Bioenergética e Metabolismo

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Professora Especialista Vanessa Martins
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	Parte da bioquímica que estuda os fenômenos energéticos nos seres vivos. Aborda a forma como a energia é obtida, armazenada e utilizada pelos organismos.
	Termodinâmica : ramo da ciência que estuda as formas de energia e suas transformações. Fundamenta-se em dois princípios (leis):
1 – A energia do universo é constante
2 – A entropia do universo tende a aumentar
 Entropia = grau de desordem ou de acaso.
 
 ENERGIA → criar e manter organização 
	
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 △G = △H – T.△ S
Energia livre (△G) – é a variação da energia útil em uma transformação, ou seja a energia que pode ser empregada para realizar trabalho.
Entropia (△S) - grau de desordem atômico molecular de um sistema.
Entalpia (△H) – quantidade total de energia interna (conteúdo calórico) disponível em um sistema, reflete o número e os tipos de ligações químicas nos reagentes e produtos.
T = temperatura em graus Kelvin
 A variação da energia útil em uma transformação é igual a variação da entalpia menos a variação da energia empregada na manutenção da ordem. 
 
			
				
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www.profpc.com.br
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Reações entre biomoléculas: geralmente são muito lentas, pois as biomoléculas são grandes, apresentam pequeno estado de agitação e não se chocam de modo adequado com muita facilidade.
Solução: ENZIMAS → São catalisadores biológicos, ou seja aceleram a velocidade das reações químicas. Promovem um arranjo molecular que posiciona as biomoléculas de forma adequada, facilitando o choque entre elas e diminuindo a energia de ativação necessária para que a reação aconteça.
X = energia de ativação (sem enzima)
Y = energia de ativação (com enzima)
Z = variação da energia na reação.
www.sosquimica.com.br 
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	Em teoria todas as reações poderiam ser reversíveis, já que os produtos formados poderiam chocar-se entre si, regenerando os reagentes. Porém na prática, algumas reações são irreversíveis, já que nem sempre os produtos conseguem se chocar na posição adequada para formar os reagentes, tornando a reação muita lenta e inviável.
			
 A + B ↔ C + D 
A + B → C + D (v1) v1 ›››› v2 → a reação será irreversível!
C + D → A + B (V2) v1 = v2 → a reação será reversível!
	Nos sistemas biológicos, frequentemente, uma reação endotérmica ocorre acoplada a uma reação exotérmica. A energia fica armazenada em compostos ricos em energia, como por exemplo o ATP.
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Palavra de origem grega (metabolé) que significa mudança,
transformação.
Corresponde ao conjunto de reações químicas realizadas pelos
organismos com a finalidade de obter energia, renovar suas moléculas e
garantir a continuidade do estado organizado.
Pode ser dividido em:
	
		Catabolismo: Reações que liberam energia (exotérmicas).
		Anabolismo : Reações que requerem energia (endotérmicas).
		
		 catabolismo -------------- ATP -------------- anabolismo 		
			 NADPH
 energia
 energia
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PELCZAR, 1997
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Seres Autótrofos (fotossíntese)
 6 CO2 + 6H2O + energia solar → C6H12O6 + 6O2
Seres Heterótrofos (respiração celular) 
 C6H12O6 + 6O2 → 6 CO2 + 6H2O + energia (ATP)
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	ATP → adenosina trifosfato
	
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1 – Armazena energia em suas ligações (entre os fosfatos)
ATP → ADP + fosfato + energia 
2 – Ativa biomoléculas 
Ex: 
glicose + ATP → glicose 6P + ADP 
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ADP + fosfato → ATP
Mecanismos:
 Fosforilação em nível de substrato 
	 Um composto rico em energia transforma-se em um de baixa entalpia, sendo a energia liberada pela reação, suficiente para ligar um ADP a um P, formando um ATP. Neste tipo de fosforilação não é necessário consumo de oxigênio.
 Fosforilação oxidativa
	 A produção de ATP ocorre durante a cadeia respiratória (via metabólica). Neste caso é necessário consumo de oxigênio e são produzidos dois ou três ATPs.
	
Energia
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	São reações químicas com transferência de elétrons e, em alguns casos, prótons de hidrogênio.
Oxidação: doação de elétrons
Redução: recebimento de elétrons
Agente oxidante: recebe elétrons
Agente redutor: doa elétrons
Potencial redox: capacidade que uma substância tem de doar ou receber elétrons.
COOH-CH2-CH2-COOH + FAD  COOH-CH=CH-COOH + FADH2
 (succinato) (fumarato) 
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