BIOQUÍMICA Brigitta

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FACULDADE DE MEDICINA DA UNIVERSIDADE DE LISBOA 
Curso de Mestrado Integrado em Medicina 2010/2011 
1º Semestre – 1º Ano 
BIOQUÍMICA 
Módulo II.I 
O estudo através deste resumo deve ser complementado com os slides disponibilizados pelo 
professor Miguel Castanho e com, pelo menos, um dos seguintes livros: Stryer, Devlin, 
Grisham, Lehninger ou Lippincott. 
Brigitta Cismasiu 
 
 
Brigitta Cismasiu | FMUL 2010/2011 
 
3 
Índice 
 
Noções Básicas ...................................................................................... 13 
Isomerismo ........................................................................................................ 13 
Termodinâmica ................................................................................................. 13 
Enzimas .............................................................................................................. 14 
Classificação ............................................................................................................ 15 
Cinética Enzimática ................................................................................................. 15 
Equação de Michaelis-Menten ................................................................................ 15 
Linearização de Lineweaver-Burk ........................................................................... 17 
Factores que Influenciam a Velocidade da Reacção ............................................... 17 
Tipos de Inibição...................................................................................................... 18 
Receptorologia .................................................................................................. 19 
Receptores .............................................................................................................. 20 
Canais Iónicos .......................................................................................................... 20 
Enzimas .................................................................................................................... 20 
Moléculas Transportadoras .................................................................................... 21 
Agonista ................................................................................................................... 22 
Antagonista ............................................................................................................. 22 
Receptores de Membrana e Mecanismos de Transdução de Sinais ...................... 22 
Receptores Ionotrópicos ou Canais Iónicos ............................................................ 23 
Receptores Metabotrópicos ou GPCRs (Associados à Proteína G) ......................... 24 
Receptores Associados a Proteínas Cinases............................................................ 29 
Receptores Intranucleares ...................................................................................... 34 
Regulação dos Níveis Intracelulares de Cálcio ........................................................ 35 
Efeitos Biológicos da Radiação .......................................................................... 36 
Visão ........................................................................................................................ 37 
Aminoácidos e Proteínas ....................................................................... 38 
Aminoácidos ...................................................................................................... 38 
Estereoisómeros ...................................................................................................... 38 
Propriedades Iónicas ............................................................................................... 38 
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4 
Ponto Isoeléctrico ................................................................................................... 39 
Ligação Peptídica ..................................................................................................... 39 
Proteínas ........................................................................................................... 40 
Estrutura Primária ................................................................................................... 40 
Estrutura Secundária ............................................................................................... 40 
Estrutura Terciária ................................................................................................... 41 
Estrutura Quaternária ............................................................................................. 41 
Estrutura Nativa ...................................................................................................... 41 
Desnaturação .......................................................................................................... 41 
Colagénio ................................................................................................................. 42 
Insulina .................................................................................................................... 42 
Correlações Clínicas .......................................................................................... 43 
Anemia Falciforme .................................................................................................. 43 
Envenenamento por Insulina .................................................................................. 43 
Lípidos, Membranas e Transporte ......................................................... 45 
Importância da Hidrofobicidade dos Triacilgliceróis ............................................... 45 
Tipos mais Comuns de Lípidos ................................................................................ 46 
Associações Fosfolipídicas Possíveis em Meio Aquoso........................................... 46 
Colesterol ................................................................................................................ 46 
Transporte Transmembranar ............................................................................ 48 
Potencial Químico ................................................................................................... 48 
Potencial Eléctrico ................................................................................................... 48 
Transporte Mediado por Proteínas ......................................................................... 49 
Transporte Através da Membrana .......................................................................... 49 
Três Classes de Transporte ...................................................................................... 50 
Transporte Activo .................................................................................................... 50 
Transporte de Glucose nas Células Epiteliais Intestinais ........................................ 50 
Glícidos ................................................................................................. 51 
Monossacáridos ................................................................................................ 51 
Ciclização ................................................................................................................. 52 
Ligações Glicosídicas ............................................................................................... 53 
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5 
Oligossacáridos .................................................................................................. 53 
Dissacáridos ............................................................................................................. 53 
Polissacáridos ....................................................................................................54 
Homopolissacáridos ................................................................................................ 54 
Heteropolissacáridos ............................................................................................... 54 
Glicogénio ................................................................................................................ 54 
Proteoglicanos ......................................................................................................... 55 
Glicoproteínas ......................................................................................................... 56 
Vírus Influenza ................................................................................................... 56 
Nucleótidos ........................................................................................... 57 
Funções ............................................................................................................. 57 
Estrutura ............................................................................................................ 57 
Bases Azotadas ........................................................................................................ 57 
Pentoses .................................................................................................................. 58 
Nucleósidos ............................................................................................................. 58 
Nucleótidos ............................................................................................................. 58 
Nucleótidos Cíclicos ................................................................................................. 59 
Nucleósidos 5’-Trifosfato ........................................................................................ 60 
Ácidos Nucleicos ................................................................................................ 60 
Diferenças entre DNA e RNA ................................................................................... 60 
Introdução aos Metabolismos ............................................................... 62 
Glicólise ................................................................................................. 63 
Reacções da Glicólise .............................................................................................. 64 
Regulação da Glicólise ....................................................................................... 65 
Etapa 1 ..................................................................................................................... 65 
Etapa 3 ..................................................................................................................... 66 
Etapa 10 ................................................................................................................... 66 
Destinos Metabólicos dos Produtos da Glicólise .................................................... 67 
Via de Rapoport-Luebering ............................................................................... 68 
Correlações Clínicas .......................................................................................... 68 
Anemia Hemolítica .................................................................................................. 68 
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6 
Enfarte Agudo do Miocárdio ................................................................................... 68 
Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos ............................................................. 69 
Entrada no Ciclo TCA ......................................................................................... 69 
Descarboxilação do Piruvato a Acetil-CoA .............................................................. 69 
Reacções da Descarboxilação Oxidativa ................................................................. 70 
Regulação da Piruvato Desidrogenase .................................................................... 70 
Ciclo TCA ............................................................................................................ 70 
Reacções do Ciclo TCA ............................................................................................. 71 
Regulação do Ciclo TCA ..................................................................................... 72 
Etapa 1 ..................................................................................................................... 73 
Etapa 3 ..................................................................................................................... 73 
Etapa 4 ..................................................................................................................... 73 
Ciclo Anfibólico .................................................................................................. 73 
Correlação Clínica .............................................................................................. 74 
Beribéri .................................................................................................................... 74 
Cadeia Respiratória ............................................................................... 75 
Componentes da Cadeia Respiratória ..................................................................... 75 
Organização ............................................................................................................. 76 
ATP Sintase .............................................................................................................. 76 
Shuttle Malato-Aspartato ........................................................................................ 77 
Inibidores ................................................................................................................. 77 
Desacopladores ....................................................................................................... 77 
Ciclo de Cori .......................................................................................... 79 
Gluconeogénese .................................................................................... 80 
Reacções Exclusivas da Gluconeogénese ................................................................ 81 
Regulação da Gluconeogénese ......................................................................... 81 
Etapa 1 ..................................................................................................................... 81 
Etapa 2 ..................................................................................................................... 82 
Etapa 3 ..................................................................................................................... 83 
Etapa 4 ..................................................................................................................... 83 
Experiência ........................................................................................................ 84 
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7 
Qual seria a consequência da existência de fosfoenolpiruvato carboxicinase no 
tecido muscular? ..................................................................................................... 84 
Metabolismo do Glicogénio ................................................................... 86 
Glicogenólise ..................................................................................................... 86 
Glicogénese ....................................................................................................... 87 
Doenças Associadas ao Metabolismo do Glicogénio ........................................ 88 
Von Gierke (glucose 6-fosfatase) ............................................................................88 
Pompe (α-1,4 glicosidase) ....................................................................................... 88 
Cori (enzima desramificadora) ................................................................................ 88 
Andersen (enzima ramificadora) ............................................................................. 88 
McArdle (glicogénio fosforilase muscular) .............................................................. 88 
Hers (glicogénio fosforilase hepática) ..................................................................... 88 
Tarui (fosfofrutocinase muscular) ........................................................................... 88 
Correlação Clínica .............................................................................................. 88 
Doença de Von Gierke ............................................................................................. 88 
Via dos Fosfatos de Pentose .................................................................. 90 
Importância da Via .................................................................................................. 90 
Reacções da Via dos Fosfatos de Pentose .............................................................. 90 
Importância do NADPH ........................................................................................... 91 
Regulação da Via dos Fosfatos de Pentose ............................................................. 92 
Correlação Clínica .............................................................................................. 93 
