Aula 2 Bioquímica Enfermagem UFAC Água

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

ÁGUA 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE 
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE E DESPORTO 
CURSO DE BACHARELADO EM ENFERMAGEM 
DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA III 
PROF. DR. RICARDO DE ARAÚJO MARQUES 
2017.1 
 BUSCA DE VIDA FORA DA TERRA – ÁGUA NO ESTADO LÍQUIDO 
ÁGUA 
VIAGEM EXPLORATÓRIA À EUROPA - 2020 
FONTES TERMAIS SUBMARINAS 
I – INTERAÇÕES FRACAS EM SISTEMAS AQUOSOS 
  ESTRUTURA DA ÁGUA 
  LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO 
II – IONIZAÇÃO DA ÁGUA E DE ÁCIDOS E BASES FRACAS 
  DEFINIÇÃO DE PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA, pH E pka 
  CURVAS DE TITULAÇÃO 
III – TAMPONAMENTO CONTRA MUDANÇA DE pH EM SISTEMAS BIOLÓGICOS 
ROTEIRO DA AULA 
ÁGUA 
 O PRIMEIRO ORGANISMO VIVO NA TERRA SEM DÚVIDA NASCEU EM UM 
AMBIENTE AQUOSO 
 
 O CURSO DA EVOLUÇÃO TEM SIDO MOLDADO PELAS PROPRIEDADES DO 
MEIO AQUOSO NO QUAL A VIDA COMEÇOU 
ÁGUA 
 A ÁGUA É A SUBSTÂNCIA MAIS ABUNDANTE NOS SISTEMAS VIVOS 
ÁGUA 
 AS LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO SÃO RESPOSÁVEIS PELAS PROPRIEDADES INCOMUNS DA ÁGUA 
ÁGUA 
I – INTERAÇÕES FRACAS EM SISTEMAS AQUOSOS 
 A ÁGUA TEM PONTO DE FUSÃO, EBULIÇÃO E CALOR DE VAPORIZAÇÃO MAIS ALTOS DO 
QUE OUTROS SOLVENTES COMUNS 
104,5O 
 ESTRUTURA DA ÁGUA 
ÁGUA 
ÁGUA 
ENERGIA DE DISSOCIAÇÃO DA LIGAÇÃO 
 
 
LIGAÇÃO COVALENTE 
 
LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO 
470 kJ/MOL 
23 kJ/MOL 
 A LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO 
 FORNECEM AS FORÇAS COESIVAS QUE FAZEM A ÁGUA 
UM LÍQUIDO À TEMPERATURA AMBIENTE 
ÁGUA 
LIGAÇÕES DE 
HIDROGÊNIO 
ESTÁVEIS 
LIGAÇÕES DE 
HIDROGÊNIO SE 
QUEBRAM E SE 
FORMAM – 10-12 s 
NÃO HÁ LIGAÇÕES 
DE HIDROGÊNIO 
 LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO X ESTADOS FÍSICOS DA ÁGUA 
ÁGUA 
 O COMPORTAMENTO ANÔMALO DA ÁGUA 
ÁGUA 
 A ÁGUA FORMA LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO COM SOLUTOS POLARES 
 ACEPTOR DE HIDROGÊNIO: ÁTOMO ELETRONEGATIVO (O,N) 
 
 DOADOR DE HIDROGÊNIO: HIDROGÊNIO LIGADO A ÁTOMO ELETRONEGATIVO (N,O) 
ÁGUA 
 ALGUMAS LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO DE IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA 
ÁGUA 
 ORIENTAÇÃO DAS LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO 
 AS LIGAÇÕES SÃO MAIS FORTES QUANDO AS MOLÉCULAS LIGADAS ESTÃO ORIENTADAS 
DE FORMA A MAXIMIZAR AS INTERAÇÕES ELESTROSTÁTICAS 
 
 AS LIGAÇÕES SÃO ALTAMENTE DIRECIONAIS E SÃO CAPAZES DE MANTER DUAS 
MOLÉCULAS OU GRUPOS EM UM ARRANJO DE GEOMETRIA ESPECÍFICA 
ÁGUA 
 MOLÉCULAS HIDROFÍLICAS: SÃO POLARES OU CARREGADAS 
 MOLÉCULAS HIDROFÓBICAS: SÃO APOLARES 
 MOLÉCULAS ANFIPÁTICAS: REGIÕES POLARES E REGIÕES APOLARES 
 A ÁGUA INTERAGE ELETROSTATICAMENTE COM SOLUTOS CARREGADOS: A ÁGUA COMO SOLVENTE 
ÁGUA 
 A ÁGUA INTERAGE ELETROSTATICAMENTE COM SOLUTOS CARREGADOS: A ÁGUA COMO SOLVENTE 
 A ENTROPIA AUMENTA QUANDO UMA SUBSTÂNCIA CRISTALINA SE DISSOLVE 
 
