Bioquímica básica - 1ª edição - Michel Miranda

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Bioquímica Básica 
 
Bioquímica Básica 
1ª
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Michel Miranda 
Bioquímica Básica 
 
 
DIREÇÃO SUPERIOR 
Chanceler Joaquim de Oliveira 
Reitora Marlene Salgado de Oliveira 
Presidente da Mantenedora Wellington Salgado de Oliveira 
Pró-Reitor de Planejamento e Finanças Wellington Salgado de Oliveira 
Pró-Reitor de Organização e Desenvolvimento Jefferson Salgado de Oliveira 
Pró-Reitor Administrativo Wallace Salgado de Oliveira 
Pró-Reitora Acadêmica Jaina dos Santos Mello Ferreira 
Pró-Reitor de Extensão Manuel de Souza Esteves 
 
DEPARTAMENTO DE ENSINO A DISTÂNCIA 
Gerência Nacional do EAD Bruno Mello Ferreira 
Gestor Acadêmico Diogo Pereira da Silva 
 
FICHA TÉCNICA 
Texto: Michel Miranda 
Revisão Ortográfica: Rafael Dias de Carvalho Moraes 
Projeto Gráfico e Editoração: Andreza Nacif, Antonia Machado, Eduardo Bordoni, Fabrício Ramos. 
Supervisão de Materiais Instrucionais: Antonia Machado 
Ilustração: Eduardo Bordoni e Fabrício Ramos 
Capa: Eduardo Bordoni e Fabrício Ramos 
 
COORDENAÇÃO GERAL: 
Departamento de Ensino a Distância 
Rua Marechal Deodoro 217, Centro, Niterói, RJ, CEP 24020-420 www.universo.edu.br 
 
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Universo – Campus Niterói 
 
M623b Miranda, Michel. 
Bioquímica básica / Michel Miranda ; revisão de Rafael Dias 
de Carvalho Moraes e Christina Corrêa da Fonseca. – 1. ed. 
Niterói, RJ: EAD/UNIVERSO, 2014. 
288 p. : il. 
 
 
1. Bioquímica. 2. Proteínas. 3. Carboidratos - Metabolismo. 
4. Metabolismo. 5. Ensino à distância. I. Moraes, Rafael Dias 
de Carvalho. II. Fonseca, Christina Corrêa da. III. Título. 
 
CDD 572 
 
Bibliotecária: ELIZABETH FRANCO MARTINS – CRB 7/4990 
 
Informamos que é de única e exclusiva responsabilidade do autor a originalidade desta obra, não se responsabilizando a ASOEC 
pelo conteúdo do texto formulado. 
© Departamento de Ensino a Distância - Universidade Salgado de Oliveira 
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ou por nenhum meio sem permissão expressa e por escrito da Associação Salgado de Oliveira de Educação e Cultura, mantenedora 
da Universidade Salgado de Oliveira (UNIVERSO). 
Bioquímica Básica 
 
 
Palavra da Reitora 
 
Acompanhando as necessidades de um mundo cada vez mais complexo, 
exigente e necessitado de aprendizagem contínua, a Universidade Salgado de 
Oliveira (UNIVERSO) apresenta a UNIVERSO EAD, que reúne os diferentes 
segmentos do ensino a distância na universidade. Nosso programa foi 
desenvolvido segundo as diretrizes do MEC e baseado em experiências do gênero 
bem-sucedidas mundialmente. 
São inúmeras as vantagens de se estudar a distância e somente por meio 
dessa modalidade de ensino são sanadas as dificuldades de tempo e espaço 
presentes nos dias de hoje. O aluno tem a possibilidade de administrar seu próprio 
tempo e gerenciar seu estudo de acordo com sua disponibilidade, tornando-se 
responsável pela própria aprendizagem. 
O ensino a distância complementa os estudos presenciais à medida que 
permite que alunos e professores, fisicamente distanciados, possam estar a todo 
momento ligados por ferramentas de interação presentes na Internet através de 
nossa plataforma. 
Além disso, nosso material didático foi desenvolvido por professores 
especializados nessa modalidade de ensino, em que a clareza e objetividade são 
fundamentais para a perfeita compreensão dos conteúdos. 
A UNIVERSO tem uma história de sucesso no que diz respeito à educação a 
distância. Nossa experiência nos remete ao final da década de 80, com o bem-
sucedido projeto Novo Saber. Hoje, oferece uma estrutura em constante processo 
de atualização, ampliando as possibilidades de acesso a cursos de atualização, 
graduação ou pós-graduação. 
Reafirmando seu compromisso com a excelência no ensino e compartilhando 
as novas tendências em educação, a UNIVERSO convida seu alunado a conhecer o 
programa e usufruir das vantagens que o estudar a distância proporciona. 
 
Seja bem-vindo à UNIVERSO EAD! 
Professora Marlene Salgado de Oliveira 
Reitora.
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Sumário 
 
 
Apresentação da disciplina ................................................................................................. 7 
Plano da disciplina ................................................................................................................. 9 
Unidade 1 – Introdução à Bioquímica ............................................................................. 13 
Unidade 2 – Proteínas ........................................................................................................... 37 
Unidade 3 – Carboidratos e metabolismo ...................................................................... 89 
Unidade 4 – Lipídios e metabolismo ................................................................................ 153 
Unidade 5 – Metabolismo de proteínas .......................................................................... 215 
Unidade 6 –Integração do metabolismo energético .................................................. 243 
Considerações finais .............................................................................................................. 277 
Conhecendo o autor ............................................................................................................. 279 
Referências ............................................................................................................................... 281 
Anexos ....................................................................................................................................... 283 
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Apresentação da Disciplina 
 
Prezado(a) estudante, 
É com imenso prazer e satisfação que lhes apresento a disciplina Bioquímica 
básica. A disciplina tem como meta apresentar uma discussão clara e objetiva da 
bioquímica celular com ênfase nos mamíferos, uma vez que os humanos se 
incluem neste grupo. A disciplina também se preocupa em relacionar eventos 
bioquímicos em nível molecular e celular com a fisiologia da célula. A abrangência, 
a organização e a versatilidade da leitura referente a esta disciplina permite ao 
estudante compreender os processos bioquímicos que ocorrem em todos os 
momentos da sua vida incluindo os que estão acontecendo enquanto esta 
apresentação é lida. 
Espera-se que ao final desta disciplina o estudante tenha adquirido uma sólida 
compreensão das informações sobre os sistemas bioquímicos tanto ao nível 
clássico quanto ao moderno e suas implicações na biologia animal. Além disso, 
acredita-se que os conhecimentos difundidos ao longo da disciplina possam de 
alguma forma contribuir no auxílio ao estudante que, em um futuro próximo, 
utilize conhecimentos biológicos e bioquímicos na sua atuação profissional. 
O material didático está dividido em seis unidades. A primeira unidade mostra 
as características gerais e físico-químicas da água e os seus efeitos sobre as 
biomoléculas celulares. A segunda unidade apresenta uma discussão clara e 
precisa acerca da estrutura e das funções das moléculas mais fascinantes das 
células, as proteínas. A terceira unidade introduz o metabolismo e a bioenergética, 
onde se conhece a estrutura e funções dos carboidratos, sua digestão, absorção e 
distribuição pelo organismo, suas vias de síntese e degradação e a obtenção de 
energia. A quarta unidade mostra a estrutura e funções dos lipídios incluindo suas 
vias de digestão, absorção e transporte, síntese e degradação e obtenção de 
energia. A quinta unidade mostra a importância do nitrogêniopara os seres vivos, a 
digestão das proteínas da dieta, a absorção dos aminoácidos e seu metabolismo, 
incluindo a excreção do nitrogênio e a obtenção de energia. A sexta unidade 
mostra a interdependência dos processos metabólicos dos principais tecidos do 
corpo, estes abordados nas unidades anteriores. 
Cada unidade contém uma bibliografia que serve como ponto de entrada para 
a pesquisa, assim como um grupo de questões para teste de conhecimentos. 
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Plano da Disciplina 
 
A disciplina tem como objetivo apresentar a bioquímica de uma maneira 
cuidadosa, com uma compreensão equilibrada dos processos químicos e 
biológicos, enfatizando de forma clara, contextualizada, gradual e lógica os 
principais temas associados à bioquímica celular e molecular, procurando com 
tudo isso o principal que é o foco e o interesse do estudante nesta importante área 
das ciências biológicas e biomédicas. 
 
Unidade 1: Introdução à Bioquímica 
Nesta unidade serão mostradas as características gerais e físico-químicas da 
água. Além disso, deverão ser estudadas as interações químicas entre a água e as 
biomoléculas, como a água interfere diretamente nos sistemas biológicos e os 
diferentes fenômenos associados à água. 
Objetivos: conhecer as características físico-químicas da água, compreender 
as interações químicas entre a água e as biomoléculas, saber como a água afeta os 
sistemas biológicos e definir pH, pK e sistema tampão. 
 
Unidade 2: Proteínas 
Nesta unidade serão mostradas as características gerais dos aminoácidos e das 
macromoléculas mais abundantes nas células vivas, as proteínas, além das suas 
estruturas químicas, suas funções celulares e as diferentes técnicas de 
identificação, separação, purificação e análise destas moléculas. 
Objetivos: identificar e compreender as propriedades dos aminoácidos, 
incluindo pK e PI, conhecer as funções das proteínas, estudar os diferentes níveis 
estruturais das proteínas e conhecer as técnicas de identificação, separação, 
purificação e análise de proteínas e caracterizar as enzimas. 
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Unidade 3: Carboidratos e metabolismo 
Nesta unidade serão mostradas as características gerais dos carboidratos, suas 
estruturas e funções, as vias de digestão, absorção e distribuição dos carboidratos 
nos diferentes tecidos do organismo, as rotas metabólicas para a obtenção de 
energia e a síntese e armazenamento dos carboidratos no organismo. 
Objetivos: conhecer as características gerais dos carboidratos, classificar os 
carboidratos, descrever a digestão, a absorção e o transporte dos carboidratos para 
as células, estudar as vias de produção de energia utilizando carboidratos, 
descrever a síntese e a degradação do glicogênio, compreender a gliconeogênese 
e a via das pentoses-fosfato. 
 
Unidade 4: Lipídios e metabolismo 
Nesta unidade serão mostradas as características gerais dos lipídios, suas 
estruturas químicas, suas funções e localizações celulares, as vias de digestão, 
absorção e transporte, suas rotas metabólicas de síntese, degradação e obtenção 
de energia. 
Objetivos: conhecer as estruturas dos principais lipídios, diferenciar os 
citoplasmáticos dos de membrana celular, estudar a digestão, absorção e 
transporte de lipídios, caracterizar a obtenção de energia com lipídios e descrever a 
síntese de ácidos graxos, triglicerídeos e lipídios de membrana. 
 
Unidade 5: Metabolismo de proteínas 
Nesta unidade, será mostrada a digestão das proteínas com consequente 
absorção e distribuição dos aminoácidos no organismo, o metabolismo do 
nitrogênio envolvendo as bactérias, plantas e animais e o catabolismo dos 
aminoácidos para a obtenção de energia e a excreção do nitrogênio. 
Objetivos: mostrar a importância da fixação do nitrogênio pelas bactérias e 
sua assimilação pelas plantas, identificar os processos de digestão das proteínas da 
dieta, mostrar a absorção dos aminoácidos, caracterizar a liberação da amônia na 
forma de ureia e entender o catabolismo dos aminoácidos 
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Unidade 6: Integração metabólica 
Nesta unidade será mostrada a interdependência dos processos metabólicos 
envolvendo os principais tecidos do corpo, de acordo com o estado nutricional e 
hormonal do organismo. 
Objetivos: mostrar a relação entre os diferentes tecidos do corpo e a 
obtenção de energia e estudar a regulação hormonal do metabolismo energético. 
 
Bons estudos! 
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1 Introdução à Bioquímica
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Nesta unidade vamos entender a cerca das características físico-químicas da 
água e os seus efeitos sobre as biomoléculas e as células. 
 
Objetivos da Unidade 
 Conhecer as características físico-químicas da água 
 Compreender as interações químicas entre a água e as biomoléculas 
 Saber como a água afeta os sistemas biológicos 
 Definir pH, pK e sistema tampão 
 
Plano da Unidade 
 A água 
 Interação da água com as substâncias polares 
 Ionização da água, ácidos, bases e tampões. 
 
Bons Estudos! 
 
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Os seres vivos são formados por uma extensa variedade de substâncias. 
Dentre estas, podemos citar as substâncias inorgânicas (ex: água, íons e sais 
minerais) e substâncias orgânicas (ex: carboidratos, lipídios, proteínas, vitaminas e 
ácidos nucléicos). 
 
A água 
 
A água é a substância mais abundante dos seres vivos, perfazendo 70% ou 
mais da massa da maioria dos organismos. Em alguns seres como águas-vivas, o 
conteúdo de água pode chegar a 94% do total. O corpo humano tem em média 
60% da sua massa de água, cuja distribuição varia conforme o tecido. Enquanto o 
tecido adiposo praticamente não contém água, os músculos esqueléticos são 
constituídos por cerca de 73% de água. O plasma sanguíneo chega a ter mais de 
90% de água. O conteúdo de água também varia com a idade do organismo, pois 
quanto mais velho é o ser vivo, menos água corpórea ele terá. O início da vida 
aconteceu em ambiente aquoso e a maioria das reações químicas ocorre na 
presença da água. 
A água é de fundamental importância para todos os seres vivos na natureza 
pelo fato de muitas reações químicas, tanto no interior quanto no exterior das 
células serem mediadas pela água. A solubilização e distribuição de substâncias no 
citoplasma das células dependem da presença da água citoplasmática. A digestão 
de alimentos no tubo digestivo depende de enzimas que utilizam a água para 
quebrar as ligações químicas entre as moléculas. O fluxo sanguíneo existe devido 
ao plasma sanguíneo ser líquido. A evolução da vida na Terra dependeu das 
características incomuns da água, a começar por sua capacidade de atuar como 
solvente para inúmeras substâncias. A abundância da água e sua temperatura 
elevada de fusão e ebulição permitiram o surgimento de grandes oceanos na Terra 
primitiva onde a vida teve origem. Atualmente, muitas plantas e animais evoluíram 
para a vida terrestre, no entanto, a dependência da água jamais deixou de existir. 
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A água é conhecida como solvente universal, por dissolver a maioria das 
substâncias presentes no planeta. A capacidade solvente da água inclui a 
solubilização dos íons, de muitos açúcares, proteínas e vitaminas e de outras 
moléculas não relacionadas, como por exemplo, alguns medicamentos. 
A água é uma molécula formada por três átomos: dois átomos de hidrogênio e 
um átomo de oxigênio (H2O). Estes três elementos se unem por ligações 
covalentes criando uma estrutura assimétrica H – O – H com ângulo de ligação de 
104,5º e com carga elétrica parcialnegativa no oxigênio e parcial positiva nos 
hidrogênios, gerando uma estrutura bipolar. O oxigênio, por ser mais 
eletronegativo que os hidrogênios, adquire a carga parcial negativa ao atrair os 
dois hidrogênios para si para a formação da água (figura 1). 
 
 
 
Figura 1: Estrutura da molécula da água. A estrutura bipolar da água é 
mostrada aqui no modelo bola e bastão. Os átomos de hidrogênio e oxigênio se 
unem através de ligações covalentes. A carga parcial dos seus átomos é 
determinada pelo símbolo (δ). O oxigênio, mais eletronegativo que os hidrogênios, 
apresenta carga parcial negativa e os hidrogênios, cargas parciais positivas. Fonte: 
Lehninger, princípios de Bioquímica. 
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Vamos lembrar: A união de dois ou mais átomos forma as moléculas. Para 
formar uma molécula os átomos precisam fazer ligações químicas. Duas ligações 
químicas são importantes nos sistemas biológicos: a ligação covalente (ocorre 
através do compartilhamento de elétrons, quando os átomos que formam a 
molécula apresentam a tendência de ganhar elétrons) e a ligação iônica (ocorre 
quando o átomo que precisa ganhar elétrons “rouba” um ou mais elétrons do 
átomo que precisa perder elétrons). A eletronegatividade é a capacidade que um 
átomo tem de atrair para si outro átomo, para a formação das moléculas. Na escala 
de eletronegatividade, que vai de 0 à 4,0, o flúor, o oxigênio e o nitrogênio são 
bastante eletronegativos (valores 4,0, 3,5 e 3,0 respectivamente) (tabela 1). Uma 
decorrência importante do estudo da eletronegatividade dos elementos é que, em 
função da diferença de eletronegatividade entre os átomos envolvidos, podemos 
classificar as ligações em apolares (diferença de eletronegatividade entre os 
átomos de 0 à 0,5) e polares (diferença maior que 0,5, sendo que quanto maior a 
diferença, maior é a polaridade da ligação química). Ligações covalentes podem ser 
apolares (diferença de eletronegatividade entre 0 e 0,5) ou polares (diferença de 
eletronegatividade entre 0,6 e 1,6) enquanto as ligações iônicas (diferença de 
eletronegatividade entre 1,7 e 4,0) são sempre polares. Desse modo as moléculas 
podem ter caráter polar ou apolar. A água por ter seus átomos com diferença de 
eletronegatividade de 1,4 (tabela 1) é então uma substância polar. 
Tabela 1: A eletronegatividade de alguns elementos químicos 
Elemen
to 
*Eletronegativi
dade 
Elemen
to 
Eletronegativi
dade 
Elemen
to 
Eletronegativi
dade 
F 4,0 Se 2,4 Zn 1,6
O 3,5 P 2,1 Mn 1,5
Cl 3,0 H 2,1 Mg 1,2
N 3,0 Cu 1,9 Ca 1,0
BR 2,8 Fe 1,8 Li 1,0
S 2,5 Co 1,8 Na 0,9
C 2,5 Ni 1,8 K 0,8
I 2,5 Mo 1,8
*Quanto mais eletronegatividade, mais o elemento atrai o outro. 
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Interação da água com as substâncias polares 
A água pode interagir com outras moléculas de água. Ao se aproximarem, o 
oxigênio de uma molécula de água faz uma interação química com o hidrogênio 
de outra molécula de água. Esta interação é chamada ponte (ou ligação) de 
hidrogênio, representada por um tracejado e não por um traço como a ligação 
covalente (figura 2). 
 
 
 
Figura 2: A ponte de hidrogênio. Ponte de hidrogênio entre as moléculas de 
água é uma interação (atração) fraca que ocorre entre o oxigênio de uma água e o 
hidrogênio de outra água. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica. 
 
Uma molécula de água pode fazer até quatro pontes de hidrogênio com 
outras moléculas de água (figura 3). Apesar da ponte de hidrogênio ser uma 
interação considerada fraca nos sistemas biológicos (a energia necessária para 
romper a ligação é da ordem de 12 à 30 kj/mol), portanto bem mais fraca que as 
ligações covalentes (a energia necessária para romper a ligação é da ordem de 214 
à 930 kj/mol), o alto número de pontes de hidrogênio entre as moléculas de água 
determina uma alta coesão entre as moléculas. 
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Vamos lembrar: Nos sistemas biológicos, a ponte de hidrogênio é formada 
entre o hidrogênio de uma molécula e o oxigênio, nitrogênio ou flúor de outra 
molécula. No entanto o hidrogênio precisa estar ligado a um elemento bem 
eletronegativo como os três elementos químicos citados anteriormente. 
Hidrogênios ligados a carbono não fazem pontes de hidrogênio com a água 
porque o carbono tem eletronegatividade semelhante ao do hidrogênio (tabela 1), 
determinando uma região apolar, incapaz de fazer tal interação. 
 
 
Figura 3: Pontes de hidrogênio entre moléculas de água. Cada molécula de 
água forma um máximo de quatro pontes de hidrogênio. Nesta situação a água 
está na forma de gelo. À medida que as pontes de hidrogênio são rompidas (por 
exemplo, por aumento de temperatura), a água se torna respectivamente líquida 
(média de 3,4 pontes de hidrogênio com outras moléculas de água) e gasosa 
(média de 1,5 pontes de hidrogênio). Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica. 
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As pontes de hidrogênio não se resumem à interação molecular. Os estados 
físicos da água são determinados pelo número de pontes de hidrogênio entre as 
moléculas (figura 3). Além disso, a água tem alto ponto de fusão (0oC), alto ponto 
de ebulição (100oC) e alto calor de vaporização (2.260 j/g) quando comparado com 
a maioria dos solventes. Estas propriedades são uma consequência da atração das 
moléculas de água por pontes de hidrogênio, que confere à água uma alta coesão. 
Outra consequência importante das pontes de hidrogênio existentes na água é a 
sua alta tensão superficial. As moléculas que estão no interior do líquido atraem e 
são atraídas por todas as moléculas vizinhas, de tal modo que estas forças se 
equilibram. Já as moléculas da superfície só são atraídas pelas moléculas “de baixo” 
e “dos lados”. Consequentemente, estas moléculas se atraem mais fortemente e 
criam uma película semelhante a uma película elástica na superfície da água. A 
tensão superficial da água explica vários fenômenos dentre os quais citamos a 
forma esférica das gotas de água e o fato de alguns insetos poderem caminhar 
sobre a água. 
As pontes de hidrogênio não estão somente presentes na água, mas também 
são responsáveis pela interação da água com outras substâncias. A água dissolve 
biomoléculas com grupos funcionais polares, porém não carregados eletricamente, 
por formar pontes de hidrogênio com os solutos. Dentre estes grupos funcionais 
incluímos as hidroxilas, os aldeídos, as cetonas, os ácidos carboxílicos e 
grupamentos contendo N – H, como as aminas. Ao se colocar, por exemplo, 
sacarose (açúcar de cozinha) em água, seja em um suco, cafezinho ou até mesmo 
na produção do soro caseiro, observa-se que o açúcar em poucos segundos 
desaparece na água. Na verdade o desaparecimento da sacarose é explicado não 
pelo fato da água estar quebrando a sacarose, mas pelo fato das moléculas de água 
estar fazendo pontes de hidrogênio com as hidroxilas das moléculas de sacarose. O 
etanol se mistura com a água através de pontes de hidrogênio entre o oxigênio da 
água e a hidroxila (O – H ou mais comumente representado por OH) presente no 
etanol (figura 4). 
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Figura 4: Interação da água com etanol. O etanol (álcool comercial) se mistura 
facilmente com a água por fazer pontes de hidrogênio com a água. Fonte: 
www.ebah.com.br, acesso em 11/10/2014. 
As pontes de hidrogênio não estão restritas à água. Outros líquidos e 
macromoléculas importantes das células podem fazer pontes de hidrogênio entre 
si, sem a necessidade da presença da água. A estrutura tridimensional das 
proteínas contém várias pontes de hidrogênio entre seus aminoácidos. A amônia e 
o ácido fluorídrico são líquidos cujas moléculasfazem pontes de hidrogênio entre 
si (figura 5). Na constituição do DNA, as bases nitrogenadas (adenina e timina assim 
como citosina e guanina) dos nucleotídeos fazem pontes de hidrogênio para 
estabilização da dupla fita de DNA (figura 5). 
 
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Figura 5: Pontes de hidrogênio entre moléculas diferentes da água. O ácido 
fluorídrico (H – F) e a amônia (NH3) fazem pontes de hidrogênio entre si. O L.H. na 
figura da amônia significa ligação (ponte) de hidrogênio. A dupla fita de DNA é 
estabilizada por pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas dos 
nucleotídeos que compõem a macromolécula. Adenina (A) e timina (T) fazem duas 
pontes de hidrogênio enquanto citosina (C) e guanina (G) fazem três pontes de 
hidrogênio entre si. Fontes: www.portalsaofrancisco.com.br, acesso em 
11/10/2014, www.quiprocura.net, acesso em 11/10/2014 e Lehninger, princípios de 
Bioquímica. 
Além da interação da água com outras substâncias por pontes de hidrogênio, 
a água interage também eletrostaticamente com solutos que exibem carga 
elétrica. Assim como as pontes de hidrogênio, as interações eletrostáticas são 
interações fracas nos sistemas biológicos (a energia necessária para romper a 
ligação é da ordem de 4 à 80 kj/mol), mas importantes para a formação de 
macromoléculas como, por exemplo, as proteínas. A água dissolve sais como o 
NaCl (cloreto de sódio) hidratando e estabilizando os íons Na+ e Cl-, enfraquecendo 
as interações eletrostáticas entre as moléculas de NaCl e impedindo que estas 
moléculas voltem a se agrupar, por fazer interações eletrostáticas com estes 
átomos (figura 6). È importante observar que na interação da água com o NaCl não 
é possível a realização de pontes de hidrogênio entre a água e o NaCl pelo fato de 
não atender as condições explicadas anteriormente para a realização desta 
interação molecular. 
Vamos lembrar: A interação eletrostática é uma atração entre cargas opostas 
de regiões moleculares. Isto pode ocorrer entre água e sais, água e grupos 
funcionais com carga elétrica das moléculas orgânicas e entre diferentes grupos 
funcionais com carga elétrica na mesma molécula, como ocorrem entre cargas 
elétricas de alguns aminoácidos nas proteínas. Desse modo, assim como a ponte 
de hidrogênio, a interação eletrostática ocorre entre substâncias polares ou regiões 
polares das moléculas. 
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Figura 6: Solubilidade do NaCl em água. A água dissolve sais como o NaCl por 
meio da hidratação e estabilização dos átomos que compõe a molécula. À medida 
que as moléculas de água se agrupam ao redor dos íons Na+ e Cl- a interação 
(atração) eletrostática necessária para a formação do sal é rompida. Fonte: 
www.profpc.com.br, acesso em 11/10/2014. 
Outra interação química importante nos sistemas biológicos, diferente das 
pontes de hidrogênio e das interações eletrostáticas e a interação hidrofóbica. Esta 
interação fraca (a energia necessária para romper a ligação é da ordem de 3 a 12 
kj/mol) ocorre entre moléculas apolares. Líquidos incapazes de se misturar com a 
água geralmente possuem moléculas apolares chamadas hidrocarbonetos 
(contendo carbono e hidrogênio) e são conhecidos como solventes orgânicos, 
incluindo a gasolina, o hexano, o benzeno, o tolueno e outros. Na formação destes 
líquidos os hidrocarbonetos se atraem através da interação hidrofóbica. 
Além das substâncias polares e apolares, algumas substâncias são anfipáticas. 
Estas contêm uma região polar e outra apolar. A região polar interage com a água 
enquanto a região apolar não. Os ácidos graxos, os fosfolipídios e o colesterol são 
exemplos de substâncias anfipáticas que serão estudadas nas próximas unidades. 
Bioquímica Básica 
 
 
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Ionização da água, ácidos, bases e tampões. 
Nesta unidade, foi visto que a molécula de água é H2O. No entanto, uma 
pequena proporção de moléculas de água se encontra em uma forma chamada 
dissociada, criando íons H+ (prótons) e OH-. A ionização da água pode ser medida 
por sua condutividade elétrica e é expressa por uma constante de equilíbrio. Esta 
constante (Keq) determinada por condutividade elétrica corresponde à 1,8 x 10-16M 
(onde M significa molar). Isto se configura um valor extremamente baixo, mas 
significativo no líquido. 
Em água pura, a molaridade da água à 25oC (1000 dividido pelo peso 
molecular da água que é 18) é de 55,5. Com estes valores, uma nova constante para 
a dissociação da água, o Kw (produto iônico da água) é criado, obtendo-se o valor 
de 1 x 10-14M2, como mostrado abaixo: 
 
H2O H+ + OH- 
 
Keq = [H+][OH-]/[H2O] = Keq = [H+][OH-]/55,5M 
 
(55,5M) (Keq) = [H+][OH-] = Kw = Kw = [H+][OH-] = 55,5M x 1,8 x 10-16M 
 
Kw = 100 x 10-16M2 ou Kw = 1 x 10-14M2 
 
Sendo assim, em água pura, onde as concentrações dos íons H+ e OH- são 
equivalentes, cada íon equivale a 1 x 10-7M ou 10-7M. Como o produto iônico da 
água é constante, sempre que [H+] for maior que 10-7M, [OH-] será menor que 10-
7M, ou vice-versa. O produto iônico da água é a base para escala de pH (tabela 2). 
Existe uma fórmula onde: 
 
pH = log/[H+] = pH = log/[10-7] = pH = log107 = pH = 7,0. 
 
 Ou seja, em água pura, onde as concentrações dos íons H+ e OH- são 
equivalentes, o pH será sempre 7,0. Este valor significa que a água tem pH neutro. 
Valores abaixos de 7,0 determinam pH ácido enquanto valores acima de 7,0 
determinam pH alcalino (básico) (figura 7). 
Bioquímica Básica 
 
 
25 
Pelo fato da escala de pH ser logarítmica, se um líquido tem pH 7,0 e outro tem 
pH 8,0, o segundo tem 10 X mais OH- (ou 10 X menos H+) que o primeiro. Então se 
compararmos o pH da água do mar (aproximadamente 7,8) com o pH do suco 
gástrico (aproximadamente 1,8), a diferença na concentração de H+ (e 
consequentemente de OH-) é de 1 milhão de vezes. 
 
Tabela 2. A escala de pH. 
 
O pH varia na razão inversa a da 
concentração de H+. Desse modo o aumento 
de H+ diminui o pH e vice-versa. pOH é 
exatamente o inverso do pH. Note que para 
todos os casos pH + pOH = 14. 
 
Figura 7. O pH de alguns líquidos. Fonte: Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
[H+] (M) pH [OH-] (M) pOH
100 0 1014 14
101 1 1013 13
102 2 1012 12
103 3 1011 11
104 4 1010 10
105 5 109 9
106 6 108 8
107 7 107 7
108 8 106 6
109 9 105 5
1010 10 104 4
1011 11 103 3
1012 12 102 2
1013 13 101 1
1014 14 100 0
Bioquímica Básica 
 
 
26 
O pH afeta a estrutura e a função das macromoléculas biológicas. Por exemplo, 
a atividade das enzimas depende de pH ideal. Mudanças significativas nos valores 
de pH onde estão as enzimas levam a desnaturação das mesmas e 
consequentemente a diminuição ou perda da função. O pH sanguíneo normal está 
entre 7,3 e 7,45. Valores abaixo de 7,3 podem levar a um quadro de acidose, e 
valores acima de 7,45 podem levar a um quadro de alcalose. Em ambos os casos 
pode ser fatal. A absorção de alguns medicamentos também é influenciado pelo 
pH. Enquanto alguns medicamentos são mais bem absorvidos pelo estômago, 
outros são mais bem absorvidos pelo intestino delgado. 
A concentração de H+ afeta a maioria dos processos nos sistemas biológicos. 
Os ácidos e as bases podem alterar o pH. Ácidos são substâncias que entregam H+ 
e bases são substâncias que entregam OH- (ou roubam H+). Por exemplo, ácido 
clorídrico (HCl) em água sofre dissociação em H+ e Cl-, assim entregando H+ para a 
água e acidificando a mesma. Já o hidróxido de sódio (NaOH) em água sofre 
dissociação em Na+ e OH-, assim entregando OH- para a água e alcalinizando a 
mesma. 
O grau de dissociação define osácidos e bases como fortes e fracos. Ácidos e 
bases fortes são aqueles que se dissociam praticamente todo em água. Alguns 
exemplos de ácidos fortes incluem o ácido clorídrico, o ácido sulfúrico e o ácido 
nítrico e alguns exemplos de bases fortes incluem o hidróxido de sódio e o 
hidróxido de potássio. Os ácidos e bases fracos dissociam pouco em água e são 
chamados de tampões. Quando ácido acético (CH3COOH), um ácido fraco, é 
adicionado à água, algumas moléculas se dissociam em CH3COO e H+ enquanto 
outras se mantêm na forma associada (CH3COOH), estabelecendo um equilíbrio 
entre as duas formas. Enquanto a forma associada é o ácido conjugado (que doa 
H+), a forma dissociada é a base conjugada (que pode receber H+). 
 
CH3COOH H+ + CH3COO- 
 
A regulação do pH nos líquidos biológicos é essencial para a vida dos seres 
vivos. Pequena mudança nas concentrações de H+ e OH- afeta a estrutura e a 
função das macromoléculas celulares. A concentração destes íons intra e 
extracelular é mantida por sistemas tampões que fazem com que o líquido resista á 
Bioquímica Básica 
 
 
27 
variações de pH quando pequenas quantidades de ácido ou base são adicionadas. 
Quando um ácido forte é adicionado á água, todo o ácido se dissocia acidificando 
fortemente a água, mas quando o ácido forte é adicionado a uma solução 
contendo um ácido fraco em equilíbrio com sua base conjugada, seu pH não se 
altera tão dramaticamente, pois parte dos H+ adicionados pelo ácido forte são 
“roubados” pelas moléculas de ácido fraco que estão na forma dissociada (base 
conjugada). Quando uma base forte é adicionada à água, toda a base se dissocia 
alcalinizando fortemente a água, mas quando a base forte é adicionada à uma 
solução contendo um ácido fraco em equilíbrio com sua base conjugada, seu pH 
não se altera tanto pois parte dos OH- liberados da base recebem H+ das moléculas 
do ácido fraco que ainda estão na forma associada, gerando H2O. Entretanto isto só 
ocorre em uma faixa estreita de pH, a faixa tampão. 
Todo ácido fraco e base fraca têm uma faixa tampão. Para o ácido acético a 
faixa tampão foi determinada entre pH 3,76 e 5,76. Esta determinação é feita 
através de uma titulação, onde uma solução contendo o ácido fraco recebe base 
forte até que o ácido seja todo consumido. A curva de titulação também revela o 
pK do tampão que corresponde ao meio da faixa tampão e portanto neste caso 
4,76. Neste valor de pH o ácido acético está 50% na forma associada e 50% na 
forma dissociada. Antes do pK o ácido acético está mais associado e depois do pK o 
ácido acético está cada vez mais dissociado até atingir 100% de dissociação em pH 
5,76. A partir daí o tampão perde a sua capacidade tamponante e qualquer base 
adicionada à solução aumentará muito o pH (figura 8). 
É importante salientar que na titulação de uma base fraca com ácido forte, a 
curva obtida terá um perfil oposto ao da titulação do ácido com base, pois a 
dissociação ocorre no sentido de um pH elevado (solução contendo uma base 
qualquer) para um pH baixo, ou seja, se titularmos uma base fraca como por 
exemplo o aminofenol, cujo pK é 6,0, a sua faixa tampão iniciará em pH 7,0 e 
terminará em pH 5,0, estando a molécula totalmente dissociada em pH 5,0 e mais 
associada em pHs acima do seu pK. Quanto maior o pK de um ácido, mais fraco é 
este ácido e quanto menor o pK da base mais fraca é a base. 
Bioquímica Básica 
 
 
28 
 
 
Figura 8: Curva de titulação do ácido acético. Adição de OH- provoca aumento 
gradativo do pH até que todo o ácido acético (CH3COOH) esteja na forma 
dissociada (CH3COO-). Antes do inicio da faixa tampão assim como depois da faixa 
tampão o pH se altera facilmente, mas na faixa tampão existe uma resistência na 
variação do pH pois nesta faixa de pH, a medida em que OH- são adicionados, a 
forma associada do ácido tende a se dissociar para “roubar” os íons OH- e formar 
H2O. Quando se atinge 50% de equivalentes de OH- adicionados, as concentrações 
do doador (forma associada) e do aceptor (forma dissociada) de H+ são iguais, 
definindo o pK da substância. Fonte: Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
Bioquímica Básica 
 
 
29 
Muitos medicamentos também se comportam como tampões. O ácido acetil 
salicílico (encontrado em alguns medicamentos como a aspirina) é um ácido fraco 
com pK 3,5 (por convenção, se sabemos o pK, admitimos uma faixa tampão com 
um valor de pH para baixo e um valor de pH para cima em relação ao pK, então a 
provável faixa tampão do ácido acetil salicílico é entre 2,5 e 3,5). No estômago, cujo 
pH do suco gástrico é aproximadamente 2,0, o ácido acetil salicílico neste pH está 
com a maioria das moléculas na forma associada enquanto no intestino cujo suco 
entérico tem pH próximo de 8,0, o ácido acetil salicílico está neste pH 100% 
dissociado. Para uma molécula ser bem absorvida ela deve, dentre alguns fatores, 
não ter carga elétrica. A forma associada do ácido acetil salicílico é neutra 
enquanto a forma dissociada tem carga negativa, assim o ácido é melhor absorvido 
pelo estômago. 
Os dois tampões fisiológicos mais importantes são o tampão bicarbonato e o 
tampão fosfato. O tampão fosfato consiste de um ácido fraco em equilíbrio com 
sua base conjugada representada abaixo: 
 
H2PO4- H+ + HPO4-- 
 
O sistema tampão fosfato, cujo pK é 6,86, age no citoplasma de todas as 
células evitando variações bruscas no pH intracelular por tamponar o citoplasma 
na faixa entre pH 5,86 e 7,86. Por isso, nas células o pH intracelular está sempre 
entre 6,9 e 7,4. 
O tampão bicarbonato funciona no sangue, consistindo de ácido carbônico 
(H2CO3) como doador de prótons e bicarbonato (HCO3-) como aceptor de prótons. 
 
H2CO3 H+ + HCO3- 
 
Quando H+ aumenta no sangue (seja pela produção de lactato no exercício 
físico intenso, este que ao sair do músculo para o sangue carrega um H+ ou pelo 
excesso de produção de corpos cetônicos no fígado de diabéticos, que também 
levam H+ para o sangue), a reação se desloca para a produção de ácido carbônico, 
com produção de CO2 e liberação deste gás pela respiração. No entanto, se o pH do 
plasma sanguíneo aumenta (que pode ocorrer pela produção de NH3 durante o 
Bioquímica Básica 
 
 
30 
metabolismo de proteínas), a reação se desloca para a produção de bicarbonato, 
provocando uma maior dissolução de CO2 dos pulmões para o plasma sanguíneo. 
 
 H+ + HCO3- H2CO3 CO2 + H2O 
 
Isto significa que o sistema tampão bicarbonato regula o pH do sangue 
evitando que o mesmo se torne ácido ou alcalino à ponto de afetar a velocidade de 
algumas reações vitais para o organismo. O controle biológico do pH das células e 
dos fluidos corporais é, portanto, de importância fundamental em todos os 
aspectos celulares. 
 
Leitura complementar 
DEVLIN, T. Manual de bioquímica com correlações clínicas. Edgard 
Blucher, 2007. 
HARPER, H. A. Bioquímica. Atheneu, 2002. 
LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. Worth publishers, 2006. 
STRYER, L. Bioquímica. Guanabara Koogan, 2004. 
VOET, D., VOET, J.G., PRATT, C.W. Fundamentos de Bioquímica. Artmed, 2002. 
 