Deficiência de G6PD ................................................................................................ 93 
Metabolismo dos Nucleótidos ............................................................... 94 
Degradação de Nucleótidos .............................................................................. 94 
Degradação de Nucleótidos Purínicos .................................................................... 94 
Degradação de Nucleótidos Pirimidínicos .............................................................. 95 
Síntese de Nucleótidos ...................................................................................... 95 
Biossíntese de Novo de Nucleótidos Purínicos ....................................................... 96 
Biossíntese de Novo de Nucleótidos Pirimidínicos ................................................. 97 
Conversão dos Monofosfatos de Nucleósidos em Trifosfatos de Nucleósidos ...... 98 
Os Ribonucleótidos são Percursores dos Desoxirribonucleótidos .......................... 98 
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8 
Biossíntese do Timidilato ........................................................................................ 99 
Via da “Reciclagem” ................................................................................................ 99 
Correlações Clínicas .......................................................................................... 99 
Gota ......................................................................................................................... 99 
Síndrome de Lesch-Nyhan..................................................................................... 100 
Frutólise .............................................................................................. 101 
Correlação Clínica ............................................................................................ 101 
Retinopatia Diabética ............................................................................................ 101 
Lipólise ou β-Oxidação ........................................................................ 102 
Libertação dos Ácidos Gordos ......................................................................... 102 
Ácidos Gordos da Dieta ................................................................................... 103 
Activação dos Ácidos Gordos .......................................................................... 103 
Entrada do Acil-CoA para a Matriz Mitocondrial ............................................ 103 
β-Oxidação ...................................................................................................... 104 
Reacções da β-Oxidação........................................................................................ 105 
Balanço Energético ................................................................................................ 105 
β-Oxidação de Ácidos Gordos com Número Ímpar de Carbonos ......................... 105 
β-Oxidação de Ácidos Gordos Insaturados ........................................................... 105 
β-Oxidação no Peroxissomas ................................................................................ 106 
Correlação Clínica ............................................................................................ 106 
Deficiência de Carnitina ........................................................................................ 106 
Cetogénese ......................................................................................... 107 
Corpos Cetónicos ............................................................................................ 107 
Cetogénese ...................................................................................................... 107 
Reacções da Cetogénese ....................................................................................... 108 
Utilização de Corpos Cetónicos ............................................................................. 108 
Diferenças entre Síntese e Utilização de Corpos Cetónicos ................................. 109 
Os Animais não Conseguem Converter Ácidos Gordos em Glucose .................... 109 
Lipogénese .......................................................................................... 110 
Transporte Através da Membrana Mitocondrial ............................................ 110 
Formação de Malonil-CoA ..................................................................................... 111 
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9 
Síntese de Ácidos Gordos ................................................................................ 111 
Reacções da Síntese de Ácidos Gordos ................................................................. 112 
Sintase de Ácidos Gordos ...................................................................................... 112 
Etapa Limitante ..................................................................................................... 113 
Síntese de TAG ................................................................................................ 114 
Gliceroneogénese ........................................................................................... 115 
Síntese de Fosfolípidos ........................................................................ 117 
Colesterol ............................................................................................ 118 
Síntese de Colesterol ....................................................................................... 118 
Fases da Síntese do Colesterol .............................................................................. 119 
Regulação da Síntese do Colesterol ...................................................................... 120 
Transporte de Colesterol e TAG pelo Organismo ........................................... 121 
Ciclo Exógeno ........................................................................................................ 122 
Ciclo Endógeno ...................................................................................................... 122 
Endocitose Mediada por Receptores ....................................................................123 
Aterosclerose e Doenças Cardíacas ...................................................................... 124 
Ácidos Biliares ....................................................................................................... 125 
Correlação Clínica ............................................................................................ 126 
Hipercolesterolémia Familiar ................................................................................ 126 
Ciclo do Azoto ..................................................................................... 127 
Metabolismo dos Aminoácidos ........................................................... 128 
Transaminação ................................................................................................ 128 
Desaminação ................................................................................................... 129 
Desaminação Directa ............................................................................................ 129 
Desaminação Reversível ........................................................................................ 129 
Desaminação Oxidativa ......................................................................................... 130 
Catabolismo de Aminoácidos .......................................................................... 130 
Destino do Grupo Amina ....................................................................................... 131 
Ciclo da Ureia ........................................................................................................ 131 
As Reacções do Ciclo da Ureia............................................................................... 132 
Regulação do Ciclo da Ureia .................................................................................. 133 
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10 
Interligação Metabólica ........................................................................................ 133 
Destino do Esqueleto de Carbono ........................................................................ 134 
Ciclo da Alanina-Glucose ....................................................................................... 135 
Ciclo do Metilo Activado ....................................................................................... 138 
Derivados dos Aminoácidos ............................................................................ 139 
Creatina ................................................................................................................. 139 
Glutatião ................................................................................................................ 139 
Correlações Clínicas ........................................................................................ 140 
Fenilcetonúria........................................................................................................ 140 
Deficiência de Ornitina Transcarbamoilase .......................................................... 141 
Hiperhomocisteinémia .......................................................................................... 141 
Inter-relações Metabólicas .................................................................. 142 
Introdução ....................................................................................................... 142 
Fígado .................................................................................................................... 142 
Cérebro .................................................................................................................. 143 
Músculo ................................................................................................................. 143 
Tecido Adiposo ...................................................................................................... 144 
Ciclo jejum-alimentado ................................................................................... 145 
Estado Bem-Alimentado ....................................................................................... 145 
Fases Iniciais de Jejum ........................................................................................... 146 
Jejum ..................................................................................................................... 146 
Fases Iniciais do Estado Realimentado ................................................................. 148 
Interacções Metabólicas entre Órgãos ................................................................. 148 
Necessidades Energéticas, Reservas e Homeostasia Calórica .............................. 149 
Homeostasia da Glucose ....................................................................................... 150 
Estados Hormonais e Nutricionais .................................................................. 152 
Obesidade.............................................................................................................. 152 
Dieta ...................................................................................................................... 153 
Diabetes Mellitus Tipo 2 ou Insulino-Resistente ................................................... 154 
Diabetes Mellitus Tipo 1 ou Insulino-Dependente ............................................... 154 
Exercício Aeróbico e Anaeróbico .......................................................................... 155 
Consumo de Álcool ................................................................................................ 156 
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11 
Regulação do Metabolismo ................................................................. 159 
Estratégias de Regulação ................................................................................ 159 
Correlação Anatómica ..................................................................................... 159 
Regulação Hormonal ....................................................................................... 160 
Insulina e Glucagina na Regulação dos Metabolismos ......................................... 160 
Vitaminas ......................................................................................................... 161 
Ácido Fólico ........................................................................................................... 161 
Cobalamina ............................................................................................................ 161 
Ácido Ascórbico ..................................................................................................... 162 
Piridoxina ............................................................................................................... 162 
Tiamina .................................................................................................................. 162 
Niacina ................................................................................................................... 162 
Riboflavina ............................................................................................................. 162 
Biotina ................................................................................................................... 163 
Ácido Pantoténico ................................................................................................. 163 
Vitamina A ............................................................................................................. 163 
Vitamina D ............................................................................................................. 163 
Vitamina K ............................................................................................................. 163 
Vitamina E .............................................................................................................163 
Correlações Clínicas ........................................................................................ 164 
Anemias Nutricionais ............................................................................................ 164 
Anemia Perniciosa ................................................................................................. 164 
Casos de Estudo .................................................................................. 165 
Caso 1 .............................................................................................................. 165 
Caso 2 .............................................................................................................. 165 
Caso 3 .............................................................................................................. 165 
Caso 4 .............................................................................................................. 166 
Caso 5 .............................................................................................................. 166 
Caso 6 .............................................................................................................. 166 
Caso 7 .............................................................................................................. 167 
Caso 8 .............................................................................................................. 167 
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12 
Caso 9 .............................................................................................................. 167 
Caso 10 ............................................................................................................ 168 
Soluções .......................................................................................................... 168 
Caso 1 .................................................................................................................... 168 
Caso 2 .................................................................................................................... 169 
Caso 3 .................................................................................................................... 169 
Caso 4 .................................................................................................................... 169 
Caso 5 .................................................................................................................... 170 
Caso 6 .................................................................................................................... 170 
Caso 7 .................................................................................................................... 170 
Caso 8 .................................................................................................................... 170 
Caso 9 .................................................................................................................... 171 
Caso 10 .................................................................................................................. 171 
 
