Introdução a bioquímica - Prof. caio

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Prof. Ms Caio Victor Coutinho de Oliveira
Bioquímica: Fundamentos
Básicos
Objetivos 
 Relatar brevemente como surgiu a Bioquímica
 Demonstrar importância da bioquímica para outras ciências,
dentre elas a nutrição
 Definir aspectos importantes (monômeros, interações
químicas, polaridade, etc)
Histórico
 Século XIX
Cientistas já buscavam o entendimento da natureza
Estudo das conversões químicas em plantas e animais
“Caso da Ureia”: na época, não se acreditava que 
um composto orgânico pudesse ser obtido em 
laboratório
Histórico
 Carl Neuberg
 Cientista que propôs o
termo “bioquímica”
 Estudou os processos de
fermentação (produção de
energia sem consumo de O2 )
Definição
Estuda a química dos seres vivos
Bioquímica
Introdução
Do que somos feitos? Funcionamento
A Bioquímica ajuda a explicar
Genética
Biologia Celular Farmacologia
Fisiologia Imunologia
A Bioquímica descreve, em termos moleculares, 
as estruturas, mecanismos e processos 
químicos compartilhados por todos os 
organismos vivos, e propõe princípios 
organizatórios que são comuns a todas as 
distintas formas de vida...
Introdução
“Sistemas vivos”
Organismos vivos (obrigatoriamente) apresentam:
 Alto grau de complexidade química e organização estrutural
 Sistemas para extrair e converter energia do ambiente
 Capacidade para auto replicação e automontagem
Mecanismos para perceber e responder ao ambiente
 Funções definidas para cada componente e interação
Genética
 Transmissão da informação genética...
Biologia Celular
AMPc
 Cascatas bioquímicas envolvendo lipólise
Sirtuínas
Biologia Celular
Células: unidade 
funcional da vida
Farmacologia
 Vias de sinalização
Via de transdução da insulina
Via de transdução de hormônios esteroides
Imunologia
Resumindo
Essencial ter uma boa 
base de bioquímica!!!
Quais são os componentes 
dos organismos
Moléculas Biológicas
C, H, O e N
P, K, S, Cl, Mg e Na
Oligoelementos
e
Íons
Quais são os componentes 
dos organismos
Diferenças???
Composição do Corpo 
Humano
Carbono (C)
 Átomos que podem estabelecer 4 ligações simples
 Podem estabelecer cadeias lineares, ramificadas e
estruturas cíclicas
 Compõem as estruturas orgânicas: esqueletos carbônicos
 essa versatilidade do C permitiu a evolução
Carbono (C)
Versatilidade do átomo de Carbono (C) em formar ligações (covalentes) simples, duplas e triplas
Grupos Funcionais e 
Ligações Químicas
Grupos Funcionais
 Regiões da molécula que dão as características físico-
químicas da molécula
Solubilidade, polaridade, etc
Grupos Funcionais e 
Ligações Químicas
 Hidroxila: tendência a maior hidrofilicidade
 Aldeído: presentes em polidroxialdeídos (em alguns
açúcares)
 Cetona: presentes em alguns açúcares
 Ácidos carboxílicos: presentes em fosfolipídeos de
membrana
Grupos Funcionais
Grupos Funcionais e 
Ligações Químicas
Grupos Funcionais e 
Ligações Químicas
Variedade!!!
Diversidade de grupos funcionais da Acetil-CoA (enzima relacionada ao metabolismo energético)
Interações Químicas
Importante lembrar que a 
conformação espacial das moléculas 
é essencial para sua função em um 
sistema biológico (além da 
composição química)
Interações Químicas
 Isômeros geométricos
Cis
x
Trans
Funções fisiológicas diferentes!!!!
Interações Químicas
As interações entre substratos e 
enzimas são específicas... 
Estereoespecificidade
Interações Químicas
 Isomeria óptica
 Estuda o comportamento das substancias que tem a
propriedade de desviar o plano de vibração da luz, elas são,
por isso, denominadas de isômeros óticos.
 Carbono quiral (assimétricos) 4 substituintes
Interações Químicas
 Isomeria óptica
Mesmos elementos e 
suas proporções de 
combinação... Arranjo 
molecular assimétrico! 