 A ÁGUA É EFETIVA NA BLINDAGEM DE INTERAÇÕES ELETROSTÁTICAS ENTRE ÍONS 
DISSOLVIDOS – ALTA CONSTANTE DIELÉTRICA 
ÁGUA 
 GASES APOLARES SÃO FRACAMENTE SOLÚVEIS EM ÁGUA 
ÁGUA 
 COMPOSTOS APOLARES FORÇAM MUDANÇAS ENERGETICAMENTE DESFAVORÁVEIS NA 
ESTRUTURA DA ÁGUA 
ÁGUA 
 COMPORTAMENTO DE COMPOSTOS ANFIPÁTICOS EM SOLUÇÃO AQUOSA 
GRUPO DA 
“CABEÇA” POLAR 
“CALDA” 
HIDROCARBONADA 
INTERAÇÕES 
HIDROFÓBICAS 
ÁGUA 
 A LIBERAÇÃO DE ÁGUA ORDENADA FAVORECE A FORMAÇÃO DE UM COMPLEXO 
ENZIMA-SUBSTRATO 
ÁGUA 
 AS INTERAÇÕES DE VAN DER WAALS SÃO ATRAÇÕES INTERATÔMICAS FRACAS – DIPOLOS 
TRANSITÓRIOS 
ÁGUA 
 O PODER DAS INTERAÇÕES DE VAN DER WAALS !!! 
ÁGUA 
 INTERAÇÕES FRACAS SÃO CRUCIAIS PARA A ESTRUTURA E FUNÇÃO DAS MACROMOLÉCULAS 
A ÁGUA NA HEMOGLOBINA 
ÁGUA 
 SOLUTOS ALTERAM AS PROPRIEDADES COLIGATIVAS DE SOLUÇÕES AQUOSAS 
 SOLUTOS DE TODOS OS TIPOS ALTERAM AS PROPRIEDADES FÍSICAS DO SOLVENTE, A ÁGUA: 
 
- PRESSÃO DE VAPOR; 
- PONTO DE EBULIÇÃO E FUSÃO (PONTO DE CONGELAMENTO); 
- PRESSÃO OSMÓTICA 
 DEPENDE SO NÚMERO DE PARTÍCULAS DE SOLUTO, E NÃO DA SUA MASSA 
 
 AS MOLÉCULAS DE ÁGUA TENDEM A SE MOVER DE UMA REGIÃO DE MAIOR 
CONCENTRAÇÃO DE ÁGUA PARA UMA DE MENOR CONCENTRAÇÃO (DESORDEM) 
 
 QUANDO DUAS SOLUÇÕES AQUOSAS SÃO SEPARADAS POR UMA MEMBRANA 
SEMIPREMEÁVEL A DIFUSÃO DAS MOLÉCULAS DE ÁGUA PROVOCA PRESSÃO OSMÓTICA 
ÁGUA 
 OSMOSE: MOVIMENTO DE ÁGUA ATRAVÉS DE 
UMA MEMBRANA SEMIPERMEÁVEL OCASIONADO 
POR DIFERENÇAS NA PRESSÃO OSMÓTICA 
ÁGUA 
II - IONIZAÇÃO DA ÁGUA E DE ÁCIDOS E BASES FRACAS 
 A ÁGUA PURA É LEVEMENTE IONIZADA 
 A IONIZAÇÃO DA ÁGUA É EXPRESSA PELA CONSTANTE DE EQUILÍBRIO: 
 
[H+ ] [OH-] Keq = 
[H20] 
(2) 
H20 H
+ + OH- (1) 
 NA ÁGUA PURA A 25 C, A CONCENTRAÇÃO DE ÁGUA É DE 55,5 M 
ÁGUA 
 SUBSTITUINDO 
 REARRANJANDO 
 (55,5) (Keq) = [H
+ ] [OH-] = KW 
PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA 
A 25 C 
(3) 
[H+ ] [OH-] 
Keq = 
[H20] 
(2) 
[H+ ] [OH-] 
Keq = 
[55,5] 
 O VALOR PARA O Keq, DETERMINADO EXPERIMENTALMENTE PARA ÁGUA PURA É 1,8 X 10
-16 A 25 C, 
SUBSTITINDO NA EQUAÇÃO (4) TEREMOS: 
ÁGUA 
KW = [H
+ ] [OH-] = (55,5M)(1,8 X 10-16) 
KW = 1,0 X 10
-14
 