 
 
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13 
Noções Básicas 
 
Isomerismo 
 
Isómeros – Compostos diferentes que apresentam a mesma fórmula molecular 
mas diferente fórmula de estrutura: 
 Planos – diferem pelas fórmulas estruturais planas 
o De Cadeia – apresentam diferentes tipos de cadeia 
o De Função – pertencem a funções diferentes 
o De Posição – pertencem à mesma função e têm o mesmo tipo de 
cadeia, mas apresentam diferente posição de um grupo funcional, 
ramificação ou insaturação 
o De Compensação (Metâmeros) – diferente posição do 
heteroátomo 
o Dinâmicos (Tautómeros) – os isómeros coexistem em equilíbrio 
dinâmico em solução 
 Espaciais (Estereoisómeros) – diferem pelas fórmulas estruturais espaciais 
o Geométricos (Cis-Trans) – disposição espacial diferente dos 
grupos ligados aos carbonos da ligação dupla 
o Ópticos (Enantiómeros) – compostos assimétricos (quirais) que 
apresentam efeito fisiológico diferente e desviam a luz polarizada 
para direcções diferentes 
 Epímeros – só diferem num carbono 
 Não Epímeros – diferem em vários carbonos 
 
 
Termodinâmica 
 
∆G 
Variação da energia livre de Gibbs (energia que se pode libertar de um sistema 
em transformação a pressão constante). Descreve a direcção para a qual a 
reacção química vai tender e a concentração de reagentes e produtos presentes 
no equilíbrio. 
∆G>0  reacção endergónica 
∆G<0  reacção exergónica 
 
∆H 
Variação de entalpia de um sistema, isto é, o calor libertado ou absorvido quando 
há quebra ou formação de ligações, a pressão constante. 
∆H>0  reacção endotérmica 
∆H<0  reacção exotérmica 
 
∆S 
Variação de entropia de um sistema, ou seja, mede o estado de ordem ou 
desordem de um sistema termodinâmica. Multiplicada pela temperatura, dá a 
medida de quantidade de energia que não se liberta no decurso de uma 
transformação (energia degenerada). 
A entropia é tanto mais baixa quanto mais organizado for um sistema. 
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14 
∆G0 
Variação da energia livre de Gibbs nas condições padrão ( ; ; 
 ; [ ] [ ] ). 
 
∆G0' 
Variação da energia livre de Gibbs nas condições padrão ( ; ; 
[ ] [ ] ), excepto o pH. 
 
RELAÇÃO FUNDAMENTAL DA TERMODINÂMICA 
Quando uma reacção química ocorre a temperatura constante: 
 
 
(T = temperatura, em K) 
 
∆G=0  reacção em equilíbrio 
∆G>0  reacção não espontânea 
∆G<0  reacção que pode ser espontânea 
 
OUTRAS RELAÇÕES 
 
 
(R = 8,314472 J mol-1 K-1) 
 
 
 
 
 
DIRECCIONAR UMA REACÇÃO 
Para que uma reacção se dê no sentido directo, podemos alterar os seguintes 
parâmetros: 
  [Reagentes] 
  [Produtos] 
  Temperatura 
 pH 
 Pressão 
 Enzima 
 Acoplar outra reacção 
 
 
Enzimas 
 
Enzimas são proteínas com actividade catalítica, isto é, que aceleram as reacções 
químicas que se processam nos organismos. 
 
As enzimas não são consumidas nas reacções que catalisam, e qualquer alteração 
molecular que ocorra durante o processo catalítico é reposta, de modo a obter-se 
a enzima na forma molecular e/ou estrutural inicial. As enzimas não interferem no 
estado de equilíbrio e diminuem a energia de activação das reacções que 
catalisam. 
 
O centro activo é constituído pelo conjunto de aminoácidos que entram em 
contacto com o substrato. Compreende o local de fixação, que se combina com o 
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15 
substrato por ligações fracas, e o centro catalítico, que actua sobre o substrato, 
levando-o a sofrer a reacção química. Nas enzimas que actuam através de um 
cofactor, que é responsável pela transformação estrutural do substrato, essa 
estrutura encontra-se ligada à enzima na vizinhança muito próxima do centro 
catalítico. 
 
Classificação 
Holoenzima: 
 Exclusivamente proteica. 
 Constituída por: 
o Apoenzima – parte proteica 
o Cofactor – parte não proteica: 
 Ião metálico; 
 Grupo prostético – composto orgânico não-proteico 
ligado covalentemente; 
 Coenzimas – pequenas moléculas que transportam 
grupos químicos e que participam na catálise. 
 
De acordo com o tipo de reacções que catalisam, podemos considerar seis 
classes: 
 Oxirredutases – transferência de electrões (oxidação-redução). Ex.: 
desidrogenases, oxidases. 
 Transferases – transferência de grupos funcionais (amina, fosfato, acil, 
carboxilo,…). Ex.: cinases, aminotransferases. 
 Hidrolases – hidrólise de ligações covalentes. Ex.: peptidases. 
 Liases – quebra de ligações covalentes e a remoção de moléculas de água,amónia e dióxido de carbono. Ex.: desidratases, descarboxilases. 
 Isomerases – interconversão entre isómeros ópticos ou geométricos. Ex.: 
epimerases, mutases. 
 Ligases – formação de novas moléculas a partir da ligação entre duas já 
existentes, à custa de energia (ATP). Ex.: aminoacil-tRNA sintetases. 
 
Cinética Enzimática 
Uma enzima: 
 não altera K (constante de equilíbrio); 
 só actua se ∆G<0; 
 diminui a energia de activação, aumentando a sua velocidade. 
 
Num estado de equilíbrio, as velocidades das reacções directa e inversa mantêm-
se ao longo do tempo. 
 
Num estado estacionário, algumas propriedades são mantidas constantes ao 
longo do tempo, sem que haja equilíbrio. A concentração de ES permanece 
constante (vformação = vdissociação). 
 
Equação de Michaelis-Menten 
Leonor Michaelis e Maud Menten concluíram, em 1913, o estado quantitativo das 
variações da velocidade de uma reacção enzimática em função do aumento da 
concentração de substrato. A sua teoria baseava-se na suposição de uma enzima 
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16 
(E) e o seu substrato (S) se associam reversivelmente para formar um complexo 
enzima-substrato (ES). 
 
 
A quantidade de P formada, assim como a velocidade da reacção, vão depender 
directamente da concentração em complexo ES, ou seja, da quantidade de enzima 
que se liga ao substrato. 
 
DEDUÇÃO DA EQUAÇÃO DE MICHAELIS-MENTEN: 
 
 
 
 
KM é uma medida da afinidade de uma enzima 
para o substrato: essa afinidade é igual a 1/ KM. A 
determinação de KM depende da determinação 
de vmáx, ou seja, da concentração de S a partir da 
qual a velocidade não aumenta. Assim, recorre-
se ao valor de vmáx/2, de modo a obter um valor 
mais próximo do real: KM é igual à concentração 
de substrato necessária para atingir vmáx/2. 
 