C7H15NO3
Interações Químicas
Ocorre entre não-metais, e entre não-metal e H, e seu princípio
é o compartilhamento de elétrons
 Ligação Covalente
Esse compartilhamento forma uma ligação muito forte, de alta
energia. Uma molécula é formada a partir deste tipo de ligação.
Interações Químicas
Conjunto estável de átomos ligados entre 
si apenas por ligações covalentes, ou seja, 
por pares eletrônicos
Molécula
Interações Químicas
Interações iônicas de força intermediária
 Eletrostáticas
Ligações mais fracas. Ocorrem em soluções aquosas
 Pontes de H
Interações Químicas
 Pontes de H
Interações Químicas
Interações fracas que 
dependem da 
distância do núcleo e à 
sua superfície efetiva 
de elétrons (raio de 
Van der Walls)
 Van der Walls
Principais Moléculas
 Aminoácidos
Grupo Amino 
Ácido 
Carboxílico
“R”
Principais Moléculas
 Glicídios Aldeído
Presença de OH 
(solubilidade em água)
Principais Moléculas
 Nucleotídeos
Principais Moléculas
 Lipídeos
Apresentam grande variedade de formas
Principal característica: lipossolúveis
Organização
Monômeros
Pequena molécula que pode ligar-se a outros monômeros
formando moléculas denominados polímeros
Organização
 Polímero
Molécula formada por unidades de monômeros. Ex: ptn,
ácidos nucléicos, polissacarídeos
AA AA AA
Ligação Peptídica
AA
Organização
 Polímero
Energia para formação de 
biomoléculas?????
Energia e Metabolismo
 Serie de reações químicas ligadas que começa com uma
molécula em particular e a converte a alguma outra
molécula ou moléculas de um modo cuidadosamente
definido (BERG)
 Sistema Complexo, regulado de maneira intrincada, de
reações químicas que produzem e utilizam energia
Energia e Metabolismo
 Transferência de Energia: reações redox
Anabolismo Catabolismo
Energia e Metabolismo
 Energia Livre de Gibbs
Energia Livre (G) é a quantidade de energia capaz de realizar
trabalho durante uma reação à Temperatura e Pressão
constantes
Determina a espontaneidade de uma reação
Energia e Metabolismo
 Energia Livre de Gibbs
G = Variação da Energia Livre
H = Variação da Entalpia (energia total do sistema)
G = Variação da Entropia (variação de desordem) 
T= Temperatura (Kelvin)
Energia e Metabolismo
Energia e Metabolismo
Energia e Metabolismo
 Velocidade das reações metabólicas dependerá:
 Concentração do Substrato
 Afinidade enzima-substrato
 Regulação da atividade enzimática (intrínsecos, outras
substâncias)
 Presença de cofatores
Energia e Metabolismo
 Velocidade das reações metabólicas dependerá:
 Fatores Externos
 pH
 Temperatura
 Pressão
 Presença de inibidores
 Inibição da colinesterase
Local onde 
ocorrem???
Órgãos
 Cérebro
Apenas glicose como fonte de energia. Armazena
pouquíssimo glicogênio.
 Fígado
Mantém glicemia. Diversos processos metabólicos:
gliconeogênese, glicogenólise, cetogênese, síntese de ureia
Órgãos
PARISE; OLIVEIRA, 2012
Órgãos
 Tecido Adiposo
Sintetiza Ácidos Graxos (AG). Hidroliza Triacilgliceróis em
Glicerol e Ácidos Graxos
Músculo
Usa glicose, AG, corpos cetônicos e AA como energia; realiza a
glicólise e transforma ADP em ATP sem gasto de E (Creatina)
Como as moléculas se 
comportam em meio 
aquoso???
Água
 Quantidades relativas no homem
Plasma
Líquido intercelular
Líquido intracelular
2,5 - 3,5L
9 – 15 L
30 L
OBS: cerca de 60% da massa corporal
Água
Importância???
Água é o solvente universal!!!
Grande maioria das reações químicas ocorrem em meio 
aquoso (absorção de nutrientes, produção e 
armazenamento de energia, etc)
Dipolo elétricoFluidez
Água