01 Introdução a Bioquímica

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INTRODUÇÃO A 
BIOQUÍMICA 
Profa. Dra. Greice Souza Garcia 
OBJETIVOS DA BIOQUÍMICA E 
BIOFÍSICA? 
POR QUE A ÁREA DA 
CIÊNCIAS DA SAÚDE DEVE 
ESTUDÁ-LAS? 
BIOQUÍMICA 
 Ciência que estuda a química dos processos 
 biológicos; 
 
 Ocorre em todos seres vivos; 
 
 Estudo da estrutura e função metabólica 
 de: proteínas, carboidratos, lipídios, ácidos 
 nucléicos e outras moléculas. 
 
BIOFÍSICA 
 Ciência interdisciplinar que aplica as teorias e 
os métodos da física para resolver questões de biologia; 
 
 Ser vivo com um corpo, que ocupando lugar no espaço, e 
transformando energia, existe num meio ambiente o qual 
interage com este ser. 
ESTUDÁ-LA? 
 Farmacêuticas (síntese de fármacos, excipientes); 
 
 Médica (novos tratamentos/curas de doenças); 
 
 Agrícola (melhora na fixação de N2 em plantas como a 
soja); 
 Alimentícia (fermentação de bebidas alcoólicas, 
leite/derivados...). 
 Entender a utilização de exames laboratoriais. 
 Importância do conhecimento bioquímico - indústrias: 
BIOQUÍMICA
BIOFÍSICA 
Biologia Celular 
Genética 
Química 
Biologia Molecular 
Farmacologia 
Histologia/Embriologia 
Fisiologia 
DIVISÃO DA BIOQUÍMICA 
 Componentes inorgânicos 
 
 Água 
 
 Sais Minerais 
 
 Componentes orgânicos 
 
 Carboidratos; proteínas (aminoácidos, enzimas); 
lipídios; ácidos nucléicos. 
 
 Procariontes: células menores; DNA sem envoltório; 
organelas sem membranas. 
 
 Eucariontes: DNA - núcleo delimitado por membrana 
dupla camada; organelas delimitadas. 
 
 
 
CÉLULA 
Menor nível organizacional capaz de executar todas as 
atividades para vida; 
Meio onde ocorrem todas 
Reações celulares 
Composto mais 
importante das células 
 
Solvente natural 
Água 
Corpo Humano 75% Água 
 
Perdas diárias: 
 
Respiração - 0,4 litros 
 
Urina - 1,2 litros 
 
Transpiração - 0,6 litros 
 
Evacuação - 0,1 a 0,3 litros 
 
TOTAL - 2,5 litros 
 
Quanta água precisa repor por dia: 
 
Beber água - 1,5 litros. Ingerir alimentos - 1,0 litro 
Características mais importantes da água 
É polar; 
Faz ponte de hidrogênio; 
É coesiva; 
É adesiva; 
Elevado coeficiente calórico; 
É ionizável. 
 
ESTRUTURA 
 
 A distribuição espacial dos átomos não é linear - 
moléculas polares; 
 
 As propriedades da água são determinadas pelo ângulo 
de ligação. 
 
 
POLARIDADE 
IONIZAÇÃO 
 
 Em um ânion hidroxila (OH-) e um íon hidrogênio ou 
próton (H+). 
 Os sais dissociados em ânions (por ex.: Cl-) e cátions 
(Na+ e K+) são importantes para manter a pressão 
osmótica e o equilíbirio ácido-base da célula. 
 
 A polaridade da molécula de água cria uma tendência de união com outras 
moléculas, formando “pontes de hidrogênio” entre elas e são interagidas 
pela “força de van der Waals”. 
 Interação fraca entre diferentes moléculas de água; 
 Determinação da forma globular das proteinas e na estrutura de dupla 
hélice do DNA; 
 
 
 
PONTES DE HIDROGÊNIO COMUNS EM 
SISTEMAS BIOLÓGICO 
 
 Determinação da forma globular das proteinas e na 
estrutura de dupla hélice do DNA; 
 
 
 
Pontes de Hidrogênio 
 
Pontes de Hidrogênio 
 
ALTAMENTE REATIVA 
 Favorece interações hidrofóbicas; 
 
 Interfere na estrutura e propriedades de proteínas e 
ác. nucléicos; 
• Sistema biológico é importante a ligação de H+ 
mediada pela H2O; 
 
• H2O funciona como ponte para conectar 2 
partes separadas; 
 
ELEVADO COEFICIENTE CALÓRICO 
 A água intervém na eliminação de substâncias 
da célula e na absorção de calor 
o que evita mudanças drásticas de 
temperatura na célula. 
Algumas das principais funções da água 
Transporte de substâncias, 
Facilita as reações químicas; 
Termoregulação; 
Reações de hidrólise; 
Equilíbrio osmótico; 
Equilíbrio ácido-base; 
Lubrificante. 
 
pH na Saúde e Doença 
potencial hidrogeniônico 
pH importante para: 
 
 Conformação de proteínas 
 Catálise enzimática 
 Transporte de O2 
 Dissociação de moléculas 
pH e Sistema Tampão 
 Solução tampão? 
 Solução aquosa que atenua a variação dos valores de pH ou pOH, 
mantendo-o aproximadamente constante. 
 
 É formada por um ác. fraco 
 (sofre pouca ionização) e um sal 
 desse ác., ou por uma base fraca e um sal 
 dessa base. 
 
 No corpo humano o sistema tamponante 
 mais importante é o do sangue. 
 