 
E + S E + P ES 
v-1 v-2 
v1 v2 
E – enzima 
S – substrato 
ES – complexo enzima-substrato 
P – produto 
𝑣1 𝐾1 ∙ [𝐸] ∙ [𝑆] 
𝑣−1 𝐾−1 ∙ [𝐸𝑆] 
𝑣−2 𝐾−2 ∙ [𝐸] ∙ [𝑃] ≈ 
𝑣2 𝐾2 ∙ [𝐸𝑆]  𝒗𝒓𝒆𝒂𝒄çã𝒐 ? ; [𝑬𝑺] ? 
≈ 
[𝑬𝑺] ? 
[𝐸𝑆] constante (estado estacionário) 
𝑣1 𝑣2 𝑣−1 ⇔ 𝐾1 ∙ [𝐸] ∙ [𝑆] 𝐾2 ∙ [𝐸𝑆] 𝐾−1 ∙ [𝐸𝑆] ⇔
[𝐸] ∙ [𝑆]
[𝐸𝑆]
 
 
𝐾2 𝐾−1
𝐾1
⇔ [𝐸] ∙ [𝑆] 𝐾𝑀 ∙ [𝐸𝑆] ⇔ ([𝐸]𝑡 [𝐸𝑆]) ∙ [𝑆] 
 𝐾𝑀 ∙ [𝐸𝑆] ⇔ [𝐸]𝑡 ∙ [𝑆] [𝐸𝑆] ∙ [𝑆] 𝐾𝑀 ∙ [𝐸𝑆] ⇔
⇔ [𝐸]𝑡 ∙ [𝑆] (𝐾𝑀 [𝑆]) ∙ [𝐸𝑆] ⇔ [𝑬𝑺] 
[𝑬]𝒕 ∙ [𝑺]
𝑲𝑴 [𝑺]
 
𝑲𝑴 
𝒗𝒓𝒆𝒂𝒄çã𝒐 ? 
𝑣𝑟𝑒𝑎𝑐çã𝑜 𝑣2 ⇔ 𝑣𝑟𝑒𝑎𝑐çã𝑜 𝐾2 ∙ [𝐸𝑆] ⇔ 𝑣𝑟𝑒𝑎𝑐çã𝑜 𝐾2 ∙
[𝐸]𝑡 ∙ [𝑆]
𝐾𝑀 [𝑆]
⇔
⇔ 𝒗𝒓𝒆𝒂𝒄çã𝒐 
𝒗𝒎á𝒙 ∙ [𝑺]
𝑲𝑴 [𝑺]
 
𝒗𝒎á𝒙 
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17 
Linearização de Lineweaver-Burk 
Em 1934, Hans Lineweaver e Dean Burk 
forma os primeiros a transformar a 
interpretação cinética de Michaelis-Menten 
numa interpretação linear, obtendo uma 
relação entre v e S que pode ser traduzida 
graficamente por uma recta. 
 
Invertendo ambos os membros da equação 
de Michaelis-Menten e isolando 1/v, pode 
obter-se a equação de Lineweaver-Burk: 
 
 
Factores que Influenciam a Velocidade da Reacção 
CONCENTRAÇÃO DE SUBSTRATO 
 
Velocidade máxima: a taxa ou velocidade de uma reacção 
(v) é o número de moléculas de substrato convertidas em 
produto por unidade de tempo. A velocidade é 
normalmente expressa em µmol de produto formado por 
minuto. A taxa de uma reacção catalisada por uma enzima 
aumenta com a concentração do substrato até atingir uma 
velocidade máxima (vmáx). Esse patamar reflecte a saturação 
de todos os locais de ligação disponíveis nas moléculas de 
enzima. 
 
Forma hiperbólica da curva de cinética 
enzimática: a maioria das enzimas apresentam 
cinética de Michaelis-Menten, em que a curva do 
gráfico da velocidade inicial de reacção (vo) em 
relação à concentração de substrato ([S]) é 
hiperbólica. No entanto, as enzimas alostéricas 
apresentam normalmente uma curva sigmoidal. 
 
 
 
TEMPERATURA 
 
Aumento da velocidade com a temperatura: a velocidade de reacção aumenta 
com a temperatura até atingir um pico. Esse aumento é resultado do aumento do 
número de moléculas com energia suficiente para ultrapassar a barreira de 
energia e formar produtos da reacção. 
 
Diminuição da velocidade a uma temperatura mais elevada: o aumento contínuo 
da temperatura resulta numa redução da velocidade de reacção, como resultado 
da desnaturação da enzima induzida pela temperatura. 
 
𝟏
𝒗
 
𝑲𝑴
𝒗𝒎á𝒙
∙
𝟏
[𝑺]
 
𝟏
𝒗𝒎á𝒙
 
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18 
A temperatura óptima para a maioria das enzimas humanas é entre 35 e 40° C, 
sendo que começam a desnaturar a temperaturas acima de 40° C. 
 
 
 
pH 
 
Efeito do pH sobre a ionização do centro activo: o processo catalítico geralmente 
requer que a enzima e o substrato tenham grupos químicos específicos no estado 
ionizado ou não-ionizado que possam interagir. Por exemplo, a actividade 
catalítica pode exigir que um grupo amina da enzima esteja na forma protonada 
(NH3+). Em pH alcalino, este grupo é desprotonado e a velocidade da reacção 
diminui. 
 
Efeito do pH sobre a desnaturação da enzima: extremos de pH também podem 
levar à desnaturação da enzima, pois a estrutura da proteína cataliticamente 
activa depende do carácter iónico das cadeias laterais de aminoácidos. 
 
O pH óptimo varia para diferentes enzimas: o pH 
no qual a actividade enzimática máxima é 
atingida é diferente para diferentes enzimas e 
muitas vezes reflecte a concentração de H+ a que 
a enzima funciona no organismo. Por exemplo, a 
pepsina, uma enzima digestiva no estômago, é 
optimamente activa a pH=2, enquanto que outras 
enzimas, destinadas a funcionar a pH neutro, são 
desnaturadas por esse ambiente ácido. 
 
Tipos de Inibição 
Inibição enzimática – diminui a actividade da enzima e pode ser: 
 Reversível – o inibidor liga-se de modo não covalente, sendo a actividade 
biológica recuperada após a dissociação: 
o Competitiva – o inibidor é estruturalmente semelhante ao 
substrato e compete pelo centro activo com o substrato; diminuiu 
a afinidade (KM aumenta), mantém a vmáx; 
o Incompetitiva – o inibidor liga-se apenas ao complexo ES, diminui 
a formação de produto e altera o equilíbrio , 
deslocando-o no sentido directo, de formação de ES e consumo 
dos reagentes; diminuição de KM (aparente aumento de afinidade) 
e da vmáx; 
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19 
o Mista (Não-Competitiva) – o inibidor liga -se a um local diferente 
do centro activo, pelo que a enzima pode continuar a ligar a si o 
substrato mas, como a conformação do centro activo é de algum 
modo afectada, essa ligação efectua-se com menos facilidade; 
diminuiu a vmáx, mantém a afinidade. 
 Irreversível – há modificação covalente e definitiva no centro de ligação 
ou no centro catalítico da enzima. 
 
 
Receptorologia 
 
Um sinal é reconhecido através da interacção com um 
componente celular, na maioria das vezes um receptor da 
superfície celular. A informação contida no sinal é 
convertida noutras formas químicas ou transduzida. O 
processo de transdução compreende, normalmente, muitas 
etapas. O sinal é amplificado antes de produzir uma 
resposta. O mecanismo de feedback regula todo o processo 
de sinalização. 
 
As vias de transdução de sinal seguem um circuito molecular que contém certas 
etapas principais: 
1. Libertação do 1o mensageiro: um estímulo desencadeia a libertação de 
um sinal molecular; 
2. Recepção do 1o mensageiro: proteínas de membrana actuam como 
receptores, ligando-se ao sinal (ligante) e transferindo a informação para 
o interior da célula. Essa interacção altera a estrutura terciária ou 
quaternária do receptor; 
3. Entrega da mensagem no interior da célula porum 2o mensageiro: 
outras pequenas moléculas são usadas para transmitir a informação a 
partir dos complexos ligante-receptor, alterando a sua concentração 
intracelular (ex.: cAMP, cGMP, Ca2+, IP3, DAG, etc). O uso de 2
os 
mensageiros tem algumas consequências: (1) leva à amplificação do sinal, 
pois a activação de um único receptor leva à formação de muitas destas 
moléculas, (2) os 2os mensageiros difundem-se livremente para outros 
compartimentos, influenciando vários processos celulares, e (3) pode 
haver “conversa cruzada”, pois a actuação de várias vias de sinalização 
pode alterar a concentração de um 2o mensageiro comum; 
4. Activação de efectores que alteram directamente a resposta fisiológica: 
o último efeito da via de sinalização é activar ou inibir bombas iónicas, 
enzimas e factores de transcrição génica que controlam directamente vias 
metabólicas, activação de genes e alguns processos como a transmissão 
nervosa; 
5. Terminação do sinal: após uma célula ter completado a sua resposta a 
um sinal, o processo de sinalização deve ser terminado ou a célula perde a 
sua capacidade de resposta a novos sinais. 
 