 
 
É HORA DE SE AVALIAR 
Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão 
ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de 
ensino-aprendizagem. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
31 
 
Exercícios - Unidade 1 
 
1. A chuva ácida é a designação dada à chuva que ocorre em regiões onde 
existem na atmosfera terrestre gases e partículas ricos em enxofre e nitrogênio 
que, em combinação com aágua, formam ácidos fortes. Isto ocorre pela queima 
dos combustíveis fósseis e oxidação das impurezas sulfurosas existentes na maior 
parte dos carvões e petróleos. Ao longo das últimas décadas têm sido reportadas 
leituras de pH na água de gotas de chuva e em gotículas de nevoeiro, colhidas em 
regiões industrializadas, com valores próximos de 2,3 (a mesma acidez do vinagre). 
Na ausência de qualquer contaminante atmosférico, a água precipitada 
pela chuva é levemente ácida, sendo de esperar um pH de aproximadamente 5,2 a 
25ºC. A partir do texto acima, a diferença no nível de acidez entre a água da chuva 
ácida e a água da chuva normal é de aproximadamente: (0,5 pontos) 
 
a) 10X 
b) 100X 
c) 3X 
d) 1000X 
e) 30X 
 
2. A água é a substância mais abundante da constituição dos mamíferos. É 
encontrada nos compartimentos extracelulares (líquido intersticial), intracelulares 
(citoplasma celular) e transcelulares (dentro de órgãos como estômago e intestino). 
Sobre a água e sua presença nos mamíferos é CORRETO afirmar que: 
Bioquímica Básica 
 
 
32 
a) A quantidade de água nos seres é invariável 
b) Com o passar dos anos o conteúdo de água tem o seu percentual 
aumentado 
c) É importante fator de regulação térmica dos organismos 
d) Em tecidos metabolicamente ativos é inexistente 
e) Poucas reações químicas nos organismos dependem da água 
 
3. Um ser humano adulto tem cerca de 60% de sua massa corpórea constituída 
por água. A maior parte dessa água encontra-se localizada: 
 
a) no meio intracelular 
b) no líquido linfático 
c) nas secreções glandulares e intestinais 
d) na saliva 
e) no plasma sanguíneo 
 
4. O chefe do laboratório no qual você trabalha recebeu uma amostra de uma 
enzima purificada a partir de uma espécie de porífero que só é encontrado nos 
mares antárticos. O chefe lhe confiou então a tarefa de escolher o tampão mais 
indicado para trabalhar com esta enzima. Na etiqueta do frasco da enzima estava 
escrito que esta deve ser mantida em pH 8,5. Em seguida você consultou o caderno 
de reagentes do seu laboratório e observou a seguinte lista de substâncias: 
 
Substância pK 
Ácido acético 4,76
Tris 10,2
Fosfato diácido 6,86
Amônio 9,25
Ácido acetil salicílico 3,5 
Bioquímica Básica 
 
 
33 
Dentre as substâncias listadas a indicada para manter o pH dos experimentos 
com a enzima é a: 
 
a) ácido acético 
b) tris 
c) fosfato diácido 
d) amônio 
e) ácido acetil salicílico 
 
5. De acordo com a questão anterior o ácido considerado mais fraco é o: 
 
a) ácido acético 
b) tris 
c) fosfato diácido 
d) amônio 
e) ácido acetil salicílico 
 
6. A água interage e dissolve moléculas através de dois processos importantes. 
Estes processos são: 
 
a) pontes de hidrogênio e interações hidrofóbicas 
b) pontes de hidrogênio e ligações covalentes 
c) interações hidrofóbicas e pontes de hidrogênio 
d) interações eletrostáticas e ligações covalentes 
e) interações eletrostáticas e pontes de hidrogênio 
Bioquímica Básica 
 
 
34 
 
7. Na água pura, as concentrações dos íons H+ e OH- são iguais e o seu pH é 
7,0 a 25ºC. O pH da água do mar é aproximadamente 8,0 à mesma temperatura. O 
íon em maior concentração no mar, assim como a diferença de concentração deste 
íon entre a água pura e a água do mar são: 
 
a) H+ e 10X 
b) H+ e 1X 
c) OH- e 10X 
d) OH- e 1X 
e) OH- e 100X 
 
8. Aspirina é um ácido fraco com pK de 3,5, paracetamol é um ácido muito 
fraco com pK de 9,7 e p-aminofenol é uma base fraca com pK 6,0. As fórmulas 
neutras das três moléculas estão mostradas abaixo: 
 
Bioquímica Básica 
 
 
35 
Estas drogas são absorvidas para o sangue através das células de revestimento 
do estômago e do intestino delgado. Para uma substância ser absorvida, ela deve 
atravessar facilmente a membrana celular. A passagem através da membrana 
celular é determinada principalmente pelo tamanho da molécula e pela sua 
polaridade, assim, moléculas polares com carga elétrica passam lentamente ou não 
passam dependendo do grau de polaridade, enquanto as polares neutras ou 
hidrofóbicas passam mais facilmente. Sabendo-se que o pH do suco gástrico no 
estômago é aproximadamente 2,0 e o pH do suco entérico no intestino delgado é 
aproximadamente 8,0, a opção que corresponde a absorção destas moléculas é: 
 
a) a aspirina passa bem pelo estômago, mas passa mal pelo intestino delgado. 
b) o paracetamol passa bem pelo estômago, mas passa mal pelo intestino 
delgado. 
c) o p-aminofenol passa bem pelo estômago, mas passa mal pelo intestino 
delgado. 
d) a aspirina passa mal pelo estômago, mas passa bem pelo intestino delgado. 
e) o paracetamol passa mal pelo estômago, mas passa bem pelo intestino 
delgado. 
 
9. De acordo com as pontes de hidrogênio, responda: 
a) Qual é a sua relação com os estados físicos da água? 
b) Como esta interação química é produzida? 
c) Na ausência da água, esta interação química pode ser produzida? Justifique. 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
Bioquímica Básica 
 
 
36 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 
10. Abaixo podemos observar a curva de titulação de um ácido fraco. 
 
Responda: 
a) Qual é o pK e a faixa tamponante deste ácido? 
b) Como funciona um sistema tampão? 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
Bioquímica Básica 
 
 
37 
2 Proteínas
Bioquímica Básica 
 
 
38 
Nesta unidade, vamos entender a cerca das características gerais dos aminoácidos 
e das proteínas, suas estruturas químicas, suas funções celulares e as diferentes 
técnicas de identificação, separação, purificação e análise destas moléculas. 
 
Objetivos da Unidade 
 Identificar e compreender as propriedades dos aminoácidos, 
incluindo pK e pI 
 Conhecer as funções das proteínas 
 Estudar os diferentes níveis estruturais das proteínas 
 Conhecer as técnicas de identificação, separação, purificação e 
análise de proteínas. 
 Caracterizar as enzimas 
 
Plano da Unidade 
 Os aminoácidos 
 Aminoácidos como ácidos e bases 
 Peptídeos 
 Estrutura e funções das proteínas 
 Desnaturação de proteínas 
 Técnicas de estudo das proteínas 
 Enzimas 
 
Bons Estudos! 
Bioquímica Básica 
 
 
39 
As proteínas (ou também conhecidas como polipeptídeos) são as 
macromoléculas mais abundantes nas células vivas e com o maior número de 
funções. São instrumentos moleculares nos quais a informação genética é 
expressa. Todas as proteínas são formadas por moléculas menores chamadas 
aminoácidos. A quantidade e a ordem destes aminoácidos provêm uma 
quantidade enorme de diferentes proteínas celulares. 
 
Os aminoácidos 
 
Os aminoácidossão as unidades formadoras das proteínas. São mais de 200 
tipos de aminoácidos diferentes na natureza, mas somente 20 são encontrados nas 
proteínas. Estes aminoácidos possuem regiões em comum como um carbono 
central (α), no qual estão ligados um hidrogênio, uma região amina (NH2), uma 
região carboxila ou também conhecida como ácido carboxílico (COOH) e uma 
cadeia lateral (ou grupamento R), com exceção da prolina que é considerado um 
iminoácido e, portanto não apresenta uma amina. Em pH fisiológico (próximo de 
7,0), os aminoácidos estão carregados na forma de íons dipolares (ou zwitterions) 
tendo a amina como NH3+ e a carboxila como COO-, no entanto, esta característica 
não interfere nas propriedades químicas dos aminoácidos (figura 1). 
O carbono central dos aminoácidos formadores das proteínas é então 
considerado um centro quiral, no qual estão ligadas quatro regiões moleculares 
diferentes em um arranjo tetraédrico e assimétrico. Estas diferentes regiões podem 
ocupar duas posições espaciais distintas, sendo estas duas formas chamadas de 
estereoisômeros (ou enantiômeros). Nas proteínas, os aminoácidos têm sempre a 
forma L (levógiro), que por convenção, o grupo amino da molécula está na 
esquerda. No entanto, em peptídeos (pequenas sequências de aminoácidos) 
encontrados, por exemplo, nas paredes celulares de bactérias Gram+ como as do 
gênero Estafilococos, e em alguns antibióticos, os aminoácidos estão na forma D 
(dextrógiro), onde o grupo amino está na direita. 
Bioquímica Básica 
 
 
40 
 
Os aminoácidos são diferenciados entre si pelas suas cadeias laterais. As 
cadeias laterais variam em tamanho, forma, carga elétrica, reatividade química e 
definem os aminoácidos como polares ou apolares, no entanto esta denominação 
só funciona quando os aminoácidos estão incorporados nas proteínas, pois todos 
os aminoácidos livres são, a princípio, solúveis em água. Neste contexto, os 
aminoácidos glicina, alanina, prolina, valina, leucina, isoleucina, metionina, 
triptofano e fenilalanina são considerados apolares, enquanto os demais, por ter 
em suas cadeias laterais regiões capazes de interagir com a água, seja por pontes 
de hidrogênio ou por interações eletrostáticas, são aminoácidos polares (figura 1). 
Bioquímica Básica 
 
 
41 
 
 
 
Figura 1: Os aminoácidos formadores das proteínas. As fórmulas acima mostram as 
formas zwitterion dos aminoácidos (em pH fisiológico). Acido glutâmico e ácido aspártico são 
aminoácidos comumente referidos respectivamente como glutamato e aspartato. A cadeia 
lateral da glicina está destacada das demais por ser a mais simples. Fonte: 
www.infoescola.com, acesso em 18/10/2014, adaptado. 
Bioquímica Básica 
 
 
42 
Os aminoácidos podem apresentar algumas características funcionais 
interessantes: o aminoácido mais simples, a glicina, tem este nome por ter gosto 
doce, assim lembrando o nome glicose, além de ser um neurotransmissor; o 
glutamato e o triptofano são usados na produção dos neurotransmissores ácidos γ-
aminobutírico, serotonina e melatonina; leucina, isoleucina e valina são os 
aminoácidos conhecidos como BCAA (aminoácidos de cadeia lateral ramificada), 
muito procurados por praticantes de alguma atividade física, que serão estudados 
nas próximas unidades; aspartato e fenilalanina são usados na produção do 
adoçante aspartame; arginina participa do ciclo da uréia (importante via 
metabólica que ocorre no fígado e que será estudada nas próximas unidades); 
tirosina é usada na formação do hormônio tiroxina. 
Além dos 20 aminoácidos descritos anteriormente, algumas raras proteínas 
podem conter aminoácidos modificados após a sua incorporação na cadeia 
polipeptídica. Dentre estes podemos incluir a 4-hidroxiprolina e a 5-hidroxilisina, 
encontradas no colágeno, a 6-N-metillisina, encontrada na miosina, a desmosina, 
encontrada na elastina e o γ-carboxiglutamato, encontrado na protrombina. 
Os aminoácidos podem também ser classificados como naturais (não-
essenciais) e essenciais. Os naturais são os aminoácidos produzidos pelo 
organismo. Os essenciais não são produzidos pelo organismo e, portanto precisam 
ser adquiridos na alimentação. Os vegetais produzem todos os 20 aminoácidos que 
formam as proteínas e, portanto só possuem aminoácidos naturais. Os humanos 
produzem somente 11 (alanina, arginina, asparagina, aspartato, cisteina, glicina, 
glutamato, glutamina, prolina, serina e tirosina) do total de 20 aminoácidos. Deste 
modo, ao ingerir proteínas, os humanos obtêm os 20 aminoácidos, sendo alguns já 
produzidos pelo corpo e outros essenciais. É importante ressaltar que para formar 
as proteínas são necessários todos os 20 aminoácidos. 
Bioquímica Básica 
 
 
43 
 
Aminoácidos como ácidos e bases 
 
Como os aminoácidos possuem grupamentos amina e carboxila capazes de se 
ionizar, a forma iônica predominante dos aminoácidos é dependente do pH no 
qual este aminoácido se encontra. Os aminoácidos podem apresentar 2 ou 3 
grupamentos ionizáveis referentes a amina, a carboxila e algumas cadeias laterais, 
ou seja 2 ou 3 regiões com poder tamponante (tabela 1). 
Um aminoácido em solução cujo pH é muito ácido (entre 0 e 1), tem seus 
grupamentos ionizáveis totalmente protonados (com íons H+). À medida que o pH 
aumenta (com adição de base), os íons H+ são liberados, sempre primeiro os 
prótons das carboxilas e depois os prótons das aminas. 
Tabela 1: Valores de pK e pI dos aminoácidos. 
Aminoácido pK pI 
Nome Abreviação 
de três 
letras 
Abreviação 
de uma 
letra 
COOH NH3+ Cadeia lateral 
(grupamento 
R) 
 
Alanina Ala A 2,34 9,69 6,01 
Arginina Arg R 2,17 9,04 12,48 10,76 
Asparagina Asn N 2,02 8,80 5,41 
Aspartato Asp D 1,88 9,60 3,65 2,77 
Cisteína Cys (Cis) C 1,96 10,28 8,18 5,07 
Fenilalanina Phe (Fen) F 1,83 9,13 5,48 
Glicina Gly (Gli) G 2,34 9,60 5,97 
Glutamato Glu E 2,19 9,67 4,25 3,22 
Glutamina Gln Q 2,17 9,13 5,65 
Histidina His H 1,82 9,17 6,00 7,59 
Isoleucina Ile I 2,36 9,68 6,02 
Leucina Leu L 2,36 9,60 5,98 
Lisina Lys (Lis) K 2,18 8,95 10,53 9,74 
Metionina Met M 2,28 9,21 5,74 
Prolina Pro P 1,99 10,96 6,48 
Serina Ser S 2,21 9,15 5,68 
Tirosina Tyr (Tir) Y 2,20 9,11 10,07 5,66 
Treonina Ter T 2,11 9,62 5,87 
Triptofano Trp W 2,38 9,39 5,89 
Valina Val V 2,32 9,62 5,97 
Bioquímica Básica 
 
 
44 
Duas abreviações de três letras para o mesmo aminoácido significam 
abreviação adotada no Inglês e no Português respectivamente. As demais são 
abreviações universais. 
A titulação da glicina, um exemplo de aminoácido com 2 grupamentos 
ionizáveis, mostra que em pH muito ácido, a glicina tem ambos amina e carboxila 
protonadas (NH3+ e COOH respectivamente), iniciando a titulação com carga 
elétrica líquida +1. À medida que o pH vai aumentando, moléculas de glicina 
começam a liberar prótons da carboxila até que todas as moléculas estejam com a 
carboxila sem próton (COO-). Neste momento, a carga elétrica líquida da glicina é 
zero. À medida que o pH continua a aumentar, as moléculas de glicina perdem 
mais prótons, desta vez das aminas, até que todas estejam na forma de NH2. Neste 
momento todas as glicinas estarão com carga elétrica líquida -1 e seguirá assim até 
o fim da titulação. Entre a carga +1 e a zero, existirá um pK (pK1) onde 50% das 
moléculas de glicina estarão com a carboxila protonada (COOH) e 50% com a 
carboxila desprotonada (COO-) e assim a carga elétrica líquida será +0,5 e entre a 
carga zero e -1, existirá outro pK (pK2), onde 50% das moléculas de glicina estarão 
com a amina protonada (NH3+) e 50% com a amina desprotonada (NH2) e assim a 
carga elétrica líquida será -0,5. O somatório dosdois pKs dividido por 2 revelará o pI 
(ponto isoelétrico do aminoácido), que significa o valor de pH no qual o 
aminoácido está com carga absolutamente zero (figura 2). 
A titulação de aminoácidos com três grupamentos ionizáveis como, por 
exemplo, o glutamato e a histidina mostra uma curva com três pKs. O glutamato, 
por ter duas carboxilas (incluindo a da cadeia lateral) e uma amina, inicia a sua 
titulação com carga elétrica líquida +1 e termina a titulação com carga elétrica 
líquida -2. A histidina por ter uma carboxila e duas regiões positivas (uma amina e 
um anel imidazol) inicia a titulação com carga elétrica líquida +2 e termina a 
titulação com carga elétrica líquida -1. Em ambos os casos o pI será a soma dos dois 
pKs mais próximos, dividido por 2 (figura 2). 
Bioquímica Básica 
 
 
45 
 
Se a glicina for colocada em um ambiente com pH definido e submetida a um 
campo elétrico, esta se moverá para o lado positivo (anodo) em pHs acima do seu 
pI, pois pHs acima de 5,97 (pI da glicina) fará com que a molécula comece a adquirir 
carga elétrica líquida negativa. Em pHs abaixo do seu pI, a glicina, por adquirir 
carga elétrica líquida positiva, migrará para o lado negativo (catodo). Em pH 12,0 
por exemplo ela migrará para o lado positivo com uma velocidade maior que em 
pH 9,6 pois em pH 12,0 a glicina está com carga elétrica líquida -1 e em pH 9,6 
(valor referente ao seu pK2) a glicina estará com carga elétrica líquida -0,5. Em pH 
5,97 (valor referente ao seu pI), a glicina não se deslocará no campo elétrico. 
Se glicina, histidina e glutamato forem submetidos a um campo elétrico em 
pH 5,97, a glicina não se deslocará, mas o glutamato, por ter pI 3,22 estará com 
carga negativa neste pH e migrará para o lado positivo. Já a histidina, por ter pI 
7,59 estará com carga positiva neste pH e assim se deslocará para o lado negativo. 
Assim, diferentes aminoácidos podem ser separados em um campo elétrico com 
um pH definido, de acordo com seus pIs (esta técnica chamada de eletroforese será 
explicada ainda nesta unidade). Em resumo, pHs abaixo do pI do aminoácido fazem 
o aminoácido migrar para o lado negativo, pHs acima do pI fazem o aminoácido 
migrar para o lado negativo e pH igual ao pI não permite que o aminoácido se 
mova no campo elétrico. 
Bioquímica Básica 
 
 
46 
 
Figura 2: Curvas de titulação dos aminoácidos glicina, glutamato e histidina. O primeiro 
tem 2 grupamentos ionizáveis e os outros dois tem 3 grupamentos ionizáveis. As fórmulas 
predominantes ao longo da titulação são mostradas acima dos gráficos. Na curva de titulação 
da glicina os retângulos sombreados em vermelho indicam as duas regiões de 
tamponamento. Fonte: Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
Bioquímica Básica 
 
 
47 
 
Os aminoácidos se unem para formar proteínas através da ligação peptídica. 
Esta ligação covalente é formada a partir de uma reação entre o grupamento 
amina de um aminoácido e o grupamento carboxila do outro aminoácido, 
resultando na saída de uma molécula de água (figura 3). Esta reação química ocorre 
somente no citoplasma ou nas membranas do retículo endoplasmático rugoso das 
células, dentro de uma estrutura chamada ribossomo. 
 
 
 
Figura 3: A ligação peptídica. Esta ligação (representada com um traço em vermelho) é 
formada a partir de uma reação de condensação entre o grupamento amina de um 
aminoácido e o grupamento carboxila do outro aminoácido. 
Fonte: www.colegiovascodagama.com, acesso em 18/10/2014. 
 
Peptídeos 
 
Os peptídeos são biomoléculas com uma quantidade pequena de 
aminoácidos. Diversos autores citam peptídeos como moléculas contendo 2 
aminoácidos (dipeptídeos) ou de 3 até um máximo de 50 aminoácidos 
(oligopeptídeos). Acima de 50 aminoácidos a molécula já é considerada uma 
proteína. Peptídeos, apesar de pequenos, apresentam funções biológicas 
importantes: a ocitocina (com 9 aminoácidos), secretada pela hipófise, é 
responsável pelas contrações musculares do útero no parto e na produção de leite 
Bioquímica Básica 
 
 
48 
pelas glândulas mamárias; a bradicinina (com 9 aminoácidos) inibe inflamação nos 
tecidos; o glucagom (com 29 aminoácidos) é produzido pelo pâncreas em 
situações de hipoglicemia sanguínea; a glutationa (com 3 aminoácidos) atua como 
agente redutor e protege as células dos efeitos oxidantes de algumas substâncias 
como a água oxigenada; o hormônio antidiurético (com 9 aminoácidos) é 
sintetizado pelo hipotálamo e estimula os rins a reter água. 
 
Estrutura e função das proteínas 
Como descrito anteriormente, as proteínas são macromoléculas formadas por 
aminoácidos através de ligações peptídicas. As proteínas diferem quanto à 
quantidade e a sequência de aminoácidos que possuem. Por exemplo, duas 
proteínas contendo o mesmo número de aminoácidos não são necessariamente 
idênticas porque podem ter diferentes sequências de aminoácidos. O tamanho das 
proteínas varia desde moléculas pequenas como a insulina (com 51 aminoácidos 
de tamanho) até moléculas bem grandes como a hemoglobina (com 574 
aminoácidos de tamanho). 
As proteínas podem ser encontradas tanto intracelulares quando 
extracelularmente e apresentam diversas funções, incluindo hormonal (ex: insulina, 
produzida pelo pâncreas e GH produzido na hipófise), nutricional (ex: caseína, a 
principal proteína do leite e ovalbumina, a principal proteína da clara do ovo), 
imunológica (ex: imunoglobulinas), contração (ex: actina e miosina, as principais 
proteínas de contração muscular), motilidade (ex: tubulina, encontrada no flagelo 
dos espermatozóides e cílios de protozoários), transporte (ex: hemoglobina, 
encontrada nas hemácias e albumina, transportadora de lipídios no plasma 
sanguíneo), estrutural (ex: colágeno e queratina) e enzimática (será detalhada no 
final desta unidade). 
Bioquímica Básica 
 
 
49 
Baseada em sua composição as proteínas podem ser simples ou conjugadas. 
As simples apresentam somente aminoácidos na sua estrutura. As conjugadas 
apresentam, além de aminoácidos, outros componentes como íons (ex: ferro, 
zinco, cobre nas metaloproteínas) ou moléculas (ex: lipídios nas lipoproteínas, 
oligossacarídeos nas glicoproteínas e fosfato nas fosfoproteínas). 
A estrutura das proteínas é bastante complexa. Distinguem-se quatro níveis de 
organização nas proteínas: estrutura primária, secundária, terciária e quaternária. A 
estrutura primária é a forma da proteína que acaba de ser sintetizada na célula. Esta 
forma contém aminoácidos unidos por ligações peptídicas e em algumas 
proteínas, também por pontes (ligações) dissulfeto. Esta ligação covalente (em 
alguns casos referidos também como interação química) ocorre através de uma 
reação química entre os grupamentos sulfidrila (SH) das cadeias laterais dos 
aminoácidos cisteína que estão próximos na cadeia polipeptídica, criando uma 
ligação covalente entre dois átomos de enxofre (S-S). 
Cada estrutura primária é formada de acordo com a informação genética 
contida nos genes do organismo. Atualmente, é conhecida a estrutura primária de 
centenas de proteínas. A primeira a ter a sua estrutura elucidada foi à insulina, com 
duas cadeias peptídicas, uma com 21 e outra com 30 aminoácidos, contendo três 
pontes dissulfeto. A forma primária de uma proteína ainda não tem função. Para ter 
função esta forma deverá assumir uma conformação final: secundária, terciária ou 
quaternária. Abaixo um modelo de dobramento de uma proteína sem forma 
definida e consequentemente sem função (estrutura primária) para uma forma 
terciária (figura 4). 
Bioquímica Básica 
 
 
50 
 
Figura 4: Dobramento (enovelamento) de uma proteína. A estruturaprimária (proteína 
recém-sintetizada na célula) assumindo a forma final terciária. Esta figura é representada 
como modelo em fita. Fonte: www.dc205.4shared.com, acesso em 18/10/2014. 
 
A estrutura secundária pode se apresentar como dois modelos: a α-hélice e a 
folha-β (ou β-pregueada). Em ambos os modelos à estrutura secundária é 
estabilizada por pontes de hidrogênio. Na estrutura α-hélice, as pontes de 
hidrogênio ocorrem entre o oxigênio da região C=O da ligação peptídica de um 
aminoácido e o hidrogênio da região N-H da ligação peptídica de outro 
aminoácido, distantes quatro aminoácidos entre si, criando uma forma helicoidal, 
daí o nome hélice (figura 5). Além disso, nesta conformação costumam ocorrer com 
freqüência interações eletrostáticas entre cadeias laterais de cargas opostas e 
interações hidrofóbicas entre cadeias laterais apolares dos aminoácidos, pois em 
ambos os casos estas cadeias laterais estão distantes três ou quatro aminoácidos, 
fazendo com que estas interações possam ocorrer e assim contribuir para a 
configuração da hélice. A folha-β é bem diferente da alfa hélice, pois é quase 
totalmente distendida ao invés de enrolada. A folha-β é estabilizada por pontes de 
hidrogênio entre grupos N-H e C=O de 2 ou mais moléculas polipeptídicas 
adjacentes, estas que podem estar paralelas (no mesmo sentido) ou antiparalelas 
(sentidos opostos), enquanto que nas α-hélices as pontes de hidrogênio entre 
grupos N-H e C=O são na mesma molécula (figura 5). 
Bioquímica Básica 
 
 
51 
As formas secundárias, também conhecidas como estruturas fibrosas, são 
conhecidamente insolúveis em água. A explicação se baseia no fato destas 
proteínas apresentarem muitos aminoácidos com cadeias laterais apolares, tanto 
no interior quanto na superfície da proteína assim como a maioria das cadeias 
laterais polares dos aminoácidos estarem no interior da proteína, escondidas da 
água, dificultando ainda mais a interação da água com a proteína. 
A B 
 
Figura 5: As conformações secundárias das proteínas. Na conformação A, encontra-se a 
α-hélice e na conformação B encontra-se a folha-β no modelo antiparalelo. Ambas as formas 
são estabilizadas por pontes de hidrogênio. As regiões R representam as cadeias laterais dos 
aminoácidos. Fonte: www.bioquimica.faculdade.zip.net, acesso em 19/10/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
52 
O colágeno, proteína mais abundante dos vertebrados (representa mais de 
30% do total de proteínas), encontrado na pele, dentina, córnea, tendões, 
cartilagens e ossos é uma proteína fibrosa. O colágeno é classificado em 12 tipos (I, 
II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI e XII), sendo o tipo I o mais comum, amplamente 
distribuído pelo corpo. Cada molécula de colágeno pode se apresentar como uma 
estrutura em hélice simples ou conter três cadeias polipeptídicas (tripla hélice) 
enroladas uma em torno da outra, criando uma estrutura chamada super-hélice 
(também referida como estrutura quaternária do colágeno), bastante resistente, 
estabilizadas por pontes de hidrogênio e algumas ligações covalentes cruzadas 
(figura 6). Analisando a sua composição química, encontram-se muitos 
aminoácidos com cadeia lateral apolar, incluindo 35% de glicina, 11% de alanina e 
21% de prolina/4-hidroxiprolina, o que, em parte, explica sua insolubilidade em 
água. No corpo humano, o colágeno desempenha várias funções como, por 
exemplo, unir e fortalecer tecidos. A deficiência de colágeno no organismo leva a 
um quadro de colagenose, gerando má formação óssea, rigidez muscular, 
inflamação de juntas ósseas etc. Na formação do colágeno é necessária a 
participação da vitamina C. Sob a deficiência desta vitamina, pode ocorrer o 
escorbuto, uma doença cujos sintomas vão desde hemorragias na gengiva, 
fragilidade dos vasos sanguíneos até a morte. Mutações nos genes relacionados ao 
colágeno levam a produção de proteínas anormais. A osteogênese imperfeita é 
uma doença rara (1:25.000 nascimentos) relacionada a um defeito na síntese de 
colágeno tipo I, que leva a uma formação óssea anormal em bebês, com 
conseqüentes fraturas e deformidades ósseas. Já a doença Ehlers-Danlos 
(1:3.000.000 nascimentos) se caracteriza por um defeito na síntese de colágeno 
tipo I, III ou IV, levando a frouxidão em ligamentos, hipotonia muscular, desvios de 
coluna etc. 
Bioquímica Básica 
 
 
53 
 
 
Figura 6: Estrutura do colágeno. Em A, está o colágeno evidenciando os seus principais 
aminoácidos. Em B, está à representação das três moléculas adjacentes de colágeno e em C a 
união das três moléculas, criando a super-hélice. Fonte: www.bifi.es, acesso em 19/10/2014. 
 
 A queratina, outra proteína fibrosa, é encontrada nos animais na pele, 
cabelos, unhas, garras, chifres, cascos e penas. Sua composição de aminoácidos 
revela um alto número dos aminoácidos hidrofóbicos alanina, valina, leucina, 
isoleucina, fenilalanina e metionina. A queratina apresenta duas cadeias 
polipeptídicas enroladas em espiral, contendo ligações covalentes cruzadas através 
de um grande número de pontes dissulfeto, conferindo à molécula alta resistência. 
 A elastina é uma proteína fibrosa encontrada em vários locais do corpo 
dos animais vertebrados como no pavilhão auditivo, na epiglote, em algumas 
cartilagens e nas artérias elásticas. Tal como o colageno, ela é produzida pelos 
fibroblastos do tecido conectivo (derme). A elastina se caracteriza por formar fibras 
mais finas que aquelas formadas pelo colágeno. Essas fibras cedem bastante à 
tração, mas retornam à forma original quando é cessada a força, portanto a elastina 
Bioquímica Básica 
 
 
54 
confere a estas fibras elasticidade e resistência. Assim como o colágeno e a 
queratina, a elastina é uma proteína composta na sua maioria por aminoácidos 
com cadeia lateral apolar (glicina, valina, alanina e prolina). 
 A estrutura terciária das proteínas é conhecida como estrutura globular 
ou enovelada. As proteínas terciárias são solúveis em água por apresentarem a 
maioria das cadeias laterais de aminoácidos hidrofóbicos voltados para o interior 
da proteína, enquanto a maioria das cadeias laterais polares está exposta 
facilitando a interação da água por pontes de hidrogênio e interações 
eletrostáticas. Proteínas enoveladas podem conter várias regiões α-hélice, várias 
regiões folha-β ou uma mistura das duas regiões. Encontramos neste modelo de 
proteína um alto número de interações entre as cadeias laterais dos aminoácidos, 
incluindo as pontes dissulfeto, interações hidrofóbicas, pontes de hidrogênio e 
interações eletrostáticas, isto porque os aminoácidos que estão distantes na 
proteína podem interagir nesta forma terciária devido ao enovelamento poder 
aproximar aminoácidos muito distantes, até mesmo o primeiro e o último 
aminoácido da cadeia polipeptídica. 
 A mioglobina, uma proteína pequena, com 153 aminoácidos e um grupo 
heme (consiste de uma estrutura orgânica cíclica, a protoporfirina, no qual se 
encontra um átomo de ferro no estado ferroso, Fe++, capaz de se ligar 
reversivelmente ao oxigênio) é um exemplo de estrutura terciária (figura 7). Sua 
estrutura molecular mostra 78% de regiões α-hélice e sem regiões folha-β. Presente 
no citoplasma das células musculares, a mioglobina é uma proteína transportadora 
e armazenadora de oxigênio nos músculos estriados do corpo (músculos 
esqueléticos e cardíacos). O interior da molécula é bastante apolar, contendo 
muitos aminoácidos leucina, valina, metionina e fenilalanina; já o exterior da 
molécula é bastante polar. Esta proteína não contém pontes dissulfeto, porém 
apresenta várias interações hidrofóbicas, interações eletrostáticas e pontes de 
hidrogênio. 
 O citocromo C,uma proteína de 104 aminoácidos, é também uma 
proteína terciária contendo heme. A proteína está relacionada com a cadeia 
respiratória mitocondrial e funciona como uma transportadora de elétrons (esta 
função será estudada nas próximas unidades). Apenas cerca de 40% da proteína é 
Bioquímica Básica 
 
 
55 
formada por α-hélice; o restante da proteína não contém folhas-β, no entanto é 
composta por segmentos enovelados irregularmente e estendidos. 
 Diferente do observado na mioglobina e no citocromo C, a lisozima, uma 
proteína terciária de 129 aminoácidos, contém tanto regiões α-hélice quanto 
folhas-β. Enquanto as regiões α-hélice são representadas por espirais, as regiões 
folhas-β são representadas por setas (figura 7). Esta proteína está presente na 
saliva, lágrima e na clara do ovo e atua como bactericida, quebrando ligações 
químicas de moléculas chamadas peptidoglicano, presentes na parede celular de 
bactérias Gram+, como por exemplo, bactérias dos gêneros Estafilococos e 
Estreptococos. 
 A estrutura quaternária das proteínas se refere à união de duas ou mais 
cadeias polipeptídicas terciárias, podendo chegar a centenas de cadeias 
polipeptídicas terciárias agrupadas. Sendo assim, a estrutura quaternária é também 
chamada de globular, enovelada ou solúvel e possui as mesmas interações 
químicas encontradas na estrutura terciária. 
 A primeira proteína quaternária a ter a sua estrutura decifrada foi a 
hemoglobina. Esta proteína, de 574 aminoácidos, presente nas hemácias, contém 
quatro cadeias terciárias, sendo duas de 141 aminoácidos (cadeias α) e duas de 146 
aminoácidos (cadeias β), estabilizadas por pontes de hidrogênio e interações 
eletrostáticas (figura 7). Apesar das cadeias terem estas denominações, em nada se 
refere às estruturas secundárias estudadas anteriormente, pois a hemoglobina não 
apresenta regiões folha-β, mas somente regiões α-hélice. Cada cadeia polipeptídica 
contém um grupamento heme, capaz de ligar ao oxigênio. Sua função é a de 
transportar oxigênio dos pulmões para os tecidos e gás carbônico dos tecidos para 
os pulmões para liberação pela respiração. Enquanto a mioglobina apresenta alta 
afinidade pelo oxigênio, a hemoglobina apresenta afinidade que aumenta à 
medida que o primeiro oxigênio se liga, facilitando a ligação dos outros oxigênios. 
De modo inverso, a saída do primeiro oxigênio da hemoglobina para os tecidos 
facilita a liberação dos demais. A ligação dos oxigênios à hemoglobina é afetada 
por vários fatores: assim que o sangue atinge os tecidos, moléculas de CO2 se 
difundem para as hemácias, causando redução do pH nos tecidos. Esta redução do 
pH favorece a liberação do oxigênio da hemoglobina. Quando as hemácias 
chegam aos pulmões, o CO2 liberado aumenta o pH e consequentemente aumenta 
Bioquímica Básica 
 
 
56 
a ligação de novas moléculas de O2 à hemoglobina. Este efeito do pH e da 
concentração de CO2 sobre a ligação e liberação de O2 pela hemoglobina é 
chamada de efeito Bohr; o 2,3-BPG (2,3-bifosfoglicerato, produzido à partir do 1,3-
bifosfoglicerato, que será estudado nas próximas unidades) regula a ligação do 
oxigênio à hemoglobina. Nas hemácias o 2,3-BPG diminui a afinidade do oxigênio à 
hemoglobina por se ligar a hemoglobina desoxigenada, mas não à hemoglobina já 
com oxigênio. Ao nível do mar, nos pulmões, a quantidade de O2 liberada nos 
tecidos está em 40% do máximo que pode ser transportada pelo sangue. Em 
grandes altitudes, a entrega de O2 diminui, entretanto um aumento na 
concentração de 2,3-BPG diminui a afinidade da hemoglobina pelo O2, facilitando a 
entrega do O2 da hemoglobina para os tecidos e melhorando a respiração no 
ambiente com pouco oxigênio. 
 
 
Figura 7: As estruturas moleculares da mioglobina, lisozima e hemoglobina 
(representação em fita). A mioglobina (A) e a lisozima (B) são proteínas terciárias por serem 
somente formadas por uma única proteína enovelada. Já a hemoglobina (C) é uma proteína 
quaternária por ser formada por mais de uma proteína terciária (neste caso, formada por 
quatro proteínas terciárias representadas por cores diferentes). A estrutura heme da 
mioglobina e as cadeias laterais dos aminoácidos no local de ligação da lisozima à parede 
celular das bactérias Gram+ estão mostradas em vermelho. As regiões α-hélice são 
representadas por espirais enquanto as regiões folhas-β são representadas por setas. Fonte: 
Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
Várias enfermidades são associadas a problemas relacionados à hemoglobina 
e são conhecidas como hemoglobinopatias: na anemia falciforme, uma mutação 
nos genes para as cadeias β da hemoglobina (localizados no cromossomo 11) faz 
com que estas cadeias apresentem uma modificação de ácido glutâmico 
(aminoácido com cadeia lateral polar) para valina (aminoácido com cadeia lateral 
Bioquímica Básica 
 
 
57 
apolar) no 6º aminoácido das duas cadeias β da hemoglobina. Em condições de 
baixa tensão de oxigênio as moléculas de hemoglobina agregam-se levando à 
formação de polímeros fibrosos de hemoglobina com precipitação destas 
moléculas e conseqüente deformação das hemácias para uma forma de foice, 
provocando isquemia local, hemólise acentuada, coágulos, acidentes vasculares 
cerebrais dentre outros problemas, levando em alguns casos a morte. Já as 
talassemias são doenças relacionadas à hemoglobina por serem caracterizadas 
pela redução ou ausência da síntese das cadeias α ou β da hemoglobina, levando a 
quadros de anemia desde leve até profunda, hepatomegalia, esplenomegalia e 
outros problemas também potencialmente fatais. 
 
Desnaturação de proteínas 
 
As proteínas podem sofrer desnaturação. A desnaturação é a perda da 
estrutura da proteína (através do rompimento de suas interações químicas, com 
exceção das ligações peptídicas) com conseqüente perda parcial ou total da sua 
função biológica. 
O aquecimento do ovo revela um modelo de desnaturação. A ovalbumina da 
clara do ovo é um exemplo de proteína que ao sofrer desnaturação não renatura 
mais. A clara do ovo antes de ser submetida à alta temperatura é líquida e incolor, 
mas ao ser aquecida, se torna branca e sólida, evidenciando a desnaturação da 
proteína, no entanto ao resfriarmos o ovo, a clara não volta mais a ser líquida e 
transparente. A febre alta pode causar uma leve desnaturação de algumas 
proteínas do corpo. Vários agentes químicos e físicos podem causar desnaturação 
em uma proteína. Dentre eles, podemos citar: 
 
a) alteração no pH: rompe interações eletrostáticas e pontes de hidrogênio 
na proteína; 
b) alta temperatura: rompe interações eletrostáticas, interações hidrofóbicas 
e pontes de hidrogênio na proteína; 
Bioquímica Básica 
 
 
58 
c) detergentes: rompem interações hidrofóbicas na proteína; 
d) solventes orgânicos: rompem interações hidrofóbicas na proteína; 
e) redutores: rompem pontes dissulfeto na proteína; 
f) metais pesados: rompem interações eletrostáticas na proteína; 
g) radiações: dependendo da radiação (U.V, X, gama) pode romper 
qualquer interação química na proteína. 
 
