Aula 1 - Introdução a Bioquímica Metabólica

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Centro Universitário Planalto do Distrito Federal
Curso: Nutrição
Disciplina: Bioquímica Metabólica
Introdução a Bioquímica 
Metabólica
2° / 2014
Prof.a: Flávia F. Mulinari
flavia.mulinari@gmail.com
O que é Bioquímica?
Prof.a: Flávia F. Mulinari
“A bioquímica estuda as estruturas moleculares, os mecanismos
e os processos químicos responsáveis pela vida.”
O que é 
vida?
O que é um 
ser vivo?
Como é 
formado?
?
Célula
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 É a unidade básica de vida;
 Complexos de moléculas agrupados por funções;
 Possuem arquitetura específica;
 Realizam metabolismo: replicação do DNA, síntese proteica e
metabolismo energético;
 Podem ser Procarióticas ou Eucarióticas.
Por que estudar Bioquímica?
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Quais são as estruturas 
químicas dos componentes 
dos organismos vivos?
Que transformações químicas 
acompanham a reprodução, o 
envelhecimento e a morte celular?
Como um organismo armazena e 
transmite a informação 
necessária para o seu 
crescimento?
Como os organismos 
extraem energia do seu 
ambiente para 
permanecerem vivos?
Como as reações químicas 
são controladas dentro das 
células vivas?
Como as interações levam à existência 
de estruturas macromoleculares 
organizadas: células, tecidos e etc?
Como estudar Bioquímica?
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Reações Bioquímicas e Rotas Metabólicas que 
ocorrem nos organismos para manutenção da vida
Química estrutural dos componentes da matéria 
viva e sua relação com as funções biológicas
Processos e Substâncias que armazenam e 
transmitem informação biológica 
Estrutura e Organização da célula
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Lógica Molecular da Vida
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A estrutura de uma macromolécula determina 
sua função biológica específica
Todos os organismos vivos montam suas 
macro- moléculas a partir dos mesmos tipos 
de subunidades
Cada gênero e espécie é definida pelo seu 
conjunto distinto de macromoléculas
Biomoléculas
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 A química dos organismos está organizada em volta do elemento
Carbono (compões as biomoléculas);
 As biomoléculas são compostos de carbono que têm como elemento
básico: Hidrogênio (H), Oxigênio (O), Nitrogênio (N), Fósforo (P), Enxofre
(S), Cálcio (Ca), Sódio (Na), Cloro (Cl), entre outros.
Água
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Diferença de eletronegatividade
Ponte de Hidrogênio
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Pontes de Hidrogênio entre moléculas de água
Ponte de Hidrogênio
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Pontes de Hidrogênio entre biomoléculas
F O N Cl Br I S C P H
Eletronegatividade
Água
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É um solvente polar
Grupos 
Polares
Grupos 
Apolares
Compostos 
Hidrofílicos
Glicose
Aspartato
Compostos Hidrofóbicos
Compostos Anfipáticos
Fenilalanina
Aminoácidos
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Estrutura comum a todos os 20 aminoácidos comuns (exceto a prolina)
Ácido Carboxílico
Amina
Grupo R Variável
Classificação dos 
aminoácidos
Proteínas
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Região 
aminoterminal
Região 
carboxiterminall
Cadeia Lateral
Dipeptideo, tripeptideo etc.... polipeptideo
Enzimas
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 São catalisadores biológicos que aceleram as reações químicas
 Aumentam a velocidade das reações sem afetar o equilíbrio
químico;
 Quase a totalidade de reações bioquímicas são realizadas por
enzimas,principalmente o metabolismo energético;
 Permitem maior especificidade das reações (quantidade mínima
de substrato);
 A maioria são proteínas.
Catálise Enzimática
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Michaelis Menten
Catálise Enzimática
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Enzima Livre
Substrato 
Complexo ES Estado de Transição
Produto
Enzima Livre
Substrato sofre 
deformação
Carboidratos
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 São as biomoléculas mais abundantes;
 Presentes na parede celular de células vegetais e bactérias;
 Estão presentes em alimentos ricos em energia:
 Cereais: arroz, aveia, trigo;
 Raízes e tubérculos: cenoura, beterraba, mandioca, batata;
 Frutas: banana, manga, maçã;
 Mel e cana de açúcar.
Carboidratos
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Funções: Fornecer energia para células, reserva energética,
reconhecimento celular, estrutural, proteção, coesão entre as células;
Monossacarídeos
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Glicose Frutose
Hexoses
Dissacarídeos
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 Formados por duas moléculas de um açúcar simples;
Sacarose
Lactose
Polissacarídeos
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 GLICOGÊNIO: presente em maior quantidade no músculo
esqueléticos e fígado.
