Biblioteca_bioenergética-e-metabolismo

Prévia do material em texto

Bioenergética e Metabolismo
Prof. Wagner Coelho
• Células e organismos vivos precisam fazer trabalho, para
manterem-se vivos, crescer e reproduzir.
• Várias transduções e converções entre os tipos de energia.
• A energia química é usada em prol do anabolismo.
“...em geral, a respiração nada mais é do 
que a combustão lenta de carbono e 
hidrogênio, muito semelhante a lamparina 
ou uma vela, e por esse ponto de vista, 
animais, que respiram são corpos que 
queimam e consomem a si mesmo...”
Visão Geral da Bioenergética
Bioenergética
• Estudo quantitativo das transduções de energia
que ocorrem em todos os organismos vivos, a
natureza e função dos processos químicos
responsáveis por essas transduções.
Termodinâmica
• 1a Lei – Em qualquer mudança física ou química,
a quantidade total de energia no universo
permanece constante; a energia pode mudar de
forma, ser transportada de uma região a outra,
mas nunca destruída ou criada.
• 2a Lei – Em todos os processos naturais, a
entropia do universo aumenta (o universo tende
a desordem).
Energia Livre de Gibbs (G)
Quantidade de energia necessária para realizar trabalho
Espontaneidade das reações
ΔG > 0 (+) absorção energia
ΔG < 0 (-) liberação energia
(J/mol ou cal/mol)
Entalpia (H)
Quantidade de calor num sistema
ΔH < 0 (+) liberação calor 
exotérmica 
ΔH > 0 (-) absorção calor 
endotérmica
(J/mol ou cal/mol)
Entropia (S)
Grau de aleatoriedade ou desordem 
de um sistema
ΔS < 0 (+) 
ΔS > 0 (-) 
(J/mol . K ou cal/mol . K)
ΔG = ΔH - TΔS
A energia livre da Hidrolise do 
ATP é amplamente negativa
Concentração de ATP em algumas células
Compostos fosforilados apresentam 
alta energia livre
Ranking de compostos biologicamente 
fosfatados
Reações de Oxidação -
Redução
Grupos Funcionais com ligações de alta 
energia
Visão Geral do Metabolismo
Regulação central do metabolismo
Feedback Negativo
Regulação Periférica
Fluxo Metabólico
Regulação da Atividade Enzimática
Quantidade Enzimática – Expressão gênica (lenta)
 Transcrição.
 Tradução.
 Turnover enzimático.
Atividade Enzimática (rápida)
 Regulação Alostérica
 Modificação covalente
 Associação/Dissociação
 Quebra proteolitica de uma pro-enzima.
Sinalização através de receptores nucleares:
 O complexo receptor-
hormônio se liga então aos
elementos de resposta a
hormônios (HREs) no DNA.
 A resposta celular ao
hormônio é conseqüência
da modificação na
expressão de proteínas
celulares
 A ligação ao DNA regula a
transcrição de genes adjacentes,
podendo aumentar ou diminuir a
taxa de formação de mRNA.
Proteína carreadora 
associada ao hormônio
Membrana 
plasmática
Núcleo
polimerase
Transcrição
Síntese 
de novas 
proteínas
Tradução nos 
ribossomos
Modificação no
comportamento
celular




 O hormônio (H) é transportado
até tecidos distantes por proteínas
carreadoras. Ao atingir a célula alvo
ele difunde através da membrana
plasmática e se associa com seu
receptores específicos (Rec).
Hormônios que atuam através de receptores nucleares:
Esteróides, hormônios tireoidianos, retinóides, vitamina D
Hormônios Esteroides
Receptores com 
Atividade Enzimática
Metabolismo Intermediário
Anabolismo e Catabolismo
Via AMPK-mTOR
Controle do Metabolismo
Tecidos Alvo