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Processos aulas/Metabolismo de glicídios.pdf 1 Metabolismo de glicídios Processo que envolve um conjunto de reações químicas tendo como substrato de partida os glicídios ou carboidratos ou açúcares. Para haver a degradação do açúcar (glicose), ele deve ser proveniente da dieta humana: Pouca glicose livre – encontra-se na forma de: - Amido - Manose - Sacarose - ácido lático - Lactose - glicerol - Frutose - aa Uma vez ingerida a glicose: Digestão: Absorção: ID Excreção: urina. 2 Digestão: Sacarose e lactose originam, além de glicose, frutose e galactose, respectivamente. Hidrólise de sacarose e lactose: Digestão: Degradação do glicogênio da dieta pela α-amilase salivar ou pancreática: Absorção: A glicose na forma livre ou ativa é absorvida no organismo, principalmente no ID e, a absorção desta é potencializada por bomba de sódio. Luz intestinal Célula intestinal 3 Um transportador de glicose sódio-dependente (SGLT1) liga tanto a glicose como o sódio em sítios separados, transportando-os através da membrana plasmática da célula intestinal. Considera-se que tanto a glicose como o Na+ são liberados para o interior do citosol, possibilitando que o transportador esteja novamente à disposição. O Na+ é transportado a favor de seu gradiente de concentração e ao mesmo tempo que faz com que o transportador carregue glicose, contra seu gradiente de concentração. A energia livre necessária a este transporte ativo é obtida a partir da hidrólise de ATP, ligado a uma bomba de sódio que expele Na+ da célula em troca de K+. A frutose é absorvida mais lentamente que a glicose e galactose. Sua absorção parece ocorrer por difusão com o gradiente de concentração, através de um transportador facilitador sódio-independente (GLUT 5). Metabolismo de sacarose e lactose Frutose e galactose são metabolizadas, em sua maior parte no fígado, por conversão a intermediários da glicólise. 4 Utilizações de glicose: Representação dos processos de digestão, absorção e destinação tecidual dos glicídios ingeridos. Excreção: renal.Ácido graxo: armazenado como TG O metabolismo de glicídios pode ser dividido em: - Anaeróbico: glicólise - Aeróbico: envolve Krebs, fosforilação oxidativa e cadeia respiratória. - Do glicogênio: glicogenólise Obs.: Procariotos: Eucariotos Glicólise: citosol citosol Krebs: membrana mitocôndria Glicólise anaeróbica: citosol Glicose (6C) Frutose-1,6-bisfosfato (6C) 2 Piruvato (3C) Lactato Acetaldeído Acetil-CoA (2C) Etanol Ausência de O2 glicólise Redução: glicólise anaeróbica MO: -CO2 Redução + O2 e - CO2 Krebs Gicose + 2ADP + 2Pi 2 piruvato + 2 ATP 5 Conversão de glicose a piruvato: 1 – glicose + ATP glicose-6-fosfato + ADP 2 – glicose-6-fosfato frutose-6-fosfato 3 – frutose-6-fosfato + ATPfrutose-1,6-bisfosfato + ADP 4 – frutose-1,6-bisfosfato gliceraldeído-3-fosfato 5 – gliceraldeído-3-fosfato + diidroxiacetona fosfato D-gliceraldeído-3-fosfato hexoquinase glicosefosfatoisomerase fosfofrutoquinase aldolase Triosefosfato isomerase 6 6 – D-gliceraldeído-3-fosfato + NAD+ + Pi 1,3-bisfosfoglicerato + NADH + H+ 7- 1,3-bisfosfoglicerato + ADP 3-fosfoglicerato + ATP 8 - 3-fosfoglicerato 2-fosfoglicerato 9 - 2-fosfoglicerato fosfoenolpiruvato + H2O 10 – fosfoenolpiruvato + ADP piruvato + ATP Gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase Fosfoglicerato quinase fosfogliceromutase enolase Mg+2 + piruvato-quinase Conversão de piruvato a lactato: músculo 1 – piruvato + NADH + H+ lactato + NAD+ Obs.: O lactato pode ser reciclado para formar piruvato e glicose (gliconeogênese). Lactato desidrogenase (LDH) Fermentação alcóolica: ocorre nos microorganismos 1 – piruvato –CO2 acetaldeído + NADH etanol + NAD+ Piruvato descarboxilase Álcool desidrogenaseMg+2/ TPP Bolhas de refrigerante Energia da glicólise anaeróbica: exotérmica 1 glicose 2 ATP G = -32,1 Kcal/mol energia – calor – manutenção da temperatura corporal 2 piruvatos 2 NADH 7 Glicólise anaeróbica: Fase 1 Fosforilação da glicose e sua conversão a 2 moléculas de gliceraldeído- 3-fosfato; 2 ATPs são usados nessas reações. Fase 2 Conversão de gliceraldeído 3-fosfato a piruvato e a formação acoplada de 4 moléculas de ATP. Pontos de controle da via glicolítica anaeróbica: São pontos que desligam a produção de energia quando não houver necessidade imediata de uso. São 3 reações: - Glicose para glicose-6-fosfato catalisada por enzima hexoquinase; - Glicose-6-fosfato para frutose-1,6-bisfosfato por enzima fosfofrutoquinase; - Última reação por enzima piruvato-quinase: fosfoenolpiruvato que transfere fosfato para ADP, formando piruvato e ATP. Pontos de controle da glicólise anaeróbica 8 Glicólise Aeróbica: mitocôndria (matriz) glicose CO2 + H2O Presença de O2 Acetil-CoA Krebs Glicídios Ácido pirúvico Glicerídios Ácidos graxos Proteínas aa Relembrando: 1 glicose = 2 piruvatos E o complexo piruvato-desidrogenase converte piruvato a CO2 e acetil-CoA. - piruvato-desidrogenase; - diidrolipoil-transacetilase - diidrolipoil-desidrogenase. TPP = pirofosfato de tiamina (um metabólito da vitamina B1). 9 Ciclo de Krebs Regulação do ciclo de Krebs: três enzimas: • Citrato-sintase: enzima alostérica inibida por ATP, por NADH e pela succinil-CoA e citrato. • isocitrato-desidrogenase: são inibidas por ATP e NADH e são ativadas por ADP (ADP é um ativador alostérico da enzima) e NAD+. • α-cetoglutarato-desidrogenase: ATP, NADH e succinil- CoA são inibidores e o ADP e NAD+ são ativadores. • Fora de Krebs: Complexo piruvato-desidrogenase: É inibido por ATP, NADH e também pelo produto acetil- CoA Pontos de controle regulatório na conversão de piruvato a acetil-CoA e no Ciclo de Krebs. 10 Glicogenólise: é a queima de glicogênio Após a queima de glicose livre, a glicose de reserva armazenada na forma de glicogênio começa a ser metabolizada para gerar energia. fígado e músculo A sua degradação gera vários resíduos de glicose sendo liberados ao mesmo tempo, a partir de cada ramificação (amido animal). Encontra-se aumentada em jejum e reduzida em condição normal. A liberação de glicogênio do fígado é controlada pelo baixo nível de glicose sanguíneo. No fígado produz glicose que vai para o músculo. No músculo, se transforma em glicose-6-fosfato (anaeróbico), que entra na rota glicolítica, é oxidado a CO2 e H2O ou transforma-se em lactato que retorna ao fígado. No fígado, o lactato vira glicose, que é exportada para o sangue ou reconstitui o glicogênio. Função: reabastecer a glicose circulante no sangue. Reações: 1. Glicogênio + íon fosfato glicogênio (restante) + glicose-1-fosfato 2. glicose-1-fosfato glicose-6-fosfato 3. Glicogênio (restante ramificado) glicose Glicogênio fosforilase – quebra -1,4 fosfoglicomutase Enzimas de desramificação – quebra -1,6. Não houve consumo de ATP: glicose inicia a glicólise: ganho de 2 ATP e qdo glicogênio inicia a glicólise: ganho de 3 ATP. 11 A formação do glicogênio (glicogênese) a partir de glicose não é o inverso dessas reações, precisa de energia do UTP. Glicose-1-fosfato + UTP difosfato de uridina glicose + pirofosfato (PPi) 2 Pi Adições de UDPG ao glicogênio é catalisada por glicogênio sintase para formar as ligações -1,4, sob influência de um iniciador glicogenina (resíduo de tirosina). Ligações -1,6 são realizadas por enzima ramificadora. UDP glicose/UDPGUDPG pirofosforilase + H2O UDP + ATP UTP + ADP Abastecimento Controle da velocidade da glicogenólise: é realizado sobre a glicogênio fosforilase por controle alostérico ou modificação covalente. Essa enzima é dímero, ativa na forma R (resíduo de serina fosforilado = fosforilase a) e inativa na T (fosforilase b). A fosforilase a não responde aos moduladores alostéricos, sempre ativa e a fosforilase b responde, pode-se inativar. Moduladores alostéricos negativos: positivos: Fosforilase a: glicose - Fosforilase b: ATP e glicose-6-fosfato AMP Pode ocorrer também controle hormonal: liberação de adrenalina estimula a glicogênio fosforilase e suprime a glicogênio sintase. A gligogênio sintase é modulada de forma alostéria e covalente, de maneira inversa a glicogênio fosforilase. Moduladores alostéricos positivos: negativos: sintase a: glicose - sintase b: ATP e glicose-6-fosfato AMP 12 Gliconeogênese: ocorre no fígado Processo que converte piruvato em glicose, partindo de substâncias não glicídicas. É via usada para reverter reações irreversíveis (3) da glicólise: 1 - Produção de piruvato a partir de fosfoenolpiruvato; 2 - Produção de frutose-1,6-bis-fosfato a partir de frutose- 6-fosfato; 3 - Produção de glicose-6-fosfato a partir de glicose. Essas reações são revertidas por novos caminhos, novas enzimas. 