A modelagem do cabelo em um salão de beleza é um processo que envolve 
desnaturação. O cabelo é submetido a um agente redutor (geralmente tioglicolato, 
guanidina, formol etc) e também à alta temperatura (com auxílio de touca térmica). 
Deste modo, rompem-se todas as interações (interações eletrostáticas, interações 
hidrofóbicas, pontes dissulfeto e pontes de hidrogênio) da queratina. Após certo 
tempo, remove-se o agente redutor, aplica-se um agente oxidante e resfria-se o 
cabelo, restaurando a conformação em α-hélice da queratina, mas com pontes 
dissulfeto em locais diferentes do usual na queratina,por isso consegue-se moldar 
o fio do jeito que se deseja. 
Algumas proteínas podem, ao ser removido o agente redutor, sofrer 
renaturação, recuperando a sua forma nativa e consequentemente a sua função 
biológica. A ribonuclease, uma proteína terciária secretada pelo pâncreas e 
liberada no intestino delgado para a quebra de RNAs oriundos da dieta é um 
exemplo de proteína que consegue se renaturar. 
Bioquímica Básica 
 
 
59 
 
Técnicas de estudo das proteínas 
 
Uma célula bacteriana, como a Escherichia coli, contém cerca de 3.000 
proteínas diferentes. Uma célula humana produz mais de 50.000 proteínas. Como 
uma delas pode ser purificada e identificada no meio de tantas outras? 
Atualmente, várias técnicas de separação e purificação de proteínas são usadas 
rotineiramente em laboratórios que trabalham com proteínas. 
Para isolar uma proteína, é necessária uma fonte desta molécula, que pode ser 
um microorganismo como uma bactéria, protozoário ou fungo, tecidos vegetais ou 
animais ou até mesmo alimentos como leite. 
O primeiro passo é o rompimento das células para a obtenção do extrato 
bruto ou também referido como extrato total. Com o extrato, pode-se fazer uma 
separação inicial por diferenças de solubilidade através da técnica de “salting out” 
onde a adição de sal (geralmente sulfato de amônio) pode precipitar algumas 
proteínas enquanto outras permanecerão solúveis. No leite, por exemplo, não há a 
necessidade da etapa de obtenção do extrato bruto pelo fato de não haver células 
para serem rompidas, sendo assim o leite já é o extrato total. 
Os métodos mais comuns utilizados em laboratórios para a separação e 
purificação de proteínas são a cromatografia em coluna e a eletroforese. Na 
cromatografia, uma resina (material sólido e poroso) é colocada em uma coluna 
contendo uma solução tampão. Uma solução de proteínas é adicionada no topo da 
coluna e migrada ao longo desta. Logo abaixo existem tubos para coletar frações 
de proteínas. As proteínas migram mais lentamente ou mais rapidamente na 
coluna dependendo das características das proteínas e do material contido na 
coluna, assim as proteínas podem se prender ou são liberadas da coluna (eluídas) 
em momentos distintos (figura 8). 
Bioquímica Básica 
 
 
60 
 
Várias cromatografias são conhecidas: a cromatografia de troca iônica contém 
na coluna uma resina com um polímero sintético carregado negativamente (resina 
aniônica) ou positivamente (resina catiônica). Se uma solução de proteínas for 
migrada em uma resina aniônica, as proteínas de carga positiva (contendo muitas 
cadeias laterais dos aminoácidos lisina, arginina e histidina) ficarão presas na matriz 
porosa enquanto as negativas (contendo muitas cadeias laterais dos aminoácidos 
glutamato e aspartato) migrarão mais facilmente e serão eluídas primeiro. Deste 
modo a cromatografia de troca iônica separa proteínas por carga elétrica; a 
cromatografia de gel filtração separa as proteínas pelo tamanho, onde a matriz da 
coluna contém poros por onde as proteínas menores entram e ficam mais tempo 
retidas e as proteínas maiores, por não entrar nestes poros passam mais facilmente, 
sendo então eluídas primeiro; a cromatografia de fase reversa separa proteínas 
pela sua hidrofobicidade, onde as mais hidrofóbicas ficam presas na resina da 
coluna e as mais hidrofílicas saem facilmente; a cromatografia de afinidade separa 
proteínas pelas suas especificidades de ligação, onde as proteínas retidas na coluna 
estão presas a um ligante (referido como anticorpo) para a proteína de interesse e 
as demais são liberadas da coluna. Deste modo esta cromatografia é a mais 
específica de todas, mas infelizmente não existem muitos anticorpos disponíveis 
para ligar às diferentes proteínas conhecidas. 
Bioquímica Básica 
 
 
61 
 
 
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63 
 
 
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64 
Figura 8: Modelos de cromatografias em coluna. Aqui estão mostrados três 
tipos comuns de cromatografias. Em A, a cromatografia de troca iônica, em B, a 
cromatografia de gel-filtração e em C, a cromatografia de afinidade. Fonte: 
Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
 
A eletroforese se baseia na migração de proteínas carregadas em um campo 
elétrico. A eletroforese pode atuar sozinha ou em conjunto com a cromatografia no 
sentido de revelar o número de proteínas e o grau de pureza em uma amostra. 
Além disso, os diferentes tipos de eletroforese fornecem o tamanho e o pI de uma 
proteína (figura 9). 
A eletroforese simples é geralmente executada em um gel de poliacrilamida, 
um polímero capaz de separar proteínas pelo tamanho. Na preparação do gel 
utiliza-se um detergente, o dodecil sulfato de sódio (SDS) que se liga por interações 
hidrofóbicas às proteínas e, conferem às mesmas, carga negativa, independente 
dos aminoácidos que a proteína possua assim todas as proteínas inseridas no gel 
terá a mesma carga. Além disso, pelo fato do SDS ser um detergente, ele desnatura 
as proteínas que serão aplicadas no gel, facilitando a migração das mesmas. Uma 
corrente elétrica faz as proteínas irem em direção ao pólo positivo, onde as 
proteínas menores migram mais rapidamente e as maiores migram mais 
lentamente formando “bandas” que são reveladas após coloração do gel com um 
corante chamado azul Coomassie que cora proteínas, mas não cora o gel. Proteínas 
secundárias e terciárias formam apenas uma banda no gel, mas proteínas 
quaternárias formam um número de bandas que é dependente do tamanho e 
número de suas cadeias polipeptídicas. Se duas ou mais proteínas apresentam o 
mesmo tamanho ou tamanho muito aproximado, estas estarão praticamente na 
mesma localização no gel, criando uma banda mais forte. Para facilitar a 
determinação do tamanho de uma proteína de interesse, utiliza-se um padrão de 
peso molecular que é na verdade uma solução contendo proteínas conhecidas e 
com tamanhos definidos, esta que é aplicada no gel junto com a amostra de 
proteínas a ser identificada. É comum após a obtenção de um extrato bruto ou de 
uma cromatografia realizar uma eletroforese para saber o número de proteínas na 
amostra e verificar se este número diminui após as purificações. 
Bioquímica Básica 
 
 
65 
 
A eletroforese bidimensional separa proteínas pelo tamanho e pI da proteína, 
sendo então mais eficiente na separação das proteínas que a eletroforese 
convencional, porém mais trabalhosa. Um gradiente de pH é criado através da 
adição de ácidos e bases sob ação de um campo elétrico ao longo de um gel. 
Quando proteínas são aplicadas, cada uma irá migrar até a região de pH idêntico 
ao seu pI. Em seguida as proteínas são migradas para separação por tamanho. 
Como as proteínas tem tamanhos e pIs diferentes, a separação é maior. Neste gel 
as proteínas não são vistas como bandas, mas como pontos (spots), onde cada 
ponto é referente a uma ou poucas proteínas. 
O pI de uma proteína é dependente dos valores de pK de todos os 
grupamentos ionizáveis dos aminoácidos. A maioria das proteínas apresenta pI na 
faixa de 4,0 à 7,0 mas algumas proteínas podem apresentar pIs muito baixos ou 
muito altos. Por exemplo, a pepsina, uma proteína estomacal tem pI aproximado 
de 1,5 por conter muitos aminoácidos ácidos (glutamato e aspartato) enquanto 
citocromo C apresenta pI próximo de 10,0 por apresentar muitos aminoácidos 
básicos (lisina, arginina e histidina). 
Bioquímica Básica 
 
 
66 
 
 
 
Figura 9: A eletroforese. Em A, uma simulação de uma eletroforese simples 
onde um padrão de peso molecular e uma proteína, com tamanho desconhecido, 
são migradas em gel depoliacrilamida na presença de SDS. Em B, gel de 
eletroforese simples mostrando etapas da purificação da enzima RNA polimerase 
de Escherichia coli, onde a primeira faixa com proteína mostra o extrato total e as 
faixas sucessivas (da esquerda para a direita) mostram as proteínas restantes a cada 
passo de purificação. Na última faixa a proteína já está purificada, mas como a RNA 
polimerase tem 4 subunidades, é possível a visualização de 4 bandas, duas muito 
próximas de maior tamanho e duas mais afastadas. Em C, eletroforese 
bidimensional de proteínas intracelulares do fungo Cryptococcus neoformans. As 
proteínas foram separadas em um gradiente de pH entre 4,0 e 10,0 para depois 
serem separadas por tamanho. O padrão de peso molecular foi aplicado somente 
no segundo gel. Fontes: Lehninger, Princípios de Bioquímica e www.ufrgs.br, 
acesso em 19/10/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
67 
Enzimas 
 
 As enzimas são moléculas capazes de acelerar reações químicas, 
catalisando reações tanto dentro quanto fora das células (por exemplo, em lúmen 
de órgãos). Com exceção de alguns RNAs com atividade catalítica, todas as enzimas 
são proteínas. As enzimas podem acelerar uma reação química no mínimo 106 
vezes em relação à mesma reação não catalisada, sendo que algumas enzimas 
aceleram a reação na ordem de 1017 vezes. Alguns aspectos importantes sobre as 
enzimas incluem: 
1. Alto grau de especificidade; 
2. Catálise de reações de síntese e degradação de moléculas; 
3. Conservação e transformação de energia química; 
4. Algumas doenças são o resultado da ausência de uma ou mais enzimas e 
outras pelo excesso da atividade de uma determinada enzima; 
5. Muitos medicamentos e toxinas exercem seu efeito biológico através da 
interação com enzimas; 
6. Algumas enzimas são utilizadas no diagnóstico de doenças através da 
medida da sua atividade; 
7. São ferramentas importantes na indústria química, no processamento de 
alimentos e na agricultura; 
8. Possuem mecanismo de renovação, desempenhando a mesma função 
consecutivamente, sem serem consumidas no processo. 
Cada organismo vivo produz centenas de enzimas em pequenas quantidades. 
Os microorganismos podem produzir enzimas em quantidades muito altas e as 
excretar no ambiente como mecanismo de digestão extracelular. 
As enzimas são classificadas de acordo com as reações que catalisam em seis 
classes (tabela 2). Uma classe bastante conhecida é a das hidrolases. Estas enzimas 
utilizam a água para a quebra de ligações químicas. No tubo digestivo, 
praticamente todas as enzimas são hidrolases, quebrando, com o auxílio da água, 
proteínas, triglicerídeos, fosfolipídios, oligossacarídeos, polissacarídeos e outras 
moléculas. Nos lisossomos das células, existe cerca de 50 tipos diferentes de 
hidrolases, por isso esta organela tem a função primordial de digestão intracelular. 
Bioquímica Básica 
 
 
68 
 
Tabela 2: Classes de enzimas 
Classes Subclasses 
Óxido-redutases desidrogenases, oxidases, peroxidases, catalase, oxigenases, 
hidroxilases 
Transferases transaldolases e transcetolases, acil, metil, glicosil e 
fosforiltransferases, quinases, fosfomutases 
Hidrolases esterases, glicosidases, peptidases, fosfatases
tiolases, fosfolipases, amidases, desamidases 
ribonucleases 
Liases descarboxilases, aldolases, hidratases, desidratases
sintases, liases 
Isomerases racemases, epimerases, isomerases, mutases
Ligases sintetases, carboxilases
 
As óxido-redutases catalisam reações de oxidação e redução entre moléculas; 
as transferases transferem grupos funcionais entre doadores e aceptores, sendo os 
grupos amino, acil, fosfato, carbono e glicosil, os principais resíduos transferidos; as 
hidrolases usam a água para a clivagem hidrolítica de ligações C-O, C-N, O-P e C-S; 
as liases adicionam ou removem os elementos da água, de amônia ou de dióxido 
de carbono para a formação ou rompimento de ligações duplas; as isomerases 
catalisam isomerizações de vários tipos, entre elas as interconversões cis-trans e 
aldose-cetose e as ligases estão envolvidas em reações de síntese, nas quais duas 
moléculas são unidas, às custas do ATP. 
Como as enzimas funcionam? As enzimas atuam em moléculas específicas 
chamadas substratos. Devido à alta especificidade das enzimas, a maioria reage 
com apenas um substrato, no entanto algumas enzimas podem ter mais de um 
substrato. Durante a reação, os substratos se convertem em produtos. A ligação do 
substrato na enzima ocorre em uma região da enzima chamada sítio ativo (ou 
centro ativo), contendo várias cadeias laterais de aminoácidos capazes de ligação 
ao substrato por interações eletrostáticas, interações hidrofóbicas ou pontes de 
hidrogênio (figura 10). 
Bioquímica Básica 
 
 
69 
 
A reação enzimática é esquematizada como se segue: 
 
 
 
onde E = enzima, S = substrato e P = produto. A enzima não se altera durante o 
curso da reação, somente o substrato, este que se torna produto. 
 
 
 
Figura 10: Interação enzima-substrato. Na figura acima, o substrato se liga na 
enzima em um local chamado sítio ativo, formando o complexo ES. Em seguida 
ocorre a catálise, formando um produto da reação que é liberado do sítio ativo da 
enzima. Fonte: www.biologiaufsj.blogspot.com, acesso em 20/10/2014. 
 
Existem dois modelos de interação enzima substrato: o modelo chave-
fechadura e o modelo do ajuste induzido. No primeiro modelo, o substrato se 
encaixa perfeitamente no sítio ativo da enzima; no segundo modelo o substrato 
induz uma pequena alteração conformacional na enzima, promovendo o 
reposicionamento dos aminoácidos do sítio ativo para que o substrato se encaixe 
na enzima (figura 11). 
Bioquímica Básica 
 
 
70 
 
Figura 11: Modelos de interação enzima-substrato. Fonte: 
www.docentes.esalq.usp.br, acesso em 19/10/2014. 
 
 Algumas enzimas são designadas pela incorporação do sufixo “ase” ao 
nome do substrato no qual elas atuam. Por exemplo, a enzima maltase atua 
quebrando a maltose, a amilase quebra o amido, a β-galactosidase (lactase) quebra 
a lactose etc. Em outros casos a designação é devido a reação que catalisa, por 
exemplo, glicose 6-fosfatase remove o fosfato do carbono 6 da glicose. 
Para uma enzima atuar são necessários alguns requerimentos: pH ideal, 
temperatura ideal, substrato disponível e em alguns casos a presença de um 
cofator, uma coenzima ou ambos. O pH e a temperatura ideais são necessários 
devido ao fato de alterações nestes parâmetros levarem a quebra de interações da 
proteína (desnaturação) e conseqüente perda da atividade enzimática. Enzimas 
humanas têm sua atividade ótima em temperaturas entre 36,5 e 37,5. Com relação 
ao pH, algumas enzimas como a pepsina tem atividade ótima em pH próximo de 
2,0 enquanto tripsina (uma proteína do suco entérico) tem atividade ótima em pH 
próximo de 8,0. Deste modo, a influência da temperatura e do pH na atividade das 
enzimas pode ser vista em gráficos onde a atividade ótima de uma enzima ocorre 
em temperatura e pH ideais (figura 12). 
Bioquímica Básica 
 
 
71 
 
 
Figura 12: Influência da temperatura e do pH na atividade das enzimas. As 
enzimas são testadas em diferentes temperaturas e pHs, fornecendo gráficos onde 
as curvas mostram atividade ótima das enzimas em temperatura e pH específicos. 
Fora do ponto ótimo as enzimas vão perdendo a atividade por estarem sofrendo 
desnaturação. Fonte: www.dc347.4shared.com, acesso em 20/10/2014. 
 
Os cofatores são íons importantes para o funcionamento de algumas enzimas 
(tabela 3). Estes íons alteram o sítio ativo da enzima ou finalizam o encaixe correto 
do substrato na enzima. 
 
Tabela 3: Algumas enzimas e seus cofatoresEnzimas Cofatores (elementos inorgânicos)
citocromo oxidase Cu+2
catalase, peroxidase Fe+2 ou Fe+3
piruvato quinase K+
hexoquinase Mg+2
arginase Mn+2
urease Ni+2
Álcool desidrogenase Zn+2
 
As coenzimas são moléculas derivadas de vitaminas (daí a importância de 
muitas vitaminas na nossa dieta). As coenzimas, seus precursores e as reações nas 
quais estão envolvidas se encontram na tabela abaixo: 
 
Bioquímica Básica 
 
 
72 
Tabela 4: Algumas enzimas e suas coenzimas 
Enzimas Coenzimas Precursores 
dietéticos 
Grupos 
químicos 
transferidos 
Piruvato 
Desidrogenase 
Tiamina Pirofosfato 
(TTP) 
Tiamina 
(vitamina B1) 
Aldeídos
Isocitrato 
Desidrogenase 
Nicotinamida 
Adenina 
Dinucleotideo (NAD) 
Niacina 
(vitamina PP) 
Íon hidreto (:H-)
Acetil CoA 
Carboxilase 
Coenzima A Ácido 
Pantotênico 
(vitamina B5) 
Acilas
Piruvato 
Carboxilase 
Biocitina Biotina 
(vitamina H) 
CO2
Succinato 
Desidrogenase 
Flavina Adenina 
Dinucleotideo (FAD) 
Riboflavina 
(vitamina B2) 
Elétrons e 
prótons 
Glicogênio 
Fosforilase 
Piridoxal Fosfato Piridoxina 
(vitamina B6) 
Grupos amino
Timidilato Sintase Tetrahidrofolato Ácido fólico 
(vitamina B9) 
Grupos de 1 C
 
De acordo com a termodinâmica, as enzimas aceleram as reações químicas 
convertendo substrato em produto através da diminuição da energia de ativação 
das reações químicas. Esta está relacionada com quanta barreira existe para o 
substrato se converter em produto. Mudança na energia de ativação (ou energia 
livre de ativação, representada por ΔG‡) acontece quando a enzima interage com 
substrato, estabilizando o substrato em uma forma que permitirá a formação de 
produto. Este é chamado estado de transição. Quanto mais estável é o estado de 
transição, menos energia será necessária para a conversão de substrato em 
produto e mais rápida será a reação. A velocidade de uma reação é então 
inversamente proporcional ao valor de sua energia livre de ativação: quanto maior 
o valor de ΔG‡, menor será a velocidade da reação (figura 13). 
Bioquímica Básica 
 
 
73 
 
Figura 13: Diagrama de uma reação catalítica, mostrando o nível de energia 
em cada etapa da reação. Normalmente, o substrato necessita de uma quantidade 
elevada de energia para conseguir chegar ao estado de transição, decaindo depois 
até a um produto final. A enzima estabiliza o estado de transição, diminuindo a 
energia de ativação, assim reduzindo o valor de energia necessário para que se 
formem os produtos. ΔG'º: energia livre padrão na bioquímica; ΔG‡: energia de 
ativação Fonte: www.lookfordiagnosis.com, acesso em 20/10/2014. 
A cinética enzimática (estudo da atividade de uma reação enzimática) mostra 
indiretamente a especificidade das enzimas, o mecanismo de ação, os fatores que 
podem afetar a velocidade das reações, a concentração de substrato ideal para a 
dosagem de uma enzima etc. A relação entre a velocidade de uma reação 
enzimática (conversão de substrato em produto por tempo) e a concentração do 
seu substrato foi definida por Leonor Michaelis e Maud Menten. Em experimentos 
cinéticos, se mede a velocidade inicial (Vo) da reação em função do aumento do 
substrato. Em concentrações baixas de substrato, a Vo aumenta com o aumento do 
substrato até que a reação tenha uma quantidade de substrato na qual a enzima 
não consegue ser mais veloz na formação de produto, atingindo assim a 
velocidade máxima (Vmax) da reação (figura 14). 
Bioquímica Básica 
 
 
74 
 
A Vmax é a velocidade máxima de uma reação catalisada por uma enzima e 
reflete o momento em que todas as enzimas estão ocupadas com substrato (estão 
na forma ES) e a velocidade da reação não aumenta com a introdução de novos 
substratos. Existindo substrato em excesso na reação, a Vmax aumenta com a 
introdução de mais enzima, assim a velocidade inicial da reação enzimática (Vo) é 
diretamente proporcional à concentração de enzima em condições de excesso de 
substrato. Saber a Vmax das reações enzimáticas é importante na dosagem de 
enzimas principalmente na clínica, onde se escolhe uma concentração de substrato 
necessária para a enzima trabalhar na Vmax e assim garantir uma condição ótima 
para a dosagem da enzima. 
Outro parâmetro, o Km, é a concentração de substrato necessária para a 
enzima trabalhar na metade da velocidade máxima (figura 14). A concentração da 
enzima não afeta o Km da reação, pois a afinidade da enzima pelo substrato será a 
mesma. Um baixo Km significa uma alta afinidade da enzima pelo substrato, onde a 
Vmax será atingida com pouca concentração de substrato. Um alto Km significa 
baixa afinidade da enzima pelo substrato. Na cinética, uma curva mais “em pé” terá 
um baixo Km assim como uma curva mais “deitada” terá um maior Km. Desse 
modo os dois parâmetros (Vmax e Km) são essenciais para determinar a atividade 
de uma enzima. Os Km de algumas reações enzimáticas estão exemplificados 
abaixo (tabela 5). 
 
Tabela 5: Valor de Km para algumas reações enzimáticas 
Enzima Substrato Km (mM)
Hexoquinase ATP
D-glicose 
D-frutose 
0.4
0.15 
1.5 
Anidrase Carbônica HCO3- 8
Treonina Desaminase L-treonina 5
Bioquímica Básica 
 
 
75 
 
Enzimas com mais de um substrato apresentam diferentes velocidades e 
afinidades, refletindo em mudanças na cinética (figura 14, tabela 5). Cada enzima 
tem uma Vmax e um Km específicos, levando-se em consideração as condições de 
temperatura e pH ideais. 
 
 
Figura 14: Cinética enzimática. Em A, o efeito da concentração do substrato na 
velocidade inicial catalisada por uma enzima é mostrada em uma curva onde à 
medida que se aumenta o substrato, a velocidade da reação aumenta até que em 
um dado momento todas as enzimas estarão ocupadas com substrato (saturadas), 
atingindo assim a Vmax. O Km é a concentração de substrato necessária para a 
enzima trabalhar na metade da Vmax e reflete a afinidade da enzima pelo seu 
substrato. Um baixo Km significa uma alta afinidade da enzima pelo substrato e 
vice-versa. Em B, cinética da enzima hexoquinase com dois substratos: glicose e 
frutose. O Km para glicose é de 0,15 mM e para frutose é de 1,5mM (ambos não 
mostrados). Isso significa que é necessária uma concentração de 0,15mM de 
glicose para que metade da enzima disponível encontre-se ligada a glicose, 
formando o complexo ES, no entanto é necessária uma concentração de frutose 10 
vezes maior, ou seja, 1,5mM. A hexoquinase tem, portanto, afinidade muito maior 
pela glicose do que pela frutose. Fontes: www.dc349.4shared.com e 
www.ebah.com.br, acessos em 20/10/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
76 
 
As enzimas intracelulares e extracelulares costumam trabalhar com 
concentrações baixas de substrato, ou seja, nunca estão saturadas de substrato. O 
Kcat (constante catalítica) avalia a eficiência catalítica de uma enzima, 
representando o número de moléculas de substrato convertidas em produto por 
segundo, por enzima. A constante catalítica de uma enzima pode ser desde muito 
baixa (Kcat S-1 = 299 para a enzima citidina desaminase) até muito alta (Kcat S-1 = 
1.000.000 para a enzima anidrase carbônica). A relação Kcat/Km (constante de 
especificidade) relaciona a eficiência catalítica da enzima com a sua afinidade pelo 
substrato. Se Kcat S-1 for alto e o Km for baixo, o resultado será uma alta eficiência 
catalítica da enzima pelo seu substrato. Por exemplo, a enzima anidrase carbônica, 
tem valor de Kcat/Km alto (8,3 x 107), portanto alta eficiência, enquanto a urease tem 
valor de Kcat/Km baixo (4,5 x 105), portanto baixa eficiência. 
As enzimas podem ser inibidas. Inibidores são substâncias que reduzem ouinibem completamente a atividade de uma enzima. Alguns medicamentos como 
analgésicos, antimicrobianos, antivirais, redutores de colesterol, assim como 
algumas moléculas encontradas em venenos de serpentes, cobras, escorpiões e 
plantas são conhecidamente inibidoras de enzimas. Os inibidores enzimáticos 
podem atuar como inibidores reversíveis e irreversíveis. 
A inibição reversível ocorre através de ligações não covalentes entre o inibidor 
e a enzima. As duas inibições reversíveis mais comuns são a competitiva e a não 
competitiva (figura 15). Na inibição competitiva o inibidor é semelhante ao 
substrato e por isso compete com este pelo sitio ativo da enzima. Comparado com 
uma reação sem inibidor, a cinética na presença do inibidor competitivo mostra 
aumento de Km (figura 15), pois como o inibidor e o substrato competem pelo sítio 
ativo da enzima, mais substrato será necessário para atingir o Km. Assim, aumento 
de substrato é a medida a ser adotada para diminuir os efeitos da inibição 
competitiva. Esta inibição não altera a Vmax, mesmo quando a concentração de 
substrato é aumentada. O metotrexato é uma molécula com estrutura semelhante 
ao ácido fólico (figura 15). A enzima dihidrofolato redutase converte o ácido fólico 
(dihidrofólico) em ácido tetrahidrofólico, importante para a posterior formação de 
nucleotídeos. A inibição desta reação pela ligação do metotrexato à enzima inibe a 
síntese de DNA e consequentemente a divisão celular, por isso o metotrexato é 
Bioquímica Básica 
 
 
77 
usado como medicamento anticâncer. O problema é que assim como o 
metotrexato, vários outros quimioterápicos também afetam células sadias e por 
isso provocam os diversos sintomas indesejáveis da quimioterapia; o malonato é 
semelhante ao succinato e assim inibe competitivamente a enzima succinato 
desidrogenase. Esta enzima converte succinato em fumarato, importante passo na 
via metabólica, conhecido como ciclo de Krebs (será estudada nas próximas 
unidades). 
Na inibição não competitiva, o inibidor não se assemelha ao substrato, 
portanto não se liga ao sitio ativo da enzima, porem ao se ligar em outro local da 
enzima, provoca uma distorção no sitio ativo da enzima, inativando-a. Este inibidor 
pode-se ligar tanto a enzima livre quanto ao complexo ES. Deste modo, o aumento 
da quantidade de substrato não reverte os efeitos desta inibição. Comparado com 
uma reação sem inibidor, a cinética tem diminuição de Vmax (provoca mais 
rapidamente a formação dom complexo ES) sem alterar o Km (figura 15). Os 
medicamentos anti-HIV efavirenz e nevirapina são dois inibidores não competitivos 
que atuam inibindo a enzima transcriptase reversa do HIV causando a ruptura do 
sítio catalítico da enzima. 
Bioquímica Básica 
 
 
78 
 
Bioquímica Básica 
 
 
79 
Figura 15: Inibição reversível. Em A, esquemas de ligação do substrato à 
enzima na presença e na ausência de um inibidor. Em B, similaridade entre o 
quimioterápico metotrexato e o ácido fólico. Em C, cinéticas enzimáticas na 
ausência (azul) e na presença do inibidor competitivo (vermelho). Em D, cinéticas 
enzimáticas na ausência (azul) e na presença do inibidor não competitivo 
(vermelho). Fontes: www.docentes.esalq.usp.br, www.essenciadavida-
julianacorreia.blogspot.com e www.info-farmacia.com, acessos em 20/10/2014. 
Na inibição irreversível, o inibidor se liga tão fortemente a enzima (ligação 
covalente) que bloqueia permanentemente a atividade enzimática. Envolve 
modificações químicas na enzima levando a uma inativação definitiva. O ácido 
acetil salicílico, molécula com propriedade analgésica e antitérmica, encontrada 
em muitos medicamentos, incluindo a aspirina, inibe permanentemente a enzima 
ciclooxigenase por modificação covalente da enzima, resultante do ataque 
nucleofílico da hidroxila do aminoácido serina530 da enzima ao grupamento acetila 
presente no ácido acetil salicílico. O resultado é a redução da síntese de 
prostaglandinas, moléculas envolvidas com processos de inflamação e dor (figura 
16). A penicilina, um antibacteriano, inibe, por modificação covalente, a atividade 
da enzima transpeptidase bacteriana, inpedindo a síntese da parede celular 
bacteriana e levando a bactéria a morte. Outros inibidores irreversíveis de enzimas 
incluem o paration (inseticida), o sarin (gas), etc. 
Bioquímica Básica 
 
 
80 
 
 
Figura 16: Mecanismo de inibição irreversível da COX pelo ácido acetil 
salicílico. O ácido acetil-salicílico apresenta propriedades antiinflamatórias e 
analgésicas decorrentes do bloqueio da biossíntese de prostaglandinas, devido à 
inibição da enzima cíclooxigenase (COX). Esta interação é de natureza irreversível 
em função da formação de uma ligação covalente resultante do ataque nucleofílico 
da hidroxila do aminoácido serina530 ao grupamento acetila presente no ácido 
acetil salicílico. Fonte: http://qnint.sbq.org.br adaptado, acesso em 20/10/2014. 
 
Algumas enzimas podem ter suas atividades reguladas, atuando assim como 
reguladoras do metabolismo celular. Esta regulação (reversível) é essencial na 
coordenação dos inúmeros processos metabólicos celulares. Existem 2 modelos de 
regulação enzimática: a regulação covalente ocorre quando há modificação 
covalente da enzima, com conversão entre formas ativa e inativa. As modificações 
covalentes mais comuns são a fosforilação, adenilação, metilação, uridilação e ADP-
ribosilação. A enzima glicogênio fosforilase (será estudada nas próximas unidades), 
que catalisa a quebra do glicogênio é ativada quando fosforilada por uma enzima 
quinase e inativada quando desfosforilada por uma enzima fosfatase; a regulação 
alostérica ocorre nas enzimas que possuem dois sítios: um sítio ativo e, outro sitio 
de regulação (sitio alostérico), onde uma molécula se liga de forma não covalente, 
podendo atuar como reguladora positiva (aumenta a afinidade da enzima pelo 
substrato e assim a velocidade da reação enzimática) ou negativa (diminui a 
afinidade da enzima pelo substrato e assim a velocidade da reação enzimática). A 
ligação do regulador induz modificações conformacionais na enzima, promovendo 
as tais mudanças na sua afinidade com o substrato. Um modelo comum de 
regulação alostérica é a retroalimentação (feed-back), onde o próprio produto da 
reação enzimática inibe momentaneamente a enzima. 
Bioquímica Básica 
 
 
81 
 
Leitura complementar 
DEVLIN, T. Manual de bioquímica com correlações clínicas. Edgard 
Blucher, 2007. 
HARPER, H. A. Bioquímica. Atheneu, 2002. 
LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. Worth publishers, 2006. 
STRYER, L. Bioquímica. Guanabara Koogan, 2004. 
VOET, D., VOET, J.G., PRATT, C.W. Fundamentos de Bioquímica. Artmed, 2002. 
 
 
 
 
É HORA DE SE AVALIAR 
Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão 
ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de 
ensino-aprendizagem. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
82 
Exercícios – Unidade 2 
 
1. A glicoquinase e a hexoquinase são duas enzimas que reagem com o 
mesmo substrato, a glicose. Ambas são enzimas intracelulares que convertem a 
glicose em glicose 6–fosfato, primeiro passo para a obtenção de energia na célula 
ou para a síntese de glicogênio. Qual é a afirmativa correta: 
 
 
a) A hexoquinase tem maior afinidade pela glicose porque seu Km é maior que o 
da glicoquinase 
b) A hexoquinase tem menor afinidade pela glicose porque seu Km é maior que o 
da glicoquinase 
c) Ambas apresentam a mesma afinidade pela glicose porque seus Km são 
similares 
d) Ambas apresentam a mesma afinidade pela glicose porque suas Vmax são 
similares 
e) a glicoquinasetem menor afinidade pela glicose porque seu Km é maior que o 
da hexoquinase 
Bioquímica Básica 
 
 
83 
 
2. Recentemente, houve grande interesse por parte dos obesos quanto ao início da 
comercialização do medicamento Xenical no Brasil. Esse medicamento impede a 
metabolização de um terço da gordura consumida pela pessoa. Assim, pode-se 
concluir que o Xenical inibe a ação da enzima: 
 
a) Maltase 
b) Protease 
c) Lipase 
d) Amilase 
e) Sacaridase 
 
3. As enzimas são proteínas com capacidade de acelerar reações químicas nas 
células e foram necessárias na atividade metabólica e na formação das primeiras 
células. Dentre as opções abaixo a única que NÃO é um requerimento para a 
atividade de uma enzima é: 
a) Substrato 
b) PH ideal 
c) Temperatura ideal 
d) Ambiente aquoso 
e) Solvente orgânico 
 
4. Modificar a queratina e assim alterar a forma do cabelo é bioquímica pura!!! Na 
queratina existe um número grande de aminoácidos cisteína. Estes quando 
próximos uns dos outros interagem através do elemento enxofre de suas cadeias 
laterais. Para modificar a forma do cabelo, é necessário o rompimento destas 
interações para depois refazê-las de modo diferente ao anterior. Este tipo de 
interação entre os aminoácidos cisteína é chamada: 
Bioquímica Básica 
 
 
84 
 
 
 
a) Ligação peptídica 
b) Ponte de hidrogênio 
c) Ponte dissulfeto 
d) Interação eletrostática 
e) Interação hidrofóbica 
 
5. As proteínas são formadas pela união de moléculas de aminoácidos e 
desempenham diversos papéis no organismo, como função estrutural, enzimática, 
imunológica, dentre outras. De acordo com os seus conhecimentos sobre as 
proteínas, marque a alternativa errada. 
 
a) As proteínas podem diferir uma das outras nos seguintes aspectos: quantidade 
de aminoácidos na cadeia polipeptídica; tipos de aminoácidos presentes na cadeia 
polipeptídica e sequência de aminoácidos na cadeia polipeptídica 
b) Os aminoácidos essenciais são aqueles que um organismo não consegue 
produzir 
c) A ligação entre dois aminoácidos vizinhos em uma molécula de proteína é 
chamada de ligação peptídica e se estabelece sempre entre um grupo amina de 
um aminoácido e o grupo carboxila do outro aminoácido 
Bioquímica Básica 
 
 
85 
d) Todas as enzimas são proteínas, sendo que muitas são proteínas simples e 
outras conjugadas. 
e) No final da reação, a molécula do produto se separa da enzima, que é descartada 
pelo organismo. 
 
6. Consideram-se aminoácidos essenciais para um determinado organismo, 
aqueles: 
a) De que ele necessita e sintetiza a partir de vitaminas 
b) De que ele necessita, mas não consegue sintetizar, tendo que recebê-los em sua 
dieta 
c) De que ele necessita apenas na infância 
d) Resultantes da degradação de suas próprias proteínas 
e) Desnecessários para a produção das proteínas 
 
7. As proteínas, formadas pela união de aminoácidos, são componentes químicos 
fundamentais na fisiologia e na estrutura celular dos organismos. Em relação às 
proteínas, assinale a proposição correta. 
a) O colágeno é a proteína menos abundante no corpo humano apresentando 
forma enovelada (globular) como a maioria das proteínas 
b) A ligação peptídica entre dois aminoácidos acontece pela reação do grupo 
carboxila de um aminoácido com o grupo amino de outro aminoácido 
c) A ptialina (amilase salivar), enzima produzida pelas glândulas salivares, atua na 
digestão de proteínas. 
d) A insulina, envolvida no metabolismo da glicose, é um exemplo de hormônio 
lipídico. 
e) As proteínas caseína e ovalbumina são encontradas na carne e na clara do ovo, 
respectivamente. 
Bioquímica Básica 
 
 
86 
8. Considere as afirmações abaixo relativas a enzimas: 
I. São proteínas com função catalisadora; 
II. Todas as enzimas atuam quimicamente em diferentes substratos; 
III. Continuam quimicamente intactas após a reação; 
IV. Não se alteram com as modificações da temperatura e do pH do meio. 
 
São verdadeiras: 
 
a) I e III apenas 
b) II e IV apenas 
c) I, III e IV apenas 
d) II, III e IV apenas 
e) I, II, III e IV 
 
9. Aminoácidos provenientes da hidrólise de proteínas podem ser analisados por 
eletroforese. Sabendo-se que os dois aminoácidos abaixo possuem 03 
grupamentos ionizáveis cujos pKs estão descritos abaixo, para que pólo migrariam 
esses aminoácidos em pH 7,0? Justifique. 
 
 pKCOOH pKNH3+ pK R 
lisina 2,18 8,95 10,53 
arginina 1,82 8,99 12,48 
 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
Bioquímica Básica 
 
 
87 
 
10. As proteínas citoplasmáticas abaixo apresentam as seguintes 
características: 
 
 
Pergunta-se: 
a) Qual seria o padrão de bandeamento destas proteínas em uma eletroforese 
de proteínas simples? 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 
b) Qual seria a ordem de eluição (saída da coluna) destas proteínas em uma 
coluna de gel filtração? 
 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 
PROTEÍNA 
PESO MOLECULAR 
(PM) 
PONTO ISOELÉTRICO
(pI) 
X 48.000 7,1
Y 126.000 3,8
Z 31.500 10,0
Bioquímica Básica 
 
 
88 
 
Bioquímica Básica 
 
 
89 
Carboidratos e metabolismo 3 
Bioquímica Básica 
 
 
90 
Nesta unidade, vamos entender a cerca das características gerais dos carboidratos, 
suas estruturas e funções, as vias metabólicas para a obtenção de energia, a partir 
destas moléculas, e a síntese e armazenamento dos carboidratos no organismo. 
 