No corpo humano as soluções tamponantes são responsáveis pelo 
funcionamento biológico que depende criticamente do pH. 
Soluções-Tampão no Sangue 
O sangue transportado pelo sistema circulatório é mantido com pH 
na faixa de 7,35 a 7,45, graças à ação de soluções-tampão 
 A eficácia da solução-tampão pode ser vista no nosso sangue, onde, 
mesmo com a adição de ácido ou base em pequenas quantidades ao 
plasma sanguíneo, praticamente não há alteração em seu pH. 
 Como isso ocorre, sendo que, se adicionarmos ácidos ou bases na 
água, seu pH muda rapidamente? 
 O sangue humano é um sistema-tampão ligeiramente básico, ou seja, 
é um líquido tamponado: seu pH permanece constante entre 7,35 e 
7,45. 
Um dos tampões mais interessantes e 
importantes no sangue é formado pelo ácido 
carbônico (H2CO3) e pelo sal desse ácido, o 
bicarbonato de sódio (NaHCO3). 
Soluções-Tampão no Sangue 
Soluções-Tampão no Sangue 
 Além dessa solução-tampão citada, há também outras duas 
presentes no sangue: H2PO4/HPO42- e algumas proteínas. 
 Se não houvesse essas soluções-tampão no sangue, a faixa de pH 
poderia sofrer sérios desvios. Se o pH do sangue subir, sendo superior 
a 7,8, denomina-se alcalose. Já se o pH cair demais, abaixo de 6,8, 
será um estado de acidose. Ambas são condições perigosas, que podem 
levar à morte. 
 
SUBSTÂNCIA 
O que existe por si só; 
Qualquer espécie de matéria; 
 
MATÉRIA = que ocupa espaço, tem massa; 
 
Energia condensada num espaço. 
O ÁTOMO 
Elemento básico que compõe a matéria; 
 
Estruturas e processos fisiológicos são devidos 
às interações entre átomos e íons; 
 
Átomo elemento que estabelece ligação entre 
matéria e energia. 
O ÁTOMO 
MOLÉCULAS 
Átomos interagem para formar configurações 
estáveis; 
 
Formam as MOLÉCULAS. 
 
CAFEÍNA 
NICOTINA 
Há 92 elementos na natureza; 
22 componentes dos seres vivos; 
H, O, C e N representam 98% da massa total 
do corpo humano. 
Elementos químicos 
 Camadas 
K; L; M e N 
OS ÁTOMOS FORMAM MOLÉCULAS 
 
AS MOLÉCULAS FORMAM ORGANELAS 
 
AS ORGANELAS FORMAM A CÉLULA 
 
AS CÉLULAS FORMAM TECIDOS 
 
OS TECIDOS FORMAM ORGÃOS 
 
OS ORGÃOS FORMAM SISTEMA 
 
OS SISTEMAS FORMAM CORPO 
BIOMOLÉCULAS 
 
Moléculas de importancia biológica 
Bio = ORGANISMO VIVO 
 
Molécula = união de 2 ou mais 
 átomos distintos 
Constituição 
 
Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O) e 
Nitrogênio (N) 
 
 
 
BIOMOLÉCULAS 
Biomoléculas orgânicas 
e inorgânicas 
Orgânicas - possuem átomos de C na 
estrutura química; 
 
Inorgânicas - possuem outros átomos. 
 
 
Ex: Orgânicas = CH4OH – metanol 
 Inorgânicas = HCl 
 Classificacão das Biomoléculas 
 
Ácidos: possuem H+ no início da 
estrutura molecular. 
 Ex: HCl 
 
Bases: possuem OH- no final da estrutura 
molecular. 
 Ex: NaOH 
 
Sais: não contém H nem OH. 
 Ex: NaCl 
Importância do Carbono 
Biomoléculas são esqueletos carbonados 
 
Formam ligaçõescovalentes muito estáveis: 
 
C, O, H e N podem formar novas ligações covalentes 
aumentando diversidade química das biomoléculas 
Importância biomoléculas 
Interações entre biomoléculas são 
fundamentais no estudo dos mecanismos de 
doença; 
 
60% dos novos fármacos são proteínas que 
interagem com proteínas do organismo. 
Ligações covalentes: entre átomos; 
 
Forças Van der Walls: atração entre moléculas 
polares; 
 
Ligações de H+: atração entre íons de cargas opostas; 
 
Interações hidrofóbicas: forças de repulsão a água e 
moléculas com grupos apolares 
Interações entre biomoléculas 
Grupos Funcionais das Biomoléculas 
Orgânicas 
1. Ácido Orgânico = COOH 
 Ex: CH3CH2COOH 
2. Alcool = OH 
 Ex: CH3OH (metanol) 
3. Amina = NH2 
 Ex: CH3CH2NH2 
4. Amino Ácido = NH2 e COOH 
 
Grupos funcionais 
5. Éteres = grupo R – O - R 
 Ex:CH3CH2-O-CH2CH3 (éter etílico) 
 
6. Aldeídos e Cetona = contêm grupo carbonila 
 (C=O) 
 Ex: CH3-CO-CH3 (acetona) 
 
7. Ésteres = grupo R´- COOR 
O átomo de C 
possibilita várias ligações 
Átomo de C 
possibilita formar cadeias 
Átomo de C possibilita 
isômeros estruturais e ópticos 
Átomo de C possibilita isomeria 
cis - trans 
CH3 CH3
CH3
CH3CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
cis trans 
Polaridades das biomoléculas 
Combinação de biomoléculas