Aula 1. +ügua Bioqu+¡mica

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Universidade Federal de Uberlândia 
Curso de Agronomia – Monte Carmelo 
DISCIPLINA: Bioquímica (GAG515) 
 
Profa. Msc. Ana Paula Carneiro dos Santos 
2014 
Bioquímica 
Fundamentos da Bioquímica: 
Biomoléculas 
• O objetivo da bioquímica é explicar a forma e 
função biológica em termos químicos. 
 
– Que elementos químicos são encontrados nas 
células? 
– Que tipos de moléculas estão presentes na 
matéria viva? 
– Em que proporções estão presentes? 
Universidade Federal de Uberlândia 
Curso de Agronomia – Monte Carmelo 
DISCIPLINA: Bioquímica 
ÁGUA 
ÁGUA 
• Substância mais abundante nos sistemas vivos, 
70% ou mais da massa corpórea da maioria dos 
organismos. 
• A água representa a maior parte do peso de 
um tecido: 
– Tronco: 35-75% 
– Folhas: 80-95% 
– Frutos: 5-95% 
– Sementes: 5-10% do peso fresco, podendo chegar 
a 35-40% 
ÁGUA 
• A água é necessária para a ativação de 
enzimas, solubilização de moléculas, 
deslocamento de solutos, entre outros. 
 
• Desta maneira, a água participa de todos os 
eventos metabólicos, como fotossíntese, 
respiração, transpiração, síntese de 
proteínas. 
 
Balanço hídrico das plantas 
Seiva bruta 
Gutação numa folha de morangueiro. 
ÁGUA 
 
• Pelo fato dela penetrar em 
todas as partes da célula, a 
água é o meio onde ocorre 
o transporte de nutrientes, 
as reações do metabolismo 
catalizadas por enzimas e a 
transferência de energia 
química. 
 
Conceitos Prévios 
• Eletronegatividade: A eletronegatividade está 
relacionada à atratividade dos átomos e 
moléculas, ou seja, ao potencial que estes 
possuem de atrair elétrons. 
 
• Polaridade: Polar x Apolar 
 
Eletronegatividade: Tabela Periódica 
F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H 
Polaridade: Polar x Apolar 
 A diferença de eletronegatividade entre os 
elementos determina se a ligação será polar ou 
apolar. Se a diferença de eletronegatividade for 
igual a zero, a ligação será apolar, do contrário a 
ligação será polar. 
Metano- CH4 
Apolar 
ÁGUA- H2O 
Polar 
Exemplos: 
ÁGUA- H2O 
Polar 
Metano- CH4 
Apolar 
Região 
eletropositiva 
Região 
eletronegativa 
FÓRMULA MOLECULAR E ESTRUTURAL 
DA ÁGUA 
H2O 
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA 
 A água possui ponto de fusão, de ebulição, calor 
de vaporização maior do que a maioria dos 
líquidos comuns. 
 
– Ponto de Fusão a 1 atm 0,00°C 
– Ponto de Ebulição a 1 atm 100.00°C 
Temperatura de fusão e ebulição de alguns solventes 
comuns 
Água tem ponto de fusão e ebulição maiores que os outros solventes 
comuns como consequência das atrações entre moléculas de água 
adjacentes que dão a água líquida uma grande coesão interna. 
Ponto Ebulição Ponto Fusão 
• Cada um dos seus 2 átomos de H compartilha 
1 par de elétrons (é) com o átomo de O. 
• A geometria dos pares de elétrons 
compartilhados proporciona uma forma em V 
à molécula. 
Os 2 pares de é não compartilhados do átomo de O 
fornecem-lhe uma carga localizada, parcialmente 
negativa. 
A forte tendência de retirar é do O fornece aos 2 
núcleos de H, cargas parcialmente positivas. 
ÁGUA LÍQUIDA 
 
• A fluidez da água se deve a meia-vida curta das 
ponte de H, é < do que 1 x10-9s. 
 
• Como as moléculas de água estão em 
movimento contínuo no estado líquido, estas 
pontes de H são constante e rapidamente 
quebradas e reformadas. 
• No gelo, cada molécula 
de H2O está fixa no 
espaço, formando 
pontes de H com 4 
outras. 
• Moléculas produzindo 
 Rede cristalina Regular 
ÁGUA SÓLIDA = GELO 
PONTES DE HIDROGÊNIO 
Embora a molécula da água seja eletricamente neutra, sua 
cargas parcialmente positivas e negativas são separadas, 
resultando numa molécula com dipolo elétrico. 
 