Um fármaco é uma substância química que, quando aplicada a um sistema 
fisiológico, afecta o seu funcionamento. 
 
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20 
De um modo geral, há quatro tipos de moléculas reguladoras que normalmente 
actuam como alvos farmacológicos primários: 
1. Receptores; 
2. Enzimas; 
3. Moléculas transportadoras; 
4. Canais iónicos. 
 
Receptores 
 Elementos (sensores) que estabelecem comunicação química e 
coordenam, assim, a função de todas as células no organismo; 
 Proteínas transmembranares que reconhecem e aos quais se ligam 
substâncias químicas endógenas (como hormonas, neurotransmissores), 
de modo específico e reversível; 
 A ligação traduz-se numa determinada resposta, com modificação do 
comportamento celular – transdução de sinal – alterações metabólicas, 
da expressão genética,… 
 
 
 
Canais Iónicos 
 Possuem um receptor na sua estrutura; 
 Podem ser ocupados por: 
o Antagonistas (bloqueiam o canal, impedindo a passagem de iões); 
o Agonistas (modulam a actividade do canal, aumentando ou 
diminuindo a permeabilidade, consoante o canal iónico em 
causa). 
 
 
 
Enzimas 
 Fármaco é um substrato análogo, que inibe competitivamente a enzima; 
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21 
 Molécula do fármaco liga-se irreversivelmente e não competitivamente à 
enzima (ex.: aspirina); 
 Fármaco actua como falso substrato: sofre acção enzimática e é 
transformado quimicamente, originando um produto metabólico que 
normalmente não é produzido e que altera via metabólica normal). 
 
Nota: Alguns fármacos necessitam de ser degradados enzimaticamente para 
ficarem activos – pró-fármacos. 
 
 
Moléculas Transportadoras 
 Semelhantes a canais iónicos, embora geralmente dêem passagem a 
moléculas de maiores dimensões; 
 São importantes no transporte de moléculas polares (e, por isso, pouco 
lipossolúveis) através das membranas celulares; 
 A actividade das moléculas transportadoras está muitas vezes associada a 
fenómenos de simporte ou antiporte, com transporte de Na+ na mesma 
direcção ou na direcção oposta da molécula co-transportada, 
respectivamente; 
 Exemplos: 
1. Transportadores de glucose e aminoácidos para o interior das 
células; 
2. Transportadores de Na+ e Ca2+ para o exterior das células; 
3. Transportadores de neurotransmissores (ou precursores de 
neurotransmissores) pelos terminais nervosos. 
 
 
 
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22 
Agonista 
 Ligante que se liga ao receptor e desencadeia uma resposta biológica; 
 Para que haja resposta, a ligação ao receptor tem de ter uma 
determinada afinidade (que garanta ligação ao receptor) e eficácia (que 
traduza a resposta desencadeada); 
 Quando o agonista é uma molécula hidrossolúvel (ex.: hormonas 
peptídicas), liga-se a receptores membranares e o sinal desencadeado 
pela ligação é transmitido e amplificado pela activação de moléculas 
intracelulares – 2os mensageiros (ex.: cAMP, cGMP, IP3) – sendo a 
resposta rápida, ao nível da actividade enzimática; 
 Se o agonista for lipossolúvel (ex.: hormonas esteróides), entra na célula, 
atravessando a bicamada fosfolipídica da membrana, para se ligar a 
receptores intracelulares. O complexo ligante-receptor actua sobre o 
DNA, desencadeando uma resposta mais lenta, ao nível da expressão 
génica, por modificação da síntese proteica. 
 
Antagonista 
 Substância que se liga ao receptor, mas não desencadeia resposta 
biológica; 
 Tem afinidade (porque estabelece ligação), mas não tem eficácia (já que 
não produz nenhuma resposta celular); 
 Utilizado terapeuticamente para corrigir situações de 
hiperactividade/hiperfunção (o antagonista bloqueia o receptor e diminui, 
assim, a sua actividade). 
 
 
 
Receptores de Membrana e Mecanismos de Transdução de Sinais 
De acordo com a estrutura e mecanismo de transdução, existem 4 tipos de 
receptores: 
1. Receptores ionotrópicos; 
2. Receptores metabotrópicos; 
3. Receptores associados a proteínas cinases; 
4. Receptores intranucleares. 
 
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23 
 
 
 
 
Receptores Ionotrópicos ou Canais Iónicos 
Os receptores deste tipo controlam os eventos sinápticos mais rápidos do sistema 
nervoso, nos quais um neurotransmissor actua na membrana pós-sináptica de 
uma célula nervosa ou muscular e aumenta transitoriamente a sua 
permeabilidade a iões particulares. A maioria dos neurotransmissores 
excitatórios, como a acetilcolina, na junção neuromuscular, ou o glutamato, no 
sistema nervoso central, causa um aumento na permeabilidade de Na+ e K+. Isto 
causa uma despolarização da célula e um aumento da probabilidade de ser 
gerado um potencial de acção. A acção do transmissor atinge um pico numa 
fracção de um milissegundo, e decresce em poucos milissegundos, o que significa 
que o acoplamento entre o receptor e os canais iónicos é directo, o que é 
possibilitado pela estrutura molecular do complexo receptor-canal. 
 
Receptores acoplados à proteína G podem controlar directamente canais iónicos, 
sem intervenção de segundos mensageiros, estabelecendo-se interacção entre a 
subunidade βγ da proteína G e o canal iónico. 
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24 
Exemplos: receptores de acetilcolina* do músculo cardíaco e receptores para 
analgésicos opióides** nas células neuronais controlam a permeabilidade dos 
canais de ião K+. 
 
* Acetilcolina é um neurotransmissor que causa vasodilatação, diminuição da 
frequência cardíaca e redução de força de contracção cardíaca. 
 
** Opióides são um grupo de fármacos que actuam nos receptores opióides 
neuronais. Eles produzem acções de insensibilidade à dor (analgesia) e são usados 
principalmente na terapia da dor crónica e da dor aguda de alta intensidade. 
 
RESUMINDO: 
 Estão envolvidos principalmente na transmissão sináptica rápida. 
 Existem várias famílias estruturais, a mais comum sendo conjuntos 
heteroméricos de quatro ou cinco subunidades, com hélices 
transmembranares organizadas em torno de um canal central aquoso. 
 A ligação de um ligante e a abertura do canal ocorre numa escala de 
tempo de milissegundos. 
 
Receptores Metabotrópicos ou GPCRs (Associados à Proteína G) 
A família dos GPCR inclui os receptores muscarínicos, adrenérgicos, de dopamina, 
opióides, de péptidos e de purinas e os quimiorreceptores envolvidos no olfacto e 
detecção de feromonas. 
 
Muitos neurotransmissores, além de péptidos, podem interagir tanto com GPCRs 
como com canais iónicos, permitindo que a mesma molécula produza uma ampla 
variedade de efeitos. As hormonas peptídicas individuais, por outrolado, actuam 
tanto em GPCRs como em receptores ligados a cinases, mas raramente em 
ambos, e uma selectividade semelhante se aplica a muitos ligantes que atuam 
sobre receptores nucleares. 
 
Um GPCR consiste numa cadeia polipeptídica até 1100 aminoácidos, sendo a sua 
estrutura composta por sete α hélices transmembranares, com um domínio N-
terminal extracelular de comprimento variável e um domínio C-terminal 
intracelular. 
 
