Integracao_e_regulacao_metabolica_Biotransformacoes_2011.2

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Prof. Luiz Bezerra de Carvalho Junior 
INTEGRAÇÃO E REGULAÇÃO METABÓLICA 
1ª Parte.
BIOTRANSFORMAÇÕES
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REVISÃO
SOBRE 
NATUREZA DA VIDA
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SISTEMAS BIOLÓGICOS = ABERTOS.
EQUILÍBRIO ESTACIONÁRIO.
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EQUILÍBRIO ESTACIONÁRIO
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SERES VIVOS MANTÊM-SE 
EM
EQUILÍBRIO ESTACIONÁRIO
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EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO = Morte!
Entrada 
de água = 0
Saída de água = 0
Ve=Vs
Martelo d’água não funciona!
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VIVER É BUSCAR ORDEM E ELIMINAR DESORDEM.
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Sistemas abertos.
SÍNTESE DA TERMODINÂMICA DA VIDA.
Ordem
Desordem
Ordem
Ordem própria
2ª Lei Termodinâmica.
ΔH= ΔG+T. ΔS
Processos endergônicos
Simples ao complexo.
Processos exergônicos
catabolismo
Anabolismo
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Sistemas abertos.
SÍNTESE DA TERMODINÂMICA DA VIDA.
ALIMENTOS
CO2, H2O, urina, suor etc.
Ordem
Ordem própria
Processos endergônicos
Simples ao complexo.
Processos exergônicos
catabolismo
Anabolismo
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Acoplamento de processo exergônico a endergônico.
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Bioquímica dos seres vivos.
Moléculas ricas em energia (ORDEM).
Anabolismo. 
DESORDEM 
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METABOLISMO = CATABOLISMO + ANABOLISMO
Conjunto de reações seqüenciais e controladas.
Reações são majoritariamente catalisadas (ENZIMAS).
Enzimas = específicas = direcionam as vias metabólicas.
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SISTEMA 
BIOLÓGICO
Biomoléculas fundamentais
ENERGIA
ATP
SÍNTESE DO METABOLISMO.
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ANALOGIA DO METABOLISMO COM METRÔ
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http://de.geocities.com/tok_subway/tokyo.htm
Analogia Metabolismo e Metrô de Tóquio
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Analogia Metabolismo e Metrô de Tóquio
Estações ≈ moléculas;
Vagão ≈ enzimas;
As vias férreas ≈ reações;
Estações estão interligadas nas vias mediante os vagões;
Compostos estão interligados nas vias metabólicas via enzimas;
Controles local e central do deslocamento dos metrôs;
Controle local e central das vias metabólicas 
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Analogia Metabolismo e Metrô.
Compostos estão interligados nas vias metabólicas;
Controle local e central das vias metabólicas 
Exemplo: 
o carbono de uma glicose pode aparecer em um grande número de outros compostos;
Ingestão de grandes quantidades de glicose pode aparecer sob a forma de gordura;
Desnutrição pode mobiliar gorduras e proteínas para fornecer energia
ETC.
Exemplo: 
Local:
Inibição enzimática por excesso de produto formado;
Inibição enzimática por um produto remoto da via (alosteria);
Ativação enzimática por um produto remoto da via (alosteria);
Hormonal;
ETC.
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INTEGRAÇÃO E REGULAÇÃO METABÓLICA 
Objetivos:
Descrever os mecanismos locais de controle metabólico.
Inibição enzimática por excesso de produto formado;
Inibição/ativação enzimática por produto remoto – Alosteria.
Descrever o controle metabólico via síntese enzimática.
Descrever o controle metabólico por compartimentalização
Descrever o controle metabólico central (Sistema nervoso e endócrino). 
Reconhecer as principais vias metabólicas e suas inter-relações.
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VIAS METABÓLICAS MAIS IMPORTANTES EM HUMANOS: 
Glicólise - oxidação da glicose a fim de obter ATP 
Ciclo de Krebs - oxidação do acetil-CoA a fim de obter energia 
Fosforilação oxidativa - eliminação dos elétrons libertados na oxidação 
	da glicose e do acetil-CoA. Grande parte da energia libertada neste processo pode ser armazenada na célula sob a forma de ATP. 
Via das pentoses-fosfato - síntese de pentoses e poder redutor para reações anabólicas 
Ciclo da uréia - eliminação de NH4+ sob formas menos tóxicas 
β-Oxidação dos ácidos graxos - transformação de ácidos graxos em acetil-CoA, para posterior utilização pelo ciclo de Krebs. 
Gliconeogênese - síntese de glicose a partir de moléculas menores 
	para posterior utilização pelo cérebro. 
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http://www.genome.jp/kegg/pathway.html
Representação esquemática das vias metabólicas pelo KEGG.
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http://www2.ufp.pt/~pedros/bq/integracao.htm
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http://www.proximus.com.br/newsletter/2008/novembro/imagens/cameron2.jpg
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http://www.proximus.com.br/newsletter/2008/novembro/imagens/cameron1.jpg
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http://www.proximus.com.br/newsletter/2007/julho/pag2.php
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Controle local das vias metabólicas 
Inibição enzimática por excesso de produto formado;
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Controle local das vias metabólicas 
Inibição/ativação enzimática por produto remoto:
ALOSTERIA 
Inibe/ativa.
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A
B
C
D
F
G
Enzima5 
Enzima3 
Enzima4 
Enzima2 
Enzima1 
ALOSTERIA EM ENCRUZILHADAS METABÓLICAS.
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CONTROLE NA SÍNTESE DAS ENZIMAS
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A
B
C
D
F
G
Enzima5 
Enzima3 
Enzima4 
Enzima2 
Enzima1 
DESUSO 
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CONTROLE POR COMPARTIMENTALIZAÇÃO
Via catabólica
Via anabólica
Citossol
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Controle central das vias metabólicas 
Modelo de comunicação de Claude Shanon
Mensagem
↓Especificidade
Discreto 
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Modelo de comunicação de Claude Shanon
Exemplo 
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Canal discreto:
	Aula à distância (televisão);
	Telefone;
	Correio eletrônico;
	Sistema nervoso;
	Etc.
Canal difuso:
	Aula presencial;
	Hormônio
	Etc.
Exemplos de canais.
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Canal discreto:
	Sistema nervoso;
Canal difuso:
	Hormônio
Regulação.
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FIM
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INTEGRAÇÃO E REGULAÇÃO METABÓLICA 
2ª Parte.
Prof. Luiz Bezerra de Carvalho Junior 
BIOTRANSFORMAÇÕES
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Canal discreto:
	Sistema nervoso;
Canal difuso:
	Hormônio
Regulação.
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Sinalização 
neuronal
Células alvos
Contração muscular
Secreção
Impulso 
nervosos
Regulação.
Sistema nervoso;
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Células alvos
Sinalização endócrina
Contração muscular
Secreção
Impulso 
nervosos
Vasos sanguíneos
Alterações metabólicas
Regulação.
Hormônio
Hormônios
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Regulação.
Sistema nervoso;
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Regulação.
Sistema nervoso;
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Regulação.
Hormônio
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Profa. Nereide Magalhães
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Lehninger
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Profa. Nereide Magalhães
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Lehninger
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http://www2.ufp.pt/~pedros/bq/integracao.htm#perfil
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FIM