BIOENERGÉTICA

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BIOENERGÉTICA
Prof. Carbene França Lopes
Departamento de Química
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Metabolismo Celular
Conjunto altamente organizado e complexo de reações químicas que caracterizam a atividade celular
Funções do metabolismo
1- Obtenção de energia livre para a realização de
trabalho celular
2- Biossíntese de biomoléculas
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	Ciclo do Carbono
Há dois tipos de seres vivos
➔Autotróficos = utilizam o CO2 como fonte de 			 carbono
➔Heterotróficos = utilizam compostos orgânicos mais complexos como fonte de carbono (ex.: glicose)
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Principio Geral da bioenergética
	O catabolismo libera a energia que será utilizada no anabolismo
 Esta energia precisa ser captada e transportada para ser utilizada, sob duas formas possíveis:
➔Na forma de elétrons do átomo de hidrogênio
➔Na forma de radical fosfato
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	A Bioenergética descreve a transferência e a utilização da energia em sistemas biológicos
 Bioenergética prediz se um processo é possível
	ENERGIA LIVRE
	ΔG = ΔH - T ΔS
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	ENERGIA LIVRE
 ΔG = ΔH - T ΔS
ΔG = Variação na energia livre (energia disponível para realizar trabalho) “Prediz se uma reação é favorável”
ΔH = Variação na entalpia (calor liberado ou absorvido durante uma reação)
ΔS = Variação na entropia (medida da desorganização)
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	A variação na energia livre, ΔG, pode ser utilizada para predizer o sentido de uma reação
ΔG negativo = há perda líquida de energia, a reação anda espontaneamente.
Reação Exergônica.
ΔG positivo = há ganho líquido de energia, a reação não anda espontaneamente.
Reação Endergônica.
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PRINCÍPIOS DA BIOENERGÉTICA
	
PRINCÍPIO 1 
	Quando ocorre número igual de ligações ricas em energia a reação é isoesergônica e pode ocorrer nos dois sentidos.
 ATP + Creatina ↔ ADP + Creatina Fosfato
 2 0 1 1
 PRINCÍPIO 2 
 Quando o número de ligações ricas em energia é maior nos reagentes – a reação é exergônica e favorece a transformação de reagentes em produtos.
 ATP + Glicose → ADP + Glicose-6-Fosfato
 2 0 1 0
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	PRINCÍPIO 3
	 Quando o número de ligações ricas em energia é maior nos produtos que nos reagentes – a reação é Endergônica, é favorecida para a esquerda.
 UTP + Glicose-1-Fosfato ← UDP-Glicose + PPi
 2 0 2 1
 PRINCÍPIO 4 
 Quando o número de ligações pobres é o mesmo nos reagentes e produtos, a reação é isoesergônica e pode ocorrer em qualquer sentido.
	Glicose-6-Fosfato ↔ Glicose-1-Fosfato
	 1 1
	PRINCÍPIO 5
	 Hidrólise dos compostos ricos ou pobres é exergônica.
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TRANSPORTADORES DE ELÉTRONS
	  As desidrogenases são enzimas que catalisam a desidrogenação de substratos. 
    São específicas dos substratos .
     Encontram-se sempre associadas a coenzimas, transportadores de prótons.
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TRANSPORTADORES DE ELÉTRONS
 Vias catabólicas = oxidativas = libera elétrons
 Vias anabólicas = redutoras = ganha elétrons
Esta energia é transportada na forma de pares de elétrons do hidrogênio por coenzimas transportadoras
NAD, FAD e o NADP
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NAD (NICOTINAMIDA ADENINA DINUCLEOTIDEO)
 Capaz de sofrer reações de oxi-redução de acordo com a situação metabólica da célula
 OXI-RED do NAD
 NAD+ + 2e- + 2 H+ NADH + H+
NADP (nicotinamida adenina dinucleotideo fosfato)
	 NADP+ + 2e- + 2 H+ NADPH + H+
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O NAD+ é reduzido fixando um elétron e um átomo de hidrogénio:
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		FAD (Flavina adenina dinucleotideo)
Tem função e mecanismo ação idêntica ao NAD
	 FAD+ + 2e- + 2 H+ FADH2
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 O FAD, outra dos coenzimas das desidrogenases, é capaz de fixar simultaneamente dois elétrons e dois prótons
		FAD + 2H ---> FADH2
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Citocromos
Nos Citocromos, Fe+++ atua  como oxidante que, ao captar um elétron, é reduzido em Fe++ e atua como redutor que, ao libertar um elétron, é oxidado em Fe+++.
     		 Fe++  		   Fe+++ + e-
Portanto: 
 aquele que se oxida é o redutor; aquele que se reduz, é o oxidante
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Transportadores de fosfatos
	
ATP = Trifosfato de adenosina (uma molécula de
adenosina a qual estão ligados três grupos fosfato
É o principal transportador de energia no metabolismo energético
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O ATP é formado a partir da adição de uma molécula de fosfato inorgânico a uma molécula de ADP. (Endergônico). A ligação de alta energia formada é quebrada liberando energia. (Exergônico)
ADP + Pi + 7,3 Kcal ATP + H2O ∆G0 = +7,3 Kcal/mol
ATP + H2O ADP + Pi + 7,3 Kcal ∆G0 = -7,3 Kcal/mol 
 
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➔Se um fosfato é removido ATP = ADP (difosfato de adenosina)
➔Se dois fosfatos forem removidos ATP = AMP (monofosfato de adenosina)
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-7,3 Kcal/mol
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Base química para a grande variação de energia livre 
associada à hidrólise do ATP
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Energia livre padrão de hidrólise de outros 
compostos fosforilados e tioésteres 
	
-14,8 Kcal/mol
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-10,3 Kcal/mol
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Compostos biológicos fosforilados de alta energia 
	
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