Objetivos da Unidade 
 Conhecer as características gerais dos carboidratos 
 Classificar os carboidratos 
 Descrever a digestão, a absorção e o transporte dos carboidratos 
para as células 
 Estudar as vias de produção de energia utilizando carboidratos 
 Descrever a síntese e a degradação do glicogênio 
 Compreender a gliconeogênese 
 
Plano da Unidade 
 Carboidratos 
 Digestão e absorção de carboidratos 
 Obtenção de energia com carboidratos 
 Glicogênese 
 Glicogenólise 
 Gliconeogênese 
 Via das pentoses-fosfato 
 
Bons Estudos! 
Bioquímica Básica 
 
 
91 
Carboidratos 
 
Os carboidratos (também conhecidos como oses, osídeos, glicídios ou 
simplesmente açúcares) são moléculas com inúmeras funções celulares. Além de 
serem utilizados como fonte de energia, podem atuar como estruturas de 
reconhecimento celular, como lubrificantes de junções esqueléticas, como 
polímeros insolúveis na superfície de alguns organismos, etc. Os carboidratos 
podem estar associados a outras moléculas formando os chamados 
glicoconjugados (glicoproteínas e glicolipídios). Os carboidratos são classificados 
de acordo com o seu tamanho em monossacarídeos, oligossacarídeos e 
polissacarídeos. 
Os monossacarídeos são os açúcares mais simples,contendo de 3 a 7 
carbonos. Os monossacarídeos de 3 carbonos são chamados de trioses, os de 4 
carbonos, tetroses, os de 5 carbonos, pentoses etc. Além de carbono, todos contêm 
oxigênio e hidrogênio, onde suas estruturas moleculares apresentam várias 
hidroxilas e um grupamento químico aldeído ou cetona, ou seja, são conhecidos 
como polihidroxialdeídos ou aldoses (ex: glicose) e polihidroxicetonas ou cetoses 
(ex: frutose) com a fórmula geral (CH2O)n. Enquanto o aldeído está sempre no 
carbono 1, a cetona está sempre no carbono 2. No entanto alguns 
monossacarídeos apresentam outros elementos químicos como nitrogênio, 
formando aminas (ex: N-acetilglicosamina) e fósforo, formando fosfatos (ex: glicose 
6-fosfato). Sendo assim, os monossacarídeos são distinguíveis pelo seu tamanho, 
por ter aldeído ou cetona, pela posição das suas hidroxilas e pela presença de 
outros grupamentos químicos diferentes da hidroxila, aldeído e cetona (figura 1). 
Bioquímica Básica 
 
 
92 
 
 
Figura 1: Alguns monossacarídeos de ocorrência natural. Os monossacarídeos 
são aldoses (A) ou cetoses (B) contendo de 3 à 7 carbonos (os monossacarídeos de 
7 carbonos não estão representados na figura). Em C, alguns monossacarídeos 
contendo outros grupamentos químicos diferentes da hidroxila, aldeído e cetona. 
Note que os monossacarídeos em A e B estão na forma linear, enquanto os em C 
estão na forma cíclica (esta diferença será explicada ao longo da unidade). Fonte: 
Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
Bioquímica Básica 
 
 
93 
 
Todos os monossacarídeos, exceto a dihidroxiacetona, contêm um ou mais 
carbonos assimétricos, apresentando assim formas isoméricas opticamente ativas. 
Quando a hidroxila do penúltimo carbono da molécula está no lado direito da 
molécula, o açúcar é o D-isômero, mas quando a hidroxila do penúltimo carbono 
da molécula está no lado esquerdo, o açúcar é o L-isômero. Quase 100% dos 
carboidratos na natureza estão na forma D (figura 1). Dois açúcares que diferem na 
posição da hidroxila em um único carbono são chamados de epímeros, como na 
comparação entre glicose e galactose ou entre glicose e manose. Manose e 
galactose não são epímeros por apresentarem diferenças na posição das hidroxilas 
em 2 carbonos (figura 1). 
 Na natureza, os monossacarídeos de 3 e 4 carbonos são estruturas 
lineares, mas os de 5, 6 e 7 carbonos se apresentam como estruturas cíclicas (em 
forma de anéis). Por exemplo, para aldoses formarem anéis, o aldeído no carbono 1 
destas aldoses reage com a hidroxila do carbono 4 (na pentose), do carbono 5 (na 
hexose) e do carbono 6 (na heptose), produzindo uma estrutura fechada. Na 
glicose (uma hexose do tipo aldose), a reação cria dois isômeros, os chamados 
anômeros α e o β, que diferem na posição da hidroxila do carbono 1 após o 
fechamento da molécula (no anômero α, a hidroxila é representada “para baixo” e 
no anômero β, a hidroxila é representada “para cima”) (figura 2). Anéis hexagonais 
são chamados de piranos (ex: glicose cíclica) e pentagonais são chamados de 
furanos (ex: frutose cíclica) (figura 3). 
Bioquímica Básica 
 
 
94 
 
 
Figura 2: Estrutura cíclica da glicose. A reação entre o aldeído do carbono 1 e a 
hidroxila do carbono 5 gera dois isômeros, o α (hidroxila representada “para baixo”) 
e o β (hidroxila representada “para cima”). Fonte: Lehninger, Princípios de 
Bioquímica. 
Bioquímica Básica 
 
 
95 
 
 
Figura 3: Formas piranosídicas da glicose e furanosídicas da frutose. Fonte: 
Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
Dentre as funções dos monossacarídeos destaca-se a nutricional (muitos estão 
na dieta, como a glicose, frutose, sorbose, manose etc), a estrutural (a desoxirribose 
e a ribose são pentoses presentes na constituição do DNA e do RNA 
respectivamente), a energética (a maioria dos monossacarídeos da dieta são 
utilizados na produção de energia) e a redutora. Nas estruturas cíclicas, os átomos 
de carbono anoméricos (carbono 1 nas aldoses e carbono 2 nas cetoses) podem ser 
oxidados caso estes açucares estejam em ambiente contendo agentes oxidantes, 
como metais (ex: cobre e ferro). Neste caso, os monossacarídeos atuam como 
agentes redutores. Por muito tempo, esta característica redutora foi à base para a 
detecção dos açúcares no sangue e na urina, principalmente no diagnóstico e 
monitoramento de pacientes diabéticos, mas atualmente, existem kits de detecção 
de glicose empregando as enzimas glicose oxidase e peroxidase presentes nos kits. 
A reação envolve a redução do oxigênio, produzindo água oxigenada a partir da 
oxidação da glicose pela enzima glicose oxidase e em seguida a formação de um 
composto colorido pela reação da água oxigenada com a peroxidase, que será 
quantificado pela técnica de espectrofotometria, fornecendo um resultado mais 
confiável, por ser um ensaio enzimático. 
Bioquímica Básica 
 
 
96 
 
Os monossacarídeos nas formas fechadas podem se unir formando açúcares 
maiores (oligossacarídeos e polissacarídeos). A ligação entre dois monossacarídeos 
se chama ligação glicosídica. Esta ligação covalente é uma reação química que 
ocorre entre a hidroxila do carbono 1 de um monossacarídeo e a hidroxila de 
qualquer carbono do outro monossacarídeo, com a saída de uma molécula de 
água, sendo as ligações glicosídicas mais comuns entre C1-C4 e C1-C6 (figura 4). 
 
 
 
Figura 4: A ligação glicosídica. Esta ligação é uma reação química que ocorre 
entre a hidroxila do carbono 1 de um monossacarídeo e a hidroxila de qualquer 
carbono do outro monossacarídeo, com a saída de uma molécula de água. Na 
formação da sacarose (um oligossacarídeo) a ligação glicosídica envolve o carbono 
1 da glicose e o carbono 2 da frutose. Alguns hidrogênios da glicose e da frutose 
não estão representados na figura para evidenciar a reação entre hidroxilas dos 
monossacarídeos. Fonte: www.brasilescola.com, acesso em 26/10/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
97 
Os oligossacarídeos são açúcares formados pela união de dois até vinte 
monossacarídeos. Os oligossacarídeos mais conhecidos são os dissacarídeos 
(formados pela união de dois monossacarídeos). Dentre estes podemos citar a 
sacarose (açúcar da cana, formado por glicose + frutose unidos por ligação 
glicosídica C1-C2), a maltose (açúcar do malte, presente nas cervejas, formado por 
glicose + glicose unidos por ligação glicosídica C1-C4), a trealose (presente nos 
cogumelos, formado por glicose + glicose unidos por ligação glicosídica C1-C1), a 
isomaltose (açúcar também encontrado no malte, formado por glicose + glicose 
unidos por ligação glicosídica C1-C6), e a lactose (açúcar do leite, formado por 
galactose + glicose unidos por ligação glicosídica C1-C4) (figura 5). Ambos fazem 
parte da dieta da maioria dos humanos e precisam ter suas ligações glicosídicas 
quebradas por enzimas hidrolases do intestino delgado para que seus 
monossacarídeos sejam absorvidos. Porém, nem todos os oligossacarídeos da dieta 
são totalmente quebrados. A rafinose, trissacarídeo formado por galactose, glicose 
e frutose unidas por ligações glicosídicas C1-C6 e C1-C2, está na dieta (encontrado 
no feijão, repolho, brócolis, grãos integrais e outros alimentos), mas os humanos 
conseguem somente quebra-la em frutose e melibiose (galactose + glicose), não 
hidrolisando totalmente a rafinose (figura 5). Deste modo a frutose é absorvida, 
mas a melibiose não. No intestino grosso, a rafinose e a melibiose podem ser 
degradadas enzimaticamente por bactérias, produzindo CO2, metano 
e/ou hidrogênio, provocando flatulência associada à ingestão de feijão e outros 
legumes. 
Bioquímica Básica 
 
 
98 
 
Figura 5:Alguns oligossacarídeos de ocorrência natural. Em A, os dissacarídeos 
maltose (glicose + glicose), lactose (galactose + glicose) e sacarose (glicose + 
frutose). Em B, o trissacarídeo rafinose (galactose + glicose + frutose), onde B1 
mostra a rafinose inteira e após digestão com a enzima invertase (a mesma que 
hidrolisa sacarose em glicose e frutose), os produtos de digestão melibiose (B2) e 
frutose (B3). Fontes: Lehninger, Princípios de Bioquímica e www.braukaiser.com, 
acesso em 26/10/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
99 
 
Outros oligossacarídeos maiores, encontrados na membrana das células, estão 
associados a proteínas (glicoproteínas) e a lipídios (glicolipídios) e formam o 
glicocálix (figura 6), importante região de membrana responsável pelo 
reconhecimento celular: a GP120 é uma glicoproteína do vírus H.I.V, capaz de 
reconhecer e se ligar simultaneamente à glicoproteína receptora de membrana 
CD4 e à proteína CCR5 de linfócitos T auxiliares, para iniciar o processo de infecção 
e multiplicação viral; glicolipídios na superfície das hemácias são importantes 
determinantes dos grupos sanguíneos humanos, podendo, em transfusões 
equivocadas, serem reconhecidos por anticorpos plasmáticos e provocar 
aglutinação (agrupamento de hemácias, o que pode entupir vasos sanguíneos e 
comprometer a circulação do sangue no organismo, levando à morte do 
indivíduo); o receptor de manose é uma glicoproteína presente na superfície dos 
macrófagos e outras células que reconhece os monossacarídeos manose, fucose e 
N-acetilglicosamina de glicoproteínas na superfície de bactérias, protozoários e 
fungos para a fagocitose destes microorganismos. 
As funções dos oligossacarídeos são as mesmas dos monossacarídeos: 
estrutural, nutricional, energética etc. Os oligossacarídeos podem ser ou não 
redutores: se algum carbono anomérico do oligossacarídeo estiver livre para ser 
oxidado, o oligossacarídeo será redutor (ex: maltose e lactose), mas se todos os 
carbonos anoméricos do oligossacarídeo estiverem sendo usados nas ligações 
glicosídicas, o açúcar é considerado não redutor (ex: sacarose e trealose). 
Os polissacarídeos são açúcares contendo desde várias dezenas até milhares 
de monossacarídeos. Os polissacarídeos podem ser homopolissacarídeos 
(contendo sempre o mesmo tipo de monossacarídeo), incluindo o amido, o 
glicogênio, a celulose e a quitina ou heteropolissacarídeos (contendo dois ou mais 
tipos de monossacarídeos ao longo da molécula), incluindo o peptidoglicano e os 
glicosaminoglicanos. As principais funções dos polissacarídeos são a reserva de 
energia e a estrutural. Além disso, os polissacarídeos tem uma extremidade 
redutora (geralmente é o carbono 1 anomérico livre) e uma extremidade não 
redutora (geralmente é o carbono 4, que corresponde ao último carbono da cadeia 
de monossacarídeos). 
Bioquímica Básica 
 
 
100 
O amido é um polissacarídeo de reserva energética encontrado 
principalmente nos tubérculos (ex: batatas) e sementes (ex: grão de milho) dos 
vegetais, formado por milhares de moléculas de glicose. Pode se apresentar em 
duas formas: a amilose, contendo somente ligações glicosídicas C1-C4 entre as 
moléculas de glicose (chamada de forma linear do amido) e a amilopectina, 
contendo ligações glicosídicas C1-C4, porém também ligações C1-C6 (ponto de 
ramificação) a cada 24 – 30 moléculas de glicose (chamada de forma ramificada do 
amido) (figura 6). O glicogênio, assim como o amido, é um polissacarídeo de 
reserva energética muito grande encontrado em seres animais e fungos. As fontes 
de glicogênio na dieta são peixes e carnes vermelhas e brancas. Todas as células 
humanas são capazes de produzir glicogênio, mas os hepatócitos (células do 
fígado) e os miócitos (células musculares) são os maiores produtores de glicogênio. 
O glicogênio é semelhante à amilopectina por ter várias moléculas de glicose 
unidas por ligações glicosídicas C1-C6 (um ponto de ramificação a cada 8 – 12 
moléculas de glicose) (figura 6). Ambos amido e glicogênio são solúveis porque 
apresentam várias hidroxilas expostas para fazer pontes de hidrogênio com a água. 
A celulose, outra molécula de origem vegetal formada por moléculas de 
glicose, não tem função energética, mas sim estrutural, estando presente na 
parede celular das células vegetais (figura 6). A celulose tem importante aplicação 
industrial, sendo usada na fabricação de papel, papelão, celofane etc. Pelo fato dos 
seres humanos não terem a enzima celulase, capaz de hidrolisar a celulose, não 
podemos aproveitar as glicoses da celulose, sendo assim, a celulose funciona como 
uma fibra na dieta, saindo inteira nas fezes. Já para a digestão do amido e do 
glicogênio da dieta os humanos têm enzimas amilases na boca e no intestino 
delgado. Na celulose, as moléculas de glicose (10.000 a 15.000) são unidas por 
ligações glicosídicas C1-C4, porém diferente do observado no amido e glicogênio, 
suas ligações glicosídicas são do tipo β1-4 enquanto as do amido e glicogênio são 
do tipo α1-4. Isso promove uma conformação diferenciada que permite às 
moléculas de glicose fazer muitas pontes de hidrogênio inter e intracadeia, o que 
desfavorece a interação da água com a celulose por pontes de hidrogênio, fazendo 
com que a molécula seja insolúvel em água. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
101 
A quitina, um polissacarídeo estrutural encontrado na superfície dos 
artrópodes e dos fungos, é formada por milhares de moléculas de N-
acetilglicosamina unidos por ligações β1-4 (figura 6), sendo também um 
polissacarídeo insolúvel em água. É o segundo polissacarídeo mais abundante do 
planeta depois da celulose. Pessoas que se alimentam de crustáceos como siri, 
caranguejo, camarão e lagosta ou de alguns cogumelos têm a quitina na dieta, mas 
como não temos enzimas capazes de digeri-la, a quitina também se comporta 
como fibra. A partir da desacetilação dos monossacarídeos N-acetilglicosamina que 
formam a quitina se produz a quitosana, uma molécula muito consumida por 
pessoas que desejam emagrecer e reduzir o colesterol sanguíneo, pois a quitosana 
diminui expressivamente a absorção de triglicerídeos e colesterol da dieta. 
O peptidoglicano é uma molécula insolúvel encontrada na parede celular de 
bactérias Gram+ e no espaço periplásmico (entre a parede celular e a membrana 
celular) de bactérias Gram-. Sua estrutura molecular contém peptídeos formados 
por glicina, alanina, glutamato e lisina, ligados covalentemente à dissacarídeos 
repetidos de ácido N-acetilmurâmico e N-acetilglicosamina unidos por ligações β1-
4 (figura 6). A lisozima, encontrada na lágrima e na saliva mata bactérias por atuar 
hidrolisando as ligações glicosídicas entre os monossacarídeos do peptidoglicano. 
Os glicosaminoglicanos são moléculas componentes da matriz extracelular, 
formadas por milhares de unidades repetidas de dissacarídeos, sendo um dos 
monossacarídeos o N-acetilglicosamina ou N-acetilgalactosamina e o outro o ácido 
D-glucurônico ou ácido L-idurônico. O ácido hialurônico, um glicosaminoglicano, 
funciona como lubrificante nas articulações e confere resistência e elasticidade da 
cartilagem e dos tendões. Os glicosaminoglicanos estão ligados covalentemente 
ou não-covalentemente a proteínas de membrana ou proteínas extracelulares para 
formar os proteoglicanos, muito abundantes nos tecidos conectivos, como o tecido 
conjuntivo propriamente dito, o tecido cartilaginoso, o tecido ósseo e os vasos 
sanguíneos. Estes glicoconjugados dão rigidez à matriz, regulam a passagem de 
moléculas através da matriz extracelular, bloqueiam e estimulam ou guiam a 
migração e dispersão celular através da matriz, além de contribuir para um 
ambiente bastante hidratado.Bioquímica Básica 
 
 
102 
 
 
 
 
 
Bioquímica Básica 
 
 
103 
 
 
 
 
Figura 6. Alguns polissacarídeos de ocorrência natural. Em A, pequeno 
segmento das duas formas do amido, a forma linear amilose, mostrando somente 
ligações C1-C4 (esquerda) e a forma ramificada amilopectina, mostrando ligações 
C1-C4 e C1-C6 (direita). Em B, pequeno segmento do glicogênio mostrando 
ligações C1-C4 e C1-C6. Em C, segmento curto da celulose (esquerda) e da quitina 
(direita). Em D, pequeno segmento do peptidoglicano, evidenciando os 
dissacarídeos repetidos de N-acetilglicosamina (também observado na quitina) e 
N-acetilmurâmico ligados aos aminoácidos glicina, alanina (Ala), glutamato (Glu) e 
lisina (Lys); Fontes: Lehninger, Princípios de Bioquímica, www.biologia.edu.ar, 
www.homepage.ufp.pt, www.bifi.es, www.ebah.com.br e 
www.carboidratos.farmfametro.blogspot.com, acessos em 26/10/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
104 
 
Digestão e absorção de carboidratos 
 
Como descrito anteriormente, muitos carboidratos são obtidos na dieta. 
Destes, a maioria são oligossacarídeos (ex: sacarose, lactose, maltose, trealose e 
rafinose) e polissacarídeos (ex: amido, glicogênio, celulose e quitina), mas alguns 
monossacarídeos livres (ex: glicose, frutose e sorbose) também podem ser obtidos. 
O uso de suplementos alimentares aumentou a lista de açúcares ingeridos (ex: 
quitosana, um polissacarídeo descrito anteriormente e maltodextrina, um 
oligossacarídeo contendo em média 8 unidades de glicose com algumas ligações 
C1-C6). 
Os humanos absorvem somente monossacarídeos, portanto, faz-se necessário 
a hidrólise dos oligossacarídeos e polissacarídeos. Para isso, o tubo digestivo deve 
contar com um arsenal de enzimas digestivas para estes açúcares maiores a fim de 
liberar os monossacarídeos. O ser humano não possui todas as enzimas necessárias 
para a digestão de todos os açúcares ingeridos, então os que não são digeridos ou 
são apenas parcialmente digeridos acabam atuando como fibras, incluindo a 
quitina, a quitosana, a celulose e outros não citados nesta unidade, mas que 
também fazem parte da dieta, como as hemiceluloses, (polissacarídeos contendo 
xilose, manose, arabinose, glicose, ácido glucurônico, ácido galacturônico, fucose e 
galactose em várias combinações) as pectinas (polissacarídeos contendo ácido 
galacturônico, ramnose, arabinose e galactose em várias combinações) e as gomas 
(polissacarídeos contendo galactose, arabinose, ramnose, ácido glucurônico e 
glicoproteínas em várias combinações). A amilase salivar é a única enzima digestiva 
na boca para os açúcares da dieta; as demais enzimas estão no lúmen do intestino 
delgado (figura 7). 
 
Bioquímica Básica 
 
 
105 
 
 
 
 
Sacarose 
 
 
Sacarose 
 
Lactose 
 
Maltose 
 
Trealose 
 
Rafinose 
 
 
 
Figura 7: Carboidratos da dieta. Os açúcares amido, glicogênio, sacarose, 
lactose, maltose e rafinose ao serem digeridos liberam os monossacarídeos glicose, 
frutose e galactose que vão do intestino delgado para o sangue e em seguida para 
todas as células do corpo. Glicose(n) significa um número indeterminado de 
moléculas de glicose após a digestão do amido e do glicogênio, por estes terem 
tamanhos variados. Outro monossacarídeo, a manose, obtida da digestão de 
alguns polissacarídeos e glicoproteínas celulares presentes na dieta também vai do 
intestino delgado para as células do corpo. 
Após a digestão, glicose, galactose e manose são transportados do lúmen 
intestinal para o epitélio intestinal acoplados a Na+ pela proteína transportadora de 
membrana SGLT1 e em seguida ambos são levados para o sangue pela proteína 
transportadora de membrana GLUT2 presente na membrana das células do 
epitélio intestinal voltada para o sangue. A frutose é transportada do lúmen para o 
epitélio por outro transportador, o GLUT5, independente do acoplamento com 
Na+, mas assim como para os outros monossacarídeos, o GLUT2 também 
transporta a frutose para o sangue. O Na+ é liberado para o sangue trocando com 
K+ através da proteína de membrana conhecida como bomba de Na+ e K+ (figura 8). 
Maltose 
Maltotriose 
Isomaltose 
Dextrinas 
Amilase salivar e 
pancreática 
Glicose (n) 
Amido 
Glicogênio 
Maltase
Isomaltase 
Dextrinases 
Glicose + frutose
Invertase (sacaridase) 
Galactose + glicose β-galactosidase (lactase) 
Maltase Glicose + glicose 
Invertase Melibiose + Frutose
Trealase
Glicose + glicose 
Bioquímica Básica 
 
 
106 
Do sangue, os monossacarídeos são captados pelas células também por proteínas 
transportadoras, como a GLUT4 das células musculares esqueléticas e cardíacas e 
células do tecido adiposo e a GLUT3 dos neurônios. 
 
 
 
Figura 8: Absorção de monossacarídeos. Os oligossacarídeos e polissacarídeos 
são hidrolisados e os monossacarídeos são transportados do lúmen para o epitélio 
intestinal por proteínas transportadoras presentes na membrana das células 
voltada para o lúmen do órgão e voltada para o sangue. Fonte: 
www.bloglowcarb.blogspot.com, acesso em 26/10/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
107 
 
Obtenção de energia com carboidratos 
 
Ao entrar nas células, os monossacarídeos podem ser utilizados para obtenção 
de energia. Para obter energia são necessárias três etapas: a glicólise, o ciclo de 
Krebs (ou ciclo do ácido cítrico) e a cadeia respiratória. 
A glicólise, também chamada de via glicolítica ou via de Embden-Meyerhof-
Parnas, é a primeira via metabólica na obtenção de energia. Todas as células vivas, 
desde bactérias até as células humanas fazem glicólise. Nesta via, que ocorre no 
citoplasma das células, glicose, frutose, galactose e manose são convertidas em 
duas moléculas de piruvato através de várias etapas enzimáticas. Durante o 
processo, parte da energia destes monossacarídeos é conservada na produção 
líquida de duas moléculas de ATP e de duas moléculas de NADH (também descrita 
como NADH + H+) (figura 9). Em células oxigenadas, as moléculas de piruvato vão 
para uma organela da célula chamada mitocôndria, são convertidas em 
acetilcoenzima A (acetilCoA) e o metabolismo energético prossegue. No entanto, 
se a célula está com pouco ou nenhum oxigênio ou se a célula não apresenta 
mitocôndrias ou então apresenta mitocôndrias defeituosas, o metabolismo 
energético não prossegue e as moléculas de piruvato são convertidas no 
citoplasma em lactato ou etanol, dependendo da célula na qual está ocorrendo a 
glicólise. Piruvato pode ainda ser convertido no aminoácido alanina, quando a 
célula necessita deste para a síntese de proteínas. 
Bioquímica Básica 
 
 
108 
 
 
 
 
Figura 9: A via glicolítica. Em A, a via glicolítica resumida, mostrando a glicose 
sendo convertida em duas moléculas de piruvato com produção líquida de 2 ATP e 
2 NADH + 2 H+. Em B, a via glicolítica detalhada evidenciando as estruturas 
moleculares e as enzimas envolvidas no processo. À partir de gliceraldeído 3-
fosfato todas as moléculas estão em dobro, assim como as moléculas de ATP 
formadas. Várias destas enzimas precisam do cofator Mg++ para suas atividades 
catalíticas (não mostrado na figura). Fontes: www.profdorival.com.br e 
www.professorthiagorenno.blogspot.com, acessos em 26/10/2014. 
 
Usando a glicose como exemplo, na primeira etapa da glicólise, a glicose é 
convertida em glicose 6-fosfato (a glicose recebe um fosfato no carbono 6) através 
da enzima hexoquinase. Este passo é importante porque ao receber o fosfato, a 
glicose fica presa na célula, pois não existem transportadores de glicose 6-fosfato 
nas membranas celulares. A reação de formação da glicose 6-fosfato requero ATP, 
assim o ATP vira ADP e o fosfato liberado é o que se liga à glicose. A segunda etapa 
Bioquímica Básica 
 
 
109 
envolve a conversão de glicose 6-fosfato em frutose 6-fosfato, catalisada pela 
enzima fosfohexose (ou fosfoglicose) isomerase. Na terceira etapa a frutose 6-
fosfato é fosforilada à frutose 1,6-bifosfato, através da enzima fosfofrutoquinase 1 
(PFK-1). Esta fosforilação é dependente de ATP, assim um novo ATP é consumido e 
o fosfato liberado é inserido no carbono 1 da frutose 6-fosfato. Até o momento, o 
saldo energético é – 2 ATP. A quarta etapa envolve a clivagem da frutose 1,6-
bifosfato pela enzima aldolase, em duas moléculas de três carbonos, o 
gliceraldeído 3-fosfato e a dihidroxiacetona fosfato, está última, em uma quinta 
etapa, convertida imediatamente em gliceraldeído 3-fosfato pela enzima triose 
fosfato isomerase, pois somente o gliceraldeído 3-fosfato pode ser metabolizado 
nas etapas subseqüentes da glicólise. Na sexta etapa, cada molécula de 
gliceraldeído 3-fosfato é oxidada à 1,3-bifosfoglicerato à partir da incorporação de 
um fosfato inorgânico, reação catalisada pela enzima gliceraldeído 3-fosfato 
desidrogenase (G3PDH). Esta enzima tem o NAD+ como coenzima. Esta molécula é 
uma aceptora de prótons e elétrons, recebendo dois elétrons e um próton (hidreto) 
resultante da oxidação do gliceraldeído 3-fosfato na reação enzimática, 
convertendo o NAD+ em NADH. Como dois prótons e dois elétrons são liberados na 
reação, mas o NAD+ só pode incorporar um hidreto, a reação é descrita como 
NADH (NAD+ contendo o hidreto) + H+ (próton livre que não foi incorporado ao 
NAD+) Este NADH + H+ necessita posteriormente ser reconvertido em NAD+ (será 
explicado posteriormente nesta unidade) para que a glicólise nunca pare, pois 
NAD+ existe em quantidades baixas na célula e assim precisa estar disponível para 
que sempre ocorra a via glicolítica. A sétima etapa revela a formação de ATP. A 
enzima fosfoglicerato quinase catalisa a transferência do fosfato do carbono 1 do 
1,3-bifosfoglicerato para o ADP, formando ATP e 3-fosfoglicerato. A oitava etapa 
envolve a conversão de 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato pela enzima 
fosfoglicerato mutase. A nona etapa, catalisada pela enolase desidrata o 2-
fosfoglicerato, produzindo o fosfoenolpiruvato e finalmente a décima etapa 
envolve a transferência do fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP, formando ATP 
e piruvato, reação catalisada pela enzima piruvato quinase. As enzimas 
hexoquinase, fosfohexose isomerase, fosfofrutoquinase-1, fosfogliceratoquinase, 
fosfoglicerato mutase e piruvato quinase são dependentes do cofator Mg++ para as 
suas atividades catalíticas, sendo que piruvato quinase também é dependente do 
cofator K+. 
Bioquímica Básica 
 
 
110 
Como foi descrito acima, duas moléculas de gliceraldeído 3-fosfato foram 
anteriormente produzidas à partir de frutose 1,6-bifosfato, então na verdade, foram 
produzidas 4 moléculas de ATP, 2 moléculas de NADH + 2 H+ e 2 moléculas de 
piruvato. No entanto o saldo energético líquido é de 2 ATP porque foram 
consumidos (gastos) 2 ATP no início da glicólise (durante as reações de glicose até 
frutose 1,6-bifosfato). A fórmula geral da glicólise é então: 
 
Glicose + 2 ADP + 2 NAD+ = 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O 
 
Vamos lembrar: Energia é derivada da oxidação de combustíveis metabólicos 
utilizados pelo organismo (carboidratos, lipídios e proteínas). O elo essencial entre 
as vias de produção e de utilização de energia é o ATP (adenosina trifosfato). Esta 
molécula é uma D-ribose com uma base nitrogenada adenina ligada por uma 
ligação glicosídica no carbono 1 e três grupos fosforil (fosfatos) no carbono 5 
(figura 10). Reações catabólicas liberam energia, esta que é geralmente 
armazenada na forma de ATP. Os dois grupos fosforil terminais são ligações ricas 
em energia, assim quando ocorre hidrolise do ATP, forma-se ADP e energia é 
liberada para trabalho biológico. Por exemplo, no músculo esquelético, a energia 
química contida nos fosfatos é convertida em energia mecânica durante a 
contração muscular. O transporte ativo de substâncias através das membranas 
celulares, inclusive para a propagação do impulso nervoso e para a síntese de 
macromoléculas são outros exemplos que envolvem a transferência de energia do 
ATP. Nas reações oxidativas do catabolismo, enzimas desidrogenases transferem 
equivalentes de redução, isto é, prótons (H+) e elétrons (e-) para as coenzimas NAD+ 
(Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo), NADP (Nicotinamida Adenina 
Dinucleotídeo Fosfato) ou FAD (Flavina Adenina Dinucleotídeo) para produzir as 
formas reduzidas NADH, NADPH e FADH2 (figura 11). Enquanto NAD+ e NADP se 
reduzem após incorporar um hidreto, FAD se reduz com 2 prótons e 2 elétrons. 
Estes equivalentes de redução são transferidos para uma cadeia de transporte de 
elétrons (cadeia respiratória) nas mitocôndrias das células e estes elétrons são 
entregues ao O2. Estas reações liberam energia que é usada na síntese de ATP. 
Bioquímica Básica 
 
 
111 
Outras moléculas similares trifosfatadas (GTP, CTP e UTP) também estão envolvidas 
em transferência de energia em vias biossintéticas. 
 
 
Figura 10: Estrutura do ATP e do ADP. Em A, a estrutura do ATP com os seus 
três grupamentos fosfato e do ADP após hidrólise do ATP, com consequente 
liberação de fosfato inorgânico. Em B, o esquema da interconversão ATP-ADP nas 
células. Fontes: Lubert Stryer, Bioquímica e www.hyperphysics.phy-astr.gsu.edu, 
acesso em 28/10/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
112 
 
 
Bioquímica Básica 
 
 
113 
 
Figura 11: Estrutura do NAD+ e do FAD. Em A, a nicotinamida adenina 
dinucleotídeo na sua forma oxidada (NAD+) e reduzida (NADH); em B, a flavina 
adenina dinucleotídeo na sua forma oxidada (FAD) e reduzida (FADH2). NADP é 
diferente do NAD+ por apresentar um fosfato substituindo a hidroxila indicada pela 
seta. Fontes: www.oocities.org e www.rodolfo.costa.nom.br, acessos em 
28/10/2014. 
Outros monossacarídeos que podem entrar na via glicolítica: a frutose pode 
ser convertida em frutose 6-fosfato pela ação da enzima hexoquinase (comum no 
músculo e tecido adiposo) que segue na via glicolítica, ou então, em frutose 1-
fosfato pela ação da enzima frutoquinase (no fígado). A frutose 1-fosfato é clivada 
pela enzima aldolase em dihidroxiacetona fosfato e gliceraldeído. Pela ação da 
enzima gliceraldeído quinase, o gliceraldeído é fosforilado (usando o fosfato do 
ATP) gerando gliceraldeído 3-fosfato, que segue na via glicolítica. Já a 
dihidroxiacetona-fosfato é convertida em gliceraldeído 3-fosfato por ação da 
enzima triose fosfato isomerase que também segue na via glicolítica; a manose é 
convertida em manose 6-fosfato pela ação da enzima hexoquinase e em seguida, 
por ação da enzima fosfomanose isomerase, a manose 6-fosfato é convertida em 
frutose 6-fosfato que segue na via glicolítica; a galactose é inicialmente convertida 
em galactose 1-fosfato pela ação da enzima galactoquinase. Em seguida, em uma 
reação catalisada pela enzima galactose 1-fosfato uridiltransferase a galactose 1-
fosfato perde o seu fosfato, recebe UTP (uridina trifosfato) no carbono 1 e com a 
saída de mais um fosfato, é transformada em UDP-galactose. A UDP-galactose é 
convertida em UDP-glicose por ação da enzima UDP-galactose epimerase e em 
seguida em glicose 1-fosfato pela ação da enzima UDP-glicose pirofosforilase. A 
glicose 1-fosfato pode ser enfim convertida em glicose 6-fosfato pela ação da 
enzima fosfoglicomutase e seguir na via glicolítica (figura 12). Assim como para a 
glicose, qualquer monossacarídeo usado na via glicolítica levará a um saldoenergético líquido de 2 ATP. 
Bioquímica Básica 
 
 
114 
 
 
Figura 12: Aproveitamento da galactose (A), manose (B) e frutose (C) para a via 
glicolítica. Fonte: Walter Motta, Bioquímica. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
115 
Em condições anaeróbicas, as células não usam a mitocôndria para continuar o 
processo de produção de energia. Nestas condições, células animais e algumas 
bactérias (ex: lactobacilos) fazem a chamada fermentação, convertendo piruvato 
em lactato, em uma reação catalisada pela enzima lactato desidrogenase, com 
conversão do NADH + H+ (formado na conversão de gliceraldeído 3-fosfato em 1,3-
bifosfoglicerato) em NAD+. Músculos muito ativos costumam estar em condições 
de baixa oxigenação (hipoxia) e assim produzem muito lactato. Nas hemácias, o 
lactato é o produto final do metabolismo energético pelo fato destas células não 
terem mitocôndrias, então para cada glicose ou outro monossacarídeo, o saldo 
energético obtido é sempre 2 ATP. Células cancerígenas também dependem da 
glicólise como via produtora de energia, por vários motivos incluindo a pouca 
oxigenação, o número inferior de mitocôndrias e a superprodução de algumas 
enzimas da via glicolítica. 
Excesso de lactato é ruim para o corpo porque o lactato produzido no 
citoplasma das células extra-hepáticas vai para o sangue com destino ao fígado a 
fim de ser usado na gliconeogênese (esta via será detalhada no final desta 
unidade), porém levando um H+. Então produção excessiva de lactato significa 
muito H+ no sangue e consequentemente acidose sanguínea. Além disso, o lactato 
intramuscular é o responsável pela fadiga muscular. Da mesma forma que piruvato 
se converte em lactato, a mesma enzima, em ambiente oxigenado, pode fazer o 
processo inverso, no entanto, somente dentro da célula (o lactato que já está no 
sangue não pode ser convertido em piruvato) (figura 13). 
Em fungos submetidos a condições de baixa oxigenação, o piruvato é 
convertido em acetaldeído (pela ação da enzima piruvato descarboxilase) e em 
seguida em etanol (pela ação da enzima álcool desidrogenase), com liberação de 
CO2 e conversão do NADH + H+ em NAD+ (figura 13). Esta estratégia é a base para a 
produção das bebidas alcoólicas usando açúcares (principalmente da cana de 
açúcar) e fungos capazes de se manterem vivos na ausência de oxigênio. 
O fígado dos seres humanos contem a enzima álcool desidrogenase que é 
capaz de converter o etanol das bebidas alcoólicas em acetaldeído, com produção 
de NADH + H+ à partir de NAD+. Este vai para a mitocôndria e por ação da enzima 
aldeído desidrogenase e convertido em acetato, com nova produção de NADH + 
H+ (figura 13). Por último a enzima mitocondrial acetilCoA sintetase converte o 
Bioquímica Básica 
 
 
116 
acetato em acetilCoA para prosseguir na via de produção de energia ou então o 
acetato sai do fígado e vai para outros órgãos (principalmente músculos) para, na 
mitocôndria destas células ser convertido em acetilCoA. A via metabolica do etanol 
no fígado dos humanos não é exatamente o reverso da produção de etanol nos 
fungos porque os humanos não têm uma enzima capaz de converter o acetaldeído 
em piruvato. 
Em resumo, o etanol das bebidas pode ser usado na produção de energia 
hepática e/ou muscular, mas em contraste com esta característica positiva para o 
metabolismo energético, vários problemas estão associados à ingestão de etanol: 
sendo um depressor do sistema nervoso central, o etanol diminui a sua atividade, 
ou seja, facilita a ação do maior neurotransmissor depressor no cérebro (GABA) e 
inibe a ação do maior neurotransmissor excitatório do cérebro, o glutamato, então, 
atuando especificamente sobre estes receptores, o etanol abranda o 
funcionamento do sistema nervoso; além disso, o acetaldeído formado a partir do 
etanol é cerca de 30 vezes mais tóxico que o etanol e assim que é produzido, sai do 
fígado e viaja por todo o corpo causando lesões em diversos órgãos até voltar ao 
fígado e ser convertido em acetato; somando-se a isso, o excesso de NADH 
formado a partir do metabolismo do etanol inibe a gliconeogênese no fígado, pois 
esta via contém enzimas dependentes de NAD+; excesso de etanol no fígado e 
consequentemente da produção de acetilCoA leva a síntese de colesterol e de 
triglicerídeos (esta via será detalhada na próxima unidade), aumentando o índice 
de triglicerídeos e colesterol no sangue e gerando o chamado fígado gorduroso; 
além disso pode ocorrer hepatite e cirrose causadas pelo etanol; o consumo 
excessivo de álcool é a principal causa da pancreatite crônica, por fatores ainda 
desconhecidos, mas acredita-se que seja por lesões causadas pelo acetaldeído; o 
etanol também perturba a função renal por inibir o hormônio antidiurético (ADH): 
este hormônio atua no rim fazendo com que o mesmo diminua a produção de 
urina, através da retenção de água, daí a vontade excessiva de urinar dos 
alcoólatras, podendo levar a desidratação; o etanol pode, em parte, contribuir para 
a supressão da atividade reprodutora dos machos, por atrofia testicular, disfunção 
dos órgãos reprodutores acessórios, supressão da espermatogênese e infertilidade; 
pode também ter influência direta no crescimento e desenvolvimento da criança: a 
criança pode nascer com Síndrome Fetal Alcoólica (FAS). 
Bioquímica Básica 
 
 
117 
 
 
Figura 13: Destinos do piruvato em condição anaeróbica. Em A, células animais 
ou algumas bactérias submetidas à condições de pouca ou nenhuma oxigenação 
convertem piruvato em lactato. Em B, fungos nas mesmas condições citadas, 
convertem piruvato em etanol. A TPP (tiamina pirofosfato) e o Mg++ são 
respectivamente coenzima e cofator da enzima piruvato descarboxilase. Em ambos 
os casos, o NADH + H+ é convertido em NAD+ para ser usado na via glicolítica. Em C, 
a via de metabolização do etanol no fígado dos seres humanos. ADH: álcool 
desidrogenase, ALDH: aldeído desidrogenase. Fonte: Lehninger, Princípios de 
Bioquímica e www.bioquímicadoalcool.blogspot.com, acesso em 26/10/2014. 
 
 A glicólise pode ser regulada. Três enzimas são reguladas na glicólise: 
hexoquinase, fosfofrutoquinase e piruvato quinase. Estas enzimas são reguladas 
por modificação covalente ou efetores alostéricos de acordo com a necessidade da 
célula em manter a glicólise ativa. Por exemplo, uma célula com muita energia 
(muito ATP intracelular) costuma inibir a glicólise, regulando negativamente a 
atividade das três enzimas citadas, no entanto uma célula com pouca energia faz o 
Bioquímica Básica 
 
 
118 
processo inverso, ativando a glicólise. A hexoquinase é inibida pelo excesso do 
próprio produto da sua reação (glicose 6-fosfato), mas é ativada pela falta deste 
produto. Fosfofrutoquinase-1 pode ser inibida por excesso de ATP ou por pH 
intracelular baixo, mas é ativada por excesso de ADP ou de frutose 2,6-bifosfato. 
Esta última é produzida a partir de frutose 6-fosfato (um dos intermediários da 
glicólise) pela enzima fosfofrutoquinase 2, assim, quando se faz necessário a 
ativação da fosfofrutoquinase-1, a enzima fosfofrutoquinase 2 produz frutose 2,6-
bifosfato, que vai ativar a fosfofrutoquinase-1 para que esta converta frutose 6-
fosfato em frutose 1,6-bifosfato (explicado anteriormente) e assim prosseguir a 
glicólise. Piruvato quinase é inibida por excesso de ATP e ativada por excesso de 
frutose 1,6-bifosfato. A figura 14 mostra as diferenças de cinética enzimática 
quando a enzima fosfofrutoquinase-1 é positivamente ou negativamente regulada. 
 
