- são utilizadas 2 moléculas de ATP
Fase de pagamento da glicólise forma-se 4 ATP, porém com o gasto de 2 ATPs na fase preparatória há formação de 2 ATPs no total.
Piruvato e possíveis destinos :
Em condições anaeróbicas, o piruvato e a fermentação láctica e alcoolica , e Acetil CoA.
Na fermentação – Ocorre a regeneração no NAD+ a partir de piruvato e retorna a via glicolítica. Na glicólise ocorre a desisdrogenação de 2 moléculas de gliceraldeido-3 fosfato converte 2 moléculas de ATP.
Gliconeogenese- regenera a glicose em forma de glicogênio reservada no fígado. A glicose estocada no musculo não é o suficiente para suprir as células utilizando grande quantidade de glicólise. Requerimento de 6 grupos fosfato ( 4 ATP e 2 GTP) e moléculas de NADH.
Obs Finais: 
- A célula fosforila glicose pela enzima hexoquinase com fosfato adicional, assim a glicose não consegue sair da célula e segue na via glicolítica. 
-Na gliconeogense existem enzimas específicas para reverter as 3 etapas irreversíveis da via glicolítica . 
- fosforilação a nivél do substrato , ocorre no fosfoenolpiruvato, é quando um grupo fosfato é tirado do substrato para formar o produto .
Glicólise 
As etapas irreversíveis são : Hexoquinase, fosfrutoquinase e piruvato quinase estas etapas são regulatórias da via.
FASE PREPARATÓRIA: há a preparação para a transferência de elétrons e a fosforilação do ADP, utilizando a energia da hidrólise de ATP.
1ª etapa
Ocorre a fosforilação da glicose, pela enzima Hexoquinase, para que glicose permaneça na célula. O fosfato é adicionado ao carbono 6 da molécula de glicose, portanto, o produto será glicose-6-fosfato. É importante ressaltar que a glicose não perde nenhum carbono, há apenas um rearranjo na sua estrutura.
Para a adição do fosfato (fosforilação) à glicose, há o primeiro gasto de energia.
GLICOSE + ATP -> G6P + ADP
2ª etapa
Há a isomerização da glicose-6-fosfato, formando frutose-6-fosfato. A enzima que catalisa esta reação é a glicose fosfato isomerase. Novamente, há apenas um rearranjo, sem perca de carbono, visto que a glicose é uma aldose, e a frutose é uma cetose, mas ambas são hexoses. 
3ª etapa
A frutose-6-fosfato é fosforilada, produzindo frutose-1,6-bisfosfato. Esta reação é acoplada à hidrólise de ATP, constituindo então o segundo gasto de energia. A G6P e a F6P podem desempenhar papéis em outras vias, mas a frutose-1,6-bisfosfato não, por isso este é um ponto irreversível da glicólise. A enzima que catalisa esta reação é a fosfofrutoquinase.
4ª etapa
Ocorre a divisão da frutose-1,6-bisfosfato em dois fragmentos de 3 carbonos, formandoDiidroxiacetona fostato e Gliceraldeído-3-fosfato. A enzima que catalisa esta reação é a aldolase.
5ª etapa
A Diidroxiacetona fostato é convertida em Gliceraldeído-3-fosfato, pela enzima triose fosfato isomerase.
Nota-se que uma molécula de glicose (hexose) foi quebrada e convertida a duas moléculas de Gliceraldeído-3-fosfato (triose), portanto, as reações que se seguem serão representadas apenas uma vez, mas na realidade, duas moléculas de Gliceraldeído-3-fosfato estarão participando de reações iguais.
FASE DE PAGAMENTO: até este momento, não houve nenhuma reação oxidativa, e foram usados 2 ATP. Por isso, esta fase recebe este nome, visto que haverá o pagamento dos das moléculas de ATP gastas, com saldo positivo de 2 ATP e 2 Piruvatos.
6ª etapa
Ocorre a oxidação do Gliceraldeído-3-fosfato a 1,3-bisfosfoglicerato, pela enzima Gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase. Esta é a reação característica da glicólise, porque envolve a adição de fosfato ao Gliceraldeído-3-fosfato e transferência de elétrons para o NAD+ (nicotinamida adenina dinucleotídio). O NAD+ é um transportador de energia, e é reduzido a NADH ao receber dois elétrons e um próton.
7ª etapa
Há a produção de ATP pela fosforilação do ADP, pela enzima Fosfoglicertato quinase, e o 1,3-bisfosfoglicerato se converte em 3-Fosfoglicerato. Temos então, o pagamento do ATP gasto. Diferentemente da etapa 6, a fosforilação não é oxidativa, pois não há transferência de elétrons, e sim de fosfato, em nível de substrato. 
Vale ressaltar, portanto, que 2 ATP foram produzidos, já que temos esta reação em dobro.
8ª etapa
Há um rearranjo do 3-Fosfoglicerato, e o fosfato passa do carbono 3 para o carbono 2. Isso acontece pela enzima fosfogliceromutase. Forma-se então o 2-Fosfoglicerato.
9ª etapa
Ocorre a desidratação do 2-fosfoglicerato, formando fosfoenolpiruvato, pela enzima enolase.
10ª etapa
O Fosfoenolpiruvato transfere fosfato ao ADP, pela enzima Piruvato quinase, produzindo então, 2 moléculas de piruvato e 2 ATP (lembre-se que a reação acontece duas vezes).
FOSFOENOLPIRUVATO + ADP -> PIRUVATO + ATP
Fase preparatória: gasto de 2 ATP
Fase de pagamento: produção de 4 ATP e 2 Pituvatos
Saldo positivo de 2 ATP e 2 Piruvatos, além de 2 NADH.
Pontos de controle da glicólise
  Se o organismo não necessitar urgentemente de energia, as vias podem ser "desativadas", para que haja economia de energia. Na glicólise, há então 3 pontos de controle da via:
1º - glicose para glicose-6-fosfato
2º - frutose-6-fosfato para frutose-1,6-bisfosfato (inibição da fosfofrutoquinase pelo excesso de ATP)
3º - fosfoenolpiruvato a piruvato (inibição da piruvato quinase por ATP).
  O piruvato formado segue um dos seus três destinos: formação do etanol ou lactato (ambas são vias anaeróbicas) ou a formação da Acetil-CoA (via aeróbica - do Ciclo de Krebs). Os organismos mais desenvolvidos como o homem, transformam o piruvato em Acetil-CoA. As células musculares podem seguir a via do Acetil-CoA ou do Lactato, sendo que esta não há um grande saldo de ATP, por isso é uma via utilizada em situações de emergência, como exercícios físicos sem preparação.
Marillia Guinancio – Odontologia 2012.2