 QUANDO EXISTEM CONCENTRAÇÕES IGUAIS DE H+ E OH- , COMO NA ÁGUA PURA, DIZ-SE QUE A 
SOLUÇÃO ESTÁ EM pH NEUTRO. NESSE pH, A CONCENTRAÇÃO DE H+ E OH- PODE SER CALCULADA A 
PARTIR DO PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA COMO SE SEGUE: 
KW = [H
+ ] [OH-] = [H+ ]2 = [OH-] 2 
 RESOLVENDO-SE PARA [H+ ] TEM-SE: 
[H+ ] = KW = 1,0 X 10
-14 
[H+ ] = [OH-] = 10-7 
ÁGUA 
 A ESCALA DE PH INDICA AS CONCENTRAÇÕES DE H+ E OH- 
1 pH = log 
[H+ ] 
= - log [H+ ] 
 PARA UMA SOLUÇÃO NEUTRA A 25 C, NA QUAL A CONCENTRAÇÃO DOS ÍONS 
HIDROGÊNIO É EXATAMENTE 1,0 X 10-7, O pH PODE SER CALCULADO COMO SE 
SEGUE: 
pH = log 
1 
 1,0 X 10-7 
 = 7 
 O TERMO pH É DEFINIDO PELA EXPRESSÃO: 
ÁGUA 
pH + pOH = 14 
[H+ ] [OH-] = 10-14 
 A ESCALA DE pH 
 ÁCIDOS E BASES FRACAS TEM CONSTANTES DE DISSOCIAÇÃO CARACTERÍSTICAS 
 ÁCIDOS SÃO SUBSTÂNCIAS DOADORAS DE PRÓTONS 
 BASES SÃO SUBSTÂNCIAS ACEPTORAS DE PRÓTONS 
[H+ ] [A-] Keq = 
[HA] 
= Ka HA H+ + A- 
CONSTANTE DE 
DISSOCIAÇÃO ÁCIDA 
ÁGUA 
CH3COO
- + H+ CH3COOH
 
(ÁCIDO CONJUGADO) (BASE CONJUGADA) 
1 pKa = log 
[Ka] 
= - log [Ka] 
 QUANTO MENOR O VALOR DO pka MAIS FORTE O ÁCIDO 
ÁGUA 
 CURVAS DE TITULAÇÃO REVELAM O 
pka DE ÁCIDOS FRACOS 
EQUAÇÃO DE HENDERSON-HASSELBALCH 
É VALIDA PARA AS CURVAS DE TITULAÇÃO 
DE TODOS OS ÁCIDOS FRACOS 
ÁGUA 
III - TAMPONAMENTO CONTRA MUDANÇA DE pH EM SISTEMAS BIOLÓGICOS 
 TAMPÕES SÃO SISTEMAS AQUOSOS QUE TENDEM A RESISTIR A MUDANÇAS DE pH QUANDO 
PEQUENAS QUANTIDADES DE ÁCIDO (H+) OU BASE (OH-) SÃO ADICIONADAS 
 
 
 UM SISTEMA TAMPÃO CONSISTE DE UM ÁCIDO FRACO (O DOADOR DE PRÓTONS) E SUA BASE 
CONJUGADA (O ACEPTOR DE PRÓTONS) 
 
 
 
 
 