 
Figura 14: Regulação da fosfofrutoquinase-1. Em condições de baixa 
quantidade de ATP (alto conteúdo de ADP) nas células, a enzima 
fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) éativada, mas quando o nível de ATP é alto, a enzima é 
inibida. Isto se reflete nas cinéticas, onde a curva mais “em pé” (linha preta) terá um 
pequeno Km assim a afinidade da enzima pelo seu substrato (frutose 6-fosfato) é 
alta, porém a curva mais “deitada” (linha vermelha) terá Km maior e então a enzima 
terá menor afinidade pelo substrato. Fonte: Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
Bioquímica Básica 
 
 
119 
 
Em condições aeróbicas, as moléculas de piruvato vão para a mitocôndria 
(figura 15). Como a mitocôndria tem duas membranas, proteínas de membrana 
específicas transportam o piruvato do citoplasma para o interior (matriz) da 
mitocôndria, como por exemplo, a proteína translocadora de piruvato na 
membrana mitocondrial interna, que transporta o piruvato que se encontra no 
espaço entre as duas membranas para a matriz. 
 
 
Figura 15: Diagrama da mitocôndria. A mitocôndria é subdividida em 
membranna externa, membrana interna e matriz. Entre as membranas encontra-se 
o espaço intermembrana. A matriz é também conhecida como o interior da 
mitocôndria. Na matriz encontram-se as várias enzimas incluindo as enzimas do 
ciclo de Krebs. A membrana interna contém cristas e nelas estão as proteínas da 
cadeia respiratória. Fonte: Lubert Stryer, Bioquímica. 
Assim que chega à matriz, o piruvato sofre ação de um complexo contendo 3 
enzimas chamado complexo da piruvato desidrogenase. Este complexo 
multienzimático depende de 5 coenzimas, dentre elas o NAD+ e a coenzima A. O 
piruvato na presença deste complexo enzimático é primeiramente descarboxilado 
(um processo irreversível de oxidação na qual o grupo carboxila é removido do 
Bioquímica Básica 
 
 
120 
piruvato) formando CO2 e um derivado hidroxietil. Em seguida esta molécula sofre 
desidrogenação, formando acetil e a coenzima A é incorporada ao acetil formando 
acetilcoenzima A. Por último, elétrons e prótons liberados nas reações são 
entregues ao NAD+ que é convertido em NADH + H+. A reação resumida se 
encontra na figura 16. 
O principal destino metabólico do acetilCoA produzido na mitocôndria das 
células musculares é a sua entrada no ciclo de Krebs para a produção de energia. 
Nos adipócitos, hepatócitos e glândulas mamárias de animais em lactação, além da 
produção de energia, o acetilCoA é bastante usado na síntese de ácidos graxos 
para a produção de triglicerídeos. Também no fígado o acetilCoA pode ser usado 
para a produção de colesterol e corpos cetônicos. Com exceção do ciclo de Krebs, 
todas as outras vias metabólicas citadas serão estudadas na próxima unidade. 
 
Figura 16: Produção de acetilcoenzima A. Em A, através de reações enzimáticas 
catalisadas pelo complexo da piruvato desidrogenase, o piruvato é convertido em 
acetilcoenzima A (acetilCoA) com produção de CO2 e NADH + H+. Em vermelho 
está evidenciada a origem do CO2 durante a reação. A coenzima A é também 
Bioquímica Básica 
 
 
121 
referida como CoA-SH por ter um grupamento sulfidrila ou tiol (SH) usado na 
reação de formação da acetilCoA. Em B, a estrutura detalhada da coenzima, 
mostrando em vermelho o ácido pantotênico, vitamina da dieta usada na 
formação da coenzima A. Fonte: Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
 
Para iniciar o ciclo do Krebs, o acetilCoA transfere o seu grupo acetil (contendo 
2 carbonos) para uma molécula de 4 carbonos, o oxaloacetato, formando citrato, 
um composto com 6 átomos de carbono. A partir do citrato, uma série de 8 reações 
regeneram o oxaloacetato com produção líquida de 1 ATP ou GTP, 3 NADH + 3 H+, 
1 FADH2 e 2 CO2. Esta via tem este nome em homenagem a Sir Hans Krebs que 
detalhou a via em 1937 (figura 17). 
A primeira etapa do ciclo de Krebs envolve a condensação do grupamento 
acetil do acetilCoA com o oxaloacetato para formar citrato e coenzima A livre, 
catalisada pela enzima citrato sintase. A segunda etapa envolve a isomerização do 
citrato em isocitrato, catalisada pela enzima aconitase. Na terceira etapa a enzima 
isocitrato desidrogenase dependente da coenzima NAD+ oxida e descarboxila o 
isocitrato formando α-cetoglutarato, com a formação de NADH + H+ e liberação de 
CO2. A quarta etapa envolve o complexo multienzimático α-cetoglutarato 
desidrogenase. A enzima, que é dependente de várias coenzimas, incluindo NAD+ 
e coenzima A, oxida e descarboxila o α-cetoglutarato, formando succinilCoA, NADH 
+ H+ e CO2. A quinta etapa envolve a hidrólise da sucinilCoA para formar succinato 
e coenzima A livre, catalisada pela enzima succinilCoA sintetase. A energia liberada 
na reação é conservada em uma molécula de ATP ou de GTP, esta última que, por 
intermédio da enzima nucleosídio difosfato quinase, é convertida em ATP. A sexta 
etapa catalisada pela enzima succinato desidrogenase dependente de FAD, oxida o 
succinato, formando fumarato e FADH2. Esta enzima é a única do ciclo de Krebs 
que não está na matriz da mitocôndria, mas sim na membrana interna da 
mitocôndria, atuando não somente no ciclo de Krebs, mas também na cadeia 
respiratória (será estudada mais à frente). Na sétima etapa, a enzima fumarase 
hidrata o fumarato, criando malato e na oitava etapa o malato é oxidado, 
regenerando o oxaloacetato. Esta reação é catalisada pela enzima malato 
desidrogenase dependente de NAD+, assim na reação se produz mais um NADH + 
H+. 
Bioquímica Básica 
 
 
122 
Para cada monossacarídeo são obtidas duas moléculas de piruvato. Os dois 
piruvatos, ao irem para a mitocôndria são convertidos em duas moléculas de 
acetilCoA, assim dois ciclos de Krebs ocorrem. Portanto, em dois ciclos de Krebs, 
obtem-se 2 ATP ou GTP, 6 NADH + 6 H+, 2 FADH2 e 4 CO2. 
É importante perceber que, na formação de acetilCoA e ao longo do ciclo de 
Krebs, ocorrem descarboxilação de moléculas e assim são produzidos CO2. São 
justamente estes CO2 produzidos durante as etapas metabólicas que o organismo 
expulsa durante a respiração, assim respiração celular e respiração fisiológica 
atuam simultaneamente. Outro ponto importante é que, a partir destas 
observações, diferente do que muitos pensam O2 não vira CO2 nas células. Ao 
longo desta unidade será explicado que o O2 vira H2O na mitocôndria das células. 
 
Figura 17: As reações do ciclo de Krebs. Nesta figura estão mostradas as 
estruturas moleculares e as enzimas envolvidas no processo. Na via são produzidos 
1 ATP ou GTP, 3 NADH + 3 H+, 1 FADH2 e 2 CO2. Fonte: 
www.bioquímicaufal.blogspot.com, acesso em 28/10/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
123 
 
Assim como a glicólise, o ciclo de Krebs pode ser regulado. A enzima citrato 
sintase é inibida por excesso de citrato, succinilCoA, NADH e ATP mas ativada 
quando a célula está com excesso de ADP. Isocitrato desidrogenase é inibida por 
excesso de NADH e ATP e ativada por excesso de ADP e NAD+. O complexo 
multienzimático α-cetoglutarato desidrogenase é inibido por excesso de NADH e 
succinilCoA e ativado por excesso de Ca++ intramitocondrial. 
A cadeia respiratória é a última etapa da via de produção de energia. Nesta 
etapa, os elétrons de todos os NADH e FADH2 produzidos nas duas etapas 
anteriores (glicólise e ciclo de Krebs) são transferidos, por meio de uma cadeia de 
transporte de elétrons, para o aceptor final de elétrons que é o O2. Grande parte da 
energia liberada no sistema é usada para o bombeamento de prótons da matriz 
(lado N) para o espaço entre as membranas da mitocôndria (lado P) que cria um 
gradiente eletroquímico. A volta dos prótons para a matriz libera energia para a 
síntese de ATP a partir de ADP + Pi (fenômeno chamado de fosforilação oxidativa). 
Os prótons também vão para o O2 e a combinação de oxigênio, elétrons e prótons 
produz água, caracterizando o consumode oxigênio (figura 18). Os 
transportadores de elétrons são complexos multienzimáticos conhecidos como 
complexo I (complexo da NADH desidrogenase ou NADH-coenzima Q 
oxidoredutase), complexo II (succinato desidrogenase ou succinato-coenzima Q 
oxidoredutase), complexo III (coenzima Q-citocromo C oxidoredutase ou citocromo 
bc1) e complexo IV (citocromo C oxidase). 
 
Bioquímica Básica 
 
 
124 
 
 
Figura 18: As reações da cadeia respiratória. Nesta figura estão mostradas os 
transportadores de elétrons na membrana mitocondrial interna, o gradiente 
eletroquímico criado pelo fluxo de prótons, a síntese de ATP e o consumo de 
oxigênio. Fonte: www.nutrisdoexercicio.wordpress.com, acesso em 29/10/2014. 
 
 As reações da cadeia respiratória se iniciam com a transferência do 
hidreto (2 elétrons e 1 próton) do NADH e também de 1 próton da matriz, para um 
lipídio transportador de elétrons chamado coenzima Q (CoQ). O complexo I catalisa 
esta reação. Neste complexo existem vários grupos prostéticos incluindo 7 centros 
ferro-enxofre (Fe-S). Os elétrons e prótons são transferidos primeiro para uma 
coenzima do complexo multienzimático chamada flavina mononucleotídeo (FMN), 
e em seguida, para os centros ferro-enxofre a fim de este chegar a CoQ que se 
transforma em CoQH2. Durante a transferência dos elétrons pelo complexo I, 
produz-se energia suficiente para o bombeamento de 4 prótons da matriz para o 
espaço intermembrana da mitocôndria. 
Os elétrons podem também ser liberados para a CoQ via complexo II. O 
complexo II contém a enzima succinato desidrogenase que também atua no ciclo 
de Krebs. Além disso, o complexo II contém FAD e dois complexos ferro enxofre. 
No ciclo de Krebs foi dito que a succinato desidrogenase converte succinato em 
fumarato, com produção de FADH2 à partir de FAD. Diferente do NADH + H+ que é 
Bioquímica Básica 
 
 
125 
liberado após as reações das desidrogenases, o FADH2 não deixa o complexo II, 
mas assim que é produzido, libera seus elétrons e prótons para os centros ferro-
enxofre a fim de este chegar a CoQ. Durante as reações no complexo II não há 
bombeamento de prótons, devido à quantidade de energia livre liberada na reação 
ser insuficiente. 
 O complexo III catalisa a transferência de elétrons da CoQH2 para uma 
proteína transportadora de elétrons chamada citocromo C. O complexo III é 
formado por várias proteínas incluindo citocromos b, um citocromo c1 e uma 
proteína ferro-enxofre. Os citocromos são proteínas contendo átomos de ferro que, 
sem receber elétrons, se apresentam como Fe+++, mas quando recebem um elétron 
se apresentam como Fe++. Para reoxidar a CoQH2 são necessários dois citocromos 
b, onde cada um aceita 1 elétron. Os elétrons são então passados para o citocromo 
c1 e em seguida para o citocromo C usando os átomos de ferro que assim estão 
sempre alternando entre os estados oxidado (Fe+++) e reduzido (Fe++). Nesta reação 
de oxidação a CoQ é então restaurada e 4 prótons são bombeados através da 
membrana mitocondrial interna para o espaço intermembrana (dois da matriz e 
dois da CoQH2). 
O complexo IV transfere 2 elétrons do citocromo C (oriundos do NADH ou do 
FADH2) para o O2 para formar água. O complexo IV contém um citocromo a, um 
citocromo a3 e dois centros de cobre (CuA e CuB). Durante o processo, cada elétron 
vai do citocromo C para o CuA e depois para o citocromo a. Em seguida o elétron 
vai para o citocromo a3 e depois para o CuB e finalmente para o O2 que se encontra 
ligado ao complexo IV. Desse modo, assim como no complexo III, as reações no 
complexo IV envolvem reduções e oxidações de átomos de ferro e cobre até os 
elétrons serem entregues ao O2. Para consumir o oxigênio na formação da água são 
necessários uma molécula de oxigênio, 4 elétrons (oriundos do NADH e/ou FADH2) 
e 4 prótons (que estão na matriz), como na fórmula abaixo: 
 
4e- + 4H+ + O2 = 2H2O, sendo a fórmula resumida: 2e- + 2H+ + ½ O2 = H2O 
 
 A fosforilação oxidativa é o processo no qual a energia liberada durante a 
transferência de elétrons pelos complexos multienzimáticos da membrana interna 
Bioquímica Básica 
 
 
126 
da mitocôndria é usada no bombeamento de prótons para a produção de ATP à 
partir de ADP e Pi. Para cada NADH oxidado à NAD+ iniciado no complexo I, são 
bombeados 10 prótons para o espaço intermembrana. Estes prótons voltam para a 
matriz através de uma enzima chamada ATP-sintase. A energia livre liberada pelo 
potencial eletroquímico no processo é usada na produção de ATP. A ATP-sintase 
tem duas subunidades a F0 e a F1. A F0 forma um canal para translocação dos 
prótons através da membrana interna da mitocôndria; a F1 contém os sítios de 
ligação para ADP e ATP e é onde ocorre a síntese do ATP. 
Para cada ATP produzido são necessários 4 prótons: 3 passando pela ATP 
sintase e 1 para carrear Pi para a matriz da mitocôndria. Este último transporte 
envolve a proteína fosfato-translocase que se localiza na membrana interna da 
mitocôndria entre o complexo IV e a ATP-sintase. Além disso, também na 
membrana interna da mitocôndria, entre o complexo IV e a ATP-sintase, existe uma 
proteína translocase ATP-ADP que transporta ao mesmo tempo um ATP produzido 
ao nível da ATP sintase no lado da matriz para o espaço intermembrana (que 
depois consegue sair da mitocôndria para ser usado no citoplasma da célula) e um 
ADP do espaço intermembrana para a matriz (para ser usado junto com Pi na 
produção de ATP). Desse modo, como 4 H+ são necessários para se ter a produção 
de 1 ATP, com os 10 H+ bombeados, são produzidos 2,5 ATP. Como são produzidos 
na glicólise, na formação de acetilCoA e no ciclo de Krebs um total de 10 NADH + 
10 H+, então são produzidos 25 ATP. Para cada FADH2 oxidado à FAD iniciado no 
complexo II, são bombeados 6 prótons para o espaço intermembrana, que vão 
propiciar a produção de 1,5 ATP. Como no ciclo de Krebs são produzidos dois 
FADH2, consegue-se 3 ATP. Então o somatório do número de moléculas de ATP 
produzidos na cadeia respiratória é de 28 ATP. Sendo assim, se compararmos o 
nível de energia armazenada na forma de ATP na ausência e na presença de 
oxigênio, temos 2 ATP no ambiente desoxigenado (oriundos da glicólise) contra 32 
ATP (2 ATP na glicólise, 1 ATP em cada um dos dois ciclos de Krebs e 28 ATP na 
cadeia respiratória), mostrando um aumento de 16 vezes no nível de ATP quando 
se tem oxigênio nas células. 
Os dois NADH produzidos no citoplasma durante a glicólise não podem 
atravessar as membranas da mitocôndria. Para estes NADH serem usados na cadeia 
respiratória existem dois sistemas na membrana mitocondrial interna: a lançadeira 
Bioquímica Básica 
 
 
127 
malato-aspartato (usada, por exemplo, nas células hepáticas, renais e cardíacas) e a 
lançadeira glicerol-fosfato (usada, por exemplo, nas células musculares 
esqueléticas e cerebrais) (figura 19). No sistema da lançadeira malato-aspartato, 
oxaloacetato da matriz mitocondrial se converte à aspartato pela ação da enzima 
glutamato-oxaloacetato transaminase mitocondrial e vai para o citoplasma pelo 
transportador aspartato-glutamato. Lá o aspartato é reconvertido em oxaloacetato 
pela ação da enzima glutamato-oxaloacetato transaminase citoplasmática e, 
através da enzima malato desidrogenase, é reduzido, sendo transformado em 
malato, com conversão de NADH + H+ em NAD+. Malato sai do citoplasma, entra na 
matriz da mitocôndria pelo transportador malato-α-cetoglutarato presente na 
membrana interna e, em seguida é reconvertido à oxaloacetato pela ação da 
enzima malato desidrogenase mitocôndrial, produzindo NADH que é usado na 
cadeia respiratória. No sistema da lançadeira glicerol-fosfato, umaenzima glicerol 
3-fosfato desidrogenase no citoplasma reduz dihidroxiacetona-fosfato à glicerol 3-
fosfato, com conversão de NADH + H+ em NAD+. O glicerol 3-fosfato penetra no 
espaço intermembrana e sob ação da enzima glicerol 3-fosfato desidrogenase 
mitocôndrial o glicerol 3-fosfato é re-convertido em dihidroxiacetona-fosfato, mas 
desta vez, como a enzima contém a coenzima FAD, ao invés de NADH, é formado 
FADH2 que é usado na cadeia respiratória. 
Sendo assim, se for usada a lançadeira malato-aspartato, a quantidade de ATP 
produzida na cadeia respiratória será de 28 ATP, mas se for usada a lançadeira 
glicerol-fosfato, como são trocados dois NADH por dois FADH2, dois ATP a menos 
são produzidos, então o saldo energético final (glicólise + ciclo de Krebs + cadeia 
respiratória) pode ser 30 ou 32 ATP dependendo da lançadeira usada para 
aproveitar os equivalentes de redução dos 2 NADH produzidos durante a glicólise. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
128 
 
 
 
Figura 19: Lançadeiras para o transporte de equivalentes de redução do 
citoplasma para a cadeia respiratória mitocondrial. Em A, a lançadeira malato-
aspartato e em B, a lançadeira glicerol-fosfato. Fontes: www.dc583.4shared.com e 
slideplayer.com.br, acessos em 29/10/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
129 
 
A maioria dos mamíferos recém-nascidos, incluindo o homem, depende da 
atividade de um tipo especial de tecido: o tecido adiposo marrom. Neste tecido, as 
células apresentam mitocôndrias contendo na membrana interna uma proteína 
chamada termogenina. Esta proteína na forma ativa proporciona uma via 
alternativa para a passagem de prótons do espaço intermembrana para a matriz 
sem passar pela ATP-sintase. Deste modo, a maior parte da energia da 
transferência de elétrons e fluxo de prótons não é usada na síntese de ATP, mas na 
produção de calor para manter os recém-nascidos quentinhos. A ativação da 
termogenina depende do hormônio norepinefrina que estimula a quebra de 
triglicerídeos no tecido adiposo, liberando ácidos graxos (estes que ativam a 
termogenina). A oxidação dos ácidos graxos (será estudada na próxima unidade) 
leva a produção de NADH e FADH2 para a cadeia respiratória e consequentemente 
para a produção de ATP, mas também para a produção de calor. Animais que 
hibernam também dependem da termogenina nas mitocôndrias das células do 
tecido marrom para gerar calor durante a hibernação. 
 
Glicogênese 
 
Como anteriormente descrito ao longo desta unidade, o glicogênio é um 
polissacarídeo contendo milhares de moléculas de glicose, sendo a maioria das 
moléculas unidas por ligações glicosídicas C1-C4 e algumas unidas por ligações 
glicosídicas C1-C6 (pontos de ramificação). O glicogênio é geralmente formado 
após as refeições: quando a dieta contém mais glicose que o necessário para as 
necessidades energéticas do organismo, glicogênio é produzido e serve como um 
reservatório de glicose. A glicogênese (síntese de glicogênio) ocorre em todas as 
células do corpo, mas as células que mais produzem glicogênio são as hepáticas e 
as musculares esqueléticas. A síntese de glicogênio inicia da mesma maneira que a 
via glicolítica: a glicose é convertida em glicose 6-fosfato por ação da enzima 
hexoquinase (no músculo e outros tecidos extra-hepáticos) ou glicoquinase (uma 
forma da hexoquinase) no fígado. O fígado contém tanto hexoquinase quanto 
glicoquinase. Enquanto a hexoquinase possui Km baixo para a glicose 
Bioquímica Básica 
 
 
130 
(aproximadamente 0,15 mM), a glicoquinase apresenta Km aproximado de 10 mM 
(muito maior). Desse modo a afinidade da glicoquinase pela glicose é muito menor 
e assim para ativar a glicoquinase é necessária uma alta quantidade de glicose nas 
células hepáticas. Além disso, diferente da hexoquinase que é inibida por excesso 
de glicose 6-fosfato, a glicoquinase não é inibida por excesso desta molécula, mas 
sim por frutose 6-fosfato, assim, quando a concentração de glicose sanguínea é 
muito alta (após uma refeição), as células hepáticas captam muita dessa glicose, 
independente da quantidade de glicose 6-fosfato intracelular, tornando possível 
armazenar muita glicose na forma de glicogênio. 
Se a célula precisa de energia, a glicose 6-fosfato segue na via glicolítica se 
convertendo em frutose 6-fosfato pela ação da enzima fosfoglicose isomerase 
(figura 9). No entanto, se o nível de ATP intracelular está alto, a molécula de glicose 
6-fosfato sofre ação da enzima fosfoglicomutase se convertendo em glicose 1-
fosfato. Em seguida, por ação da enzima UDP-glicose pirofosforilase (glicose 1-
fosfato uridiltransferase), a molécula de glicose 1-fosfato perde o seu fosfato, 
recebe uma molécula de UTP (uridina trifosfato) no carbono 1 e com a saída de 
mais um fosfato, se converte em UDP-glicose (uma “glicose ativada” à partir do 
qual glicogênio pode ser sintetizado). Os dois fosfatos saem juntos (na forma de 
pirofosfato), porém uma enzima, a pirofosfatase inorgânica, hidrolisa a molécula, 
separando os dois fosfatos, estes que podem ser usados posteriormente em outras 
reações químicas (figura 20). 
Bioquímica Básica 
 
 
131 
 
 
Figura 20: Produção de UDP-glicose. A reação, cartalisada pela UDP-glicose 
pirofosforilase envolve a união da glicose 1-fosfato e do UTP com saída de dois 
fosfatos inorgânicos e produção da forma ativada da glicose, a UDP-glicose. Fonte: 
Walter Motta, Bioquímica. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
132 
A enzima capaz de criar ligações glicosídicas C1-C4 entre as moléculas de 
glicose para a formação do glicogênio é a glicogênio sintase. No entanto a 
glicogênio síntese não consegue iniciar a cadeia de moléculas de glicose 
adicionando a primeira molécula, mas necessita de uma sequência de moléculas 
de glicose previamente montada. A enzima glicogenina faz este passo inicial: 
primeiro, a enzima, através de uma atividade glicosil transferase, liga o carbono 1 
de uma molécula de UDP-glicose a um aminoácido tirosina pertencente a própria 
enzima (como a UDP está no carbono 1 da glicose, a ligação da glicose à 
glicogenina promove a saída do UDP); a enzima glicogênio sintase se liga em 
seguida à glicogenina. Depois, mais seis moléculas de glicose são incorporadas por 
ligações glicosídicas C1-C4 até atingir sete moléculas de glicose, onde novamente 
cada ligação entre as moléculas de glicose promove a saída do UDP. A partir daí a 
glicogênio sintase se dissocia da glicogenina e assume a função catalítica na 
síntese do glicogênio, transferindo seqüencialmente moléculas de UDP-glicose 
para o carbono 4 de uma cadeia de glicogênio em crescimento, com saída das 
moléculas de UDP (figura 21). Cada UDP é reconvertida em UTP a partir da 
transferência de um fosfato do ATP para o UDP, catalisada pela enzima nucleosídeo 
difosfato quinase. Assim, para cada molécula de glicose usada na formação do 
glicogênio, são gastos duas moléculas de ATP (um ATP na conversão de glicose em 
glicose 6-fosfato e um ATP na formação do UTP). 
Como visto no inicio da unidade, o glicogênio contém, além das ligações 
glicosídicas C1-C4, também algumas ligações glicosídicas C1-C6 (figura 6). A 
glicogênio sintase não pode fazer ligações glicosídicas C1-C6, então, outra enzima, 
a enzima de ramificação, através de uma atividade glicosil transferase, transfere um 
fragmento terminal de sete moléculas de glicose, removido de uma sequência de 
pelo menos 11 moléculas de glicose unidas por ligações glicosídicas C1-C4, para a 
hidroxila do carbono 6 de uma glicose pertencente a esta mesma cadeia ou a uma 
outra cadeia de moléculas de glicose, criando ligações glicosídicas C1-C6 (ponto de 
ramificação). Isto aumenta a quantidade de extremidadesnão redutoras (C4 livre) 
para a ação da enzima glicogênio sintase. A montagem final do glicogênio 
depende então da ação catalítica sequencial do glicogênio sintase, criando 
ligações glicosídicas C1-C4 e da enzima de ramificação, criando ligações 
glicosídicas C1-C6. A glicogenina se mantém presa ao glicogênio pela ligação 
covalente a primeira glicose da cadeia de glicogênio (figura 21). 
Bioquímica Básica 
 
 
133 
 
 
Figura 21: Síntese de glicogênio. Em A, alongamento de uma cadeia de glicogênio pela 
glicogênio sintase. A UDP-glicose é transferida para o carbono 4 de uma cadeia de glicogênio 
em crescimento, com saída da molécula de UDP. Em B, a enzima de ramificação do glicogênio 
criando uma ligação glicosídica C1-C6 (ponto de ramificação) durante a síntese do glicogênio. 
Em C, síntese de glicogênio iniciada pela atividade catalítica da glicogenina e em seguida 
pelas enzimas glicogênio sintase e enzima de ramificação. 
Bioquímica Básica 
 
 
134 
 
Glicogenólise 
 
Em um músculo com atividade intensa ou mesmo em repouso, o glicogênio é 
rapidamente degradado, no entanto o glicogênio hepático é degradado 
lentamente para manter a glicemia sanguínea e nutrir órgãos que estejam 
precisando de glicose, prinicipalmente durante um jejum prolongado ao longo do 
dia como durante o sono. A glicogenólise (degradação do glicogênio) ocorre nas 
células por ação das enzimas glicogênio fosforilase, enzima de desramificação e 
fosfoglicomutase. 
A glicogênio fosforilase quebra ligações glicosídicas C1-C4 das moléculas de 
glicose, adicionando um grupamento fosfato no carbono 1 da glicose terminal 
(extremidade não redutora) do glicogênio, liberando glicose 1-fosfato (figura 22). A 
glicogênio fosforilase vai adicionando fosfato em moléculas de glicose presentes 
em uma extremidade não redutora até que a cadeia atinja 4 moléculas de glicose, 
ou seja, esteja à 4 monossacarídeos do ponto de ramificação (ligação glicosídica 
C1-C6). Então, entra em ação a enzima de desramificação do glicogênio. As 
moléculas de glicose próximas do ponto de ramificação são removidas da seguinte 
maneira: a atividade transferase da enzima transfere um bloco de 3 moléculas de 
glicose para uma ponta não redutora próxima, prendendo estas moléculas por 
ligações glicosídicas C1-C4. Esta cadeia, assim como todas as outras cadeias de 
glicose do glicogênio serão substratos para a enzima glicogênio fosforilase. Em 
seguida a única glicose ligada por ligação glicosídica C1-C6 é liberada como glicose 
pela ação glicosidase da enzima. Deste modo muitas moléculas de glicose são 
liberadas do glicogênio como glicose 1-fosfato e algumas são liberadas como 
glicose (figura 22). As moléculas de glicose 1-fosfato são convertidas em glicose 6-
fosfato pela ação da enzima fosfoglicomutase e assim estas moléculas de glicose 6-
fosfato, bem como as moléculas de glicose que também foram liberadas do 
glicogênio podem ser usadas na via glicolítica. 
Bioquímica Básica 
 
 
135 
 
No músculo, as moléculas de glicose e de glicose 6-fosfato liberados após 
degradação do glicogênio seguem exclusivamente a via glicolítica, ou seja, estas 
moléculas sempre serão usadas para a via de produção de energia. No fígado existe 
uma enzima chamada glicose 6-fosfatase que remove o fosfato do carbono 6 da 
glicose, permitindo que a mesma saia da célula e vá para a corrente sanguínea para 
nutrir outros órgãos. Em outras palavras, o fígado é um regulador da glicemia 
sanguínea e um doador de glicose para células que estão precisando de açúcares. 
As vias de síntese e degradação do glicogênio são reguladas ao nível das 
enzimas glicogênio sintase e glicogênio fosforilase. Estas duas enzimas podem 
estar nas formas a (ativa) e b (inativa ou pouco ativa). Estas enzimas podem ser 
inibidas alostéricamente (uma molécula se liga ao sítio regulatório da enzima) ou 
por modificação covalente através da fosforilação e desfosforilação. 
No controle alostérico, excesso de ATP e glicose 6-fosfato inibe a glicogênio 
fosforilase (forma b) e assim inibe a degradação do glicogênio, mas ativa a 
glicogênio sintase (forma a), assim estimulando a síntese de glicogênio. Já pouco 
ATP e glicose 6-fosfato ativa a glicogênio fosforilase (forma a) e inibe a glicogênio 
sintase (forma b). No controle por fosforilação e desfosforilação, a enzima 
fosforilase-quinase usa o ATP para fosforilar e inativar momentaneamente a enzima 
glicogênio sintase (forma b). Esta pode ser reconvertida a forma a (ativa) pela ação 
da enzima fosfoproteína-fosfatase 1. Desse modo, a enzima glicogênio sintase é 
inativada quando fosforilada, mas está ativa quando não possui fosfato. Na 
regulação da glicogênio fosforilase, a enzima fosforilase-quinase, através do ATP, 
fosforila e ativa a enzima glicogênio fosforilase (forma a) enquanto a enzima 
fosfoproteína-fosfatase 1 remove o fosfato e inativa momentaneamente a enzima 
(forma b). 
Bioquímica Básica 
 
 
136 
 
Bioquímica Básica 
 
 
137 
 
 
 
Figura 22: Degradação do glicogênio. Em A, a remoção sequencial de 
moléculas de glicose unidas por ligações glicosídicas C1-C4 é catalisada pela 
enzima glicogênio fosforilase. Quatro moléculas de glicose restantes em uma 
cadeia são alvo da enzima de desramificação, onde a atividade transferase da 
enzima remove as três últimas moléculas de glicose em bloco para uma cadeia 
próxima e a glicose que restou é removida do glicogênio pela atividade glicosidase 
da enzima. Em B, a reação detalhada catalisada pela enzima glicogênio fosforilase. 
Fontes: Lehninger, Princípios de Bioquímica e Walter Motta, Bioquímica. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
138 
 
Gliconeogênese 
 
A gliconeogênese (produção de novas moléculas de glicose) ocorre no fígado 
a partir de fontes não glicídicas, como lactato, alanina, oxaloacetato e glicerol. 
Quando os níveis de glicose sanguínea e glicogênio hepático e muscular estão 
muito baixos, a gliconeogênese é uma alternativa para aumentar a glicemia tanto 
sanguínea quanto dos órgãos. 
Lactato é obtido geralmente de hemácias (que não possuem mitocôndrias e, 
portanto produzem intensamente lactato) e de células musculares em intensa 
atividade. O lactato migra das células para o sangue e em seguida para o fígado, 
onde através da enzima lactato desidrogenase, é convertido em piruvato para 
seguir na gliconeogênese. A alanina é obtida da degradação de proteínas 
musculares durante períodos de jejum prolongado. Ao chegar ao fígado a alanina 
perde o grupamento amina e é convertida em piruvato para a gliconeogênese. O 
oxaloacetato (um intermediário do ciclo de Krebs) é obtido do próprio fígado. Ao 
invés de ser usado pela enzima citrato sintase para a formação de citrato, a 
molécula é desviada para a formação de glicose na gliconeogênese. O glicerol é 
obtido após digestão enzimática dos triglicerídeos no tecido adiposo. No fígado o 
glicerol é fosforilado e convertido em glicerol 3-fosfato pela ação da enzima 
glicerol quinase. O glicerol 3-fosfato é em seguida convertido em dihidroxiacetona 
fosfato pela ação da enzima glicerol 3-fosfato desidrogenase para seguir na 
gliconeogênese (figura 23). 
Após piruvato ter sido produzido à partir de lactato e alanina na mitocôndria 
das células hepáticas, este se transforma em oxaloacetato, porém o restante da via 
de produção de glicose ocorre no citoplasma. Como a membrana interna da 
mitocôndria é impermeável ao oxaloacetato, este é convertido em malato pela 
ação da enzima malato desidrogenase mitocôndrial, com conversão de NADH + H+ 
em NAD+. Após o malato atravessar as membranas mitocondriais, ocorre reação 
inversa por ação de uma enzima malato desidrogenasecitoplasmática, para 
regenerar o oxaloacetato e NADH + H+ e assim dar continuidade a gliconeogênese. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
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A gliconeogênese parece ser o reverso da glicólise pelo fato da maioria dos 
intermediários e das enzimas das duas vias serem as mesmas, uma vez que 7 
passos da via glicolítica são reversíveis ou seja as mesmas enzimas que catalisam as 
reações no sentido da conversão de glicose em piruvato, catalisam as reações no 
sentido da conversão de piruvato em glicose. No entanto, na glicólise as reações 
catalisadas pelas enzimas hexoquinase, fosfofrutoquinase 1 e piruvato quinase são 
irreversíveis. Para contornar isto, quatro enzimas, exclusivas da gliconeogênese são 
requeridas: a piruvato carboxilase, a fosfoenolpiruvato carboxiquinase, a frutose 
1,6-bifosfatase e a glicose 6-fosfatase. Para produzir glicose são necessários o 
consumo de 2, 4 ou 6 ATP, dependendo da molécula usada para iniciar a 
gliconeogênese (figura 23). 
Bioquímica Básica 
 
 
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Bioquímica Básica 
 
 
141 
Figura 22: As reações da gliconeogênese. Apesar de parecer ser o inverso da 
glicólise, a gliconeogênese tem suas particularidades como a etapa na qual 
piruvato é convertido a oxaloacetato (um intermediário do ciclo de Krebs) antes de 
se converter em fosfoenolpiruvato. Além disso, quatro enzimas são exclusivas da 
gliconeogênese: a piruvato carboxilase, a fosfoenolpiruvato carboxiquinase, a 
frutose 1,6-bifosfatase e a glicose 6-fosfatase. Fonte: Walter Motta, Bioquímica. 
 
Via das pentoses-fosfato 
 
Além da produção de energia e da síntese de glicogênio, a glicose pode servir 
para a via de síntese das pentoses fosfato. Esta via, também conhecida como a via 
do fosfogliconato produz NADPH e ribose 5-fosfato. Praticamente todas as células 
podem fazer a via das pentoses-fosfato, mas a via é muito mais ativa em tecidos 
que sintetizam constantemente ácidos graxos e esteróides, como o fígado e o 
tecido adiposo, pois o NADPH é essencial na síntese destes lipídios (estas reações 
metabólicas serão vistas na próxima unidade), sendo pouco ativa, por exemplo, no 
músculo esquelético e no cérebro, uma vez que estas células sintetizam poucos 
lipídios (geralmente fosfolipídios para as membranas). Já a ribose 5-fosfato é 
empregada na síntese de D-ribose, monossacarídeo constituinte do ATP, do NAD+, 
do NADP+, do FADH2, da coenzima A e dos nucleotídeos que compõem o ácido 
ribonucléico (RNA). 
A primeira etapa da via é semelhante à glicólise e a glicogênese e envolve a 
conversão da glicose em glicose 6-fosfato catalisada pela enzima hexoquinase, 
com gasto de 1 ATP. Em seguida a enzima glicose 6-fosfato desidrogenase 
dependente de NADP+, converte glicose 6-fosfato em 6-fosfogliconolactona, com 
produção de NADPH + H+. Esta é convertida em 6-fosfogliconato por ação da 
enzima 6-fosfoglicono lactonase. Em seguida o 6-fosfogliconato é desidrogenado e 
descarboxilado pela enzima 6-fosfogliconato desidrogenase dependente de 
NADP+, gerando D-ribulose 5-fosfato, NADPH + H+ e CO2 e finalmente a enzima 
fosfopentose isomerase converte a D-ribulose 5-fosfato em ribose 5-fosfato (figura 
23). 
Bioquímica Básica 
 
 
142 
O NADPH também tem papel importante na proteção das células contra danos 
causados por agentes oxidativos, como água oxigenada e superóxidos, 
principalmente em hemácias, que são células muito sujeitas ao dano oxidativo 
(oxidação de ácidos nucléicos e de proteínas, peroxidação lipídica, dentre outros 
efeitos lesivos causando destruição celular). Por isso, pessoas que não produzem a 
enzima glicose 6-fosfato desidrogenase, não são capazes de fazer a via das 
pentoses-fosfato, levando a diminuição da produção de NADPH (não cessa a 
produção de NADPH pelo fato desta molécula poder ser criada em outras vias 
metabólicas) e aumento do dano oxidativo. Uma das moléculas importantes na 
proteção contra oxidação celular, a enzima glutationa peroxidase, usa a glutationa 
reduzida (GSH) para converter água oxigenada em água, diminuindo o efeito lesivo 
celular, mas durante o processo, a glutationa fica oxidada (GS-SG). Esta forma da 
glutationa depende do NADPH para voltar a forma reduzida e assim iniciar 
novamente o ciclo de proteção celular. Desse modo, nas células que dependem 
muito de NADPH não somente para a síntese acentuada de lipídios, mas também 
para proteção contra danos oxidativos, é comum boa parte da D-ribose 5-fosfato 
ser novamente convertida em glicose 6-fosfato (a via não será detalhada) para que 
a via das pentoses-fosfato ocorra novamente, com mais produção de NADPH. 
Bioquímica Básica 
 
 
143 
 
Bioquímica Básica 
 
 
144 
Figura 23: As reações da via das pentoses-fosfato. Nesta via, através de cinco 
reações enzimáticas (a conversão de glicose em glicose 6-fosfato catalisada pela 
enzima hexoquinase não está mostrada na figura) a glicose é convertida em D-
ribose 5-fosfato, com produção de duas moléculas de NADPH + H+. Fonte: 
Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
 
Leitura complementar 
DEVLIN, T. Manual de bioquímica com correlações clínicas. Edgard 
Blucher, 2007. 
HARPER, H. A. Bioquímica. Atheneu, 2002. 
LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. Worth publishers, 2006. 
STRYER, L. Bioquímica. Guanabara Koogan, 2004. 
VOET, D., VOET, J.G., PRATT, C.W. Fundamentos de Bioquímica. Artmed, 2002. 
 