Os GPCRs são divididos em três famílias distintas, que têm em comum a estrutura 
hepta-helicoidal, mas diferem noutros aspectos, principalmente no comprimento 
do domínio N-terminal extracelular e da localização do domínio de ligação ao 
agonista. 
 
A rodopsina é uma proteína abundante na retina e produz uma resposta nos 
bastonetes (hiperpolarização, associada à inibição da condutância de Na+) através 
de um mecanismo que envolve uma proteína G. No entanto, neste caso, é um 
fotão, e não uma molécula agonista, que produz a resposta. Ou seja, a rodopsina 
incorpora a sua própria molécula agonista, o retinal, que isomerisa da 
configuração trans (inactiva) para a cis (activa) quando absorve um fotão. 
 
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25 
 
 
As proteínas G constituem uma família de proteínas membranares cuja função é 
reconhecer GPCRs activados e passar a mensagem aos sistemas efectores que 
geram uma resposta celular. São chamadas de proteínas G por causa de sua 
interacção com os nucleótidos da guanina, GTP e GDP. São constituídas por três 
subunidades: α, β e γ. Os nucleótidos de guanina ligam-se à subunidade α, que 
têm actividade enzimática, catalisando a conversão de GTP em GDP. As 
subunidades β e γ permanecem juntas num complexo βγ. As três subunidades 
estão ancoradas à membrana através de uma cadeia de ácidos gordos, acoplados 
à proteína G por meio de uma reacção conhecida como prenilação. 
 
 
 
No estado de “repouso”, a proteína G está sob a forma de um trímero αβγ solto, 
com um GDP ocupando a subunidade α. Quando um GPCR é activado por um 
agonista, ocorre uma mudança conformacional, envolvendo o domínio 
citoplasmático do receptor, fazendo-o adquirir elevada afinidade para αβγ. 
Associação do αβγ ao receptor faz com que o GDP se dissocie e seja substituído 
por GTP, que, por sua vez, provoca a dissociação do trímero da proteína G, 
libertando as subunidades α-GTP e βγ. Estas formas “activas” difundem-se na 
membrana e podem associar-se a várias enzimas e canais iónicos, causando 
activação do alvo. 
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26 
Quando a subunidade α, através da sua actividade GTPásica, hidrolisa o GTP a 
GDP, a sinalização termina. A subunidade α-GDP resultante dissocia-se do efector 
e reúne-se com a subunidade βγ, completando o ciclo. 
 
 
 
A ligação da subunidade α a um efector aumenta a sua actividade GTPásica. A 
magnitude deste aumento é diferente para diferentes tipos de efectores. Uma vez 
que a hidrólise do GTP é a etapa que termina a capacidade da subunidade α 
produzir o seu efeito, a regulação da sua actividade GTPásica pela proteína 
efectora significa que a activação do efector tende a ser autolimitada. O 
mecanismo resulta numa amplificação, pois um único complexo agonista-receptor 
pode activar várias proteínas G, e cada uma delas pode permanecer associada à 
enzima efectora por tempo suficiente para produzir várias moléculas de produto. 
O produto é muitas vezes um 2o mensageiro e a amplificação adicional ocorre 
antes de a resposta celular final ser produzida. 
 
 
 
Nota: A fosforilação é o mecanismo regulador de grande parte dos processos 
metabólicos em células eucarióticas. As cinases são enzimas que catalisam 
preferencialmente reacções de fosforilação, com conversão de ATP a ADP (ATP  
ADP + Pi), reacção muito favorável por ser muito exergónica. As fosfatases 
catalisam geralmente reacções de desfosforilação, que não envolvem passagem 
de ATP a ADP, visto tratar-se de uma reacção pouco favorável do ponto de vista 
energético. O ATP é o dador mais comum de grupos fosfato. 
 
Funções das GPCRs: 
 Acção e secreção hormonal; 
 Transmissão nervosa; 
 Quimiotaxia (migração de células, sobretudo leucócitos, em direcção a um 
gradiente químico); 
 Exocitose; 
 Embriogénese; 
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27 
 Crescimento e diferenciação celulares; 
 Funções sensitivas (olfacto, paladar, visão);Infecção viral. 
 
Os principais alvos das proteínas G, através dos quais os GPCRs controlam os 
diferentes aspectos da função celular, são: 
 Guanilato ciclase, responsável pela formação de cAMP; 
 Fosfolipase C, responsável pela formação de fosfato de inositol e 
diacilglicerol; 
 Canais iónicos, particularmente de cálcio e potássio; 
 RhoA/Rho-cinase, um sistema que controla a actividade de muitas vias de 
sinalização, controlando o crescimento e a proliferação celular, a 
contracção do músculo liso, etc. 
 
GUANILATO CICLASE 
O cAMP é um nucleótido sintetizado na célula a partir do ATP pela acção de uma 
enzima ligada à membrana, a guanilato ciclase. É produzido continuamente e 
inactivado pela hidrólise de 5'-AMP, através da acção de uma família de enzimas, 
as fosfodiesterases. Diversos medicamentos, hormonas e neurotransmissores 
actuam nos GPCRs e produzem os seus efeitos aumentando ou diminuindo a 
actividade catalítica da guanilato ciclase, aumentando ou diminuindo a 
concentração de cAMP dentro da célula. Existem diversas isoformas moleculares 
da enzima, algumas das quais respondem selectivamente a Gαs ou Gαi. 
 
 
 
O AMP cíclico regula vários aspectos da função celular, incluindo, por exemplo, 
enzimas envolvidas no metabolismo, a divisão e a diferenciação celular, o 
transporte de iões, os canais iónicos e as proteínas contrácteis do músculo liso. 
Estes efeitos variados são, porém, provocados por um mecanismo comum, ou 
seja, a activação de proteínas cinases pelo cAMP. As proteínas cinases regulam a 
função de várias proteínas celulares por fosforilação de proteínas que controlam. 
O cAMP é hidrolisado no interior das células por fosfodiesterases. Existem vários 
subtipos de fosfodiesterases, alguns dos quais são cAMP-selectivas, enquanto 
outras são cGMP-selectivas. 
 
 
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28 
FOSFOLIPASE C 
O fosfatidilinositol (PIP2) é um importante 2
o mensageiro intracelular. O PIP2 é o 
substrato de uma enzima ligada à membrana, a fosfolipase C (PLC), que se divide 
em diacilglicerol e trifosfato de inositol (IP3), os quais funcionam como 2
os 
mensageiros. A activação da PLC por vários agonistas é mediada pela proteína G. 
Após a clivagem do PIP2, o DAG é fosforilado para formar o ácido fosfatídico, 
enquanto que o IP3 é desfosforilado e reassociado ao ácido fosfatídico para 
formar PIP2 de novo. 
 
 
 
CANAIS IÓNICOS 
Os GPCRs podem controlar directamente a função de canais iónicos por 
mecanismos que não envolvem 2os mensageiros, como o cAMP ou o fosfato de 
inositol. 
 
RhoA/Rho-CINASE 
Esta via de transdução de sinal é activada por GPCRs (e também por mecanismos 
não-GPCR) que de ligam a proteínas G. A subunidade α da proteína G interage 
com um factor de troca de nucleótido de guanosina, que facilita a troca de GDP 
por GTP numa outra GTPase, a Rho. A Rho-GDP, na forma de repouso, está 
inactiva, mas quando a troca GDP-GTP ocorre, a Rho é activada que, por sua vez, 
activa a Rho-cinase. A Rho-cinase fosforila várias proteínas do substrato e controla 
uma grande variedade de funções celulares, incluindo a contracção e proliferação 
do músculo liso, a angiogénese e a remodelação sináptica. 
 
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29 
 
 
RESUMINDO: 
 São estruturas compostas por α-hélices que atravessam a membrana sete 
vezes, muitas vezes sob a forma dimérica. 
 Uma das alças intracelulares é maior do queas outras e interage com a 
proteína G. 
 A proteína G é uma proteína da membrana composta por três 
subunidades (α, β e γ), a subunidade α possuindo actividade GTPásica. 
 Quando o trímero se liga ao receptor ocupado por antagonista, a 
subunidade α dissocia-se e activa um efector (uma enzima de membrana 
ou um canal iónico). Nalguns casos, a subunidade βγ é o activador. 
 A activação do efector termina quando a molécula de GTP ligada é 
hidrolisada, o que permite que a subunidade α se recombine com a 
subunidade βγ. 
 Existem vários tipos de proteína G, que interagem com diferentes 
receptores e controlam de diferentes efectores. 
 