 
 O TAMPONAMENTO RESULTA DO EQUILÍBRIO ENTRE DUAS REAÇÕES REVERSÍVEIS 
OCORRENDO EM UMA SOLUÇÃO DE CONCENTRAÇÕES QUASE IGUAIS DE DOADOR DE 
PRÓTONS E DE SEU ACEPTOR DE PRÓTONS CONJUGADO 
HA H+ + A- 
(DOADOR DE PRÓTONS) (ACEPTOR DE PRÓTONS) 
ÁGUA 
 O PAR ÁCIDO ACÉTICO/ACETATO COMO SISTEMA TAMPÃO 
ÁGUA 
 ÁCIDOS OU BASES FRACAS TAMPONAM CÉLULAS E TECIDOS CONTRA 
MUDANÇAS DE PH 
 O SISTEMA TAMPÃO FOSFATO: CITOPLASMA DAS CÉLULAS 
 O SISTEMA TAMPÃO BICARBONATO: PLASMA SANGUÍNEO 
H2PO4
- H+ + HPO4
2- FAIXA DE TAMPONAMENTO pH 5,9-7,9 
ÁGUA 
 DIABETES NÃO TRATADO PRODUZ ACIDOSE E AMEAÇA A VIDA 
 O PLAMA SANGUÍNEO HUMANO NORMALMENTE TEM UM pH DE 7,35 A 7,45. 
 ENZIMAS MOSTRAM MÁXIMA ATIVIDADE CATALÍTICA EM UM pH CARACTERÍSTICO, CHAMADO DE 
pH ÓTIMO. 
CORPOS CETÔNICOS PRODUZIDOS PELA β-
OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS 
ÁGUA 
CONCEITOS IMPORTANTES 
 
1 – A ÁGUA É UMA MOLÉCULA POLAR, CAPAZ DE FORMAR LIGAÇÕES
DE HIDROGÊNIO ENTRE SUAS 
MOLÉCULAS E COM SOLUTOS. 
 
2- AS LIGAÇÕES DE HIDROGÊNiO SÃO CURTAS, BASICAMENTE ELETROSTÁTICAS E MAIS FRACAS QUE AS 
LIGAÇÕES COVALENTES. 
 
3 – A ÁGUA É UM BOM SOLVENTE PARA COMPOSTOS POLARES (HIDROFÍLICOS) E DISSOLVE 
FRACAMENTE OS COMPOSTOS APOLARES (HIDROFÓBICOS). 
 
4 – INTERAÇÕES FRACAS E NÃO COVALENTES, EM GRANDE NÚMERO, INFLUENCIAM DECISIVAMENTE O 
ENOVELAMENTO DE MACROMOLÉCULAS. 
 
5 – A ÁGUA PURA SE IONIZA LEVEMENTE, FORMANDO NÚMERO IGUAL DE ÍONS HIDROGÊNIO E ÍONS 
HIDRÓXIDO. 
 
CONCEITOS IMPORTANTES 
 
6 – O pH DE UMA SOLUÇÃO AQUOSA REFLETE, EM ESCALA LOGARITMICA, A CONCENTRAÇÃO DE ÍONS 
HIDROGÊNIO: 
 
 
 
 
7 – QUANTO MAIOR A ACIDEZ DE UMA SOLUÇÃO, MAIS BAIXO É O pH. 
 
8 – O pKa EXPRESSA, EM ESCALA LOGARITMICA, O FARÇA RELATIVA DE UM ÁCIDO OU BASE FRACA: 
 
 
 
 
 
9 – QUANTO MAIS FORTE O ÁCIDO, MENOR É SEU VALOR DE pKa. 
ÁGUA 
1 pKa = log 
[Ka] 
 = - log[Ka] 
1 pH = log 
[H+ ] 
= - log[H+ ] 
ÁGUA 
CONCEITOS IMPORTANTES 
 
10 – UMA MISTURA DE UM ÁCIDO FRACO (OU BASE) E SEUS SAIS RESISTE A MUDANÇAS DE pH, 
CAUSADAS PELA ADIÇÃO DE H+ OU OH-. A MISTURA, PORTANTO, FUNCIONA COMO TAMPÃO. 
 
11 – O pH DE UMA SOLUÇÃO DE ÁCIDO OU BASE FRACA E SEUS SAIS É DADO PELA EQUAÇÃO DE 
HENDERSON-HASSELBALCH. 
 
 
 
 
 
11 – EM CÉLULAS E TECIDOS, TAMPÕES MATÉM OS FLUIDOS INTRACELULARES E EXTRACELULARES EM 
SEU pH ÓTIMO (FISIOLÓGICO), QUEM EM GERAL É PRÓXIMO DE 7. AS ENZIMAS COSTUMAM TER 
ATIVIDADE ÓTIMA NESSE pH. 
 
13 – CONDIÇÕES DE SAÚDE QUE DIMINUEM O pH SANGUÍNEO, CAUSANDO ACIDOSE, OU AUMENTAM, 
CAUSANDO ALCALOSE, PODEM AMEAÇAR A VIDA. 
CONTEÚDO PARA A PRÓXIMA AULA 
 QUINTA-FEIRA 08/06/2017) 
LER O CAPÍTULO 6 – ENZIMAS 
 ENTREGAR A LISTA DE EXERCÍCIOS IV