 
É HORA DE SE AVALIAR 
Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão 
ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de 
ensino-aprendizagem. 
Bioquímica Básica 
 
 
145 
 
Exercícios – Unidade 3 
 
1. As reações oxidativas da via das pentoses fosfato, a partir de glicose 6-
fosfato conduzem a formação de: 
a) Frutose 6-fosfato 
b) Galactose 1-fosfato 
c) Glicose 1-fosfato 
d) Maltose 5-fosfato 
e) Ribose 5-fosfato 
 
2. No gráfico a seguir observa-se a produção de CO2 e de lactato no músculo 
de um atleta em atividade física. 
 
 
Sobre a variação da produção de CO2 e lactato em A e B, analise as seguintes 
afirmativas: 
I. A partir de T1 o suprimento de O2 no músculo é insuficiente para o músculo 
realizar respiração aeróbica. 
II. O CO2 produzido em A, é um dos produtos da respiração aeróbica, durante o 
processo de produção de ATP pelas células musculares. 
Bioquímica Básica 
 
 
146 
III. Em A as células musculares estão realizando respiração aeróbica e em B um 
tipo de fermentação. 
IV. A partir de T1 a produção de ATP pelas células musculares deverá 
aumentar. 
 
Das afirmativas acima, são corretas: 
a) Apenas I e II 
b) Apenas III e IV 
c) Apenas I, II e III 
d) Apenas I, II e IV 
e) Apenas II, III e IV 
 
 
3. Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações referentes à respiração 
celular. 
( ) O metabolismo energético de carboidratos é constituído por três rotas: a 
glicólise, o ciclo de Krebs e a via das pentoses-fosfato. 
( ) Durante o bombeamento de prótons ao longo da cadeia respiratória, há 
liberação de elétrons que vão sendo captados por transportadores como a 
coenzima Q e os citocromos. 
( ) No ciclo de Krebs, ocorre uma maior produção de ATP do que durante a 
fase de glicólise. 
( ) Nos eucariontes, a fase de glicólise ocorre no interior das mitocôndrias e na 
ausência de oxigênio. 
Bioquímica Básica 
 
 
147 
 
A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é: 
a) F - F - F - V 
b) F - V - F - F 
c) V - V - V - F 
d) V - F - V - V 
e) F- V - V - F 
 
4. O cianeto atua inibindo o complexo IV da cadeia respiratória.Quanto ao que 
pode acontecer com a célula, em consequência desta inibição, é CORRETO afirmar 
que: 
a) Não há interrupção na cadeia transportadora de elétrons e a produção de 
ATP não é alterada 
b) Toda a cadeia respiratória se interrompe, inclusive a produção de ATP e o 
consumo de oxigênio. 
c) Não há interrupção na cadeia transportadora de elétrons e sim um aumento 
compensatório na produção de ATP 
d) A célula torna-se dependente da fermentação cujo rendimento energético é 
superior ao da respiração aeróbica 
e) Não há interrupção da cadeia respiratória, somente a produção de ATP é 
alterada 
Bioquímica Básica 
 
 
148 
 
5. Os carboidratos, também conhecidos como glicídios ou açúcares, são as 
macromoléculas mais abundantes na natureza. As seguintes afirmativas se referem 
a alguns destes carboidratos. 
I. Os mais simples, chamados de monossacarídeos, podem ter de 3 a 7 átomos 
de carbono, e os mais conhecidos, glicose, frutose e galactose, têm 6. 
II. O amido e a celulose são polissacarídeos formados pelo mesmo número de 
moléculas de glicose, que se diferenciam pela presença de ramificações na 
estrutura do amido. 
III. A quitina é um importante polissacarídeo que constitui o exoesqueleto de 
fungos e artrópodes. 
IV. A glicose é armazenada nos mamíferos sob a forma de glicogênio. 
 
As seguintes afirmativas estão corretas: 
a) I, II e IV 
b) II e III 
c) I, III e IV 
d) II e IV 
e) III e IV 
Bioquímica Básica 
 
 
149 
 
6. O esquema a seguir resume as etapas de síntese e degradação do 
glicogênio no fígado, órgão responsável pela regulação da glicemia sanguínea. As 
enzimas representadas pelos números são: (1) Glicoquinase (2) Glicose 6-fosfatase 
(3) Fosfoglicomutase (4) UDP glicose pirofosforilase (5) Glicogênio sintase (6) 
Glicogênio fosforilase 
 
 
 
Um paciente portador de um defeito genético apresenta hipoglicemia nos 
intervalos entre as refeições, embora a taxa de glicogênio hepático permaneça 
elevada. No paciente, as enzimas que provavelmente estão apresentando atividade 
deficiente são: 
 
a) Glicoquinase e fosfoglicomutase 
b) Fosfoglicomutase e glicogênio sintase 
c) Glicose 6-fosfatase e UDP glicose pirofosforilase 
d) Glicogênio fosforilase e glicose 6-fosfatase 
e) Glicoquinase e glicogênio sintase 
Bioquímica Básica 
 
 
150 
 
7. O beribéri é uma doença nutricional causada pela falta de vitamina 
B1 (tiamina) no organismo, resulta em fraqueza muscular, problemas gastro-
intestinais e dificuldades respiratórias. A tiamina na forma de tiamina pirofosfato 
(TPP) é importante para a produção de acetilcoenzima A na mitocôndria das 
células. Pessoas com beribéri apresentam constantemente níveis elevados de: 
a) Piruvato e oxaloacetato 
b) Lactato e citrato 
c) Succinil CoA e etanol 
d) Isocitrato e malato 
e) Succinato e fumarato 
 
8. O destino das moléculas de celulose presente em alguns alimentos de 
origem vegetal ingerida por uma pessoa é: 
a) Entrar nas células e ser oxidada nas mitocôndrias, liberando energia para o 
organismo 
b) Ser metabolizada extracelularmente tanto no tubo digestivo quanto no 
sangue 
c) Entrar nas células e ser utilizada para a síntese de proteínas 
d) Ser eliminada pelas fezes, sem sofrer alteração no tubo digestivo 
e) Servir de matéria-prima para a síntese de glicogênio 
Bioquímica Básica 
 
 
151 
 
9. Os esquemas representam três rotas metabólicas possíveis, pelas quais a 
glicose é utilizada como fonte de energia. 
 
 
a) Quais rotas ocorrem em ambiente totalmente anaeróbico? 
 
b) Qual rota é inexistente na espécie humana? 
 
c) Qual é o saldo energético obtido na rota C? 
 
Bioquímica Básica 
 
 
152 
10. Células de um maratonista foram extraídas e cultivadas em dois tubos de 
ensaio à 37oC (tubo A e tubo B) contendo glicose como fonte de energia. Após 24 
horas foram avaliados o consumo de glicose e a formação de ATP em cada tubo 
obtendo-se os seguintes resultados: 
 
Para cada célula 
observada nos tubos
Consumo de Glicose
(Moléculas de glicose 
consumidas) 
Formação de ATP
(Moleculas de ATP 
formadas) 
Tubo A 1 32
Tubo B 16 32
 
A análise de cada tubo também mostrou que no tubo B acumulava-se lactato 
enquanto que no tubo A, observa-se o acúmulo imediato de bolhas. 
a) Explique bioquimicamente o acúmulo de lactato no tubo B e as bolhas do 
tubo A. 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 
b) Porque o consumo de glicose é maior no meio B embora a quantidade de 
ATP produzida seja a mesma? 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
Bioquímica Básica 
 
 
153 
4 Lipídios e metabolismo 
Bioquímica Básica 
 
 
154 
Nesta unidade, vamos entender a cerca das características gerais dos lipídios, suas 
estruturas químicas, suas funções e localizações celulares. 
 
Objetivos da Unidade 
Conhecer as estruturas dos principais lipídios. 
Diferenciar os lipídios citoplasmáticos dos lipídios de membrana celular. 
Estudar a digestão, absorção e transporte de lipídios. 
Caracterizar a obtenção de energia com lipídios. 
Descrever a síntese de ácidos graxos, triglicerídeos e lipídios de membrana. 
 
Plano da Unidade 
Ácidos graxos e triglicerídeos 
Lipídios de membrana celular 
Eicosanóides 
Vitaminas lipossolúveis 
Digestão, absorção e transporte de lipídios 
Oxidação de ácidos graxos e obtenção de energia 
Corpos cetônicos 
Síntese de ácidos graxos e de triglicerídeos 
Degradação de triglicerídeos 
Síntese de lipídios de membrana 
 
 
Bons estudos! 
 
Bioquímica Básica 
 
 
155 
Os lipídios são moléculas com uma característica comum: são moléculas 
hidrofóbicas, isto é, insolúveis em água, porém solúveis nos chamados solventes 
orgânicos (benzeno, éter, tolueno, hexano, clorofórmio etc). São moléculas 
apolares ou anfipáticas com várias funções celulares incluindo armazenamento de 
energia, estrutural na formação das membranas celulares, mensageiros 
intracelulares, transportadores de elétrons, pigmentos absorvedores de luz, 
emulsionantes, coenzimas e hormônios. 
 
Ácidos graxos e triglicerídeos 
 
A maioria dos lipídios contém ou é originado de ácidos graxos. Os ácidos 
graxos são moléculas contendo um ácido carboxílico e uma cadeia de carbonos e 
hidrogênios (hidrocarboneto) que pode variar de 3 à 36 carbonos. Na dieta dos 
seres humanos, os ácidos graxos costumam conter de 4 à 24 carbonos. Geralmente 
os ácidos graxos de cadeia curta são os contendo até 5 carbonos, os de cadeia 
média, de 6 à 11 carbonos, os de cadeia longa, de 12 à 18 carbonos e os de cadeia 
muito longa, acima de 18 carbonos. Os ácidos graxos são exemplos de moléculas 
anfipáticas, pois contém uma região capaz de interagir com a água (o ácido 
carboxílico) e outra região incapaz de interagir com a água (o hidrocarboneto). Os 
ácidos graxos podem ser saturados, quando a cadeia de carbonos contém somente 
ligações simples, ou insaturados, quando contém ligações duplas entre carbonos 
(figura 1), sendo monoinsaturados os ácidos graxos com uma única ligação dupla 
ao longo da cadeia de carbonos e poliinsaturados os ácidos graxoscom duas ou 
mais ligações duplas. 
Bioquímica Básica 
 
 
156 
 
Figura 1: Estrutura geral dos ácidos graxos. Os ácidos graxos possuem um 
ácido carboxílico e uma cadeia de carbonos e hidrogênios. O ácido graxo saturado 
tem uma cadeia de carbonos contendo somente ligações simples. Já o ácido graxo 
insaturado tem pelo menos uma ligação dupla (monoinsaturado) ou mais de uma 
ligação dupla (poliinsaturado) entre carbonos. Em A, representação mais comum 
dos ácidos graxos, mostrando carbonos, hidrogênios e as ligações químicas 
simples e duplas. Em B, representação dos ácidos graxos em ziguezague, onde 
cada ponta do ziguezague representa um carbono e o duplo traço representa a 
ligação dupla. Se nos carbonos que contém a ligação dupla os hidrogênios 
estiverem para o mesmo lado, como na figura A, a configuração é chamada cis, mas 
se os hidrogênios estiverem opostos um em relação ao outro a configuração é 
trans. Á título de observação, enquanto o ácido graxo saturado na figura A tem 8 
carbonos, o ácido graxo saturado na figura B tem 10 carbonos. Fontes: 
www.brasilescola.com e www.wikimonsa.wikispaces.com, acessos em 07/11/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
157 
 
Para designar um ácido graxo, usa-se o número que corresponde ao tamanho 
do ácido graxo e números que correspondem à quantidade e a localização das 
ligações duplas na molécula. Um ácido graxo de dezoito carbonos saturado é 
designado 18:0, mas um ácido graxo de dezoito carbonos monoinsaturado, sendo 
esta insaturação no carbono nove, é designado 18:1Δ9. Se um ácido graxo de 
dezoito carbonos for poliinsaturado com ligações duplas nos carbonos nove, doze 
e quinze, então a designação será 18:3Δ9,12,15. A tabela 1 mostra alguns ácidos 
graxos e suas designações. 
 
Tabela 1: Ácidos graxos de ocorrência natural 
*Designação Estrutura Nome comum
4:0 CH3(CH2)2COOH Ácido
butírico 
12:0 CH3(CH2)10COOH Ácido
láurico 
14:0 CH3(CH2)12COOH Ácido mirístico
16:0 CH3(CH2)14COOH Ácido palmítico
16:1Δ9 CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH Ácido palmitoleico
18:0 CH3(CH2)16COOH Ácido esteárico
18:1Δ9 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH Ácido 
oleico 
18:1Δ9,12 CH3(CH2)4CH=CH(CH2)CH=CH(CH2)7C
OOH 
Ácido linoleico
18:1Δ9,12,15 CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(
CH2)7COOH 
Ácido α-linolênico
20:0 CH3(CH2)18COOH Ácido eicosanóico
20:4Δ5,8,11,14 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=C
HCH2CH=CH(CH2)3COOH 
Ácido araquidônico
24:0 CH3(CH2)22COOH Ácido lignocérico
*A designação se refere ao número de carbonos e quantidade e localização 
das ligações duplas no ácido graxo. 
Bioquímica Básica 
 
 
158 
As propriedades físico-químicas dos ácidos graxos são determinadas pelo 
tamanho e grau de saturação dos ácidos graxos: quanto maior o ácido graxo, 
menor a sua solubilidade em água e vice-versa; substâncias contendo ácidos 
graxos saturados apresentam consistência sólida e quanto maior forem os ácidos 
graxos, mais sólidos será o composto; no entanto, quanto mais insaturados forem 
os ácidos graxos que compõem a substância, mais líquido será o composto. Além 
disso, o grau de saturação dos ácidos graxos influência na saúde do ser humano: 
por mecanismos ainda não totalmente esclarecidos, ácidos graxos insaturados são 
mais saudáveis que ácidos graxos saturados por reduzir a pressão arterial, melhorar 
a coagulação sanguínea e prevenir doenças ligadas ao coração. Já os ácidos graxos 
saturados têm relação direta com a elevação de triglicerídeos e colesterol 
sanguíneo. No entanto, não se devem retirar os ácidos graxos saturados da dieta, 
apenas reduzi-los a cerca de 30%, pois além de ser uma fonte rica de energia, estes 
são necessários na formação das membranas e alguns são antimicrobianos. Apesar 
do ser humano conseguir produzir ácidos graxos saturados e monoinsaturados, é 
incapaz de produzir ácidos graxos poliinsaturados, sendo assim, estes precisam 
obrigatoriamente ser adquiridos na dieta. 
O calor influência na saturação dos ácidos graxos: à medida que um ácido 
graxo é aquecido, suas ligações duplas são convertidas em ligações simples, 
fazendo com que o ácido graxo insaturado se torne saturado. Deste modo, o 
aquecimento prolongado de um alimento contendo ácidos graxos é prejudicial 
para a saúde. 
Os principais ácidos graxos saturados na dieta são: ácido palmítico (16:0), 
ácido esteárico (18:0) e ácido eicosanóico (20:0). Há também pequenas 
quantidades de ácido láurico (12:0) e ácido mirístico (14:0). As principais fontes 
alimentares de ácidos graxos saturados são os produtos lácteos e sorvetes, 
biscoitos, carnes (especialmente as processadas) e produtos gordurosos. Os 
principais ácidos graxos insaturados na dieta são o ácido palmitoleico (16:1Δ9), o 
ácido oleico (18:1Δ9), o ácido α-linolênico (18:1Δ9,12,15) e o ácido linoleico 
(18:1Δ9,12). As principais fontes alimentares de ácidos graxos insaturados são os 
vegetais e seus óleos, azeites, óleos de peixe, cereais, sementes e grãos. Na maioria 
dos casos, os ácidos graxos são referidos como o sal do ácido ou o ácido graxo 
ionizado. Por exemplo, ácido palmítico é referido como palmitato, ácido esteárico, 
como estearato, ácido láurico como laurato etc. A figura 2 compara três destes 
alimentos de acordo com o tipo de ácidos graxos. 
Bioquímica Básica 
 
 
159 
 
 
 
Figura 2: Tipos de ácidos graxos de três alimentos. Ambos os óleo de oliva, 
manteiga e gordura de carne de boi contém triglicerídeos com ácidos graxos de 
diferentes tamanhos e graus de saturação. O óleo por conter um percentual maior 
de ácidos graxos insaturados em seus triglicerídeos, inclusive de cadeia longa, é 
líquido à temperatura ambiente. Já a manteiga contém muitos ácidos graxos 
saturados de cadeia longa e alguns ácidos graxos saturados de cadeia curta, por 
isso é um sólido à temperatura ambiente, porém mole por conter também uma 
quantidade moderada de ácidos graxos insaturados de cadeia longa. Por último, a 
gordura da carne do boi é bem sólida à temperatura ambiente por conter grande 
quantidade de ácidos graxos saturados de cadeia longa. È importante observar que 
ambas as manteigas e gorduras apresentam maior percentual de ácidos graxos 
saturados em relação aos insaturados em seus triglicerídeos. Fonte: Lehninger, 
Princípios de Bioquímica. 
Bioquímica Básica 
 
 
160 
Os ácidos graxos α-linolênico e linoleico são exemplos de ácidos graxos 
conhecidos respectivamente como ômega-3 e ômega-6. Estes são ácidos graxos 
poliinsaturados, por isso são essenciais, e precisam estar na dieta. Para ser 
considerado ômega-3, a última ligação dupla precisa estar a 3 carbonos do fim da 
molécula enquanto no ômega-6 a última ligação dupla está à 6 carbonos do fim da 
molécula. A partir destes dois ácidos graxos são produzidos outros ácidos graxos 
poliinsaturados muito importantes (será detalhado ao longo da unidade). 
Um problema comum relacionado aos ácidos graxos poliinsaturados é o seu 
alto poder de oxidação: o oxigênio reage com as duplas ligações danificando a 
estrutura destes ácidos graxos (peroxidação lipídica) e gerando radicais livres, 
principais causadores do envelhecimento e morte celular, assim o seu consumo 
deve estar associado à ingestão de vitaminas A, C e E e outros anti-oxidantes. Os 
ácidos graxos monoinsaturados, por ter somente uma ligação dupla são mais 
resistentes ao ataque das moléculas de oxigênio. Outros ácidos graxos do tipo 
ômega (ômega-7 e ômega-9) são ácidos graxos saturados e monoinsaturados e, 
portanto, apesar de estarem na dieta, também são produzidos pelo organismo. A 
tabela 2 mostra o conteúdo de ácidos graxos saturados, monoinsaturados e 
poliinsaturados em alguns alimentos. 
Bioquímica Básica 
 
 
161 
 
Tabela 2: Teor de ácidos graxos (g) em 100 g dos alimentosAlimentos Ácidos graxos (g)
Saturados Monoinsaturados Poliinsaturados
Abacate 2,5 16,5 2
Azeite de oliva 14 70 11
Azeitona 1 6 1
Bacalhau fresco 0,15 0 0,25
Bacon 32,5 36 6
Carne de boi 5 5 0,5
Carne de frango (sem 
pele) 
11,5 2 0,5
Carne de peru (sem 
pele) 
0,5 0,5 1
Carne suína 12,5 14 2,5
Castanha-do-Pará 15,5 20 23
Creme de leite 12,5 6,5 0,5
Leite integral 2,2 1,2 0,1
Leite condensado 5,5 3 0,2
Manteiga 49 26 2,2
Margarina 30 38 9,5
Óleo de soja 14 24 56,5
Óleo de milho 16,5 29,5 50
Óleo de canola 5 64 25
Óleo de girassol 13 32 50
Ovo 3,5 14,2 1,2
Queijo parmesão 17,5 9,5 1
Queijo cottage 2,4 1,3 0,1
Sardinha 3 3 3,5
Salmão 3 4,5 3
 
Os triglicerídeos (ou triacilgliceróis) são moléculas formadas pela união de 3 
ácidos graxos (geralmente dois ou os três ácidos graxos são diferentes entre sí) 
ligados a um glicerol cujas três hidroxilas do glicerol reagem com os ácidos 
carboxílicos dos ácidos graxos através da saída de três moléculas de água (figura 3). 
Os triglicerídeos são compostos essencialmente apolares, pois as regiões polares 
do glicerol e dos ácidos graxos desapareceram na formação das ligações do tipo 
éster. Por isso, constituem moléculas muito hidrofóbicas. Os representantes dos 
Bioquímica Básica 
 
 
162 
triglicerídeos são as gorduras e os óleos. Enquanto as gorduras contêm 
triglicerídeos com a maioria dos ácidos graxos saturados (por isso as gorduras são 
sólidas à temperatura ambiente), os óleos contêm triglicerídeos com a maioria dos 
ácidos graxos insaturados (por isso os óleos são líquidos à temperatura ambiente). 
 
 
 
Figura 3: Estrutura do triglicerídeo. Em A, a formação do triglicerídeo através 
da união de três ácidos graxos com um glicerol. Na reação saem três moléculas de 
água. Os “R” nos ácidos graxos representam cadeias de carbonos sem tamanho e 
grau de saturação definidos. Em B, representação do triglicerídeo onde, de cima 
para baixo, a primeira cadeia de carbonos é saturada, a segunda cadeia de 
carbonos é monoinsaturada e a terceira cadeia de carbonos é poliinsaturada. Nesta 
última estão mostrados os carbonos onde ocorrem as ligações duplas. Fontes: 
www.especialista24.com e www.duplat.blogspot.com, acessos em 07/11/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
163 
Os triglicerídeos costumar estar no citoplasma das células humanas 
principalmente nas células do tecido adiposo e do fígado e são uma forma de 
armazenamento de energia mais interessante que glicogênio, pois um triglicerídeo 
fornece bem mais energia por grama que o glicogênio. Além disso, enquanto o 
corpo humano armazena gramas de glicose na forma de glicogênio, são 
armazenados quilos de gordura no tecido adiposo. Além da função de 
armazenamento de energia, os triglicerídeos são eficientes isolantes térmicos 
contra baixas temperaturas: não é a toa que animais de clima frio, como focas, 
ursos polares, pingüins e leões marinhos apresentam grande quantidade de 
triglicerídeo corporal seja na forma de gordura ou óleo. 
Os triglicerídeos podem ser hidrolisados, liberando com isso, ácidos graxos e 
glicerol (será detalhado ao longo da unidade). Se esta hidrólise é feita em meio 
alcalino, por exemplo, pela adição de uma base forte como o hidróxido de sódio 
(soda cáustica) e sob a alta temperatura, formam-se sais de ácidos graxos, os 
sabões, e o processo é chamado de saponificação (figura 4). 
 
 
 
Figura 4: O processo da saponificação. Na produção do sabão, os triglicerídeos 
são misturados a uma base forte em alta temperatura, liberando os sais de ácidos 
graxos (sabões) e o glicerol. Fonte: www.quimicasemsegredos.com, acesso em 
07/11/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
164 
Sendo assim, o sabão é um sal de ácido carboxílico contendo uma longa 
cadeia de carbonos em sua estrutura molecular, com capacidade de interagir tanto 
com estruturas polares quanto apolares (estrutura anfipática). Desse modo, ao 
lavarmos uma panela suja de óleo ou gordura, formam-se as micelas, gotículas 
microscópicas de gordura envolvidas por moléculas de sabão, orientadas com as 
cadeias apolares direcionadas para dentro (interagindo com o óleo ou gordura) e 
as extremidades polares para fora (interagindo com a água). A água usada para 
enxaguar a panela interage com a parte externa das micelas, que é constituída 
pelas extremidades polares das moléculas de sabão. Assim, as micelas são 
dispersas na água e levadas por ela no enxágüe da panela, o que torna fácil 
remover, com auxílio do sabão, substâncias apolares (figura 5). O processo de 
formação de micelas é denominado emulsificação. Dizemos que o sabão atua 
como emulsificante ou emulsionante, ou seja, ele tem a propriedade de fazer com 
que o óleo se disperse na água, na forma de micelas. 
 
Figura 5: Comportamento do óleo e sabão em presença de água. Na presença 
de água, o sabão e o óleo formam micelas, com regiões polares do sabão voltadas 
para fora da mistura (para contato com água) e regiões apolares da mistura 
voltadas para dentro (onde ocorre a interação do óleo com o sabão), assim o sabão 
atua como emulsificante ou emulsionante, fazendo com que o óleo se disperse na 
água, na forma de micelas. Fonte: www.negacrazy.blogspot.com, acesso em 
08/11/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
165 
 
Lipídios de membrana celular 
 
As membranas biológicas são formadas por uma bicamada de lipídios 
contendo proteínas. Nos eucariontes encontram-se também carboidratos. Estes 
lipídios são anfipáticos, pois a região polar da molécula está voltada para o espaço 
extracelular ou para o citoplasma da célula (estas áreas são geralmente aquosas), 
enquanto a parte apolar está escondida no meio da bicamada lipídica, sem acesso 
à água interna ou externa. Os lipídios das membranas são os fosfolipídios 
(subdivididos em glicerofosfolipídios e esfingolipídios) e os esteróis (figura 6). 
 
 
Figura 6: Arquitetura da membrana plasmática. Na figura estão mostrados a 
bicamada de fosfolipídios, comum nas membranas das células procariontes 
(bactérias) e eucariontes (demais tipos celulares), contendo proteínas, carboidratos 
e esteróis (o esterol na figura é o colesterol), sendo os dois últimos ausentes nos 
procariontes. Fonte: www.infoescola.com, acesso em 07/11/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
166 
 Glicerofosfolipídios são as principais classes de lipídios nas membranas, 
estando presente na membrana plasmática de procariontes e eucariontes e nas 
membranas das organelas do citoplasma de eucariontes. Estes lipídios contêm dois 
ácidos graxos e um grupamento fosfato ligados a um glicerol. O fosfato é a parte 
polar da molécula e assim é a que fica voltado tanto para o interior, quanto para o 
exterior das membranas e o restante é a parte apolar. Um dos ácidos graxos é 
sempre saturado contendo 16 ou 18 carbonos e o outro é insaturado contendo 18, 
20 ou 22 carbonos. Além disso, várias moléculas diferentes podem estar ligadas ao 
fosfato, criando os diferentes glicerofosfolipídios (figura 7). 
 
 
Bioquímica Básica 
 
 
167 
Figura 6: Estrutura molecular do glicerofosfolipídio e suas variantes. 
Glicerofosfolipídios são lipídios anfipáticos contendo dois ácidos graxos e um 
grupamento fosfato ligados a glicerol. Em A, a estrutura geral do 
glicerofosfolipídio, com ácido graxo saturado na posição 1 e o ácido graxo 
insaturado na posição 2. Em B, os diferentes tipos de glicerofosfolipídios nas 
membranas celulares. Fonte: Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
Os esfingolipídios são a segunda classe mais abundante de lipídios nas 
membranas. Encontrados somente em eucariontes, são compostos de uma parte 
apolar contendo um ácido graxo de cadeia longa e uma esfingosina(um 
aminoálcool) no lugar do segundo ácido graxo e do glicerol e uma parte polar 
variável como nos glicerofosfolipídios, criando os diferentes esfingolipídios (figura 
7). 
 
Bioquímica Básica 
 
 
168 
 
Figura 7: Estrutura molecular do esfingolipídio e suas variantes. Esfingolipídios 
são lipídios anfipáticos contendo um ácido graxo de cadeia muito longa, uma 
esfingosina (um aminoálcool) e uma parte polar variável como nos 
glicerofosfolipídios. Em A, a estrutura geral do esfingolipídio. Em B, os diferentes 
tipos de esfingolipídios nas membranas celulares. Fonte: Lehninger, Princípios de 
Bioquímica. 
 
Muitos esfingolipídios são glicolipídios (figura 7), estando à porção carboidrato 
sempre voltada para fora da célula formando o glicocálix. Os esfingolipídios são 
abundante na membrana plasmática de neurônios, formando a bainha de mielina 
para a transmissão do impulso nervoso e são sítios de reconhecimento celular, 
principalmente nas hemácias, determinando os grupos sanguíneos humanos. Além 
disso, podem atuar como receptores para toxinas liberadas por bactérias e serem 
reconhecidos por células bacterianas e vírus para o início da infecção. 
Os esteróis são a terceira classe de lipídios nas membranas. Sua estrutura 
anfipática contém uma região polar (geralmente uma hidroxila no carbono 3) e 
uma região apolar composta por 4 anéis de carbonos, sendo 3 de seis carbonos e 1 
de cinco carbonos (núcleo esteróide) e uma cadeia hidrocarboneto não cíclica 
(figura 8). O esterol das células animais é o colesterol. As células dos outros seres 
vivos (exceto procariontes) também apresentam esteróis nas membranas: 
fitoesteróis nas células vegetais, ergosterol nos fungos etc. Os fitoesteróis na dieta 
tem a capacidade de reduzir a absorção do colesterol total, através de um 
mecanismo de competição que ocorre no intestino delgado, onde pelo fato de 
ambos fitoesteróis e colesterol serem muito semelhantes (figura 8), ocorre inibição 
da absorção do colesterol pelos fitoesteróis, reduzindo o conteúdo de colesterol 
plasmático. O colesterol é sintetizado no fígado ou obtido na dieta. Seu esqueleto 
serve para a formação de várias moléculas, incluindo a vitamina D, os sais biliares e 
hormônios esteróides como a progesterona, a testosterona e o estradiol (o 
metabolismo do colesterol será visto ao longo da unidade). 
Bioquímica Básica 
 
 
169 
 
Figura 8: O colesterol. Em A, a estrutura detalhada do colesterol, evidenciando 
a numeração dos carbonos da molécula no núcleo esteróide e na cadeia de 
carbonos externa aos anéis. Em B, comparação entre o colesterol e três fitoesteróis 
da dieta, evidenciando a pequena diferença entre os quatro esteróis através de 
círculos coloridos nos carbonos 22 e 24 das moléculas. Fontes: Lehninger, 
Princípios de Bioquímica e www.biobiocolesterol.blogspot.com.br, acesso em 
08/11/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
170 
 
Eicosanóides 
 
Eicosanóides são moléculas lipídicas anfipáticas derivadas de um ácido graxo 
de 20 carbonos chamado ácido araquidônico (20:4Δ5,8,11,14) (figura 9). Esse ácido 
graxo pode ser obtido diretamente na dieta ou ser produzido através do ácido 
linoléico (18:1Δ9,12), um ômega-6. Praticamente todo ácido araquidônico está em 
fosfolipídios, assim, é necessária uma reação enzimática catalisada por uma 
fosfolipase para remoção do ácido araquidônico do fosfolipídio e seu uso na 
produção dos eicosanóides (figura 9). Os eicosanóides se comportam como 
mensageiros químicos um pouco diferente dos hormônios, pelo fato de não serem 
distribuídos pela corrente sanguínea para diferentes órgãos, mas sim atuarem no 
tecido onde foi produzido. Existem 3 classes de eicosanóides: as prostaglandinas, 
os leucotrienos e as tromboxanas. 
Enzimas ciclooxigenases (COX) são responsáveis pela conversão de ácido 
araquidônico em prostaglandinas. As prostaglandinas (figura 9) são produzidas por 
quase todas as células, geralmente em locais de dano tecidual ou infecção. São 
moléculas capazes de elevar a temperatura do corpo, causar inflamação e dor, 
aumentar a perrmeabilidade capilar e a quimiotaxia, atraindo células como 
macrófagos especializados na fagocitose de restos celulares durante o processo 
inflamatório. A inibição das ciclooxigenases por analgésicos e anti-inflamatórios 
(drogas não esteroidais anti-inflamatórias ou NSAIDs) como aspirina, ibuprofeno e 
paracetamol, implica na diminuição da síntese de prostaglandinas e 
consequentemente da dor e febre. Além disso, as prostaglandinas estão 
responsáveis pelo estímulo das contrações uterinas durante a menstruação e o 
parto, pela vasodilatação, pelo aumento da secreção de muco no estômago etc. 
Bioquímica Básica 
 
 
171 
 
Tromboxanos (nomeados em referência à sua capacidade de formar trombos) 
são produzidos nas plaquetas também a partir de reação catalisada por 
ciclooxigenases. São moléculas vasoconstritores na circulação sanguínea e 
vasodilatadores na circulação pulmonar e potentes agentes hipertensivos, além de 
facilitarem a agregação plaquetária: o tromboxano A2 (figura 9), produzido 
por plaquetas ativadas, estimula a ativação de outras plaquetas, aumentando a 
agregação plaquetária. Medicamentos inibidores de ciclooxigenases afetam a 
produção de tromboxanos, levando ao aparecimento de hemorragias com maior 
freqüência. 
Duas isoformas da COX (COX-1 e COX-2) têm sido extensivamente estudadas. 
Ambas estão envolvidas tanto em eventos fisiológicos, quanto patológicos. A 
primeira, expressa constitutivamente, é responsável pela formação de 
prostaglandinas associadas com eventos fisiológicos como a integridade da 
mucosa gástrica e funcionamento normal dos rins regulando o tônus vascular e o 
fluxo sanguíneo renal, enquanto que COX-2 está relacionada aos eventos da 
resposta inflamatória. No entanto, parece que a COX-1 também está relacionada 
com a resposta inflamatória. Além disso, COX-2 está envolvida com a formação de 
trombos. Assim, faz-se necessário o uso controlado de medicamentos inibidores de 
COX. Estudos revelaram um papel protetor da COX-2 no estômago, rim, coração, 
vasos e sistema reprodutor. Distúrbios cardiovasculares graves e trombóticos, 
irritações gastrointestinais e disfunção renal são alguns dos eventos observados no 
uso exagerado de inibidores de COX. 
Leucotrienos (figura 9) são moléculas produzidas por células inflamatórias 
como leucócitos polimorfonucleares, macrófagos ativados e mastócitos através de 
reação catalisada pela enzima lipooxigenase (LOX). Os leucotrienos são mediadores 
lipídicos que apresentam papel relevante na resposta inflamatória tecidual 
aumentando a permeabilidade vascular, induzindo a inflamação, ativando células 
para função efetora ou inibindo a função de células. São também extremamente 
potentes na vasoconstrição e broncoconstrição, levando a contração da 
musculatura lisa dos vasos sanguíneos e a passagem de ar nos pulmões no edema, 
levando a perda de líquidos dos vasos sanguíneos. Leucotrienos também 
estimulam a síntese de colágeno e quimiotaxia de fibroblastos. A superprodução 
de leucotrienos causa asma e muitas drogas antiasmáticas atuam bloqueando a 
enzima lipooxigenase. 
Bioquímica Básica 
 
 
172 
 
Figura 9: O ácido araquidônico e os eicosanóides. Em A, o ácido araquidônico 
no fosfolipídio é liberado por ação da enzima fosfolipase A2, uma das diferentes 
fosfolipases atuantes nos fosfolipídios. Em B, dependendo do tipo celular, o ácido 
araquidônico, por intermédio de enzimas COX ou LOX, é convertido em 
prostaglandinas, tromboxanos e leucotrienos, onde cada eicosanóide responderá 
por uma ou muitas funções celulares no tecido onde foi sintetizado. NSAIDs são 
potentes bloqueadores da produção de prostaglandinase tromboxanos, afetando 
diversos processos fisiológicos. Fonte: Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
Bioquímica Básica 
 
 
173 
 
Vitaminas lipossolúveis 
 
São quatro as vitaminas de natureza lipídica: A, D, E e K. Estas moléculas são 
anfipáticas com inúmeras funções celulares. 
A vitamina A (figura 10) é produzida a partir de uma molécula chamada β-
caroteno. O β-caroteno é uma molécula da família dos carotenóides. Os 
carotenóides são compostos abundantemente encontrados na natureza, sendo os 
responsáveis pela cor da maioria dos frutos e vegetais, a qual pode variar desde o 
amarelo até o vermelho vivo. Dos mais de 600 carotenoides conhecidos, 
aproximadamente 50 são precursores da vitamina A. Entre os carotenoides, o β-
caroteno é o mais abundante em alimentos e o que apresenta a maior atividade de 
pró-vitamina A. A principal via de produção da vitamina A é a clivagem central 
catalisada pela enzima 15-15’β-caroteno oxigenase. Ela cliva o β-caroteno em sua 
ligação dupla central, obtendo retinol (vitamina A), que pode ser, no corpo 
humano, convertido reversivelmente em 11-cis-retinal ou irreversivelmente em 
acido retinóico. A vitamina A é encontrada em muitos alimentos, como vegetais, 
ovos, fígado, manteiga etc. O 11-cis-retinal é de vital importância no ciclo visual, 
atuando nos bastonetes, células que funcionam com baixa intensidade de luz, 
insensíveis às cores. O ácido retinóico é encontrado no interior das células, onde 
desempenha funções relacionadas ao ciclo celular. A modulação da expressão 
gênica pelo ácido retinóico é mediada pela ativação dos receptores nucleares para 
hormônios esteróides/tiroideanos/vitamina D. A ligação do ácido retinóico a estes 
receptores promove ativação gênica, transcrição, tradução e acúmulo de novas 
proteínas. A vitamina A também está relacionada com o desenvolvimento dos 
ossos, ação protetora na pele e mucosa, possui função essencial na capacidade 
funcional dos órgãos do trato reprodutivo, participa do fortalecimento do sistema 
imunológico, está relacionada com o desenvolvimento e manutenção do tecido 
epitelial, contribui para o desenvolvimento normal dos dentes, para a conservação 
do esmalte dentário, manutenção do bom estado do cabelo e na prevenção da 
oxidação celular. A deficiência de vitamina A, acarreta xeroftalmia. A xeroftalmia é o 
nome genérico dado aos diversos sinais e sintomas oculares da carência de 
Bioquímica Básica 
 
 
174 
vitamina A. A forma clínica mais precoce da xeroftalmia é a cegueira noturna onde 
não se consegue boa adaptação visual em ambientes pouco iluminados, podendo 
evoluir para um quadro de ceratomalacia, uma cegueira irreversível causada por 
ulceração progressiva da córnea levando à necrose e destruição do globo ocular. 
A vitamina D é também conhecida como colecalciferol (figura 10). A principal 
ação da vitamina D é aumentar o transporte de cálcio e fósforo do meio 
extracelular para o intracelular e mobilizar cálcio dos estoques intracelulares. Além 
disso, possui papel mediador em processos inflamatórios e auto imunitários. A 
deficiência de Vitamina D pode ser observada em indivíduos que tenham pouca 
exposição ao sol, e naqueles que tenham problemas na absorção de lipídios ou 
problemas na dieta. Em crianças, a deficiência de vitamina D pode resultar no 
raquitismo, doença decorrente da inadequada mineralização do osso durante o 
crescimento com consequentes anormalidades ósseas, entretanto, isso é raro nos 
dias atuais, devido, sobretudo à fortificação dos alimentos. A deficiência grave em 
adultos leva à osteomalácia, condição caracterizada pela falha na mineralização da 
matriz orgânica do osso, resultando em ossos fracos, sensíveis à pressão, fraqueza 
nos músculos proximais e frequência de fraturas aumentada, além de ter efeitos 
importantes no desenvolvimento da osteoporose. Em idosos, a deficiência de 
vitamina D é decorrente das alterações fisiológicas e mudanças no hábito de vida 
decorrente deste grupo, como por exemplo, a diminuição da exposição ao sol e 
mudanças na dieta. As fontes de vitamina D da dieta são os óleos de fígado de 
peixes e alimentos derivados do leite, como manteiga e queijos gordurosos. Além 
disso, a exposição do corpo aos raios do sol leva à síntese desta vitamina pelo 
organismo: a vitamina D é formada na pele á partir de uma forma modificada do 
colesterol, o 7-desidrocolesterol em uma reação fotoquímica catalisada pelos raios 
UV do sol (por isso é importante o “banho de sol” no início da manhã em crianças 
recém-nascidas e a exposição, pelo menos leve, ao sol ao longo da vida). A 
vitamina D é no fígado convertida em 25-hidroxicolecalciferol e depois no rim em 
1,25-dihidroxicolecalciferol, o hormônio ativo, responsável pelo metabolismo de 
cálcio e fósforo. 
Bioquímica Básica 
 
 
175 
 
A vitamina E (figura 10) é uma vitamina lipossolúvel, representada por um 
grupo de oito compostos estruturalmente relacionados, os tocoferóis e 
tocotrienóis, sendo o α -tocoferol com maior atividade biológica antioxidante, 
apresentando um papel fundamental na proteção do organismo contra os efeitos 
prejudiciais (danos oxidativos) dos radicais livres. O anel aromático da molécula 
reage com os radicais livres e os destrói, desse modo protegendo proteínas, ácidos 
nucléicos e as ligações duplas dos ácidos graxos dos fosfolipídios da oxidação. A 
vitamina E é encontrada em alimentos de origem vegetal, principalmente nos 
vegetais verde-escuros, nas sementes oleaginosas, nos óleos vegetais e no germe 
de trigo, além de estar presente também em alimentos de origem animal, como 
gema de ovo e fígado. A baixa ingestão de vitamina E causa agregação plaquetária, 
anemia hemolítica, degeneração neuronal (pois causa lesão na bainha de mielina), 
lesões musculares e esqueléticas e alterações hepáticas. 
A vitamina K é uma vitamina anti-hemorragica (figura 10). A molécula é usada 
na produção da pró-trombina, uma proteína do plasma sanguíneo essencial para a 
formação do coágulo. A filoquinona é a forma predominante de vitamina K em 
alimentos. Outra forma da vitamina K, a menaquinona é formada por bactérias no 
intestino. Vegetais verdes folhosos, óleos vegetais, gorduras, frutas e hortaliças são 
as principais fontes desta vitamina. A deficiência clínica da vitamina tem sido 
classicamente descrita como hipoprotrombinemia e está associada ao retardo na 
coagulação do sangue, que pode ser fatal. 
Bioquímica Básica 
 
 
176 
 
 
 
Figura 10: Estrutura química das vitaminas lipossolúveis. Fontes: www.as-
vitaminas.blogspot.com.br, www.quimicanocotidiano2013.blogspot.com.br, 
www.infoescola.com e www.laboratóriocentralmm.com.br, acessos em 
09/11/2014. 
 