1 – Possui CO2 e Oxaloacetato como intermediários: oxaloacetato + GTP fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP 2 – A reação é catalisada por frutose-1,6-bis-fosfatase, sendo esta inibida por AMP e outra enzima, frutose-2,6-bis- fosfatase e estimulada por ATP. 3 - A reação é catalisada por glicose-6-fosfatase, segue a inibição por AMP e ativação por ATP. Mg+2 Controle do metabolismo de glicídios: Considerando glicólise, gliconeogênese e síntese e degradação de glicogênio, temos: - frutose-1,6-bis-fosfatase - Controle alostérico - Controle de modificação covalente - Ciclos de substrato: reações opostas são catalisadas por enzimas diferentes. - Controle genético: a quantidade de enzima presente é regulada por síntese de proteínas 13 Via de pentoses-fosfato: Alternativa a glicólise: glicólise – produção de ATP pentoses – produção de pentoses – ribose – usada para ácidos nucléicos - produção de NADPH – agente redutor para biossíntese lipídica. Inclui: - Reações oxidativas: produz NADPH - Reações Não-oxidativas: produz ribose-5-fosfato. Glicemia em jejum: em jejum a glicemia está reduzida, requer quebra de glicogênio para a produção de energia (glicogenólise). Regulação da glicemia: pela insulina – aumenta a captação de glicose pela célula, aumenta glicólise, glicogênese. Alta glicose no sangue + insulina = baixa glicose no sangue. Exercícios físicos: queima glicogênio, gasta rápido a glicose circulante e leva a hipoglicemia, reduz insulina, reduz o uso de glicose. Secreção de tiroxina: reduz o uso de glicose. Aumento na atividade do córtex supra-renal: aumenta gliconeogênese. 14 Influências endócrinas no metabolismo de glicídios: - Insulina: hormônio que reduz a glicose circulante no sangue por reduzir a liberação desta do fígado e por transportá-la para dentro da célula onde será metabolizada. - Hormônio córtico-supra-renal: aumenta a glicemia por aumentar a produção hepática, reduzir a captação e aumentar a gliconeogênese. - Homônio hipofisário: estimula secreções de tireóide que interferem no metabolismo de glicídios. - Adrenalina e tiroxina: aumentam a glicemia por acelerar a glicogenólise no fígado. Diabetes: Doença causada pela produção reduzida ou inexistente de insulina pelas células -pancreáticas (Diabetes Mellitus), a qual é influenciada por secreção hormonal de hipófise e córtex-supra-renal. Tipo I: não produz insulina Tipo II: produz insulina mas em quantidade insuficiente. Sintomas: ataque cardíaco, cegueira, impotência, hiperglicemia, glicosúria, cetose, acetoacidose, hipercolesterolemia, aterosclerose, insuficiência renal e gangrena em dedos dos pés. Tratamento: correção de hábitos alimentares + exercício físico – medicamentos hipoglicemiantes – administração de insulinas. Insulinas: - Regular: cristalina – 30 minutos após a refeição deve ser administrada, ação rápida – dura de 6-8 horas – IV, SC, IM. - NPH: absorção lenta, usada em combinação com protamina (proteína no esperma de salmão que retarda a absorção) – ação intermediária - dura de 22-28 horas – SC. 15 Locais de aplicação: Processos aulas/METABOLISMO DE LIPÍDIOS.pdf 01/08/2017 1 METABOLISMO DE LIPÍDIOS Digestão: Boca: -saliva: fornece água aos alimentos = lubrificante. -mastigação: divide o alimento em fragmentos menores – aumenta a área superficial para ataque enzimático. -contém enzimas para hidrólise de alimentos: amilase salivar: quebra glicídios lipase lingual: produzida nas glândulas de Ebner (pouco representativa para humanos) • Estômago: suco gástrico – contém enzimas: pepsina, renina e lipase. - proteínas: sofrem desnaturação por ácido clorídrico (quebra pontes de hidrogênio), seguida de digestão por pepsina (pepsinogênio + H+: enzima ativa – hidrolisa ligações peptídicas); - renina: importante para digestão de crianças pois previne a rápida passagem do leite para o estômago. Junto ao cálcio ela transforma a caseína do leite em paracaseína e esta sofre ação de pepsina. Está ausente em adultos. - lipase gástrica: realiza a digestão lipídica, hidrolisa TG em AG. Parte dos AG são absorvidos na parede do estômago e parte passa ao duodeno. Duodeno (ID): recebe o conteúdo do estômago (quimo) por meio da válvula pilórica e sofre ação de enzimas dos sucos pancreático e intestinal. O fígado produz bile que é armazenada na vesícula biliar no período entre refeições. O fígado fornece a bile para o duodeno por meio do duto biliar comum, misturando-a com o suco prancreático. - Bile: funções de emulsificação, neutralização de ácidos estomacais e excreção de ácidos biliares e colesterol e de toxinas, pigmentos e substâncias inorgânicas. 01/08/2017 2 - Suco pancreático: função fornecedor de enzimas para a digestão: -tripsina, quimiotripsina, elastase (endopeptidases) -carboxipeptidase (exopeptidase) - amilase pancreática, lipase pancreática, fosfolipases colipases, hidrolase de éster de colesterol - RNAase e DNAase. Secreção intestinal: O suco intestinal é secretado por glândulas de Brunner e Lieberkühn, as quais também contém outras enzimas digestivas (aminopeptidase, dissacaridase, fosfatase, polinucleotidase e nucleosidase). Os produtos da digestão são secretados na forma de unidades básicas passíveis de absorção: - monossacarídeos/hexoses e pentoses, - aa, - AG, glicerol, monoacilgliceróis, diglicerídeos - nucleobases e nucleosídeos. Absorção intestinal: - Estômago: pequena – apenas para AG de cadeia curta e média e etanol - ID: principal órgão de absorção: 90% Por meio de duas vias de transporte: - Sistema porta hepático: carrega para o fígado: hidrossolúveis (AG pequenos); - Vasos linfáticos: carrega para o sangue: lipossolúveis (AG grandes). 01/08/2017 3 Os produtos da digestão de lipídios encontram-se na forma de 2-monoacilgliceróis, AG e 1- monoacilgliceróis. Estes separam-se da emulsão (bolo alimentar) e misturam-se com sais biliares, fosfatidilcolina e colesterol da bile sendo assim tranportados pelo lúmen intestinal à borda em escova das células da mucosa intestinal, onde são absorvidos para o epitélio intestinal. 98% dos lipídios da alimentação são absorvidos desta maneira. No interior da parede intestinal, sofrem nova hidrólise enzimática por lipases intestinais, transformando-se em: TG, AG e glicerol e AG. Distribuição: TG, AG e glicerol e AG são distribuídos nos diversos tecidos da seguinte forma: - TG: tecido adiposo e fígado (depósito). - AG: sangue, complexados a albumina (transporte lipo- proteico). - Glicerol: fígado, sangue e tecido adiposo. Outras formas lipídicas: - fosfolipídios: músculo, rim e coração, principalmente. - Colesterol: cérebro, plasma sanguíneo e fígado. Resíduos do ID passam para o IG. IG: contém bactérias que agem sobre os resíduos alimentares: fermentação e putrefação. As bactérias causam a produção de gases como CO2, CH4, H2, N2 e ácidos. A flora bacteriana constitui até 25% do peso das fezes secas. 01/08/2017 4 Metabolismo dos lipídios: - Catabolismo: É a oxidação dos TG e fosfolipídios em AG e de AG para formar energia. Exceção: os únicos lipídios que não sofrem catabolismo são os esteróides – excretados. TG: são hidrolisados por lipases; Fosfolipídios: são hidrolisados por fosfolipases. Hidrólise: quebra da ligação entre grupo –COOH com grupo R: HC. Onde ocorre? Etapa 1: Ativação do AG + CoA-SH acil-CoA + AMP + PPi Citosol Celular (esterificação) Etapas subsequêntes: oxidação – Matriz Mitocondrial Etapa 2: Acil-CoA atravessa a membrana mitocondrial externa, no espaço intermembrana o acil é transferido à carnitina (catalisado por carinitina-aciltransferase) = acil- carinitina, e este composto atravessa a membrana mitocondrial interna. acilCoA-sintase ATP tioéster 01/08/2017 5 Etapa 3: Na matriz, acil-carnitina transfere o acil para CoA- SH = acil-CoA, este sofre -oxidação. -oxidação: 1. Acil-CoA acil-CoA insaturada 2. Acil-CoA insat. + H2O hidroxiacil-CoA 3. hidroxiacil-CoA cetoacil-CoA 4. cetoacil-CoA acetil-CoA + acil-CoA Acil-CoA-desidrogenase/FAD Enoil-CoA hidratase hidroxiacil-CoA-desidrogenase/NADH Tiolase/CoA(2ª) Krebs/CR: H2O e CO2 Produção energética: 1 FADH2: 1,5 ATP 1 NADH: 2,5 ATP Krebs/fosforilação: quantos acetil-CoA? Quantos ciclos? 2C Para AG de número ímpar de C: -oxidação com produto final sendo propionil-CoA. E propionil-CoA succinil-CoA Obs.: A conversão de AG insaturados para acetil-CoA envolve duas reações: isomerização cis-trans e epimerização Ex. ácido linoléico. Krebs 01/08/2017 6 A -oxidação também produz corpos cetônicos. • Corpos cetônicos se formam pelo acúmulo de acetil-CoA (une 2 e perde CoA) e forma acetoacetil-CoA que é liberado (hidrolisado da CoA) no fígado, sobra acetoacetato, esse se reduz a -hidroxibutirato e esta vira acetona. • Esses 3 compostos sofrem cetólise nos rins e músculos via Krebs: - Acetoacetato e -hidroxibutirato quando oxidados produzem 2 acetil-CoA; - A cetona oxidada produz ácido pirúvico ou ácido lático. • Cetose é a doença proveniente da grande produção destes compostos e que ocorre devido a: – deficiência de açúcar, – metabolismo lipídico acelerado: jejum ou diabetes = excesso de acetil-CoA. Se a concentração for alta no sangue = cetonemia e; Se a concentração for alta na urina = cetonúria Se muito elevada = acidose metabólica! Consequência: odor de acetona no hálito e respiração; mudança do pH fisiológico (acidose). - Anabolismo: Ocorre no citosol celular. Etapa 1: Transporte do acetil-CoA da mitocôndria para o citosol: via citrato que consegue atravessar a membrana interna (acetil-CoA + oxaloacetato = citrato - Krebs) e citrato é exportato ao citosol entrando na rota de biossintese de AG. Resumo: Acetil-CoA malonil-CoA Glicídios: Descarboxilação do piruvato -oxidação de AG Degradação de aa Acetil-CoA-carboxilase Mn+2/Biotina/ATP Composto por 3 enzimas: Biotina-carboxilase Proteína transportadora de biotina (ligação amida) Carboxil-transferase + 2C Doa 2 C ao AG + complexo enzimático de AGPalmitato (AG com 16 C) NADP+ NADPH 01/08/2017 7 Reações de alongamento de cadeia de AG: ocorrem no retículo endoplasmático e na mitocôndria: são as reações reversas do catabolismo de AG. Reações que introduzem duplas ligações em AG: ocorrem no retículo endoplasmático, a reação é catalisada por oxidase, O2 e NADH. Obs.: mamíferos apenas introduzem duplas até o C9, sendo estes AG essenciais – precursores de prostaglandinas. Ex. linoleato e linolenato. 