Receptores Associados a Proteínas Cinases 
Esses receptores de membrana mediam as acções de uma ampla variedade de 
mediadores de proteínas, incluindo factores de crescimento, citocinas e hormonas 
como a insulina e a leptina, cujos efeitos são exercidos principalmente ao nível de 
transcrição génica. 
 
A maioria desses receptores são proteínas constituídas por uma única cadeia até 
1000 aminoácidos, com uma única hélice atravessando a membrana, associada a 
um grande domínio extracelular ligante e um domínio intracelular de tamanho e 
função variáveis. 
 
Os principais tipos de receptores associados a proteínas cinases são os seguintes: 
 Receptores de tirosina cinase (RTKs): a sua estrutura incorpora uma 
tirosina cinase na região intracelular. Eles incluem os receptores para 
vários factores de crescimento; 
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30 
 Serina/treonina cinases: estruturalmente semelhantes aos RTKs, mas 
fosforilam resíduos de serina e/ou treonina, em vez de tirosina; 
 Receptores de citocinas: não apresentam actividade enzimática 
intrínseca. Quando ocupados, associam-se e activam uma tirosina cinase 
citosólica; 
 Receptores ligados a guanilato ciclase: estruturalmente semelhante aos 
RTKs, mas a porção enzimática é uma guanilato ciclase e exercem os seus 
efeitos estimulando a formação de cGMP. 
 
A fosforilação de proteínas é um mecanismo fundamental para controlar a função 
das proteínas (ex.: enzimas, canais iónicos, receptores, proteínas transportadoras) 
envolvidas na regulação dos processos celulares. A fosforilação e a desfosforilação 
são realizadas pelas cinases e fosfatases, respectivamente. 
 
 
 
Em muitos casos, a ligação do ligante ao receptor leva à dimerização. A associação 
dos dois domínios cinase intracelulares permite uma autofosforilação mútua dos 
resíduos de tirosina intracelulares. Os resíduos de tirosina fosforilados servem 
como locais de alta afinidade de encaixe a outras proteínas intracelulares, que 
formam a próxima etapa da cascata de transdução de sinal. 
 
Um grupo importante dessas proteínas são as proteínas de domínio SH2, que 
possuem uma sequência altamente conservada de cerca de 100 aminoácidos, 
formando um local de reconhecimento para os resíduos de fosfotirosina do 
receptor. 
 
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31 
VIA PROTEÍNA CINASE A 
 
 
 
A proteína cinase A (PKA) é constituída por dois tipos de subunidades: 
1. Subunidade reguladora (R); 
2. Subunidade catalítica (C). 
 
Na ausência de cAMP, a PKA forma o complexo 
R2C2 (enzimaticamente inactivo). 
 
Na presença de cAMP (4 moléculas), há 
dissociação do complexo R2C2 em: 
 1 subunidade R2; 
 2 subunidades C livres, aptas a fosforilar 
proteínas-alvo. 
 
 
Ligação do ligante 
ao receptor GPCRs 
Proteína G activada 
GTP liga-se à 
subunidade α 
Libertação 
do GDP 
Subunidade α separa-se 
das restantes 
Formação do 
complexo α-GTP 
Formação do 
complexo β-γ 
Activação da 
adenilato ciclase 
Activação de 
alvos (enzimas, 
canais iónicos) 
Síntese de cAMP, 
a partir de ATP 
4 cAMP activam a 
proteína cinase A 
(PKA) 
PKA liberta as duas 
subunidades catalíticas (vão 
fosforilar outras proteínas) 
GTP hidrolisado a GDP 
Subunidade α 
cessa activação da 
adenilato ciclase 
Deixa de ser 
produzido cAMP 
a partir de ATP 
Reassociação da 
subunidade α com as 
subunidades β e γ 
Dissociação do complexo 
ligante-receptor 
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As respostas “luta ou fuga” que, em situações de stress, preparam o músculo para 
a acção são o resultado da actividade da PKA. Nestas situações, a glândula supra-
renal produz a hormona adrenalina (ou epinefrina), que é lançada na corrente 
sanguínea e activa receptores β-adrenérgicos do coração e do músculo liso. Com 
a activação dos receptores, aumenta a produção de cAMP e a PKA é activada, 
fosforilando proteínas-alvo, provocando assim aumento da frequência cardíaca, 
dilatação das pupilas, mobilização de energia (lipólise dos adipócitos, 
glicogenólise e gluconeogénese) e aumento do fluxo sanguíneo no músculo 
esquelético. 
 
VIA PROTEÍNA CINASE C 
 
 
 
 
 
 
Ligação do ligante 
ao receptor GPCRs 
Mecanismo de transdução 
pela proteína G 
(semelhante ao da via PKA) 
Activação da 
fosfolipase C (PLC) 
PLC catalisa hidrólise de 
fosfatidilinositol (PIP2) 
Formação de dois 
2os mensageiros 
Diacilglicerol 
(DAG) 
Proteína Cinase C 
(Ca2+ dependente) é 
activada pelos níveis 
de Ca2+, pelo DAG e 
pela fosfatidilserina 
Proteína Cinase C 
(PKC) activa vai 
fosforilar enzimas 
específicas no citosol 
Trifosfato de 
inositol (IP3) 
IP3 é desfosforilado a 
inositol, que se liga ao 
ácido fosfatídico, 
convertendo-se em PIP2 
(pronto para novo ciclo) 
Difunde-se pelo 
citosol e liga-se a um 
receptor próprio na 
membrana das 
vesículas do RE 
Ca2+ e calmodulina 
contribuem para junção de 
vesículas com membrana 
plasmática nos processos de 
exocitose 
Libertação de 
Ca2+ no citosol 
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VIA PROTEÍNA CINASE G 
O sistema da proteína cinase G (PKG) é cGMP-dependente, ou seja, a produção da 
proteína PKG é estimulada pelo aumento dos níveis de cGMP (2º mensageiro) no 
citosol, por acção da guanilato ciclase. 
 
A PKG formada por acção de cGMP vai fosforilar enzimas no citosol, provocando, 
entre outros efeitos, relaxamento muscular e vasodilatação, aumentando o 
aporte de sangue e a disponibilidade de oxigénio. 
 
O monóxido de azoto (NO) é um composto amplamente utilizado que estimula 
esta via, ao aumentar a actividade da guanilato ciclase. 
 
 
 
 
 
RESUMINDO: 
 Receptores de vários factores de crescimento incorporam uma tirosina 
cinase no seu domínio intracelular. 
 Receptores de citocinas têm um domínio intracelular que se liga e activa a 
cinase citosólica quando o receptor está ocupado. 
Activação da Proteína 
Cinase G (PKG) 
Guanilato ciclase 
Estimula produção de 
cGMP, a partir de ATP 
Monóxido de 
azoto (NO) 
estimula 
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 Os receptores possuem uma estrutura comum, com um grande domínio 
extracelular ligado a ligante, associado ao domínio intracelular através de 
uma hélice que atravessa a membrana uma única vez. 
 A transdução de sinal geralmente envolve dimerização de receptores, 
seguido por autofosforilação dos resíduos de tirosina. Os resíduos de 
fosfotirosina agem como aceptores para os domínios SH2 de uma 
variedade de proteínas intracelulares, permitindo assim um controle de 
várias funções celulares. 
 Eles estão envolvidos principalmente em eventos de controlo do 
crescimento e diferenciação celular, e indirectamente através da 
regulação da transcrição génica. 
 Alguns receptores hormonais têm uma estrutura semelhante mas estão 
associados a guanilato ciclase. 
 
Receptores Intranucleares 
Há pelo menos 48 membros da família de receptores nucleares no genoma 
humano, o que representa uma percentagembastante pequena de receptores, 
mas são alvos importantes de medicamentos e desempenham um papel vital na 
sinalização endócrina, bem como na regulação metabólica. 
 