Digestão, absorção e transporte de lipídios 
 
Os lipídios da dieta são triglicerídeos, ácidos graxos livres, fosfolipídios 
(geralmente glicerofosfolipídios), colesterol livre, ésteres de colesterol, fitoesteróis 
e vitaminas lipossolúveis. Alguns destes lipídios, por serem grandes demais para 
serem absorvidos, precisam ser digeridos por enzimas encontradas no intestino 
delgado. 
Como os lipídios são moléculas insolúveis no lúmen do intestino, para as 
enzimas atuarem, é necessário que estes lipídios se encontrem solúveis. Para isso, a 
vesícula biliar envia sais biliares para o intestino delgado. Estas moléculas 
anfipáticas, sintetizadas no fígado a partir do colesterol (descrito anteriormente) e 
armazenados na vesícula biliar, atuam como detergentes, emulsionando os 
Bioquímica Básica 
 
 
177 
lipídios, formando micelas e facilitando a ação das enzimas lípases. Como o suco 
entérico não contém todas as enzimas necessárias para a digestão doslipídios 
grandes, o pâncreas envia para o intestino delgado o suco pancreático, contendo 
algumas lípases. Os triglicerídeos são hidrolisados por lípases liberando os ácidos 
graxos dos carbonos 1 e 3 e a molécula 2-monoacilglicerol. Alguns 2-
monoacilgliceróis podem ser hidrolisados por uma esterase separando o ácido 
graxo restante, do glicerol. Os fosfolipídios sofrem ação da enzima fosfolipase A2, 
liberando o ácido graxo do carbono 2 e 1-acillisofosfolipídio. Ésteres de colesterol e 
ésteres de vitamina A são hidrolisados por esterases específicas liberando o 
colesterol e a vitamina A dos ácidos graxos. As digestões enzimáticas dos lipídios 
da dieta estão resumidas abaixo: 
 
 
 
Triglicerídeos 
 
 
2-monoacilglicerol 
 
 
Fosfolipídios 
 
 
Éster de colesterol 
 
 
Éster de vitamina A 
 
Lípases entérica e pancreática 2 ácidos graxos 
2-monoacilglicerol 
Fosfolipase A2 Ácido graxo 
1-acillisofosfolipídio 
Colesterol-esterase 
Ácido graxo 
Colesterol 
Ácido graxo 
Vitamina A 
Retinil-esterase 
Ácido graxo 
Glicerol 
Monoacilglicerol-esterase 
Bioquímica Básica 
 
 
178 
 Terminada a digestão, os ácidos graxos, 2-monoacilgliceróis, 1-
acillisofosfolipídios, vitaminas A, D, E e K além do colesterol nas micelas são 
enviados do lúmen para o interior das células do epitélio intestinal. Fitoesteróis, 
apesar de estarem na dieta, não são praticamente absorvidos e atrapalham a 
absorção do colesterol, atuando como fibras (descrito anteriormente). Do interior 
das células do epitélio intestinal, os ácidos graxos de cadeia curta e média vão para 
a corrente sanguínea em direção ao fígado sendo transportados pela albumina 
plasmática. Os ácidos graxos maiores são usados na remontagem dos 
triglicerídeos, fosfolipídios, ésteres de colesterol e ésteres de vitamina A, que, 
juntamente com as outras vitaminas lipossolúveis, colesterol livre e proteínas 
específicas (apoproteínas), formam lipoproteínas chamadas quilomícrons. 
 Os quilomícrons viajam pelos vasos linfáticos intestinais antes de ir para o 
sangue e chegar ao fígado. Durante o trajeto, músculos e tecido adiposo (tecidos 
extra-hepáticos) captam ácidos graxos: a enzima lipoproteína-lipase sintetizada por 
músculos e tecido adiposo e ligada à superfície endotelial dos capilares sanguíneos 
destes órgãos hidrolisa os triglicerídeos, os convertendo em ácidos graxos e 
glicerol. A apoproteína C-II (ApoC-II) presente na superfície dos quilomícrons ativa 
a lipoproteína-lípase destes tecidos. Por ação desta enzima, parte da vitamina E nos 
quilomícrons também é captada por estes tecidos extra-hepáticos. Os ácidos 
graxos captados pelos músculos são primariamente usados para obtenção de 
energia, mas também podem ser usados pra a síntese de membranas. Os ácidos 
graxos e glicerol captados pelo tecido adiposo são primariamente usados na 
formação de triglicerídeos para armazenamento, mas síntese de membranas 
também ocorre. Boa parte do glicerol resultante da hidrólise dos triglicerídeos dos 
quilomícrons vai do sangue para o fígado onde podem ser usados na glicólise, na 
produção de triglicerídeos, na produção de fosfolipídios ou na gliconeogênese. 
Os quilomícrons contém também a apoproteína E (ApoE), que é reconhecida 
por receptores presentes nas células hepáticas. Os quilomícrons remanescentes 
que chegam ao fígado são endocitados pelas células hepáticas, encaminhados aos 
lisossomos, degradados e suas moléculas (aminoácidos, glicerol, ácidos graxos, 
fosfolipídios, colesterol, vitaminas lipossolúveis etc) aproveitadas pelo fígado 
(figura 10). 
Bioquímica Básica 
 
 
179 
 
O próprio fígado é um grande produtor de triglicerídeos e colesterol. Se a 
ingestão de triglicerídeos e colesterol ultrapassar as necessidades do indivíduo, a 
digestão dos quilomícrons remanescentes no fígado irá liberar muitos ácidos 
graxos e colesterol. Isso fará com que o fígado use todo este colesterol e 
triglicerídeos (produzidos no próprio fígado e da dieta) para a criação de 
lipoproteínas chamadas VLDLs (lipoproteínas de muito baixa densidade). A maior 
parte da vitamina E, e praticamente toda vitamina K assim como a forma da 
vitamina D, 25-hidroxicolecalciferol (explicado anteriormente), também são 
incorporadas em VLDLs. Estas lipoproteínas, ricas em triglicerídeos e colesterol e 
contendo dentre várias apoproteínas, a ApoB-100, são liberadas para o sangue. Em 
paralelo, o fígado produz outra lipoproteína, a HDL (lipoproteínas de alta 
densidade) que contém triglicerídeos, um pouco de colesterol, várias apoproteínas, 
dentre elas ApoA-I, ApoE e ApoC-II e a enzima LCAT (lecitina:colesterol acil 
transferase). No sangue, os HDLs entregam ApoE e ApoC-II para VLDLs e 
quilomícrons, a fim de que estes sejam reconhecidos por lipoproteínas-lipases e 
por receptores celulares para internalização (figura 10). Diferente das demais 
vitaminas lipossolúveis, as reservas de vitamina A esterificada no fígado são 
hidrolisadas enzimaticamente em retinol livre e não são transportadas em VLDLs, 
mas por um complexo proteico ligante de retinol, para vários tecidos do 
organismo, onde existirem necessidades metabólicas. 
À medida que ácidos graxos são captados dos VLDLs por tecidos periféricos 
(principalmente músculos e tecido adiposo), estas lipoproteínas se tornam IDLs 
(lipoproteínas de densidade intermediária) e com a saída de mais ácidos graxos se 
tornam LDLs (lipoproteínas de baixa densidade, pobres em triglicerídeos, mas ricas 
em colesterol). Os LDLs devem ser removidos da corrente sanguínea, pois são 
responsáveis por entupimento de vasos sanguíneos. Para isso, algumas células 
como as hepáticas, endoteliais e os macrófagos podem endocitar LDLs por um 
mecanismo de endocitose mediada por receptor, onde as ApoB-100 das LDLs são 
reconhecidas pelos receptores celulares para a endocitose. Além disso, os HDLs 
também participam da remoção do excesso de colesterol do plasma e dos tecidos 
extra-hepáticos transportando-as para o fígado (figura 10). A transferência de 
colesterol das membranas das células periféricas para HDL envolve interação das 
Bioquímica Básica 
 
 
180 
HDLs com receptores de superfície celular, acionando um transporte passivo do 
excesso de colesterol das células para HDLs. Outra maneira envolve a interação da 
apoproteína ApoA-I das HDLs com um transportador de membrana chamado 
ABCA-1 em uma célula rica em colesterol, onde a ABCA-1 transfere colesterol para 
HDLs. As HDLs conseguem captar também colesterol e fosfatidilcolina (um 
fosfolipídio) dos quilomícrons remanescentes e VLDLs. Na superfície das HDLs a 
enzima LCAT esterifica o colesterol com a fosfatidilcolina. Todo o colesterol vai para 
o fígado nas HDLs e em seguida é convertido em sais biliares. Estes são enviados à 
vesícula biliar para reiniciar o ciclo. 
Desse modo, o LDL é conhecido popularmente como colesterol ruim, pois sua 
presença no plasma aumenta o risco de doenças cardiovasculares, enquanto o HDL 
é conhecido popularmente como colesterol bom, pois contribui para diminuir os 
níveis de LDL plasmático. As características das lipoproteínas estão mostradas na 
tabela 3. 
 
 
Tabela 3: Composição das lipoproteínas plasmáticas humanas 
Moléculas Lipoproteínas
Quilomicron VLDL LDL HDL
Colesterol livre (%) 2 5-8 13 6
Colesterol 
esterificado (%) 
5 11-14 39 13
Fosfolipídios (%) 7 20-23 17 28
Triglicerídeos (%) 85 44-60 10 4
Proteínas (%) 2 4-11 20 50
Apoproteínas ApoA-I, ApoA-II, 
ApoA-IV, ApoB-
48, ApoC-I, 
ApoC-II, ApoC-
III, ApoE 
ApoB-100, 
ApoC-I, 
ApoC-II, 
ApoC-III, 
ApoE 
ApoB-100 ApoA-I, ApoA-II, 
ApoA-IV, ApoC-
I, 
ApoC-II, ApoC-
III, 
ApoD, 
ApoEBioquímica Básica 
 
 
181 
 
Figura 10: Órgãos e vias envolvidas no transporte de lipídios da dieta. Na figura 
estão mostradas a produção de lipoproteínas no intestino delgado e no fígado e a 
dinâmica de captação de ácidos graxos e colesterol livres ou em lipoproteínas 
remanescentes. FA (ácido graxo), TG (triglicerídeo), MG (2-monoacilglicerol). Fonte: 
Devlin, manual de Bioquímica com correlações clínicas. 
Bioquímica Básica 
 
 
182 
 
Oxidação de ácidos graxos e obtenção de energia 
 
Ácidos graxos captados da circulação sanguínea são primariamente usados 
para a obtenção de energia. O tecido adiposo e o fígado são exceções: os ácidos 
graxos em quilomícrons e VLDLs captados pelo adiposo são na maioria usados para 
a síntese de triglicerídeos, assim como os ácidos graxos captados pelo fígado a 
partir da endocitose de quilomícrons remanescentes (será detalhado ao longo da 
unidade). 
A produção de energia pelos ácidos graxos ocorre exclusivamente na 
mitocôndria, onde o ácido graxo é oxidado (a oxidação do ácido graxo é referido 
também como β-oxidação) e o esqueleto de carbonos destas moléculas são usadas 
para a produção de vários acetilCoA e equivalentes de redução na forma de NADH 
+ H+ e FADH2. O uso de ácidos graxos para obter energia depende do estado 
metabólico do organismo. Por exemplo, após uma refeição rica em açúcares, o uso 
de ácidos graxos para gerar energia será praticamente nulo, porém em ambos os 
jejum ou exercício físicos prolongados, o uso de ácidos graxos para gerar energia é 
significativamente alto. 
O primeiro passo na oxidação de um ácido graxo é a sua conversão em acilCoA 
(ativação do ácido graxo), em reação catalisada pela enzima acilCoA sintetase 
localizada na membrana externa da mitocôndria ou no retículo endoplasmático 
(figura 11). O processo envolve a conversão de ATP em AMP (adenosina 
monofosfato) e PPi (pirofosfato inorgânico) ao invés de ADP e Pi. Como em seguida 
uma enzima pirofosfatase inorgânica hidrolisa o PPi gerando dois fosfatos livres, 
diz-se que na reação foram consumidas duas ligações fosfato de alta energia (uma 
da quebra do ATP e outro da quebra do PPi), então a oxidação de um ácido graxo 
começa energeticamente desfavorável, com saldo negativo de -2 ATP. Acil é um 
termo usado para uma cadeia de carbonos indefinida, uma vez que o ácido graxo 
pode ter tamanhos variados. 
Bioquímica Básica 
 
 
183 
 
Em seguida, os ácidos graxos de cadeia longa e muito longa são transportados 
para a matriz da mitocôndria pela carnitina (os de cadeia curta e média vão para a 
matriz mitocondrial independente de carnitina). Esta molécula é produzida à partir 
do aminoácido lisina ou obtida na dieta à partir da ingestão de carnes (figura 11). 
Uma enzima na membrana externa da mitocôndria, a CPT-I (carnitina palmitoil 
transferase I) transfere o acil da CoA para a carnitina, com a CoA retornando ao 
citoplasma. A molécula acilcarnitina é levada para a matriz por uma proteína 
translocase na membrana interna da mitocôndria. Uma enzima ligada à 
translocase, a CPT-II, transfere o acil para uma CoA que já está na matriz, restaurada 
o acilCoA e a carnitina volta para o espaço intermembranas para um novo ciclo 
(figura 11). O malonilCoA, uma molécula produzida para a síntese de ácidos graxos 
é inibidora desse processo (será detalhado ao longo da unidade). A carnitina é 
usada como suplemento alimentar por muitas pessoas que desejam emagrecer. A 
idéia é a aceleração da mobilização de ácidos graxos para a matriz da mitocôndria 
para a geração de energia, que, de algum modo, estimularia o tecido adiposo a 
quebrar mais triglicerídeos, assim diminuindo a gordura corporal. No entanto ainda 
não se tem estudos conclusivos sobre o uso da carnitina como emagrecedor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bioquímica Básica 
 
 
184 
 
Figura 11: Estrutura e função da carnitina. A carnitina é uma transportadora de 
acilas do espaço intermembrana para a matriz da mitocôndria para oxidação e 
produção de energia. Em A, a estrutura molecular da carnitina. Em B, as reações 
enzimáticas que usam a carnitina como a molécula transportadora de acilas. 
Fontes: Devlin, manual de Bioquímica com correlações clínicas e 
www.supermusculo.com, acesso em 12/11/2014. 
 
Na matriz da mitocôndria o acilCoA sofrerá encurtamento através da remoção 
sucessiva de moléculas de dois carbonos na forma de acetilCoA, sendo este 
encurtamento iniciando na extremidade ácido carboxílico do ácido graxo. Para 
liberar um acetilCoA, é necessário uma sequencia de 4 reações enzimáticas: na 
primeira reação a enzima acilCoA desidrogenase dependente da coenzima FAD 
atua nos 3 primeiros carbonos da molécula criando uma ligação dupla entre os 
carbonos 2 e 3. Isso leva a formação de enoilCoA com liberação de 2 prótons e 2 
elétrons e conseqüente formação de FADH2; na segunda reação a enzima enoilCoA 
hidratase adiciona água à ligação dupla, criando 3-hidroxiacilCoA; na terceira 
reação a enzima β-hidroxiacilCoA desidrogenase dependente de NAD+ 
desidrogena a 3-hidroxiacilCoA, criando a β-cetoacilCoA com formação de NADH + 
H+; por último, a enzima β-cetoacilCoA tiolase promove a reação da β-cetoacilCoA 
com uma coenzimaA para clivar a β-cetoacilCoA no segundo carbono, liberando 
acetilCoA e um acilCoA reduzido em dois carbonos (figura 12). O ciclo recomeça 
até que todo o ácido graxo seja transformado em moléculas de acetilCoA. Para o 
palmitato (na forma de palmitoilCoA), com 16 carbonos, são necessários 7 ciclos 
destas 4 reações enzimáticas, onde um total de 8 moléculas de acetilCoA são 
produzidas. 
Bioquímica Básica 
 
 
185 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12: Inicio da oxidação de ácidos graxos. Uma molécula de 16 carbonos, 
ativada com coenzimaA (palmitoilCoA) sofre ação de 4 enzimas para a remoção de 
um acetilCoA (em vermelho). Seis outras sequências destas reações liberam as 
outras sete moléculas de acetilCoA. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica. 
Bioquímica Básica 
 
 
186 
 
Cada ciclo de oxidação do acilCoA gera 1 NADH, 1 FADH2 (ambos para a 
cadeia respiratória) e 1 acetilCoA (para ciclo de Krebs), no entanto o último ciclo 
gera 2 acetilCoA (o que é liberado do acilCoA após as 4 reações enzimáticas e o que 
sobra, que é outro acetilCoA). Usando novamente o palmitoilCoA como exemplo, 
os 7 NADH e 7 FADH2 produzidos conferem, na cadeia respiratória um total de 28 
ATP. Com os 8 acetilCoA, são realizados 8 cíclos de Krebs, com produção de 8 ATP e 
liberação de 24 NADH e 8 FADH2. Estes NADH e FADH2 na cadeia respiratória 
conferem um total de 72 ATP. Somando todos estes ATP tem-se um total de 108 
ATP, porém, como para ativar o ácido graxo, dois equivalentes de ATP foram 
utilizados, então o saldo energético obtido na oxidação completa do palmitoilCoA 
em CO2 e H2O é de 106 ATP. 
A oxidação de ácidos graxos pode ocorrer também em outra organela da 
célula, o peroxissomo. Nesta organela os ácidos graxos não são quebrados até o 
fim, mas somente até octanoilCoA (8C). Este então sai do peroxissomo com destino 
a mitocôndria para o término da oxidação. Outra diferença é que, na primeira etapa 
da sequencia de 4 reações enzimáticas para liberar acetilCoA, a enzima acilCoA 
desidrogenase dependente de FAD é substituída por uma enzima acilCoA oxidase, 
também dependente de FAD, porém os elétrons e prótons neste caso não são 
entregues em uma cadeia respiratória, mas sim para o O2, criando H2O2 (água 
oxigenada) que em seguida é rapidamente degradada à H2O e O2 pela enzima 
catalase, presente no próprio peroxissomo. Comparandoo saldo energético de um 
palmitoilCoA, que foi totalmente oxidado na mitocôndria, com um palmitoilCoA 
que foi encurtado até octanoilCoA no peroxissomo para depois terminar a 
oxidação na mitocôndria, obtém-se 6 ATP à menos quando o peroxissomo atua na 
oxidação, pois 4 FADH2 deixarão de entregar elétrons e prótons na cadeia 
respiratória. 
Bioquímica Básica 
 
 
187 
 
O palmitato, assim como a maioria dos ácidos graxos da dieta, contém número 
par de carbonos, no entanto, alguns ácidos graxos podem apresentam número 
impar de carbonos. Nesse caso, a última sequencia de 4 reações enzimáticas libera 
1 acetilCoA e uma molécula de 3 carbonos, o propionilCoA ao invés de dois 
acetilCoA, como descrito para o palmitoilCoA de 16 carbonos. O propionil entra no 
ciclo de Krebs primeiro se convertendo em D-metilmalonilCoA pela ação da enzima 
propionilCoA carboxilase dependente de ATP e da coenzima biotina, em seguida 
esta molécula, por ação de duas enzimas (metilmalonilCoA epimerase e 
metilmalonilCoA mutase dependente da coenzima B12) se converte em 
succinilCoA (um intermediário do ciclo de Krebs) (figura 13). Deste modo, como 
este último ciclo de Krebs não se iniciou com a formação de citrato a partir de 
oxaloacetato e acetilCoA, as moléculas isocitrato e α-cetoglutarato também não 
foram produzidas, assim, 2 NADH deixaram de ser produzidos para a cadeia 
respiratória. Comparando o saldo energético de um ácido graxo de 16 carbonos 
com um ácido graxo de 17 carbonos, obtém-se 6 ATP à menos com o ácido graxo 
de cadeia impar (5 ATP à menos devido a não produção de 2 NADH e 1 ATP gasto 
na conversão de propionilCoA à succinilCoA) em relação ao ácido graxo de cadeia 
par. 
 
 
Figura 13: Entrada do propionilCoA no ciclo de Krebs. Fonte: 
www.datuopinion.com, acesso em 12/11/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
188 
 
Alguns ácidos graxos da dieta são insaturados, possuindo uma ou mais 
ligações duplas. A oxidação destes é semelhante ao observado para os ácidos 
graxos saturados até chegar à ligação dupla. Usando o ácido oleico (18:1Δ9) na 
forma de oleilCoA como exemplo, 3 ciclos das 4 reações enzimáticas liberam duas 
moléculas de acetilCoA e a molécula dodecanoilCoA (12C) com a ligação dupla no 
carbono 3. A partir daí, nesta sequencia de 4 reações enzimáticas para liberar o 
quarto acetilCoA, a enzima acilCoA desidrogenase dependente de FAD não atua e 
a enzima enoilCoA isomerase atua no lugar da segunda enzima da sequência 
enzimática (enoilCoA hidratase), reposicionando a dupla ligação da molécula em 
uma configuração que permita a continuidade do processo enzimático com a 
enoilCoA hidratase e as demais enzimas (figura 14). Á partir daí, outros 4 ciclos de 
reações enzimáticas produzem os cinco acetilCoA que faltam. 
 
 
 
Bioquímica Básica 
 
 
189 
Figura 14: Oxidação do oleilCoA. Enquanto a oxidação está acontecendo nas 
regiões saturadas da molécula, as reações às mesmas das ocorridas nos ácidos 
graxos saturados. Quando atinge a ligação dupla, é necessário a ação da enzima 
enoilCoA isomerase, reposicionando a dupla ligação da molécula em uma 
configuração que permita a continuidade do processo enzimático com a enoilCoA 
hidratase e as demais enzimas para a liberação de acetilCoA. Fonte: Lehninger, 
princípios de Bioquímica. 
 
No caso dos ácidos graxos poliinsaturados, deve haver a combinação de duas 
enzimas (enoilCoA isomerase e dienoilCoA redutase dependente de NADPH) para a 
continuidade do processo. A primeira reposicionando duplas ligações e a segunda, 
convertendo algumas duplas ligações em ligações simples (figura 14). È importante 
observar que quando a dupla ligação estiver presente, a primeira enzima da 
sequência de 4 reações (acilCoA desidrogenase dependente de FAD) não estará 
presente, deste modo 1 FADH2 deixará de ser produzido para a cadeia respiratória. 
Assim, a oxidação de ácidos graxos insaturados produz menos energia que a 
oxidação de ácidos graxos saturados, sendo a redução no nível de ATP dependente 
do número de insaturações presentes no ácido graxo. 
 
Corpos cetônicos 
 
Em condições normais, onde o organismo contém açúcares para oxidação, a 
velocidade de oxidação de ácidos graxos é muito baixa. Quando o nível de glicose 
do sangue assim como o de glicogênio hepático e muscular está baixo, a 
velocidade de oxidação dos ácidos graxos no músculo e fígado aumenta. Em certas 
condições como diabetes mal controlada, dieta mal elaborada ou jejum muito 
longo, onde o nível de açúcar é normalmente muito baixo, ocorre aumento na 
quebra de triglicerídeos no tecido adiposo (será detalhado ao longo da unidade) 
com posterior mobilização de ácidos graxos para o sangue com destino aos 
músculos para obtenção de energia. Da mesma forma, a velocidade de oxidação de 
ácidos graxos no fígado também aumenta. Tudo isso é extremamente controlado e 
coordenado de modo que enquanto ácidos graxos vão nutrindo músculos, glicerol 
Bioquímica Básica 
 
 
190 
(oriundo da quebra dos triglicerídeos) migra do tecido adiposo para o fígado e é 
usado na gliconeogênese a fim de se tentar restabelecer a glicemia. Oxaloacetato 
no fígado também pode ser usado na gliconeogênese, ficando indisponível para 
ciclo de Krebs e assim o excesso de acetilCoA produzido no fígado à partir da 
oxidação de ácidos graxos é usado na formação de moléculas chamadas corpos 
cetônicos. 
Os corpos cetônicos são formados em mitocôndrias de fígado e rim e são uma 
imprescindível fonte de energia para músculos e cérebro. Na ausência de açúcar, a 
fonte de energia para o cérebro é basicamente corpo cetônico, uma vez que muito 
pouco ácido graxo chega neste órgão devido à barreira hematoencefálica. 
A síntese de corpos cetônicos ocorre na matriz da mitocôndria e se inicia com 
a união de duas moléculas de acetil-CoA formando acetoacetil-CoA em reação 
catalisada pela enzima β-cetotiolase. Em seguida o acetoacetilCoA é condensado 
com outro acetilCoA formando hidroximetilglutarilCoA (HMG-CoA) pela ação da 
enzima HMG-CoA sintase. O HMG-CoA então sofre clivagem através da enzima 
HMG-CoA liase, liberando um acetilCoA e acetoacetato (corpo cetônico). Uma 
fração do acetoacetato é espontaneamente descarboxilado e convertido em 
acetona (corpo cetônico) que é liberada pelas vias aéreas na expiração e faz parte 
da halitose característica de pessoas em jejum longo como, por exemplo, 
mendigos além de ser útil no diagnóstico da diabetes. Outra fração é reduzida à β-
hidroxibutirato (corpo cetônico) em ação catalisada pela enzima β-hidroxibutirato 
desidrogenase (figura 15). Até 25% do NADH produzido durante a oxidação de 
ácidos graxos é usado na produção de β-hidroxibutirato. 
Ambos acetoacetato e β-hidroxibutirato saem do fígado e rim para uso em 
outros tecidos, principalmente cérebro que já começa a usar corpos cetônicos a 
partir do segundo dia de jejum. Músculos (principalmente cardíaco) consomem 
ácidos graxos e corpos cetônicos no inicio do jejum, mas à medida que o jejum 
prossegue, diminuem o consumo de consumir corpos cetônicos para que estes 
sejam metabolizados somente no cérebro. 
Bioquímica Básica 
 
 
191 
O consumo se dá seguinte maneira: o β-hidroxibutirato a chegar aos tecidos é 
convertido em acetoacetato pela mesma enzima que faz o passo inverso (a β-
hidroxibutirato desidrogenase). Todo acetoacetato então é convertido em 
acetoacetilCoA por ação da enzima tioforase, que transfere a coenzimaA da 
succinilCoA (um intermediário do ciclo de Krebs) liberando succinato. Por último a 
enzima cetotiolase transfere uma coenzimaA para o acetoacetilCoA a convertendo 
em 2 acetilCoA que entram no ciclo de Krebs (figura 15). A enzimatioforase não 
está presente no fígado, assim, os corpos cetônicos produzidos não podem ser 
usados pelo próprio órgão. 
 
 
Bioquímica Básica 
 
 
192 
 
Figura 15: Formação e utilização de corpos cetônicos. Em A, a formação dos 
corpos cetônicos acetona, acetoacetato e β-hidroxibutirato no fígado a partir do 
excesso de acetilCoA. Em B, a utilização de acetoacetato e β-hidroxibutirato como 
combustível principalmente em músculos e cérebro. Fonte: Lehninger, princípios 
de Bioquímica. 
 
A oxidação de ácidos graxos no fígado depende da concentração de 
CoenzimaA livre na matriz das mitocôndrias hepáticas. Como existe uma 
quantidade limitada de coenzimaA, a formação de corpos cetônicos é importante 
não só como combustível energético, mas também para liberar a coenzimaA e 
obrigar o fígado a continuar oxidando ácidos graxos. 
O uso dos corpos cetônicos como combustível energético parece ser uma 
solução para o jejum severo ou a diabetes, mas o aumento de corpos cetônicos no 
sangue leva a um quadro de acidose (o corpo cetônico ao sair do fígado leva um 
H+) que pode ser fatal, assim faz-se necessário o restabelecimento da glicemia, seja 
pela gliconeogênese ou através da alimentação. 
 
Síntese de ácidos graxos e de triglicerídeos 
 
Os ácidos graxos são sintetizados em diferentes tecidos, mas principalmente 
em fígado, tecido adiposo e glândulas mamárias em lactação, a partir do excesso 
de acetilCoA proveniente da glicose ingerida acima da necessária para a produção 
de energia e para a síntese do glicogênio. Como a maioria dos ácidos graxos 
sintetizados vão para a síntese de triglicerídeos, existe uma relação direta entre 
consumo excessivo de açúcar e obesidade. Os ácidos graxos podem também ser 
usados para a síntese de fosfolipídios e para esterificar colesterol. 
Para iniciar a síntese de ácidos graxos no citoplasma é necessário converter 
um acetilCoA em malonilCoA (figura 16). Como acetilCoA formado na mitocôndria 
não consegue ir para o citoplasma, primeiro o acetilCoA se une ao oxaloacetato, 
formando citrato (início do ciclo de Krebs) e em seguida o citrato é transportado 
Bioquímica Básica 
 
 
193 
para o citoplasma. Lá, uma enzima citrato liase restaura oxaloacetato e acetilCoA. 
Oxaloacetato é posteriormente convertido em piruvato por ação das enzimas 
malato desidrogenase e enzima málica dependente de NADP+ e assim o piruvato 
entra na mitocôndria e pode restaurar o oxaloacetato por ação da enzima piruvato 
carboxilase ou virar acetilCoA (mecanismo explicado anteriormente). A formação 
de malonilCoA, catalisada pela enzima acetilCoA carboxilase é dependente de ATP 
e HCO3-, onde CO2 é transferido para o acetilCoA para formar o malonilCoA. O 
malonilCoA é um inibidor da enzima CPT-I, assim a célula que está sintetizando 
ácidos graxos não está, ao mesmo tempo, transportando ácidos graxos para a 
matriz da mitocôndria para oxidação. 
Um complexo multienzimático contendo seis enzimas (ácido graxo sintase) 
contém duas moléculas importantes: a enzima β-cetoacil-ACP sintase e a proteína 
carregadora de acil (ACP) que contém uma molécula parecida com a coenzimaA (4-
fosfopanteteína). O primeiro passo é a ligação de um acetil na região sulfidrila (SH) 
de um aminoácido cisteína da β-cetoacil-ACP sintase. A segunda reação liga 
malonil à região SH da ACP. Em ambas as reações a coenzimaA é liberada e as 
enzimas que catalisam estas ligações já estão no complexo multienzimático da 
ácido graxo sintase. Em seguida acetil se une ao malonil com saída de CO2 (o 
mesmo CO2 que formou o malonil à partir do acetil), criando acetoacetil. Este sofre 
ação de três enzimas do complexo multienzimático onde uma reação envolve 
desidratação e duas envolvem redução dependente de NADPH + H+ como doador 
de elétrons, para criar o butiril (uma molécula de 4 carbonos) (figura 16). O butiril é 
transferido para a região SH da β-cetoacil-ACP sintase liberando a região SH da 
ACP. Em seguida acontece tudo de novo: um novo malonil é produzido, este vai 
para a região SH da ACP, o butiril se liga ao malonil com saída de CO2 e após três 
reações enzimáticas (as mesmas reações que converteram acetoacetil em butiril) é 
produzido o hexanoil. Isso continua até que o palmitoil seja criado (figura 16). 
Neste age uma enzima tioesterase (que não está no complexo multienzimático), 
para liberar o palmitato da ácido graxo sintase. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
194 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bioquímica Básica 
 
 
195 
 
Figura 16: As reações das enzimas acetilCoA carboxilase e ácido graxo sintase. Em A, a 
formação do malonilCoA pela ação da enzima acetilCoA carboxilase. Em B, a sequência 
enzimática na união de acetil e malonil para a formação do butiril. Nesta figura, não está 
sendo mostrado o butiril sendo transferido para a região SH da β-cetoacil-ACP sintase, onde 
estava inicialmente o acetil, para que a região SH da ACP fique livre para um novo malonil 
poder se ligar e reiniciar o ciclo. Em C, o processo resumido na síntese do palmitato. Estão 
mostrados na figura os elétrons e prótons doados por NADPH e as saídas de CO2, das 
moléculas de malonil após união com as moléculas de acetil. Em amarelo, o primeiro acetil da 
cadeia nascente do palmitato, em vermelho, dois carbonos do primeiro malonil e em azul os 
carbonos das outras moléculas de malonil usadas na síntese do palmitato. Fonte: Lehninger, 
princípios de Bioquímica. 
 
É importante observar que para formar ácido palmítico foram necessários um 
gasto de 7 ATP (para formar os 7 malonilCoA) e 14 NADPH (estes são oriundos da 
reação enzimática que converte oxaloacetato em piruvato, catalisada pela enzima 
málica, ou da via das pentoses-fosfato que ocorre em maior grau quando há 
excesso de glicose na dieta). 
Bioquímica Básica 
 
 
196 
 
O palmitato é o precursor de outros ácidos graxos. Este aumento no 
comprimento do palmitato ocorre principalmente no retículo endoplasmático, mas 
pode ocorrer também na mitocôndria. No retículo, as reações de alongamento do 
palmitato ocorrem de maneira semelhante ao observado no ácido graxo sintase, 
onde malonilCoA é a fonte de carbonos e NADPH é o redutor. Na mitocôndria a 
fonte de carbonos é o acetilCoA e os redutores são tanto o NADH quanto o NADPH. 
Apesar de palmitato ser basicamente convertido em estearato nos tecidos (18:0), 
ácidos graxos maiores (20 à 24 carbonos) podem ser criados nos neurônios 
principalmente para a formação da bainha de mielina. Glândula mamária produz 
ácidos graxos menores que palmitato (8 à 10 carbonos) pelo fato de conter 
enzimas tioesterases que separam o ácido graxo em crescimento da ácido graxo 
sintase, antes de chegar a palmitato. 
Palmitato e estearato podem ser usados na formação de ácidos graxos 
insaturados, gerando respectivamente palmitoleato (16:1Δ9) e oleato (18:1Δ9). Uma 
enzima desaturase no retículo endoplasmático cria a ligação dupla. Isto é 
importante para a fluidez de triglicerídeos e de fosfolipídios, além de serem usados 
na produção de ésteres de colesterol no fígado. Como os humanos e todos os 
mamíferos só criam ligação dupla no carbono 9 dos ácidos graxos saturados, os 
ácidos graxos poliinsaturados não podem ser produzidos, sendo chamados de 
ácidos graxos essenciais. Os ácidos graxos α-linolenato (18:1Δ9,12,15) e o linoleato 
(18:1Δ9,12) são muito importantes na dieta e à partir deles são criados vários outros 
ácidos poliinsaturados, através de etapas de alongamento e desaturação no 
retículo endoplasmático (figura 17). Dentre eles, o ácido araquidônico (20:4Δ5,8,11,14) 
é o usado na formação dos eicosanóides (descrito anteriormente) e os ácidos 
graxos eicosapentaenóico(20:5Δ5,8,11,14,17) e docosahexaenóico (22:6Δ4,7,10,13,16,19), 
conhecidos respectivamente como EPA e DHA apresentam funções no organismo 
semelhantes às descritas para o α-linolenato, sendo que EPA e DHA são mais 
eficientes. Os benefícios destes ácidos graxos ômega-3 e ômega-6 na dieta incluem 
diminuição de triglicerídeos e colesterol plasmáticos, melhora do sistema imune e 
prevenção de alguns tipos de câncer. Somando-se a isso, nas gestantes e lactantes, 
a dieta contendo grandes concentrações de ômega-3 e ômega-6 favorece o 
desenvolvimento do cérebro e da retina do feto e do recém-nascido nos primeiros 
Bioquímica Básica 
 
 
197 
meses de vida. Muitos suplementos alimentares contêm o ômega-3 ácido α-
linolênico, mas somente alguns contêm EPA e/ou DHA. Os suplementos contendo 
estes dois últimos oferecem resultados mais rápidos na redução de triglicerídeos e 
colesterol além de outros benefícios quando comparado com suplementos 
contendo somente ácido α-linolênico. 
 