01/08/2017 8 Lipídios Anabolismos Catabolismos TG Precursor: AG Local: fígado, intestino e tecido adiposo Depósito: tecido adiposo e fígado Degradação: fígado e intestino Produtos: AG e glicerol Fosfolipídios Precursor: fosfatidatos Local: fígado Depósito: - Degradação: fígado Produto: diglicerídeo e fosfato de etanolamina Esfingolipídios Precursor: esfingosina (palmitoil- CoA + serina) Local: cérebro Depósito: cérebro Degradação: - Produto: produtos iniciadores Colesterol Precursor: Acetil-CoA Local: citosol celular fígado no RE liso Depósito: cérebro, fígado e plasma Degradação: fígado Produtos: ácidos e sais biliares (colato e glicolato), pró-vitamina D3, unidades isopreno Esteróides Precursor: colesterol Local: órgãos sexuais - RE Depósito: - Degradação: - Produto: precursor Influências de alimentos no metabolismo lipídico: Hiperlipemia: - Refeição normal: lipídios plasmáticos aumentam até 6h após a ingesta, sendo grande parcela composta de TG. - Falta de ingesta de açúcares: mobiliza TG estocado do tecido adiposo para o fígado metabolizar. Gera aumento de Acetil-CoA: Aumento de corpos cetônicos: Cetonemia ou Cetonúria Jejum: causa redução do nível de lipídios circulantes e seus produtos. 01/08/2017 9 Papel do fígado e tecido adiposo no metabolismo lipídico: Fígado Tecido adiposo Síntese de AG a partir de açúcares Síntese e armazenamento de AG Síntese de colesterol a partir de Acetil-CoA Síntese de colesterol Síntese e remoção de fosfolipídios, colesterol e lipoproteínas do plasma Síntese e degradação de glicerídeos e fosfolipídeos Degradação de TG e AG para energia Degradação de AG para energia Única fonte de ácidos e sais biliares Síntese e depósito de glicogênio Único local de formação de corpos cetônicos Via transportadora de lipídios Influências endócrinas no metabolismo lipídico: Insulina: - aumenta a síntese de AG (degrada glicose – forma acetil-CoA – forma AG) - aumenta a síntese de TG no fígado e tecido adiposo - diminui a liberação de AG do tecido adiposo - diminui a produção de corpos cetônicos pois faz com que o Acetil-CoA seja utilizado no Krebs e não fique circulante - diminui glicocorticóides, diminui assim a lipólise e a produção de corpos cetônicos. Processos aulas/Unidade 1 Introdução, equilibrio hidroeletrolítico.pdf 01/08/2017 1 BIOQUÍMICA CONCEITOS: É a ciência relacionada com as bases químicas da vida; Estuda as biomoléculas e suas reações químicas que ocorrem nas células e organismos vivos. A Bioquímica é uma ciência interdisciplinar, utiliza estratégias e métodos de todas as Ciências Exatas e Naturais. Matemática Física Biologia Química Bioquímica 01/08/2017 2 A QUÍMICA DA CÉLULA Até o início do século XIX princípios da Química não eramaplicáveis à matéria viva Wölher - 1828, consegui produzir em laboratório a uréia BIOQUÍMICA Conhecer os aspectos básicos da química dos organismos é muito importante para compreender mais aprofundadamente o fenômeno da vida. COMPONENTES DA MATÉRIA VIVA ÁTOMOS = Ligações químicas MOLÉCULAS Substâncias simples Substâncias compostas ÁTOMO É representado pelo seu símbolo químico (composto por uma ou duas letras) com o número atômico e número de massa 01/08/2017 3 PRINCIPAIS LIGAÇÕES QUÍMICAS Entre átomos: Ligação iônica Ligação covalente (há compartilhamento de elétrons) Ligação metálica Entre moléculas: Ponte de Hidrogênio Forças de Van der Walls Ligação iônica entre átomos: •Ocorre entre metais e não metais •Há transferência total de elétrons de um átomo para outro • Gera a formação de íons metal Não metal 01/08/2017 4 Ligação covalente apolar entre átomos: O par de elétrons formado será igualmente compartilhado pelos átomos pois estes átomos são iguais. Cada elemento contribui com um eletron e forma o par eletrônico Ex. O2, Cl2, N2, F2 Ocorre entre não metais iguais com a mesma eletronegatividade Ligação covalente polar entre átomos: Ocorre entre não metais diferentes (Ex. Cl2O, NO3, SO2) ou H ligado a não metal (Ex. HCL2, H2O, H2S, NH3) Cada elemento contribui com um eletron e forma o par eletrônico O par de elétrons formado não é igualmente compartilhado pelos átomos O elemento mais eletronegativo atrai o par de elétrons formando um dipolo Série de eletronegatividade: F O N Cl Br C I S ..... H .... P. ... 01/08/2017 5 Ligações covalentes apolares Ligações covalentes polares Molécula apolar Apesar de ter ligações covalentes polares! Ponte de hidrogênio entre moléculas: Ocorre entre moléculares fortemente polarizadas que possuam o H ligado a outro elemento fortemente eletronegativo. H F O N Cl Ex. molécula de água Forças de Van der Walls entre moléculas: Ocorrem entre moléculas apolares (Ex. H2, Cl2, N2, CO2) 01/08/2017 6 COMPOSTOS ORGÂNICOS São as substâncias químicas que contêm na sua estrutura C e H, e muitas vezes oxigênio, nitrogênio, enxofre, fosforo e outros. CARBONO O carbono é um elemento químico (símbolo C) de número atômico 6 (6 prótons e 6 nêutrons) com massa atômica 12 u, que é sólido a temperatura ambiente. HIDROGÊNIO O hidrogênio é um elemento químico de símbolo H, número atômico 1 (1 próton e 1 elétron) e com massa atómica 1 u. O carbono possui a propriedade de formar vários compostos a partir de sua capacidade de formar quatro ligações CARBONO Tipos de ligação de carbono: a) Ligação Saturada: ligações simples, chamadas de sigma (s). b) Ligação Insaturada: corresponde à uma ligação dupla ou tripla 01/08/2017 7 Tipos de cadeias carbônicas: - Cíclicas ou fechadas - Ácíclicas, abertas ou alifáticas Fonte: http://www.oquebragalho.com.br/pesquisafacil/quimica/organica/classificacaodoscarbonos.ht m Classificação dos carbonos em uma cadeia: 01/08/2017 8 Tipos de reações químicas importantes em bioquímica: Reação de síntese - várias substâncias ligam-se originando um único produto: A + B » AB Reação de decomposição - também dita de análise, neste caso uma dada substância é decomposta em substâncias menores: AB » A + B; Reação de dupla decomposição - neste caso, átomos ou radicais trocam de lugar entre os reagentes: AB + CD » AC + BD. Um importante exemplo deste tipo de reacção são as Hidrólises R-R' + H-OH » R-H + R'-OH e as suas reações inversas, as condensações R-H + R'-OH » R-R' + H-OH; Reação de oxidação-redução - também conhecidas por reações redox, são reações em que há transferência de elétrons entre moléculas. A oxidação pode ser definida como a perda de elétrons e a redução como o ganho de elétrons Reação de oxidação-redução 01/08/2017 9 TEORIA SOBRE A ORIGEM DO UNIVERSO e origem da vida : BIG BANG Toda a matéria do espaço estava confinada a um volume pequeno Houve uma explosão gerando uma bola de fogo primordial que começou a expandir com grande força... Ex. Proteínas, ácidos nucléicos, polissacarídeos Macromoléculas (polímeros) C + H + O Ex. aminoácidos, nucleotídeos, monossacarídeos monômeros BIOMOLÉCULAS São moléculas utilizadas por organismos vivos e que são compostas de C e H (hidrocarbonetos), podendo possuir outros elementos químicos (heteroátomos). Elementos mais importantes na natureza: C (50%), H (10%), O (20%), N (8,5%), S (0,8%) e P (2,5%) – origem das biomoléculas. 01/08/2017 10 Como podemos estudar os seres vivos? A nível de tecidos: se estudarmos a estrutura microscópica dos órgãos; A nível de célula: se estudarmos a estrutura e o funcionamento das células que compõem os tecidos; A nível molecular: se estudarmos as substâncias químicas que compõem as células; BIOLOGIA BIOS = vida LOGOS = tratado 01/08/2017 11 BIOQUÍMICA Bios – vida Chemei – química É o estudo da composição química e dos processos biológicos a nível molecular que se passam no interior da célula. Divide-se em: Básica: envolve o estudo de moléculas simples como aminoácidos e glicídios e moléculas complexas como proteínas, lipídios e; processos de sobrevivência do organismo. Metabólica: envolve o estudo de metabolismo das biomoléculas. Divisão dos organismos com base nas suas estruturas celulares: EUCARIOTOS PROCARIOTOS ORGANISMOS EUCARIOTOS Exemplos. Unicelulares: leveduras Multicelulares: vegetais e animais • São organismos uni ou pluricelulares • Apresentam organelas Ex. Mitocondrias, Retículo endoplasmático • Além de apresentar uma membrana plasmática células vegetais apresentam uma parede celular formada pelo polissacarídeo celulose • Características das células destes organismos: • Possuem material nuclear envolvido por membrana 01/08/2017 12 ORGANISMOS PROCARIOTOS Exemplos: bactérias, cianobactérias (algas azuis) • Possuem material nuclear não envolvido por membrana Karyon = núcleo • São organismos unicelulares • Apresentam estruturas simples, não tem organelas delimitadas por membranas • Além de apresentarem uma membrana plasmática apresentam uma parede celular formada por polissacarídeo • Características das células destes organismos: ORGANISMOS PROCARIOTOS E EUCARIOTOS: Ambos contém em suas células: - DNA - Uma membrana plasmática composta por uma camada dupla de lipídios na qual estão inseridas várias proteínas. 