Reserva energética em célula animal
O
HO
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OHH
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H
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OH
H
O
Lipídios
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 Insolúveis em água;
 Funções: armazenamento de energia (gorduras e óleos); estrutural
(constituintes de membrana); co-fatores enzimáticos; transporte de
elétrons; sinalização e hormonal;
 Possuem três classe funcionais:
 Lipídeos de armazenamento;
 Lipídeos estruturais;
 Lipídeos sinalizadores, cofatores e pigmentos.
Lipídios de Armazenamento
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 Formados por ácidos graxos;
 Ácidos carboxílicos com cadeias de hidrocarbonetos (4 a 36 C);
 Podem conter insaturações ou não;
Quanto mais longos e menos 
ligações duplas, maior a insolubilidade 
em água.
Vitaminas e Sais Minerais
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 Vitaminas: São compostos orgânicos não relacionados quimicamente,
que “não podem” ser sintetizados pelo organismo humano e, portanto,
devem ser supridos pela dieta.
 Sais Minerais: São componentes essenciais para o funcionamento de
biomoléculas, como as enzimas (co-fatores).
Organismos Vivos
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Célula: Menor unidade de matéria viva
Capacidade de 
multiplicação
Auto-manutenção
Transformar matéria/energia
Metabolismo
O que é Metabolismo?
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 Atividade celular altamente coordenada, no qual sistemas
multienzimáticos atuam conjuntamente visando 4 funções:
 Obtenção de energia química (nutrientes ou solar);
 Converter nutrientes em moléculas específicas;
 Polimerizar precursores em macromoléculas;
 Sintetizar e degradar biomoléculas de acordo com a
necessidade celular.
Energia
Como a energia é obtida?
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Energia Solar
Fotossíntese - Célula Vegetal
Seres autotrófitos: São capazes de utilizar como única fonte de carbono o CO2 da 
atmosfera, a partir do qual eles formam todas as suas biomoléculas.
Bactérias fotossintetizantes
Plantas
Como a energia é obtida?
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Célula Animal 
Seres heterotrófitos: Não conseguem utilizar o CO2 atmosférico, precisando obter o 
carbono do ambiente, na forma de moléculas orgânicas complexas (glicose)
Energia de Nutrientes
Metabolismo Energético
Animais
Metabolismo
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 Metabolismo: é o
processo global pelo qual
os sistemas vivos adquirem
e utilizam a energia livre de
que necessitam para
realizarem sua funções.
 Reações Químicas
catalisadas por enzimas;
 Formam as vias
metabólicas.
Vias metabólicas
Metabolismo
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Divisão do Metabolismo
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Anabolismo: reações de síntese de moléculas orgânicas 
complexas a partir de moléculas orgânicasmais simples 
com consequente consumo de energia.
Catabolismo: reações de degradação de moléculas 
orgânicas complexas em moléculas menores com 
consequente liberação de energia.
Equilíbrio
Dinâmico
Anabolismo e Catabolismo
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Vias metabólicas
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 São irreversíveis;
 As vias catabólicas devem ser diferentes das vias anabólicas;
 Cada via metabólica apresenta um primeiro passo que compromete
o metabólito com a via;
 Todas as vias metabólicas são reguladas;
 Ocorre em locais específicos da célula (eucariotos).
Energia
Energia Metabólica
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 A energia liberada ou consumida no metabolismo celular, é
conservada na forma de ATP e transportadores de elétrons (NADH,
NDPH, FADH2.
Energia Metabólica
Prof.a: Flávia F. Mulinari
 As vias metabólicas ocorrem por meio de reações de oxi-redução;
 São reações que envolvem fluxo de elétrons.
Oxidação: remoção de elétrons Redução: adição de elétrons
Mas.... ?????
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Mas como o ATP e os transportadores 
de elétrons realizam reações de 
oxidação e redução?
ATP
Prof.a: Flávia F. Mulinari
 É uma moeda de troca energética nas células;
 Organismos fototrópicos transformam energia luminosa em energia
química sob forma de ATP;
 Heterotróficos transformam alimentos em ATP;
 O transporte de energia ocorre através do ciclo de ATP.
Ciclo do ATP
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NADH e FADH2
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 São coenzimas celulares;
 Realizam transporte de elétrons.
Como os elétrons podem ser 
transferidos?
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Muito Obrigada !!!
flavia.mulinari@gmail.com