Os receptores nucleares são factores de transcrição activados por ligantes que 
estão envolvidos na transdução de sinais por modificação da transcrição génica. 
Estes receptores não estão incorporados na membrana. Alguns, como os 
receptores esteróides, tornam-se móveis na presença de seu ligante e podem 
translocar-se do citoplasma para o núcleo, enquanto outros, como o RXR, estão 
provavelmente confinados no interior do compartimento nuclear. Muitos 
receptores nucleares agem como sensores de lípidos e estão intimamente 
envolvidos na regulação do metabolismo lipídico dentro da célula. 
 
 
 
Os receptores nucleares têm um domínio N-terminal muito heterogéneo, que se 
liga a outros factores de transcrição e modifica sua própria ligação ou actividade, 
um núcleo altamente conservado, composto por uma estrutura responsável pelo 
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reconhecimento e pela ligação ao DNA, e um domínio C-terminal específico para 
cada classe de receptor. 
 
RESUMINDO: 
 Família de 48 receptores solúveis que reconhecem sinais lipídicos e 
hormonais e modulam a transcrição génica. 
 Existem duas classes principais de receptores nucleares: 
o Classe I: estão presentes no citoplasma, formam homodímeros e 
migram para o núcleo. Os seus ligantes são principalmente de 
natureza endócrina (ex.: hormonas esteróides); 
o Classe II: estão permanentemente no núcleo e formam 
heterodímeros. Os seus ligantes são geralmente lípidos (ex.: 
ácidos gordos); 
o Subclasse: estão envolvidos na transdução de sinais, 
principalmente endócrinos, mas funcionam como heterodímeros 
(ex.: hormona tiroideia). 
 Os complexos ligante-receptor desencadeiam alterações na transcrição 
génica, ligando-se a elementos de resposta hormonal em promotores de 
genes e recrutando factores co-activatores ou co-repressores. 
 
Regulação dos Níveis Intracelulares de Cálcio 
A concentração intracelular de cálcio desempenha um papel importante na 
regulação da função celular (cinases e fosfatases, canais, transportadores, 
factores de transcrição, proteínas das vesículas sinápticas, etc.). 
 
Intracelularmente, a maior parte do Ca2+ está retido em organelos (retículo 
endoplasmático, retículo sarcoplasmático, mitocôndrias) e os níveis de Ca2+ livre 
no citosol são mantidos baixos, para impedir a precipitação de compostos 
carboxilados e fosforilados, que forma sais muito pouco solúveis quando se 
combinam com Ca2+. Estas baixas concentrações são conseguidas através de 
mecanismos de transporte que expulsam Ca2+ da célula. 
 
O nível de Ca2+ intracelular é determinado por três mecanismos reguladores que 
controlam: 
1. Entrada de Ca2+: canais de Ca2+ controlados por voltagem (semelhantes aos 
canais de Na+ e K+) e canais de Ca2+ regulados por ligantes (a maioria são 
activados por neurotransmissores excitatórios); 
2. Saída de Ca2+ da célula: o Ca2+ é transportado activamente por uma ATPase 
dependente de Ca2+. Também pode ocorrer troca de Na+/Ca2+ (troca de 3 
Na+ por 1 Ca2+; o gradiente electroquímico de Na+ fornece energia 
necessária para saída do Ca2+, sem hidrólise de ATP); 
3. Libertação de Ca2+ contido nos organelos celulares: a principal via pela qual 
os iões Ca2+ são libertados do RE/RS é o receptor de trifosfato de inositol 
(IP3R). O receptor é activado pelo trifosfato de inositol (IP3), um dos 2
os 
mensageiros resultantes da activação da fosfolipase C (PLC), que, uma vez 
activado, funciona como canal de Ca2+, permitindo que os iões sejam 
libertados no citosol. 
 
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O PAPEL DA CALMODULINA NA FUNÇÃO REGULADORA DO CÁLCIO 
Na maioria dos casos, é necessária uma proteína ligante que sirva de 
intermediário entre Ca2+ e as proteínas funcionais que este regula. 
 
Um exemplo dessas proteínas intermediárias é a calmodulina (dímero com 4 sítios 
de ligação para Ca2+). Quando todos os centros de ligação estão ocupados, expõe 
um domínio hidrofóbico aderente que se dispõe ao redor de regiões específicas 
das proteínas alvo de regulação, induzindo alterações de conformação. 
 
O complexo Ca2+-calmodulina estimula uma vasta gama de enzimas, canais iónicos 
e outras proteínas-alvo, como, por exemplo, as proteínas cinases dependentes de 
calmodulina (CaM cinases). 
 
As CaM cinases fosforilam muitas proteínas diferentes e estão envolvidas na 
regulação do metabolismo energético, da permeabilidade iónica e da síntese e 
libertação de neurotransmissores. 
 
 
Efeitos Biológicos da Radiação 
 
O espectro de radiação emitido pelo Sol é muito amplo em comprimento de onda. 
Assim, muitos organismos vivos adaptaram-se e tiram partido da luz visível. Uma 
dessas adaptações consiste no processo de visão. 
 
No mundo biológico, o 
aproveitamento de largas gamas de 
energia de radiação é ditado pela 
capacidade das moléculas em sofrer 
alterações controladas quando 
interactuam com a radiação. 
Enquanto a radiação gama, por 
exemplo, pode quebrar ligações 
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químicas indiscriminadamente, as ondas rádios não têm qualquer efeito marcante 
sobre as moléculas. Compreensivelmente, ambas não são utilizadas pelos seres 
vivos. Na zona de energia intermédia, as moléculas podem ter os seus electrões 
excitados e mudar de conformação em consequência disso. É esta a chave do 
processo de visão. A radiação infravermelha excita alguns terminais nervosos e a 
sua acção biológica é uma percepção de calor. 
 
Visão 
A mudança de conformação (cis-trans) do retinal desencadeia o processo 
molecular de visão nas membranas das células cones e bastonetes dos olhos. O 
retinal está ligado à proteína rodopsina. 
 
 
 
Os raios ultravioleta estão na fronteira entre a radiação visível e a radiação que 
causa quebra de ligações covalentes (dita ionizante). Embora não extremamente 
ionizantes, podem, sobretudo em doses elevadas, quebrar ligações e provocar 
danos em tecidos, inclusive ao nível de ácidos nucleicos, com risco muito 
acrescido de cancro. 
 
A derme e os olhos, estando muito expostos, 
requerem especial atenção. Os óculos escuros 
e os cremes protectores solares são as formas 
de defesa mais simples e comuns. Ambos se 
baseiam num princípio comum: interpor entre 
a fonte de radiação (sol) e os tecidos 
(olhos/derme) moléculas que absorvem a 
radiação UV, não a deixando chegar aos 
tecidos. As lentes são compostas por materiais 
vítreos ou plásticos que absorvem radiação UV, 
enquanto os protectores solares se baseiam 
em emulsões de moléculas aromáticas, como derivados de benzofenonas e 
benzoatos. Também são por vezes usadas moléculas inorgânicas. 
 
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Aminoácidos e Proteínas 
 
Aminoácidos 
 
Os aminoácidos são as unidades estruturais básicas das proteínas. São 
constituídos por um átomo de carbono central (carbono α), ligado a um grupo 
amina, um grupo de carboxilo, um átomo de hidrogénio, e um grupo R (cadeia 
lateral). 
 
Estereoisómeros 
A quiralidade do carbono α origina uma configuração tetraédrica assimétrica e, 
portanto, existem 2 enantiómeros (isomerismo óptico): 
 
 
 
Com a ligação Cα–H perpendicular ao plano do papel, o átomo de hidrogénio para 
trás do mesmo plano e o grupo R para cima, um aminoácido com o grupo amina 
projectado para a esquerda tem configuração L e um aminoácido com o grupo 
amina projectado para a direita tem configuração D. 
 
As definições L e D estão relacionadas com a capacidade de desviar a luz 
polarizada. 
 
Apenas os L-aminoácidos são constituintes das proteínas. 
 
Propriedades Iónicas 
Os aminoácidos em solução de pH neutro existem predominantemente