01/08/2017 13 Fracionamento celular: Objetivo: estudar a bioquímica das biomoléculas contidas em uma célula. • Procedimento de fracionamento subcelular: Partindo de uma célula - ex. hepatócito: • É a célula mais estudada bioquimicamente, • É de fácil obtenção, • Fornece grande quantidade de material 2.1 Extração: - de biomoléculas lábeis: 0-4oC sacarose – 0,25 mol/L (sol. Isosmótica -salina) pH tamponado a 7,4 – TRIS 0,05 M íons K+ e Mg+ em pH fisiológico lipídeos e ácidos nucléicos com solventes orgânicos e detergentes. 2.2 Homogeinização: extrai a organela por rompimento celular*. Isolamento protéico: uso de TFA 0,1%. 2.3 Centrifugação: - 600 rpm x 10 mins: sobrenadante 1 + fração nuclear - 15.000 rpm x 5 mins: sobrenadante 2 + fração mitocondrial - 105.000 rpm x 60 mins: sobrenadante 3 + fração microssomal ORGANELAS CELULARES IMPORTANTES: Núcleo Mitocôndria Retículo endoplasmático Complexo de Golgi 01/08/2017 14 NÚCLEO Apresenta: Cromatina Nucléolos ricos em RNA Funções: Regular as reações químicas que ocorrem dentro da célula; Armazenar informações genéticas da célula É envolvido por membrana dupla MITOCÔNDRIA É envolvida por membrana dupla É onde ocorre as reações de oxidação que produzem energia para a célula Externa: lisa Interna: dobras (cristas) RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO É um sistema de canalículos, bolsas achatadas e pequenos vacúolos que fazem a ligação entre a superfície da célula e o núcleo. Pode ser liso ou rugoso Funções: transportar substâncias de um setor para outro na célula Armazenar substâncias para posterior eliminação Promover a síntese de lipídios e glicoproteínas Promover a síntese de proteínas na célula 01/08/2017 15 COMPLEXO DE GOLGI Funções: Armazenar proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso para posterior exportação secretar proteínas para fora da célula Promover a ligação de açúcares a outros componentes celulares É um grupo de bolsas achatadas e pequenos vacúolos, de onde se desprendem por brotamento algumas vesículas MEMBRANA CELULAR É o envoltório celular Função: separar o conteúdo da célula do mundo exterior LISOSSOMOS Vesículas delimitadas por membranas que contém enzimas hidrolíticas CITOESQUELETO ou RETÍCULO MICROTABECULAR Retículo de fibras finas constituído de proteínas que mantém as organelas em posição 01/08/2017 16 Como as células utilizam energia produzida no organismo? A produção de energia ocorre por meio do consumo de carboidratos/glicídios via reação de oxidação dos mesmos (perda de elétrons). O consumo de energia pela célula se dá por meio da captação de energia na forma de AMP, ADP ou ATP e esta é utilizada para outros processos celulares – outras reações. PRINCIPAIS COMPONENTES QUÍMICOS DA CÉLULA Substâncias inorgânicas: ÁGUA SAIS MINERAIS Substâncias orgânicas: GLICÍDIOS LIPÍDIOS PROTEÍNAS ÁCIDOS NUCLEICOS VITAMINAS ÁGUA É a substância que se encontra em maior quantidade no interior da célula. Fórmula molecular: H2O Possui natureza polar, o que determina as suas propriedades como solvente. A quantidade de cargas positivas é a mesma de cargas negativas, mas a distribuição das cargas negativas (elétrons) não é uniforme, ficando a região do hidrogênio positiva e do oxigênio negativa. 01/08/2017 17 Compostos iônicos como Ex. Cloreto de potássio (KCl, K+ E Cl em solução), e compostos polares com cargas parciais como ex. álcool etílico ou acetona tendem a dissolverem-se na água porque: Há atração entre cargas opostas A extremidade negativa do dipolo da água atrai os íons positivos ou a extremidade positiva de outro dipolo. A extremidade positiva da molécula da água atrai um íon negativo ou a extremidade negativa de outro dipolo Então é a atração entre os dipolos destas moléculas e o dipolo da água que faz com que elas se dissolvam. Compostos polares que se dissolvem facilmente em água são pequenas moléculas orgânicas que contém um ou mais átomos eletronegativos (oxigênio e nitrogênio). Exemplos: Álcoois Aminas Ácidos carboxílicos Éteres Aldeidos Cetonas As interações ion-dipolo e dipolo-dipolo responsáveis pela solubilidade dos compostos iônicos e polares, não ocorrem para compostos apolares. As moléculas apolares não se dissolvem em água e são denominadas hidrofóbicas Sólidos apolares deixam material não dissolvido na água Líquidos apolares formam um sistema de duas fazes com a água 01/08/2017 18 As interações ion-dipolo e dipolo dipolo são semelhantes as interações entre as moléculas de água. A ligação entre as moléculas da água ocorre pelas pontes de hidrogênio, ou seja, ligação entre o átomo de oxigênio de uma molécula com um dos átomos de hidrogênio da outra molécula. Quando o H é covalentemente ligado a um átomo eletronegativo (ex. O ou N) ele possui carga parcial positiva devido a polaridade da ligação; Esta carga parcial positiva do H pode interagir com um par de elétrons não compartilhado de outro átomo eletronegativo; O átomo eletronegativo ao qual o hidrogênio está covalentemente ligado é chamado de doador de ponte de hidrogênio; O átomo eletronegativo que contribui com o par de elétrons não compartilhado é o aceptor de ponte de hidrogênio (o H não está covalentemente ligado ao aceptor). 01/08/2017 19 Conserva a temperatura corporal nos animais homeotermos Participa nas reações de hidrolise Serve como um veículo das substâncias que passam através da membrana plasmática, no intercambio entre o meio extracelular e o citoplasma Funções da água: Representa o solvente universal dos líquidos orgânicos Auxilia na digestão, absorção e excreção. Compartimentos de água no organismo: - Fluído intracelular (FI - 62%): dentro da célula: citoplasma e organelas; - Fluído extracelular (FE - 38%): fora da célula: plasma sanguíneo, interior dos vasos sanguíneos, espaço intersticial (líquido transcelular ex. linfa, saliva, líquido ocular), das articulações (líquido sinovial), das glândulas (suco pancreático), excretados (suor ou urina). Compartimentos de água no organismo: Estimativa da distribuição de água/compartimentos: - Recém nascidos: > % de água é FE - Adultos: > % de água é FI Gravidez: ocorre aumento de até 6L de água – líquido aminiótico, feto, placenta, aumento de órgãos reprodutivos e volume sanguíneo. Ao término da gravidez: 1L acima do normal. 01/08/2017 20 Uma molécula que tem porções polares (hidrofílicas) e apolares (hidrofóbicas) é chamada de anfipática. http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/micela/ As moléculas anfipáticas na presença de água formam estruturas chamadas de micelas. SAIS MINERAIS Participam nos processos osmóticos, estimulando a entrada e saída de água na célula; Atuam como catalizadores Mantém as membranas celulares polarizadas Formam o esqueleto de muitos animais Eles representam substâncias reguladoras do metabolismo celular. São obtidos pela ingestão de água e junto com alimentos como frutos, cereais, leite, peixes, etc 01/08/2017 21 Equilíbrio hídrico Geralmente se mantém estável. Pode ser alterado por: - exercício físico, - temperatura e; - UR. Consumo e excreção médios para adulto: 2,5-3 L/dia. Controle da ingestão de água: - sensação de sede (hipotálamo ventro medial) e; - atividade hormonal. Ingestão: provém de líquidos, alimentos e do próprio metabolismo como produto de oxidações. Equilíbrio hídrico Absorção de água: Tubo digestivo (desde o estômago ao intestino delgado: máxima absorção - 20 mins), é levada ao sangue e à linfa, parte é retida no cólon. Como ocorre a absorção: devido a diferença de pressão osmótica entre plasma e conteúdo intestinal. Transporte da água: Ocorre pelo FI para os tecidos por força hidrostática do coração e dos músculos esqueléticos voluntários. Equilíbrio hídrico - Distribuição da água no organismo: Depende de forças que controlam a distribuição de água: - Solutos: partículas em solução na água do organismo: eletrólitos e proteínas, - Membranas que separam os compartimentos de água. 01/08/2017 22 Equilíbrio hídrico - Eliminação: - sensível – via rins: urina ou intestino: fezes. - insensível – via pulmões: respiração ou pele:transpiração. Perda excessiva por: - diarréia (esgota bicarbonato de sódio: acidez),- vômitos (perde suco gástrico: alcalose): reposiçãocom soro caseiro. Obs.: perda de 20% do peso pode ser fatal. Inchaço por: - uso de medicamentos/retenção renal – hormônioantidiurético da pituitária (ADH): uso de diuréticos. Obs.: maiores cuidados com pulmão e cérebro. Equilíbrio de eletrólitos Eletrólitos: Elementos inorgânicos livres em solução possuindo carga elétrica: - cátion - ânion. Uma solução estável deve possuir quantidades iguais de partículas positivas e negativas, sendo neutra. Equilíbrio Hidro-eletrolítico O controle da água nos diferentes compartimentos é controlada pela presença dos eletrólitos: - Na+ (FE) - K+ (FI). As trocas de água ocorrem por mudança na concentração desses eletrólitos no FE. 01/08/2017 23 Equilíbrio Hidro-eletrolítico Sentido do fluxo de água entre os fluídos: Segundo a osmolaridade, ou seja, do menos concentrado em eletrólitos para o mais concentrado para diluí-lo. Equilíbrio Hidro-eletrolítico As trocas de água também são influenciadas por: - Proteínas do plasma: PM grande - albumina e globulina (colóides): Exercem pressão osmótica coloidal para manter o volume sanguíneo no vaso – equilíbrio hídrico. - Compostos orgânicos de tamanho molecular menor: movimentam-se livremente e não influenciam as trocas. Glicose, uréia, aminoácidos só influenciam trocas de água se em alta concentração. Entendendo o tamponamento Ácidos: doadores de próton (Lewis). Bases: receptores de próton (Lewis). Constante de dissociação: Ka = [H3O+][A-]/[HA], para: HA H3O++ A-Ácido Base conjugada pKa = -log Ka pH = -log10[H+] pOH = -log10 [OH-] 0 7 14 pH = pKa + log [A-]/[HA]. H2O pH pOH ácidos bases bases ácidos 01/08/2017 24 Sistemas Tampão Tampão: Termo usado para indicar reações que minimizam alterações na concentração de íons (H+). Solução tampão: Mistura de ácido fraco e sua base conjugada. Resiste a mudanças de pH mediante adição de quantidades de um ácido ou de uma base forte sobre água pura em pH 7,0 e em solução tampão pH 7,0. Objetivo: evitar que a mudança de pH afete equilíbrios ou velocidades de reações químicas. Sistemas Tampão Fontes de H+: - apresentam-se como íons voláteis, ou seja, como ácidos fracos ou ácido carbônico, sendo excretados pelos pulmões constantemente como CO2 e H2O. - apresentam-se como íons não-voláteis ou metabólicos: provém de alimentos ou do metabolismo, sendo excretados como íons amônio, ácidos fracos ou íon hidrogênio livre, o qual irá determinar o pH da urina. Sistemas Tampão Tampão sanguíneo: é realizado por uma série de sistemas tampão, sendo o principal: H2CO3 (gás carbônico) e HCO3- (íon bicarbonato) Se o sistema tampão não consegue neutralizar oscilações de concentrações H+, pode ocorrer COMA ou MORTE do paciente. 01/08/2017 25 Sistemas Tampão Tipos de controles tampão: A - Tampão químico: Consiste em ácido fraco + base ou sal do mesmo ácido. Dividem-se em: - Sistema bicarbonato - Sistema fosfato - Sistema proteína Sistemas Tampão Sistema bicarbonato: É constituído de ácido carbônico fraco (H2CO3) e salbicarbonato de sódio (NaHCO3). - Se a concentração de H+ aumenta: ácido forte vira ácido carbônico (aumenta acidez) e o excesso de H+ é excretado pelo pulmão e o sal é regenerado no rim (compensação). - Se a concentração H+ reduz: aumenta o sal (aumenta basicidade) e reservas liberam H+ para aumentar a acidez (compensação). Sistemas Tampão Sistema fosfato: Ácido fosfórico (H3PO4) e fosfato de sódio (NaH2PO4) – idem anterior. Sistema proteína: Pode funcionar como ácido ou base, devido a sua estrutura química (COOH e NH2 presentes nos aa). 01/08/2017 26 Sistemas Tampão Tampão ventilatório: Somente entra em atuação após mudanças de pH, serve como mecanismo compensatório para pH<7,0 e pH>7,0. Ajuda a regular o pH com base em CO2 retido ou liberado. Aumento de H+ (aumento de H2CO3) estimula oaumento da freqüência respiratória: produz mais CO2,estimula a hiperventilação e o sangue se torna mais alcalino: H2CO3 H+ + HCO3- Redução da freqüência respiratória: reduz o gás carbônico, aumenta HCO3- circulante e torna maisalcalino o meio e estimula uma hipoventilação para voltar a produzir o ácido. Sistemas Tampão Tampão renal: Só age quando o pH está baixo, ou seja, pH<7,0. Ele anula o efeito ácido temporariamente, pois aumenta a excreção de íons bicarbonato (HCO3-) e amônia (NH3)para controlar a acidez. Processo dura: 10-20h. Íons existentes na urina como cloreto (Cl-) e bicarbonato são absorvidos na condição alcalina (ruim). Distúrbios do equilíbrio Hidro-eletrolítico 1. Acidose: Condição de decréscimo do pH do sangue ou dos fluídos por: - excesso de produção (H2CO3) - retenção de ácidos - perda de bases. Causa: 1.1 metabólica 1.2 respiratória 1.3 exercício físico rigoroso. 01/08/2017 27 Distúrbios do equilíbrio Hidro-eletrolítico 1.1 Metabólica: Diminuição de bicarbonato (HCO3-) com pequena ou nenhuma mudança no ácido carbônico (H2CO3). Ex. diabetes, desnutrição e insuficiência renal ou diarréia. Correção: Respiração rápida e profunda elimina o CO2 e alcaliniza o sangue e rins excretam ácido na urina. Distúrbios do equilíbrio Hidro-eletrolítico 1.2 Respiratória: Aumento do nível de ácido carbônico (H2CO3) emrelação ao bicarbonato (HCO3-), devido ahiperventilação causada por alguma doença que afeta o sistema respiratório. Ex. quando prendemos a respiração ou se respira ar confinado por muito tempo, em enfisema pulmonar e operações de tórax. Correção: Compensação renal por reabsorção de sódio e bicarbonato e; aumento de excreção renal de cloreto e íon hidrogênio auxiliando o retorno do pH ao normal. Distúrbios do equilíbrio Hidro-eletrolítico 1.3 Excesso de exercício físico: Perda de água e eletrólitos devido a transpiração e consumo muscular, logo diminui íons bicarbonato, que são excretados como NaHCO3. Correção: - Manter a reposição hídrica constante durante exercício, - não efetuar exercícios em jejum, - ingestão de banana: K+ (evita-se cãimbras). 01/08/2017 28 Distúrbios do equilíbrio Hidro-eletrolítico 2. Alcalose: Condição de aumento do pH do sangue ou dos fluídos por: - excesso de produção (HCO3-) - retenção de bases - perda de ácidos. Causa: 2.1 metabólica 2.2 respiratória 2.3 alimentar Distúrbios do equilíbrio Hidro-eletrolítico 2.1 Metabólica: Geralmente é resultante da concentração diminuída de H+, levando ao aumento de HCO3- ou por retenção de HCO3- (elevado). Correção: - Hipoventilação/respiração lenta: para haver retenção de CO2 e produção de ácido. - Excreção renal de bicarbonato. Distúrbios do equilíbrio Hidro-eletrolítico 2.2 Respiratória: Deficiência de CO2 quando há excessiva ventilação pulmonar por: - aceleração de ritmo respiratório - aumento/extensão dos movimentos respiratórios, - Estímulo do centro respiratório por fármacos - Quando houver doenças mentais envolvidas. Aumenta a concentração de bicarbonato. Correção: Compensação fisiológica: hemoglobina é sítio reserva de H+, que é doado ao HCO3-: reduz aconcentração desse íon. 01/08/2017 29 Distúrbios do equilíbrio Hidro-eletrolítico 2.3 Alimentar: Ocorrência de vômitos devido a algum alimento ingerido e que foi rejeitado pelo organismo. Perde-se água e eletrólitos. No processo de vômito, o conteúdo gástrico (ácidos) é excretado, reduzem-se as moléculas H2CO3. Correção: soro fisiológico NaCl; 0,9% (IV), ingerir água, soro caseiro, sistemas repositores energéticos ex. gatorate, hidrafix, etc. Processos aulas/Unidade 2 glicídeos.pdf 1 GLICÍDEOS -Sinonímia: Glicídeos = Carboidratos = Hidratos de Carbono = Açúcares. *Sacarídeos = glicídeo simples - Conceito: São compostos orgânicos constituídos de carbono, hidrogênio e oxigênio na proporção de 1:2:1. Funções dos glicídeos ou carboidratos: • Fornecem energia na dieta • Servem como um depósito de energia no corpo • Atuam como componentes da membrana celular: interações entre células e reconhecimento imune. • Atuam como componentes da estrutura de organismos Fórmula: Cn(H2O)m n=m: (monossacarídeos) Com a oxidação de um carboidrato: 4kcal/g (1kcal = 4,184kJ) . Corresponde a 0,6% do peso corporal em carboidratos. Classificação dos glicídeos Quanto a quantidade de unidades: 1. Oses ou Monossacarídeos: um açúcar, são glicídeos mais simples. 2. Osídios: são glicídeos mais complexos. - Oligossacarídeos: poucas moléculas de glicídeos unidas. - Polissacarídeos: muitas moléculas de glicídeos unidas. 