Por causa desta separação de cargas, 2 moléculas de água 
podem se atrair por forças eletrostáticas entre a carga 
parcialmente negativa do átomo de O de uma molécula de 
H2O, e a carga parcialmente positiva do átomo de H da outra 
molécula. 
 
– Este tipo de atração eletrostática chama-se PONTE DE 
HIDROGÊNIO. 
Molécula de água e representação do 
dipolo 
Pontes de H na água. 
Ponte de 
Hidrogênio 
Ligação 
Covalente 
AS PONTES DE H SÃO COMUNS NOS 
SISTEMAS BIOLÓGICOS 
• As pontes de H não são exclusivas da molécula 
de H2O. 
 
• Elas se formam usualmente entre um átomo 
eletronegativo (O ou N) e um átomo de H 
covalentemente ligado a outro átomo 
eletronegativo na mesma ou em outra molécula. 
Pontes de Hidrogênio 
Elas se formam usualmente entre um átomo 
eletronegativo (O ou N) e um átomo de H 
covalentemente ligado a outro átomo eletronegativo na 
mesma ou em outra molécula 
AS PONTES DE H SÃO COMUNS NOS 
SISTEMAS BIOLÓGICOS 
Por que o ponto de Ebulição entre o Butanol e Butano é tão diferente? 
Pontes de hidrogênio biologicamente importantes 
A Água como Solvente 
• Muitas substâncias, como o açúcar comum, dissolvem-se em 
água. Isto é, suas moléculas separam-se umas das outras, mas 
cada uma delas fica rodeada por moléculas de água. 
Moléculas 
de água 
Cristal de açúcar Cristal de açúcar 
Açúcar 
dissolve 
A Água como Solvente 
 A água é um solvente excelente para muitas substâncias devido 
suas ligações polares. 
Moléculas 
de água 
Cristal de açúcar Cristal de açúcar 
Açúcar 
dissolve 
A Água como Solvente 
• A água é um solvente polar. 
 
• Compostos que dissolvem facilmente na água 
hidrofílicos (grego “que gosta da água”). 
• Hidrofóbicos, ex. lipídios. 
SAIS CRISTALINOS: A água interage com solutos 
A água dissolve sais cristalinos por meio da hidratação dos íons 
 que as constituem. 
Íon Cl- 
hidratado 
Íon Na+ 
hidratado 
Observe a orientação 
não aleatória das 
moléculas de água. 
SAIS CRISTALINOS 
Exemplos de biomoléculas Polares, Apolares e anfipáticas 
Compostos Anfipáticos contêm regiões que são polares e regiões apolares. 
Glicose 
Glicina 
Aspartato 
Lactato 
Glicerol 
Cera comum 
Fenilalamina 
Fosfatidilcolina 
Polar Apolar 
Anfipática 
Compostos anfipáticos têm regiões polares e apolares 
Exemplos de biomoléculas anfipáticas: proteínas, algumas vitaminas, 
fosfolipídios de membrana. 
Grupo Polar 
hidrofílico 
Grupo alquil 
hidrofóbico 
Moléculas de água ordenadas formam “gaiolas” ao redor 
das cadeias de grupos alquil hidrofóbicas. 
Exemplo de biomolécula anfipática 
Membrana plasmática 
 
Bicamada 
lipídica 
Molécula 
proteíca Molécula de 
 lipídeo 
Cabeça hidrofílica 
Caudas 
hidrofóbicas 
Dispersão de lipídeos em 
água 
 
 
 
Aglomerados de moléculas 
lipídicas 
 
 
 
Micelas 
 
 
 
 
GRUPOS HIDROFÓBICOS E 
HIDROFÍLICOS 
• Compostos anfipáticos = estes compostos se 
dispersam na água na forma de MICELAS. 
Nas micelas os grupos hidrofílicos 
carboxila, carregados negativamente, 
são expostos e interagem com a água, 
e as cadeias hidrocarbonadas não-
polares, hidrofóbicas, são escondidas 
dentro da estrutura. 
A remoção da Água organizada favorece a 
formação do complexo enzima-substrato 
Obrigada