2 Os monossacarídeos podem ser definidos quimicamente como: CETOSES poli-hidroxi-cetonas ALDOSES poli-hidroxi-aldeídos Gliceraldeído – Dextrógiro ou Levógiro Diidroxiacetona - D Monossacarídeos mais simples: trioses a) Oses ou monossacarídeos: CONCEITO São as unidades de glicídeos que... • Apresentam sabor doce • São solúveis em água • Não sofrem hidrólise a) Oses ou monossacarídeos ou açúcares simples: São classificadas de acordo com: - Número de carbonos; -Forma da cadeia de carbonos; 3 * Há outros monossacarídeos que como a glicose apresentam 6 carbonos. Exemplos: frutose, galactose e manose. Classificação das oses ou monossacarídeos de acordo com o número de carbonos: Estruturas de algumas hexoses: Glicose Frutose Manose Galactose 4 Fontes dos principais monossacarídeos: Osídeo Carboidrato Monossacarídios constituintes Função biológica Dissacarídios Sacarose Glicose+frutose Energética. Encontrada na cana-de-açúcar e beterraba. Lactose glicose+galactose Energética. Encontrada no leite Maltose Glicose+glicose Provém da digestão do amido. Polissacarídios Amido Várias moléculas de glicose Encontrado em raízes,caules e folhas. Celulose Várias moléculas de glicose Componente da parede das Células vegetais Glicogênio Várias moléculas de glicose É a reserva enegértica dos animais, é encontrado no fígado e músculos Estrutura dos monossacarídeos: Isômeros – compostos que apresentam a mesma fórmula química. Isômero óptico: não sobrepõe a imagem especular. Diasteroisômeros – isômeros não sobrepostos, sem imagem especular. Epímeros – são isômeros que diferem na configuração quanto a um átomo de carbono específico, sobrepõe-se. 5 EPÍMEROS: são diasteroisômeros que diferem na configuração de apenas 1 C*. Enantiômeros – são pares de isômeros em que um é a imagem especular do outro. Um dos membros do par é o açúcar D e o outro é o açúcar L. Classificação das oses ou monossacarídeos quanto a forma da cadeia de carbonos: • Cadeia aberta acíclica (< 1% daqueles com cinco ou mais carbonos) • Cadeia fechada ou em forma de anel ou cíclica: 4 carbonos + 1 oxigênio = anel furanose 5 carbonos + 1 oxigênio = anel piranose 6 A ciclização de uma ose envolve: A formação de um anel hemiacetal por: -Interação entre grupos funcionais de C1 (aldose) e C5 (outra ose) ou; - Interação entre grupos funcionais de C2 (cetose) e C5 (outra ose). A ciclização de uma ose envolve: A formação de duas conformações: conforme a posição da oxidrila do carbono anômero a mesma ose pode existir na forma: - cíclica : OH do carbono anômero está à direita em ose da série D (baixo) - cíclica : OH do ca.rbono anômero está à esquerda em ose da série D (cima). Os monossacarídeos em solução aquosa estão presentes na sua forma aberta em uma proporção de apenas 0,02% , o restante das moléculas está ciclizada na forma de um anel hemiacetal de 5 ou de 6 vértices. O anel de 5 vértices é chamado de anel furanosídico , e o anel de 6 vértices é chamado de anel piranosídico. 7 Propriedades das oses Oxidações: Objetivo: Produção de energia: perde H+. - Sofrem oxidação na função aldeído: formam ácidos aldônicos. - Sofrem oxidação na função álcool primário: formam ácidos urônicos. - Sofrem oxidação nas funções aldeído e álcool primário: formam ácidos sacáricos. 8 Propriedades das oses - Sofrem redução: formam álcoois – tóis. ex. glicose: sorbitol manose: manitol - Possuem poder redutor de metais: quando a –OH do C anomérico estiver livre. ex. Cu+2 – Cu+ Objetivo das oxi-reduções: determinação de glicídeos. • As oses podem reagir entre si ou com outras substâncias químicas através do grupamento aldeído ou cetona, produzindo derivados de oses chamados de osídios. Os osídios podem ser: Holosídios: formados por duas ou mais oses Heterosídios: formados por uma ou mais oses + substância não glicídica (radical aglicônio: qualquer grupamento) Os osídios são hidrolisáveis. Oligolosídios Poliolosídios Fonte da imagem: http://www.netxplica.com/manual.virtual/exercicios/bio10/biomoleculas/10.BIO.glicidos.htm Nos holosídios as oses são unidas por uma ligação osídica Oxidrila heterosísica – C1 9 Fonte da imagem: http://estudemmais.blogspot.com/ Heterosídios http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/virus/virus-13.php Heterosídio b) Osídios do tipo holosídios: São estruturas formadas pela união de oses (monossacarídeos) ligados por ligações glicosídicas. Formado pela reação de C hemiacetal com álcool (R-OH) gerando um acetal completo ou glicosídeo. Rafinose Ligação glicosídica: C1 – OH C – O – CH2 - ose 10 Classificação dos osídios do tipo holosídios de acordo com o número de oses (monossacarídeos): • Oligolosídeos (Oligossacarídeos): 2-10 moléculas unidas Lactose (glicose + galactose) Maltose (glicose + glicose) Sacarose (glicose + frutose) Rafinose (glicose + frutose + galactose) • Poliolosídios (Polissacarídeos): mais de 11 moléculas unidas Amido Glicogênio Celulose Mucopolissacarídios (heteropoliolosídeos) Tipos de ligações entre oses dos principais oligolosídios: Fonte da imagem: http://2.bp.blogspot.com/-pLtwamzOMEM/TfC- sPlnRhI/AAAAAAAABZA/NQfaBiZxIzc/s1600/imagesCAEWXPU8.jpg Poliolosídio (Polissacarídeo): reserva de glicose das plantas – estrutura helicoidal em solução aquosa. Fonte: Amido é hidrolisado (H2O/ácido ou enzima) produz glicoses. Amido parcialmente hidrolisado produz dextrinas e maltose. 11 Amido e suas formas O amido é o polissacarídeo de reserva da célula vegetal, é formado por moléculas de glicose ligadas entre si através de numerosas ligações (1,4) e poucas ligações (1,6), ou "pontos de ramificação" da cadeia. Sua molécula é muito linear e forma hélice em solução aquosa. Formas: - amilose, o tipo não ramificado de amido (feita de ligações (1,4). - amilopectina, a forma ramificada. Glicogênio (reserva) Poliolosídio (Polissacarídeo) Fonte: É o polissacarídeo de reserva da célula animal, muito semelhante ao amido, possui um número bem maior de ligações (1,6), o que confere um alto grau de ramificação à sua molécula. Os vários pontos de ramificação constituem um importante impedimento à formação de uma estrutura em hélice. Hepático: mantém a glicemia entre refeições. Um homem de 70kg possui 200 mg de glicogênio após a refeição e 80 mg em jejum noturno (8h). Muscular: usado para contração muscular durante exercícios Homem de 70kg em repouso possui 150 g armazenados no músculo. Poliolosídio (Polissacarídeo) – compõe parede celular de plantas, algodão e madeira. Unidades de glicose no mesmo plano. Fonte: Fibras É o carboidrato mais abundante na natureza , possui função estrutural na célula vegetal, como um componente importante da parede celular. Semelhante ao amido e ao glicogênio em composição, a celulose também é um polímero de glicose, mas formada por ligações tipo (1,4). Este tipo de ligação glicosídica confere á molécula uma estrutura espacial muito linear, que forma fibras insolúveis em água e não digeríveis pelo ser humano. 12 Heteropoliolosídeos • Função: formar o tecido conjuntivo de mamíferos. • Mucopolissacarídeos: os mais simples são formados por unidades repetidas de dissacarídeos mistos – intercalados. glicosaminoglicana Estruturas espaciais das oses: Projeção de Fischer -Cadeia de carbonos escrita verticalmente com o carbono 1 no topo -Substituintes hidroxila e hidrogênio escritos à esquerda ou direita - É a projeção mais utilizada. Projeção de Haworth - Carbono 1 desenhado à extrema direita - Plano do anel é “achatado” no papel - Grupos H, OH e CH2OH projetam-se acima ou abaixo do plano do papel - É a representação mais realista. Representação de Fischer e Haworth: Grupo a direita () do C na Fischer é representado para baixo na Haworth Processos aulas/Unidade 3 lipideos.pdf 01/08/2017 1 Centro Universitário Franciscano Bioquímica Unidade 3 Lipídios Lipídios: Conceito: Compostos com cadeias hidrocarbonadas longas contendo grupamentos apolares (gorduras). Características: Natureza: apolar insolúveis ou pouco solúveis em água e; altamente solúveis em solventes orgânicos: éter, clorofórmio, benzeno, hexano, etc.. o PF aumenta com o número de C e saturação dos AG. Não possuem uniformidade de estrutura química. Funções: - Armazenar energia para a célula; - Atuam como isolantes térmicos; - Composição das membranas biológicas; - Composição de alguns sistemas enzimáticos; - Podem ter funções hormonais (hormônios esteróides) evitaminas; - Reconhecimento de outras moléculas como receptorescelulares permitindo passagem de íons ou moléculas paradentro/fora da célula. 01/08/2017 2 Recomendação de ingesta diária: 20-30% das calorias (gorduras totais) & Ingerir menos de 200-300 mg de colesterol/dia. Molécula com menor número de átomos de oxigênio. É mais reduzido (H+) libera mais energia quando é oxidado. A oxidação de uma molécula de lipídio produz 9 kcal/g. Correspondem a 85% do peso corporal. Observação: Oxidação do álcool etanol à CO2 e H2O libera: 7 kcal/g. Reserva: Tecido adiposo Classificação de lipídios: Podem ser classificados conforme a cadeia: - Compostos de cadeia aberta (cabeça polar e cauda apolar): Incluem ácidos graxos, acilgliceróis/glicerídeos, esfingolipídios, fosfoacilgliceróis e glicolipídios. - Compostos de cadeia fechada: São os esteróides. 01/08/2017 3 Classificação de lipídios: E também podem ser classificados em: 1. Lipídios simples: São compostos ternários, que apresentam apenasácidos graxos e alcoóis na sua estrutura. 2. Lipídios compostos: São compostos que contêm outros grupos namolécula, além de álcool e ácidos graxos. 3. Lipídios derivados: São formados a partir dos dois primeiros grupos,durante o processamento ou armazenagem dasgorduras ou alimentos que contêm gorduras. 1. Lipídios simples: Incluem: 1.1 Acilgliceróis ou glicerídios: O menor glicerídeo é glicerol, um álcool na forma de molécula trihidroxilada. 1.2 Ceras: Contêm um álcool monohidroxilado na cadeia longa esterificado com um ácido graxo. 2. Lipídios compostos: Incluem: 2.1 Fosfolipídios: todos lipídeos que contêm grupos fosfóricos na molécula. 2.2 Glicolipídios: contêm um glicídeo na molécula. 2.3 Sulfolipídios: contém enxofre na molécula. 2.4 Lipoproteínas: associação de lipídios e proteínas. 01/08/2017 4 3. Lipídios derivados: Incluem: 3.1 ácidos graxos, 3.2 álcoois (glicerol, esteróis, prostaglandinas e outros), 3.3 vitaminas lipossolúveis, 3.4 pigmentos e, 3.5 compostos nitrogenados. Ácidos Graxos (3.1) São ácidos carboxílicos (grupamento carboxila na extremidade polar), saturados ou insaturados (duplas podem ser cis ou trans, não conjugadas), com número variável de átomos de carbono (4 a 30 C na cauda apolar), geralmente acíclicos, havendo alguns ramificados e outros hidroxilados. Os ácidos graxos presentes nos organismos vivos normalmente contém um número par de átomos de carbono e não são ramificados. R-COOH Ácidos Graxos Ácidos graxos insaturados com mais de uma ligação dupla, não são facilmente sintetizáveis pelos tecidos animais. Alguns: dieta dos animais São nutricionalmente essenciais. São constituintes de gorduras e ocorrem na forma de triglicerídeos. 01/08/2017 5 Ácidos Graxos Características: São compostos anfifílicos. Quanto maior a cadeia, maior o PF e; Quanto mais saturada for a cadeia, maior o PF. Insaturação: estado líquido a 25oC. Saturação: estado sólido a 25oC. Transformação de óleo em gordura (sólido): Hidrogenação. Ácidos Graxos Classificação: A) Podem ser classificados conforme o comprimento da cadeia: - De cadeia curta: até 7 C; - De cadeia média: até 11 C; - De cadeia longa: a partir de 12 C. Ácidos Graxos B) Podem ser classificados segundo o grau de insaturação: - Saturados: somente ligações simples. C4:0 01/08/2017 6 Ácidos Graxos - Monoinsaturados: única ligação dupla. Ex. C18:1 - ácido 9-octadecenóico ou ácido oléico. Ácidos Graxos - Polinsaturados: duas ou mais insaturações. Ex. C18:2 – ácido 9,12-octadecadienóico ou linoléico. Ácidos Graxos Ácidos graxos insaturados mono e polinssaturados: M M P P P 01/08/2017 7 Ácidos Graxos C) E também podem ser classificados pela posição da insaturação mais próxima do último C (C ômega): - Ômega-3: insaturação que envolve o 3º C, a contar do último (C18:3); - Ômega-6: insaturação que envolve o 6º C, a contar do último (C18:2); - Ômega-9: insaturação que envolve o 9º C, a contar do último (C18:1). Valor nutricional. Valor calórico. Alcoóis (3.2) São compostos por R-OH. São classificados em: - Alcoóis primários: ex. etanol. - Alcoóis secundários: ex. propano-2-ol - Alcoóis terciários: 2-metil-2-propanol. Alcoóis O principal álcool constituinte de lipídios é o glicerol: O glicerol também é classificado como sendo o glicerídeo mais simples: 01/08/2017 8 Acilgliceróis ou glicerídeos (1.1) Conforme o número de ácidos graxos, são classificados em: - monoacilgliceróis ou monoglicerídeos: glicerol+AG; - diacilgliceróis ou diglicerídeos: mono+AG; - triacilgliceróis ou triglicerídeos: di+AG. Acilgliceróis ou glicerídeos - Monoglicerídeos e diglicerídeos: São produzidos por hidrólise química (com ácidos ou bases) ou enzimática (por lipases) sobre alimentos; OU São produzidos por síntese a partir de reação entre glicerol e ácidos graxos livres. São derivados do glicerol com 1 ou 2 ácidos graxos esterificados. Função: emulsificantes para margarinas, pães e bolachas. Acilgliceróis ou glicerídeos Transformação de um diglicerídeo em triglicerídeo: 01/08/2017 9 Acilgliceróis ou glicerídeos - Triglicerídeos: São glicerídeos com três ácidos graxos esterificados com ácidos carboxílicos. É desta forma que ingerimos e armazenamos gordura (energia). Sua qualidade depende do tipo de ácido graxo constituído. Acilgliceróis ou glicerídeos Características: • Os triglicerídeos não são componentes de membrana. • Os triglicerídeos são a forma de reserva de lipídios no organismo, estando acumulados no tecido adiposo (células adiposas). • Servem como estoques concentrados de energia metabólica. • As ligações ésteres dos triglicerídeos são hidrolisadas por enzimas chamadas lipases. Acilgliceróis ou glicerídeos - Triglicerídeos: 01/08/2017 10 Diferentes ácidos graxos Prostaglandinas (3.2) São compostos derivados de ácidos graxos, seuprecursor é o ácido araquidônico (AG de 20C e 4 duplasnão conjugadas). Função: - Participação no controle de pressão arterial:hipotensores, - Participação no estímulo da contração do músculo liso; - Modulam atividade de hormônios; - Participação na indução de respostas inflamatórias. C8 C9,10,11,12 Prostaglandinas Obs.: Aspirina inibe síntese de prostaglandinas nas plaquetas – efeito anti-febril. Algumas podem inibir agregação plaquetária, dissolver coágulos e impedir AVCs ou ataques cardíacos. 01/08/2017 11 Ceras (1.2) São ésteres de ácidos graxos com monohidroxiálcoois de alto PM. Características: - possuem alto PF - são mais resistentes à hidrólise que os glicerídeos. Usadas para cobertura de carnes e sobre cascas de frutas como maçã. Fosfolipídios (2.1) São também conhecido por Fosfoacilgliceróis,Glicerofosfolipídeos ou Fosfoglicerídeos. A molécula de glicerol é esterificada por H3PO4formando éster (monoprótico) e 2 AG são esterificados àglicerol, formando ácido fosfatídico, o qual reage erecebe diferentes radicais, formando então diferentesfosfolipídios. São semelhantes aos TG mas contém fósforo. Fosfolipídios O ácido fosfórico (H3PO4) é triprótico e permiteformar até 3 ésteres: fosfaditiléster = fosfoacilglicerol = fosfolipídeo. Formação de fosfolipídios: 01/08/2017 12 Fosfolipídios Funções: - constituintes das membranas celulares; - constituem um fator essencial na formação do coágulo sanguíneo; - auxiliam o transporte de outros lipídeos na corrente sanguínea. Fosfolipídios O tipo de fosfolipídeo depende do segundo álcool esterificado, podendo formar: - Fosfatidiletanolamina ou cefalina: éster do ácido fosfatídico, esterificado por etanolamina. Uso: aditivos de alimentos formulados devido ao potencial emulsificante. Fosfolipídios - Fosfatidilcolina ou lecitina: éster do ácido fosfatídico esterificado com –OH de colina. Uso: aditivos de alimentos formulados devido ao potencial emulsificante. 01/08/2017 13 Fosfolipídios - Outros fosfolipídios: - Fosfatidilserina: - Fosfatidilinositol: - Fosfatidildiglicerol: - Difosfatidilglicerol = cardiolipina (grupamento grande) – presentes em músculo cardíaco. Fosfolipídios Os compostos hidroxilados ligados ao fósforo (-O- R3) mais comuns dos fosfolipídeos são: Compostos nitrogenados (3.5) Bases nitrogenadas fazem parte da estrutura dos lipídios (fosfolipídeos). - Etanolamina ou colina: HO-CH2-CH2-NH3+ - Colina ou trimetil-etanolamina: HO-CH2-CH2-N(CH3)3+ 01/08/2017 14 Glicolipídeos (2.2) Também chamados de esfingolipídios, são: - moléculas compostas por um carboidrato ligado a um grupamento álcool (-OH) de um lipídio por meio de ligação glicosídica. OU - lipídios que contém um álcool superior aminado na molécula, esfigosinol (esfigosina). Não estão ligados a um glicerol. Função: são componentes das membranas. Glicolipídeos Moléculas-mãe: Ceramidas (-OH primário): É um álcool insaturado com 18 C que possui amina (esfingosina) e um ácido graxo de cadeia longa unido por ligação amida (RCONR2). Glicolipídeos Esfingomielinas: São moléculas formadas pela esterificação do álcool primário da esfingosina à ácido fosfórico e este, esterificado a outro álcool aminado = colina: Lecitina Colina 01/08/2017 15 Glicolipídeos • Os esfingolipídeos, juntamente com as proteínas e os polissacarídeos, compõe a mielina, a cobertura protetora que recobre as fibras nervosas ou axônios. • Os axônios das células nervosas transportam os impulsos elétricos dos nervos. • A mielina foi descrita como tendo função em relação ao axônio semelhante à do isolante em um fio elétrico. Glicolipídeos Cerebrosídeos: São formados união de ceramidas (esfingosina) com um açúcar (ose - glicose ou lactose ou galactose ou outra). Obs.: não contém fósforo. Cerebrosídeos: Encontram-se em ambundância no sistema nervoso (cérebro), nas membranas celulares. ácido graxo Glicolipídeos Gangliosídeos são: - glicolipídeos com porção carboidrato muito mais complexa. OU - acetais formados pela união de ceramidas com poliolosídios heterogêneos (heteropoliolosídios). O poliolosídio é composto de oses, derivados de oses e ácido N- acetilneuramínico. 01/08/2017 16 Sulfolipídeos (2.3) São os lipídios que contém enxofre (grupamento S) em sua estrutura química. Não foi encontrado um exemplo de sulfolipídeo. Esteróides (3.2) Moléculas com grupo: ciclopentanoperidrofenantreno, ou seja: Contém 3 anéis de 6 átomos (A, B e C) e um anel de 5 átomos conjugado (D). Ex. hormônios sexuais. Principal: Colesterol. É o mais abundante esteróide dos animais: 240 g. Plantas não o possuem. Esteróides Características do colesterol: - muito hidrofóbico; - presente em membranas biológicas; - é precursor de outros esteróides como hormônios sexuais e de vitamina D3. Efeitos indesejáveis: aterosclerose – ataque cardíaco. Fontes: exógena – dieta: ingestão diária recomendada = 300mg/200mg para pacientes com problemas cardíacos; endógena: organismo sintetiza. 01/08/2017 17 Esteróides • Muito do colesterol no corpo é transformado em sais biliares. • Excesso de colesterol não utilizado pelo corpo humano é levado ao fígado e transportado pelo sangue para a vesícula. • Normalmente permanece em solução e é secretado para o intestino (na bile) para ser eliminada, porém pode precipitar formando sólidos e causando “pedras na vesícula”. Esteróides Isoprenóides/Terpenóides: São estruturas formadas pela alteração de acetato em unidades isopreno, ou seja, unidades de 5C, com a seguinte estrutura: Rota: Acetato – intermediário isoprenóide – esqualeno – ciclização – colesterol. Ex. de isoprenóide: ubiquinona. Esteróides Função dos isoprenóides: - Constituir membranas, hormônios, feromônios, agentes defensivos (Inseticidas), pigmentos e fotoprotetores. - Precursores de vitaminas e; - Componentes de fitoterápicos – essências. 01/08/2017 18 Esteróides Hormônios esteroidais: São substâncias químicas que controlam funções metabólicas no organismo; Podem ser sintetizados no corpo humano em glândulas endócrinas e são descarregadas no sistema circulatório. Função: mensageiros químicos. Controlam as funções sexuais, de crescimento, metabolismo, reprodução e muitas outras funções. Esteróides Principais hormônios esteroidais: - Corticosteróides: são hormônios esteroidais sintetizados na zona cortical da glândula suprarrenal (corticosterona) Envolvido na resposta ao estresse – aumenta a pressão arterial e açúcar no sangue. Capacidade antiinflamatoria e imunossupresora. Esteróides - Progesterona (hormônio da gravidez): é sintetizado nos ovários, placenta e corpo lúteo. Prepara a mãe para a gestação do feto e aleitamento. 01/08/2017 19 Esteróides Hormônios sexuais: São produzidos pelas glândulas sexuais. - Masculinos (andrógenos): Testosterona: secretada pelos testículos, córtex adrenal e ovários. É o hormônio que promove desenvolvimento das características masculinas secundárias como: - crescimento de pêlos faciais , - crescimento do corpo, - engrossamento da voz, - desenvolvimento muscular - maturação dos órgãos sexuais masculinos, etc. Forma metabolizada da testosterona Esteróides - Femininos (estrógenos) são produzidos pelas glândulas sexuais. Estradiol: secretado pelos ovários, é responsável pelo desenvolvimento das características femininas. Esteróides – Pigmentos (3.4) Carotenóides: São polienos extensamente lineares de C40, são pigmentos. Ex. licopeno, -caroteno. São produzidos por plantas e bactérias. Função: pigmentação. Pigmento amarelo - cenouras: -caroteno. 01/08/2017 20 Vitaminas (3.3) Algumas vitaminas são incluídas dentro do grupo lipídeos por serem lipossolúveis (hidrofóbicas). São elas: - A (retinol): O retinol (-caroteno) é seu precursor. No corpo se transforma em ácido retinóico (forma ativa). Função: sítio de reação fotoquímica da visão. Vitaminas - D (calciferol): A mais importante é a D3, formada por colesterol + UV. Forma ativa: calcitrol. Deficiência de vitamina D = raquitismo: doença óssea de infância (ossos moles, deformações do esqueleto). Função: regulação do metabolismo de cálcio e fósforo. Vitaminas - E (forma ativa: -tocoferol): Função: antioxidante. - Remove espécies reativas (radicais livres); - É necessária na reprodução de ratos e talvez na reprodução humana, - Previne distrofia muscular. 01/08/2017 21 Vitaminas - K (menadiona): Possui duas carbonilas polares e cadeia lateral insaturada isoprênica. Função: regulatória na coagulação sanguínea por ligação da protrombina com cálcio: fator antihemorrágico. Lipoproteínas (2.4) É a associação de lipídios e proteínas de forma não covalente. Encontram-se na forma de micelas: núcleo apolar e exterior polar (protéica = apoproteína). Função: transportar triglicerídios e colesterol no plasma (carreadores). Lipoproteínas Captação celular de lipoproteínas: endocitose. Classificação: - Quilomícrons: transporta TG e colesterol exógenos (ID para tecidos). - VLDL (LP de muito baixa densidade); - IDL (densidade intermediária); - LDL (baixa densidade): transportam TG e colesterol endógenos (fígado para tecidos); - HDL (alta densidade): transportam colesterol endógeno dos tecidos para o fígado. 01/08/2017 22 Recomendações - Moderar a ingesta de lipídios saturados devido ao estimulo à síntese de colesterol. - Não ingerir produtos com sabor de ranço (gordura oxidada). - Armazenamento de lipídios: ao abrigo de luz e calor, em recipiente bem fechado. Reações lipídicas - Hidrogenação: Adição de hidrogênio aos ácidos graxosinsaturados. Converte óleos líquidos em gorduras semi-sólidas. - Hidrólise: Rompimento de ligação éster com liberação deácidos graxos livres. Ocorre em compostos com ácidos graxosesterificados. Reação necessita da presença de enzima, água,aquecimento e ação ácida e básica. Ex. queijos esalames. Reações lipídicas - Oxidação: Adição de oxigênio aos ácidos graxos (insaturados). Para AG saturados somente ocorre sob elevadas temperaturas. Pode ser por ação enzimática (lipoxigenases) ou por autoxidação, sem enzimas, formando radicais livres; sob ação do calor. Processos aulas/Unidade 4-7 aa, prot, enz, ac nucleico.pdf 1 Aminoácidos Peptídeos Proteínas Enzimas Nucleotídios Unidades 4, 5 , 6 e 7. Centro Universitário Franciscano Bioquímica Aminoácidos É um composto com estrutura química que apresenta um grupo amina e um grupo carboxila, ambos ligados ao C (primeiro C após o grupo carboxila). O grupamento R (radical) determina a identidade do aminoácido (aa). * C*: todos aa possuem: opticamente ativos, exceto glicina, pois R= H. Logo os aa serão D ou L. Função dos aa: - Compõem peptídeos e proteínas. - São metabólicos energéticos. - Possuem funções biológicas. Caracteristicas de aa: • PF ~ 300oC. • São mais solúveis em solventes polares que apolares. 2 Estrutura x Classificação: Os aa são definidos pelo grupo R da molécula. Podem ser classificados em: - Natureza apolar ou polar: neutros, positivos e negativos; Ou segundo: - Presença de grupo ácido ou básico na cadeia lateral (R); - Presença de grupos funcionais na cadeia lateral; - Natureza dos grupos funcionais na cadeia lateral. Grupo 1: aa com cadeias apolares: São 9 aa: Glicina – não possui grupo polar. Alanina – NH2 (1aria) Valina – NH2 (1aria) Leucina – NH2 (1aria) Cadeias HC abertas Isoleucina – NH2 (1aria) Prolina – NH (2aria) Fenilalanina – NH2 (1aria) Triptofano – NH2 (1aria) Metionina – NH2 (1aria) Cadeia HC aberta Tio éter Cíclicos apolares 3 Grupo 2: aa com cadeias polares neutros: são eletricamente neutros (sem carga) em pH neutro. São 6 aa: (Glicina) – não possui cadeia lateral apolar. Serina Treonina Tirosina Fenol Cisteína Glutamina Asparagina Amidas Tiol Grupo 3: aa com cadeia polar com carga elétrica - grupos carboxila em cadeia lateral: Carga negativa. São 2 aa: Ácido glutâmico Ácido aspártico Característica: perda de próton (H+), formando íon carboxilato quando acima de pH = 3: glutamato e aspartato. Cadeias carregadas negativamente em pH neutro. Glutamato e aspartato + -NH2 = glutamina e asparagina (grupo 2). 4 Grupo 4: aa com cadeia polar com carga elétrica - cadeia lateral básica: Carga positiva. São 3 aa: Histidina Lisina Arginina Cadeia lateral carregada positivamente em pH neutro ou próximo a neutro. Resumão: Aa incomuns: São derivados de aa comuns (20 aa) e produzidos por modificações depois de a proteína ser sintetizada (modificação pós-tradução). São encontrados em algumas proteínas apenas. São: Hidroxiprolina: colágeno Hidroxilisina: colágeno Tiroxina: glândula tireóide Dopamina: SNC Epinefrina/Adrenalina: SNC Entre outros. 5 Aa essenciais Aa não essenciais São os aa que o corpo precisa para seu funcionamento mas é incapaz de sintetizar. São obtidos da dieta pela ingestão de alimentos ricos em proteínas. Fornecem energia para o músculo em atividades de longa duração: aumento da resistência física. São essenciais: Histidina, Leucina, Isoleucina, Lisina, Metionina, Fenilalanina, Treonina, Triptofano e Valina. São aa necessários para o funcionamento do organismo mas são sintetizados a partir de metabólitos gerados. São não essenciais: Alanina, Asparagina, Aspartato, Glutamato e Ácido Glutâmico + (ácido aspártico, serina). AA condicionalmente essenciais: Somente são essenciais em condições patológicas específicas, em organismos jovens ou em desenvolvimento. São: Arginina, Glutamina, Glicina, Prolina, Tirosina, Cisteína, Serina e (Ácido Aspártico). Propriedades ácido-básica dos aa: Ácido (Brosted-Lorry/Lewis): receptor de elétron Base (Brosted-Lorry/Lewis): doador de elétron NH3+ Ácido: carboxilato (-) base O grupo carboxílico (-COOH) na molécula confere ao aminoácido uma característica ácida e o grupo amino (-NH2) uma característica básica. Por isso, os aminoácidos apresentam um caráter anfótero, ou seja, reagem tanto com ácidos como com bases formando sais orgânicos. Equação de Handerson-Haselbach: É utilizada para calcular o pH de uma solução tampão a partir do pKa (constante de dissociação de um ácido e de concentrações de equilíbrio, conforme segue: HA H3O++ A- Ka = [H3O+][A-]/[HA], Ácido Base conjugada pKa = -log Ka pH = pKa + log [A-]/[HA] Aplicação: determinar movimento de substância entre
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