 
 
Figura 17: Metabolismo dos ácidos graxos α-linolenato (18:1Δ9,12,15) e o ácido 
linoleato (18:1Δ9,12). Estes ácidos graxos são obtidos na dieta e usados na 
produção de outros ácidos graxos poliinsaturados. n-3 e n-6 significam 
respectivamente ômega-3 e ômega-6. Fontes: www.revista.hupe.uerj.br, acesso em 
12/11/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
198 
 
Os triglicerídeos são produzidos no citoplasma das células do tecido adiposo e 
fígado. Ácidos graxos para a síntese dos triglicerídeos nestes órgãos podem vir de 
quilomícrons ou da síntese de ácidos graxos à partir do excesso de acetilCoA como 
explicado anteriormente. Glicerol para a síntese de triglicerídeos nestes órgãos 
pode vir de quilomícrons, da glicólise ou da gliceroneogênese. VLDLs também 
fornecem ácidos graxos e glicerol para tecido adiposo. Em ambos os casos o 
glicerol precisa ser convertido em glicerol 3-fosfato para dar início à síntese do 
triglicerídeo. No fígado e no tecido adiposo, existe uma enzima glicerol quinase 
que converte o glicerol em glicerol 3-fosfato com gasto de 1 ATP. Na 
gliceroneogênese, o malato (um intermediário do ciclo de Krebs) deixa a matriz da 
mitocôndria e é convertido no citoplasma em oxaloacetato por ação da enzima 
malato desidrogenase dependente de NAD+. A enzima fosfoenolpiruvato 
carboxiquinase converte o oxaloacetato em fosfoenolpiruvato. Esta molécula, em 
um reverso da via glicolítica, e usando as mesmas enzimas da via, é convertida em 
dihidroxiacetona fosfato e posteriormente convertido em glicerol 3-fosfato por 
ação da enzima glicerol 3-fosfato desidrogenase para então ser usado na síntese do 
triglicerídeo. A dihidroxiacetona fosfato proveniente da glicólise também pode, 
por ação da mesma enzima ser convertida em glicerol 3-fosfato. 
Com o glicerol 3-fosfato criado no citoplasma da célula, o próximo passo é 
encaixar 3 ácidos graxos na molécula. Estes ácidos graxos precisam estar ativados 
com coenzimaA (explicado anteriormente), para a montagem dos triglicerídeos, 
assim 6 ligações fosfatos de alta energia (2 para cada ácido graxo ativado) são 
consumidos. Inicialmente, uma enzima aciltransferase transfere sequencialmente 2 
acilCoA para os carbonos 1 e 2 do glicerol 3-fosfato, criando o ácido fosfatídico. 
CoenzimaA é liberada após cada ligação do ácido graxo no glicerol 3-fosfato. Em 
seguida, por ação da enzima fosfatase, o glicerol 3-fosfato tem o seu fosfato do 
carbono 3 removido (criando o diacilglicerol ou diglicerídeo) e em seguida a 
enzima aciltransferase transfere um terceiro acil para o termino da montagem do 
triglicerídeo (figura 18). Como as aciltransferases são específicas para cada ácido 
graxo, no carbono 1 do glicerol costumam ser colocados ácidos graxos saturados e 
nos carbonos 2 e 3, ácidos graxos insaturados. No tecido adiposo este triglicerídeo 
será armazenado para uso futuro. No fígado este triglicerídeo será empacotado em 
VLDL (explicado anteriormente). 
Bioquímica Básica 
 
 
199 
 
 
Figura 18: Síntese de triglicerídeos. Os triglicerídeos são formados à partir de 
glicerol 3-fosfato e três acilCoA. Fonte: Devlin, manual de Bioquímica com 
correlações clínicas. 
Bioquímica Básica 
 
 
200 
 
Degradação de triglicerídeos 
 
A fonte de triglicerídeos é o tecido adiposo. A degradação de triglicerídeos é 
mediada por lípases que vão liberando sequencialmente os três ácidos graxos de 
cada triglicerídeo (figura 19). Estes ácidos graxos vão então para o sangue, se ligam 
à proteína albumina (pois precisam ser transportados na forma de lipoproteínas) e 
são transportados principalmente para músculos e córtex renal para serem usados 
na produção de energia. O glicerol resultante da quebra do triglicerídeo pode, no 
próprio adiposo, ser fosforilado a glicerol 3-fosfato pela enzima glicerol quinase. 
Em seguida, por ação das enzimas glicerol 3-fosfato desidrogenase dependente de 
NAD+ e triose fosfato isomerase, o glicerol 3-fosfato se converte em gliceraldeído 
3-fosfato com produção de NADH + H+. O gliceraldeído entra na via glicolítica para 
produção de energia. Como explicado anteriormente, o glicerol pode também ir 
para o sangue com destino ao fígado para ser usado na gliconeogênese. 
 
Figura 19: Hidrólise de triglicerídeos. Lípases removem sequencialmente os 
ácidos graxos dos triglicerídeos os separando do glicerol. Fonte: www.scielo.br, 
acesso em 12/11/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
201 
 
Síntese de lipídios de membrana 
 
Os lipídios de membrana são os fosfolipídios (glicerofosfolipídios e 
esfingolipídios) e esteróis. Os glicerofosfolipídios sintetizados são a 
fosfatidiletanolamina, a fosfatidilcolina, a fosfatidilserina, o fosfatidilinositol, o 
fosfatidilglicerol e a cardiolipina. Os esfingolipídios sintetizados são a 
esfingomielina, os cerebrosídeos, os globosídeos e os gangliosídeos. Com exceção 
de hemácias maduras, todas as células humanas sintetizam fosfolipídios e esteróis, 
inclusive todos os seres vivos do planeta. Já a síntese de esteróis ocorre somente 
nos eucariontes. 
 A síntese de glicerofosfolipídios ocorre nas membranas do retículo 
endoplasmático e depende da produção inicial de ácido fosfatídico e em seguida 
do diacilglicerol (figura 18). Este, além de ser usado na síntese de triglicerídeos 
(explicado anteriormente), também pode ser usado na síntese de fosfolipídios. 
Fosfatidilcolina é formada a partir de colina (uma vitamina) que é fosforilada à 
fosfocolina por ação da enzima colina quinase e ativada com CDP (citidina 
difosfato), por ação da enzima fosfocolina citidiltransferase (ou CTP-colina citidil 
transferase), formando CDP-fosfocolina. A colina assim é transferida para o 
diacilglicerol, por ação da colina fosfotransferase, formando a fosfatidilcolina 
(figura 20). A fosfatidiletanolamina é formada similarmente: é fosforilada e ativada 
com CDP, formando CDP-etanolamina que é transferida à diacilglicerol formando 
fosfatidiletanolamina. As enzimas possuem nomes similares (etanolamina quinase, 
fosfoetanolamina citidiltransferase e etanolamina fosfotransferase). A própria 
fosfatidiletanolamina pode ser, no fígado, convertida em fosfatidilcolina através de 
3 metilações seqüenciais catalisada pela enzima fosfatidiletanolamina-N-
metiltransferase (figura 20). 
Bioquímica Básica 
 
 
202 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 20: Estruturas da fosfatidiletanolamina e fosfatidilcolina e via de 
produção da fosfatidilcolina. Em A, a estrutura molecular da fosfatidiletanolamina e 
em B a via de produção da fosfatidilcolina, que inclusive, pode ser produzida 
diretamente pela fosfatidiletanolamina. A via de produção da fosfatidiletanolamina 
não estámostrada pelo fato de ser idêntica a da fosfatidilcolina. Fonte: Lehninger, 
princípios de Bioquímica. 
Bioquímica Básica 
 
 
203 
 
O fosfatidilinositol segue uma via um pouco diferente da formação da 
fosfatidiletanolamina e fosfatidilcolina: neste caso não é o inositol (uma vitamina) 
que é fosforilado e ativado com CDP, mas sim o próprio diacilglicerol, que em 
seguida recebe o inositol por ação da fosfatidilinositol sintase, formando o 
fosfatidilinositol (figura 21). Fosfatidilinositol quinases específicas convertem 
fosfatidilinositol em seus derivados fosforilados como o fosfatidilinositol 4,5-
bifosfato (figura 6). Fosfatidilglicerol e cardiolipina seguem via semelhante: o 
diacilglicerol ativado com CDP recebe glicerol 3-fosfato por ação da enzima 
fosfatidilglicerol 3-fosfato sintase e se converte em diacilglicerol 3-fosfato. Uma 
fosfatase remove o fosfato para finalizar o fosfatidilglicerol. Uma enzima 
cardiolipina sintase pode promover a condensação de um fosfatidilglicerol com 
CDP-diacilglicerol para formar a cardiolipina (figura 21). 
 
 
 
Figura 21: As reações na produção de fosfatidilinositol, fosfatidilglicerol e 
cardiolipina. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica. 
Bioquímica Básica 
 
 
204 
 
A fosfatidilserina é produzida por substituição da etanolamina na 
fosfatidiletanolamina pelo aminoácido serina. É importante lembrar que ambos 
etanolamina, colina, serina, inositol e glicerol são inseridos na posição 3 do 
diacilglicerol pois as outras duas posições já estão ocupadas com ácidos graxos. 
A síntese de esfingolipídios ocorre também no retículo endoplasmático, com 
abundância em neurônios e hemácias jovens e depende da formação inicial da 
ceramida, derivada da esfingosina, um aminoálcool de cadeia longa (figura 7). A 
ceramida é produzida pela união de palmitoilCoA com serina formando β-
cetoesfinganina por ação da enzima β-cetoesfinganina sintase. Redução da β-
cetoesfinganina com NADPH resulta em esfinganina, um aminoálcool de 18 
carbonos. A esfinganina recebe um acil proveniente de um acilCoA e sofre 
oxidação dependente de FAD, formando FADH2 e ceramida (figura 22). 
A esfingomielina, um importante componente da bainha de mielina é 
formado quando ceramida reage com a fosfatidilcolina ou com CDP-colina. Se a 
ceramida reagir com UDP-glicose ou UDP-galactose, os esfingolipídios formados 
são o glicocerebrosídio (ou glicosilcerebrosídeo) e o galactocerebrosídio 
respectivamente (figura 22). 
Bioquímica Básica 
 
 
205 
 
Figura 22: As reações na produção de alguns esfingolipídios. Fonte: Lehninger, 
princípios de Bioquímica. 
Bioquímica Básica 
 
 
206 
 
Globosídeos são cerebrosídeos contendo dois ou mais monossacarídeos, 
geralmente galactose, glicose e/ou N-acetilglicosamina. Lactosilceramida na 
membrana das hemácias contém o dissacarídeo lactose. Outros globosídeos nas 
hemácias contendo oligossacarídeos maiores (5 a 6 monossacarídeos) determinam 
os grupos sanguíneos humanos. Gangliosídeos são esfingolipídios contendo 
oligossacarídeos e ácido siálico, muito comum em células ganglionares do sistema 
nervoso central, em particular nas terminações nervosas. 
Colesterol, o esterol das células animais é produzido por praticamente todas as 
células humanas, com exceção das hemácias, mas a sua produção é muito maior 
no fígado, intestino e tecidos reprodutores como ovários, testículos e placenta. 
Para produzir colesterol, é necessário acetilCoA. Este pode vir do piruvato, da 
oxidação de ácidos graxos, da oxidação de alguns aminoácidos (será detalhado na 
próxima unidade) ou a partir de acetato. Assim como na via que produz corpos 
cetônicos, são necessárias duas moléculas de acetilCoA se condensando para criar 
o acetoacetilCoA e uma terceira acetilCoA para formar HMG-CoA. Se HMG-CoA 
sofrer ação da enzima HMG-CoA liase, a via segue para corpos cetônicos (explicado 
anteriormente). Mas se HMG-CoA sofrer ação da enzima HMG-CoA redutase 
dependente de NADPH, forma-se mevalonato e a via segue para a síntese de 
colesterol. Como a síntese de corpos cetônicos ocorre na mitocôndria e a síntese 
de colesterol ocorre no retículo endoplasmático, estas duas enzimas (HMG-CoA 
liase e HMG-CoA redutase) estão em compartimentos diferentes, havendo então 
enzimas similares para a produção de HMG-CoA tanto na mitocôndria quanto no 
retículo endoplasmático. 
Em uma série de reações enzimáticas, o mevalonato é convertido em farnesil-
pirofosfato. Duas moléculas de farnesil-pirofosfato são condensadas, em reação 
catalisada pela enzima farnesil-transferase (ou esqualeno sintase) dependente de 
NADPH formando esqualeno e finalmente a ciclização do esqualeno produz o 
colesterol: a enzima esqualeno monooxigenase acrescenta um O2 na extremidade 
do esqualeno formando o epóxido e outra enzima (esqualeno-epóxido lanosterol 
sintase) produz o lanosterol. Transformação de lanosterol em colesterol envolve 
cerca de 20 etapas enzimáticas, onde várias envolvem reduções dependentes de 
NADPH. A via de síntese de colesterol está resumida na figura 23. 
Bioquímica Básica 
 
 
207 
 
Figura 23: Resumo das etapas da síntese de colesterol. Fonte: www.painel-
colesterol.blogspot.com, acesso em 12/11/2014. 
 
O colesterol pode ser esterificado para armazenamento no fígado (geralmente 
é esterificado com ácidos graxos insaturados) ou para transporte em VLDLs, pode 
ser convertido em sais biliares, vitamina D e hormônios esteróides. 
Bioquímica Básica 
 
 
208 
 
Leitura complementar 
DEVLIN, T. Manual de bioquímica com correlações clínicas. Edgard 
Blucher, 2007. 
HARPER, H. A. Bioquímica. Atheneu, 2002. 
LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. Worth publishers, 2006. 
STRYER, L. Bioquímica. Guanabara Koogan, 2004. 
VOET, D., VOET, J.G., PRATT, C.W. Fundamentos de Bioquímica. Artmed, 2002. 
 
 
É HORA DE SE AVALIAR! 
Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão 
ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de 
ensino-aprendizagem. 
Bioquímica Básica 
 
 
209 
 
Exercícios – Unidade 4 
 
1. Os lipídios são: 
a) Os compostos energéticos consumidos preferencialmente pelo organismo 
b) Mais abundantes na composição química dos vegetais do que na dos 
animais 
c) Substâncias insolúveis na água, mas solúveis nos chamados solventes 
orgânicos (álcool, éter, benzeno) 
d) Presentes como fosfolipídios no interior da célula, mas nunca na estrutura da 
membrana plasmática 
e) Moléculas bem diferentes de hidrocarbonetos 
 
2. O excesso de corpos cetônicos em presença de baixa glicose sanguínea é 
comum, principalmente em hipoglicemia induzida por jejum. Além disso, os corpos 
cetônicos: 
a) São formados pelo excesso de propionilCoA obtido dos ácidos graxos de 
cadeia impar 
b) São sintetizados no tecido muscular 
c) São escassos em pessoas diabéticas 
d) São sintetizados quando a degradação de ácidos graxos é interrompida 
e) São sintetizados no fígado e enviados para o cérebro para servir de alimento, 
substituindo temporariamente a glicose 
Bioquímica Básica 
 
 
210 
 
3. Um rapaz jovem chega a um consultório para uma indicação dietética com o 
seguinte histórico médico: cansaço intenso, dificuldade em realizar exercícios, 
ganho de peso contínuo e uma biopsia revelando um elevado depósito de 
triglicerídeos nas células musculares. O diagnóstico é que ele apresenta uma 
diminuição exagerada na quantidade de carnitina intramuscular. Sendo assim, este 
paciente apresenta: 
a) Dificuldade de sintetizar e degradar glicogênio muscular 
b) Excesso de creatina nas células muscularesc) Excesso de corpos cetônicos nas células musculares 
d) Dificuldade de produzir glicose pela gliconeogênese 
e) Dificuldade de transporte de ácidos graxos de cadeia longa para dentro da 
mitocôndria das células musculares 
 
4. Um laboratório de Bioquímica recebeu uma amostra de ácido graxo, no 
entanto identificado como (18:4 Δ3,9,12,15). Apesar de não estar nomeado, pela 
informação no parênteses, podemos dizer que este ácido graxo é: 
a) Monoinsaturado e ômega-3 
b) Monoinsaturado e ômega-6 
c) Poliinsaturado e ômega-3 
d) Poliinsaturado e ômega-6 
e) Poliinsaturado e ômega-9 
Bioquímica Básica 
 
 
211 
 
5. Um dos mecanismos abaixo NÃO contribui para a redução dos níveis de 
colesterol no sangue. 
a) Dieta com altos níveis de ácidos graxos insaturados 
b) Dieta com altos níveis de ácidos graxos saturados 
c) Dieta com altos níveis de fibras 
d) Dieta com altos níveis de fitoesteróis 
e) Drogas da família das vastatinas 
 
6. A revista Veja - edição 1858 - ano 37 - nº 24, de 16 de junho de 2004, em sua 
matéria de capa, destaca: "Um santo remédio? Eficazes para baixar o colesterol, as 
estatinas já são as drogas mais vendidas no mundo". No conteúdo da matéria, as 
articulistas Anna Paula Buchalla e Paula Neiva discorrem sobre os efeitos desta 
nova droga no combate seguro aos altos níveis de colesterol. Sobre o colesterol, 
analise as proposições abaixo: 
 
I. O colesterol é um dos mais importantes esteróis animais, produzido pelo 
fígado ou obtido na dieta. 
II. O colesterol participa da composição química da membrana das células 
animais, além de atuar como precursor de hormônios, como a testosterona e a 
progesterona. 
III. Quando atinge baixos níveis no sangue, o colesterol contribui para a 
formação de placas de ateroma nas artérias, provocando-lhes um 
estreitamento. 
IV. Há dois tipos de colesterol: O LDL e o HDL. O primeiro é o "colesterol bom", 
que remove o excesso de gordura da circulação sangüínea. 
Bioquímica Básica 
 
 
212 
 
Assinale a alternativa correta: 
a) Apenas as proposições I e III são corretas 
b) Apenas as proposições II e IV são corretas 
c) Apenas as proposições I e II são corretas 
d) Apenas as proposições I, III e IV são corretas. 
e) Todas as proposições são corretas 
 
7. Defende-se que a inclusão da carne bovina na dieta é importante por ser 
uma excelente fonte de proteínas. Por outro lado, pesquisas apontam efeitos 
prejudiciais que a carne bovina traz à saúde, como o risco de doenças 
cardiovasculares. Devido aos teores de colesterol e de gordura, há quem decida 
substituí-la por outros tipos de carne, como a de frango e a suína. O quadro abaixo 
apresenta a quantidade de colesterol em diversos tipos de carne crua e cozida. 
Alimento Colesterol (mg/100g) 
cru cozido 
Carne de frango (branca) sem pele 58 75 
Carne de frango (escura) sem pele 80 124 
Pele de frango 104 139 
Carne suína (bisteca) 49 97 
Carne suína (toucinho) 54 56 
Carne bovina (contrafilé)) 51 66 
Carne bovina (músculo) 52 67 
Revista PRO TESTE, N.º54, dez./2006 (com adaptações) 
 
Bioquímica Básica 
 
 
213 
 
Com base nessas informações, avalie as afirmativas a seguir. 
I. O risco de ocorrerem doenças cardiovasculares por ingestões habituais da 
mesma quantidade de carne é menor se esta for carne branca de frango do que se 
for toucinho. 
II. Uma porção de contrafilé cru possui, aproximadamente, 50% de sua massa 
constituída de colesterol. 
III. A retirada da pele de uma porção cozida de carne escura de frango altera a 
quantidade de colesterol a ser ingerida. 
IV. A bisteca é a carne mais alterada percentualmente no teor de colesterol 
após o cozimento. É correto apenas o que se afirma em: 
 
a) I e II 
b) I e III 
c) II e III 
d) II e IV 
e) III e IV 
 
8. O ácido oleico (18C) é um dos ácidos graxos mais abundantes da dieta, 
sendo consumido principalmente á partir de óleos e azeites. O saldo energético 
total obtido à partir da oxidação deste ácido graxo é: 
a) 106 ATP 
b) 120 ATP 
c) 134 ATP 
d) 150 ATP 
e) 166 ATP 
Bioquímica Básica 
 
 
214 
 
9. A tabela abaixo expressa a composição em ácidos graxos de dois tipos de 
triglicerídeos alimentares. 
 
 Percentagem de ácidos graxos 
Triglicerídeo Saturados Monoinsaturados Polinsaturados
A 60 36 4
B 14 24 62
Faça uma previsão do estado físico de cada tipo de triglicerídeo à temperatura 
ambiente, de acordo com a composição de seus ácidos graxos, justificando sua 
escolha. 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 
10. Pode-se afirmar que a utilização dos ácidos graxos como combustíveis gera 
equivalentes de redução para a cadeia respiratória em dois momentos metabólicos 
distintos. Que momentos são estes? 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 
Bioquímica Básica 
 
 
215 
5 Metabolismo de proteínas
Bioquímica Básica 
 
 
216 
 
Nesta unidade vamos entender acerca do metabolismo das proteínas, a 
utilização dos aminoácidos na produção de energia e a excreção de compostos 
nitrogenados. 
 
Objetivos da Unidade 
Mostrar a importância da fixação do nitrogênio pelas bactérias e sua 
assimilação pelas plantas; 
Identificar os processos de digestão das proteínas da dieta; 
Mostrar a absorção dos aminoácidos; 
Caracterizar a liberação da amônia na forma de ureia; 
Entender o catabolismo dos aminoácidos. 
 
Plano da Unidade 
Fixação do nitrogênio. 
Digestão de proteínas e absorção de aminoácidos. 
Catabolismo de aminoácidos. 
Ciclo da ureia. 
Catabolismo de aminoácidos individuais 
 
Bons estudos! 
Bioquímica Básica 
 
 
217 
 
Fixação do nitrogênio 
 
Já foi explicado em outra unidade que as proteínas são as macromoléculas 
com o maior número de funções celulares. As proteínas contêm um elemento 
essencial para os seres vivos: o nitrogênio. Além das proteínas, encontramos 
nitrogênio em alguns lipídios de membrana, em nucleotídeos no DNA e no RNA 
etc., por isso a aquisição do nitrogênio é muito importante. Na respiração, os seres 
animais conseguem inspirar nitrogênio atmosférico (N2), mas todo o nitrogênio 
inspirado é em seguida expirado. Desse modo, os seres animais obtêm o 
nitrogênio diretamente na dieta. Já as plantas conseguem sintetizar compostos 
nitrogenados, como aminoácidos e bases nitrogenadas a partir de nitratos (NO3-). 
Mas para que isto aconteça, é necessária a participação prévia de bactérias 
responsáveis pelo ciclo do nitrogênio. 
O ciclo do nitrogênio se inicia com a fixação biológica do nitrogênio através da 
amonificação, ou seja, a conversão de N2 em amônia (NH4+). Esta etapa é realizada 
por bactérias do solo ou em simbiose com raízes de leguminosas, chamadas de 
bactérias fixadoras de nitrogênio, incluindo espécies de cianobactérias, bactérias 
verdes e púrpuras, Azotobacter, Clostridium, Rhizobium e outras. A reação, que 
envolve um complexo enzimático chamado nitrogenase, utiliza a energia do ATP e 
processo redutor para converter um N2 em duas aminas (NH3). Em seguida, no solo, 
as aminas se combinam com água, formam o hidróxido de amônio (NH4OH) para 
depois liberar a amôniae hidroxila. A amina, em condições fisiológicas, também 
pode simplesmente captar um H+ e se converte em NH4+. 
Bactérias nitrificantes, incluindo as do gênero Nitrosomonas, Nitrosococcus e 
Nitrobacter, pelo processo de nitrificação, convertem as NH4+ em nitritos (NO2-) e 
em seguida em NO3-, onde em ambos os processos ocorre liberação de energia. 
Esta energia é utilizada por estas bactérias para a produção de glicose e O2, através 
de CO2 e H2O (quimiossíntese) uma vez que estas bactérias são autotróficas. As 
reações químicas se encontram abaixo: 
Bioquímica Básica 
 
 
218 
Amonificação: 
 
(passo 1) N2 + 8 H+ + 8 e- + 16 ATP + 16 H2O 2 NH3 + H2 + 16 
ADP 
 
(passo 2) NH3 + H2O NH4OH + NH4+ + OH- 
 
Nitrificação: 
 
(passo 1): 2 NH4+ + 3 O2 2 NO2- + 2 H2O + 4H+ + 
energia 
 
(passo 2): 2 NO2- + O2 2 NO3- + energia 
 
Quimiossíntese 
 
6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 
 
Os nitratos formados pelo processo de nitrificação são absorvidos pelas 
plantas e transformados em compostos carbonados para produzir aminoácidos e 
outros compostos de nitrogênio, como bases nitrogenadas. Através dos 
aminoácidos as plantas produzem as proteínas e através das bases nitrogenadas, 
os nucleotídeos para a produção do DNA e do RNA. Os seres animais então 
conseguem o nitrogênio consumindo vegetais ou outros animais que obviamente 
comem vegetais. 
A desnitrificação é o processo pelo qual o nitrogênio volta à atmosfera. Este 
processo ocorre através das bactérias desnitrificantes, incluindo espécies de 
Pseudomonas, Bacillus, Paracoccus e Clostridium, que, em ambiente anaeróbico, 
convertem uma parte do NO3- produzida em N2. A desnitrificação é necessária 
porque, se não ocorresse, a concentração de nitratos no solo aumentaria de 
maneira desastrosa. O nitrogênio pode ser também devolvido para a atmosfera 
através da decomposição da matéria orgânica morta, seja vegetal ou animal, 
através de algumas bactérias e também fungos decompositores. O resumo do ciclo 
do nitrogênio está representado na figura 1. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
219 
 
Figura 1: O ciclo do nitrogênio. A fixação do nitrogênio pode ser física, 
provocada por relâmpagos, química, através da atividade vulcânica ou de 
processos industriais na produção de fertilizantes e biológica, realizada por 
bactérias no solo ou em raízes de leguminosas. Fonte: 
<www.profwladimir.blogspot.com>. Acesso em: 19 de novembro de 2014. 
 
Digestão de proteínas e absorção de aminoácidos 
 
As proteínas são quebradas por enzimas presentes no estômago e intestino 
delgado. Quando proteínas da dieta chegam ao estômago, células da mucosa 
estomacal secretam o hormônio gastrina, que por sua vez estimula a produção de 
ácido clorídrico (HCl) e o pepsinogênio (a forma inativa da enzima pepsina) por 
outras células estomacais. O HCl é um desnaturante, desestruturando as proteínas. 
O pepsinogênio, por ação autocatalítica, se converte em pepsina e inicia a hidrólise 
das proteínas nas ligações peptídicas do lado amino dos aminoácidos tirosina, 
triptofano e fenilalanina. Como a pepsina reconhece somente estes três 
aminoácidos, as proteínas são quebradas em peptídios que vão em seguida para o 
intestino delgado. 
Bioquímica Básica 
 
 
220 
 
 No intestino delgado, existe uma enzima aminopeptidase que reconhece 
ligações peptídicas no lado amino destes peptídios. No entanto, como a 
aminopeptidase não é suficiente para converter os peptídios em aminoácidos 
livres, esses peptídios, assim que chegam ao intestino delgado, estimulam algumas 
células intestinais a liberar o hormônio colecistoquinina, que estimula o pâncreas a 
liberar várias enzimas digestivas para o intestino (existe uma conexão intestino-
pâncreas chamada duto pancreático). As enzimas são liberadas do pâncreas na 
forma inativa (quimiotripsinogênio, tripsinogênio, pró-carboxipeptidase A, pró-
carboxipeptidase B e pró-elastase) que, no intestino delgado se convertem na 
forma ativa (quimiotripsina, tripsina, carboxipeptidase A, carboxipeptidase B e 
elastase). Assim como a pepsina, cada uma destas enzimas reconhece ligações 
peptídicas de aminoácidos específicos, seja no lado amino seja no lado carbonila 
dos aminoácidos, assim os peptídios resultantes da quebra parcial das proteínas no 
estômago são finalmente convertidos em aminoácidos livres. 
Assim como foi descrito para a absorção dos monossacarídeos, os 
aminoácidos também são levados do lúmen para o epitélio intestinal acoplado a 
sódio e em seguida liberados para o sangue por proteínas transportadoras de 
aminoácidos. Para cada aminoácido existe um transportador específico tanto na 
superfície do epitélio intestinal voltada para o lúmen quanto na superfície voltada 
para o sangue. 
Como descrito em outra unidade, os aminoácidos podem também ser 
classificados como naturais (não essenciais) e essenciais, onde os naturais são os 
aminoácidos produzidos pelo organismo e os essenciais não são produzidos pelo 
organismo, portanto precisam ser adquiridos na alimentação. A partir do NO3 os 
vegetais produzem todos os 20 tipos de aminoácidos que formam as proteínas. Os 
humanos produzem somente 11 (alanina, arginina, asparagina, aspartato, cisteina, 
glicina, glutamato, glutamina, prolina, serina e tirosina) do total de 20 aminoácidos. 
Assim, muitos dos aminoácidos obtidos da dieta já são naturalmente produzidos 
no corpo humano. Esta unidade não tem como objetivo apresentar as rotas 
enzimáticas para a biossíntese de aminoácidos nos animais, a não ser em algumas 
vias metabólicas onde, durante o catabolismo, um aminoácido pode ser convertido 
em outro. 
Bioquímica Básica 
 
 
221 
 
 
Catabolismo de aminoácidos 
 
Os aminoácidos na corrente sanguínea chegam a todos os tecidos, 
principalmente músculos e fígado. Nestes órgãos a principal utilização dos 
aminoácidos é para a síntese de proteínas, uma vez que as células dependem da 
produção de diferentes tipos de proteínas (estruturais, transportadoras, 
imunológicas, contráteis, enzimas, hormônios etc.). No entanto, se a ingestão de 
aminoácidos for superior às necessidades do organismo, o excesso de aminoácidos 
é oxidado para a produção de energia (catabolismo de aminoácidos). Na 
degradação normal das proteínas, alguns aminoácidos liberados podem também 
sofrer oxidação, assim como em diversas situações, incluindo exercício físico 
intenso, jejum prolongado e no diabetes, no qual oxidação de aminoácidos 
normalmente ocorre. No jejum e no diabetes, como o nível de açúcar está baixo, 
gliconeogênese e produção de corpos cetônicos no fígado acabam ocorrendo em 
paralelo ao uso dos aminoácidos como combustível energético. 
Quando os aminoácidos chegam às células hepáticas, uma maior parte é então 
utilizada na síntese de proteínas. Outra fração de aminoácidos sofre remoção de 
grupos amino (desaminação) gerando os chamados α-cetoácidos que podem 
sofrer oxidação na mitocôndria para a produção de energia. Esta reação, catalisada 
por enzimas aminotransferases (ou transaminases) transfere o grupamento amino 
do aminoácido para uma molécula, o α-cetoglutarato (um cetoácido e um 
intermediário do ciclo de Krebs), gerando glutamato e o α-cetoácido 
correspondente ao aminoácido que perdeu a amina (figura 2). 
As aminotransferases são específicas para cada aminoácido, ou seja, existe 
uma alanina aminotransferase que transfere a amina da alanina para o α-
cetoglutarato, uma tirosina aminotransferase que transfere a amina da tirosina para 
o α-cetoglutarato etc. Além disso, as aminotransferases possuem uma coenzima, o 
piridoxalfosfato (PLP), produzido a partir da vitamina piridoxina (B6), que atua 
ligada no sítio ativo, doando a amina do aminoácido para o α-cetoácido. A 
formação de um aminoácido a partir de um α-cetoácido em detrimento de outro α-
cetoácido se tornar um aminoácido pode ser também chamado de transaminação. 
Bioquímica Básica 
 
 
222 
 
 A transaminação é a reação mais comum envolvendo aminoácidos, mas 
poucos aminoácidos, como serina, treonina e lisina não participam de reações de 
aminotransferases. Além disso, a arginina, glutamina e asparagina participam 
indiretamente em processos de transaminação, quando liberam suas aminas e se 
convertem respectivamente em ornitina, glutamato e aspartato, estes que então 
podem participar em processos de transaminação. 
 
 
 
Figura 2: Metabolismo dos grupos amino. Os grupamentos amino dos 
aminoácidos são transferidos, por ação das aminotransferases, para o α-
cetoglutarato formando glutamato. O aminoácido que perde o amino se 
transforma no α-cetoácido correspondente. Fonte: Lehninger, princípios de 
Bioquímica. 
Bioquímica Básica 
 
 
223 
 
 
Esta reação, que ocorre no citoplasma das células, tem o objetivo de coletar os 
grupamentos amino dos diferentes aminoácidos para formar o glutamato. O 
glutamato migra para o interior da mitocôndria, onde é novamente convertido em 
α-cetoglutarato (seu α-cetoácido) por ação da enzima glutamato desidrogenase 
dependente de NAD+ ou NADP+, liberando amônia (figura 3). O α-cetoglutarato 
pode entrar no ciclo de Krebs ou ser usado na gliconeogênese. A amônia é 
convertida em ureia parta ser excretada pelo rim na urina (será detalhada ao longo 
desta unidade). 
O glutamato, ao se tornar α-cetoglutarato pode também entregar sua amina 
para o oxaloacetato, onde este se transforma em aspartato. Neste caso, uma 
aminotransferase, ao invés da glutamato desidrogenase é requerida e isto é 
importante pelo fato do aspartato ser essencial no ciclo da ureia, uma vez que o 
aspartato da dieta não consegue entrar na mitocôndria para ser usado na 
produção da ureia. 
 
 
Figura 3: A reação catalisada pela enzima glutamato desidrogenase. Fonte: 
LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. New York: Worth publishers, 2006. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
224 
 
Quando os aminoácidos chegam às células dos tecidos extra-hepáticos, o 
objetivo é o mesmo do observado no fígado, onde a maioria dos aminoácidos é 
usada na síntese de proteínas e uma pequena fração sofre remoção de grupos 
amino, por aminotransferases, gerando α-cetoácidos para oxidação na 
mitocôndria. O aceptor dos grupamentos amino é também o α-cetoglutarato 
formando glutamato. Como somente o fígado usa as aminas na produção de ureia, 
as aminas removidas dos aminoácidos e entregues ao α-cetoglutarato precisam 
chegar ao fígado. Assim, o glutamato é convertido em glutamina por ação da 
enzima glutamina sintetase dependente de ATP, que, em dois passos, produz um 
intermediário fosforilado (γ-glutamilfosfato) e depois combina uma amônia a este 
intermediário, formando a glutamina (figura 4). Esta amônia pode vir de vários 
processos, como por exemplo, degradação de nucleotídeos. A glutamina vai para o 
sangue com destino as mitocôndrias das células hepáticas e lá, por ação da enzima 
glutaminase, volta a ser glutamato, liberando amônia para a síntese de ureia (figura 
4). 
O rim também tem na mitocôndria das suas células uma glutaminase. Esta 
atua nas glutaminas que, do sangue, entram nas células renais, gerando glutamato 
e amônia. Isto explica a excreção de amônia pelo rim juntamente com a ureia na 
urina, estando o aumento de amônia na urina diretamente relacionado com o 
excesso de glutamina na dieta. Em situações de acidose sanguínea, a glutamina 
liberada de tecidos extra-hepáticos vai mais para o rim do que para o fígado. Isto 
ocorre porque a formação de ureia usando a amônia liberada da glutamina requer 
bicarbonato (será detalhada ao longo da unidade), assim o bicarbonato, ao invés 
de ser usado na síntese de ureia, é usado para corrigir o pH sanguíneo. Em 
compensação, este desvio de rota aumenta o nível de amônia na urina, uma vez 
que o rim não consegue produzir ureia com estas amônias. Apesar da pequena 
excreção de amônia, os mamíferos, incluindo os seres humanos são considerados 
ureotélicos (cuja produção e excreta nitrogenada são a ureia). Outros animais como 
a maioria dos peixes e anfíbios jovens são amoniotélicos (cuja excreta nitrogenada 
é a amônia) e répteis e aves são uricotélicos (cuja excreta nitrogenada é o ácido 
úrico). 
Bioquímica Básica 
 
 
225 
Por mecanismos ainda não esclarecidos, a amônia é extremamente tóxica para 
os animais, por isto precisa ser excretada diretamente pelo rim, ou convertida em 
ureia no fígado. Parece que o excesso de amônia leva a uma drástica diminuição no 
nível de ATP principalmente no cérebro, pela redução no ciclo de Krebs, 
comprometendo diversos processos incluindo a transmissão do impulso nervoso. 
Os mamíferos também podem excretar pela urina, mesmo que em pequenas 
quantidades, ácido úrico. A formação de ácido úrico ocorre durante o metabolismo 
de nucleotídeos. O cérebro é o principal órgão afetado pelo excesso da produção 
de amônia e ácido úrico, no entanto o rim também é bastante afetado pelo excesso 
de ácido úrico que se deposita nos túbulos renais e provoca inflamação, além de 
cálculos renais. 
 
Figura 4: A reação catalisada pela enzima glutamina sintetase. Fonte: 
LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. New York: Worth publishers, 2006. 
Bioquímica Básica 
 
 
226 
Além da glutamina, os tecidos extra-hepáticos, principalmente os músculos, 
usam também outro aminoácido, a alanina, para o transporte de aminas do sangue 
para o fígado. Neste caso, o glutamato, ao invés de formar glutamina, entrega sua 
amina para o piruvato e este se torna alanina. A alanina, ao chegar ao fígado, volta 
a ser piruvato (seu α-cetoácido), através da transferência da sua amina para o α-
cetoglutarato, formando glutamato, que pode entrar na mitocôndria e, por ação da 
enzima glutamato desidrogenase, liberar a amina na forma de amônia para a 
formação de ureia. O piruvato pode ser usado na gliconeogênese. O resumo do 
catabolismo de aminoácidos para a produção de energia e para a síntese de ureia, 
interligando fígado e tecidos extra-hepáticos, encontra-se na figura 5. 
 
Figura 5: Interligação do catabolismo de aminoácidos no fígado e em tecidos 
extra-hepáticos. Fonte: LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. New York: 
Worth publishers, 2006. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
227 
 
Ciclo da ureia 
 
O ciclo da ureia é o mecanismo de excreção de nitrogênio adotado por 
algumas células animais, incluindo os seres humanos. A síntese da ureia ocorre 
somente nas células hepáticas e se inicia na matriz da mitocôndria com a união de 
amônia e bicarbonato para formar o carbamil fosfato em reação catalisada pela 
enzima carbamil fosfato sintetase I, com gasto de 2 ATP. Em seguida, o grupo 
carbamil do carbamil fosfato se condensa com a molécula ornitina, gerando a 
citrulina em reação catalisada pela enzima ornitina transcarbamilase. A citrulina vai 
para o citoplasma e, por ação da enzima argininosuccinato sintase, recebe uma 
amina do aspartato (formada por transaminação do glutamato, descrita 
anteriormente), se convertendo em argininosuccinato. A reação envolve a 
conversão de ATP em AMP + PPi, o que equivale a hidrólise de duas moléculas de 
ATP. Clivagem de argininosuccinato pela enzima argininosuccinato liase produz 
fumarato (intermediário do ciclo de Krebs) e arginina. Por último, a arginina é 
hidrolisada pelaenzima arginase, produzindo ornitina e ureia (figura 6). O cíclo da 
ureia requer então energia, com gasto equivalente de quatro moléculas de ATP. 
Bioquímica Básica 
 
 
228 
Figura 6: O ciclo da ureia. Os passos 1 e 2, catalisados respectivamente pelas 
enzimas carbamil fosfato sintetase I e ornitina transcarbamilase ocorrem na 
mitocôndria. Os três passos seguintes, catalisados respectivamente pelas enzimas 
argininosuccinato sintase, argininosuccinato liase e arginase ocorrem no 
citoplasma e terminam a síntese da ureia. Proteínas transportadoras na membrana 
interna da mitocôndria funcionam transportando a citrulina da mitocôndria para o 
citoplasma e a ornitina do citoplasma para a matriz da mitocôndria. Fonte: 
www.desenvolvimentovirtual.com, acesso em 19/11/2014. 
Bioquímica Básica 
 
 
229 
A ureia é liberada do fígado com destino ao rim. A maior parte da ureia chega 
ao rim, mas uma pequena fração difunde-se do fígado ao intestino onde sofre ação 
de bactérias que clivam a ureia em CO2 e NH4+. Esta amônia pode ser reabsorvida 
ou fazer parte das fezes. A ornitina volta para a matriz da mitocôndria para reiniciar 
um novo ciclo da ureia. O fumarato produzido anteriormente pode ser convertido 
tanto no citoplasma quanto na mitocôndria em malato e em seguida em 
oxaloacetato, uma vez que as enzimas que catalisam as reações (fumarase e malato 
desidrogenase) ocorrem nos dois compartimentos celulares. O oxaloacetato pode 
ser novamente convertido em aspartato para um novo ciclo da ureia, ou então ser 
usado na gliconeogênese. Assim o ciclo de Krebs e o ciclo da ureia estão 
interligados, sendo referido como bicicleta de Krebs (figura 7). Na verdade, o 
mesmo pesquisador que decifrou o ciclo de Krebs (Sir Hans Krebs), também 
decifrou o ciclo da ureia. 
 
Figura 7: Interligação entre o ciclo de Krebs e o ciclo da ureia. Fonte: 
LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. New York: Worth publishers, 2006. 
Bioquímica Básica 
 
 
230 
 
Catabolismo de aminoácidos individuais 
 
 A maioria dos aminoácidos, que são convertidos nos seus cetoácidos 
correspondentes, assim como os poucos que não participam das reações de 
transaminação, converge para formar cinco produtos, entrando no ciclo de Krebs. 
A partir daí podem ser usados na gliconeogênese, na formação de corpos 
cetônicos ou serem oxidados para a produção de energia. Os aminoácidos 
utilizados na síntese de glicose são chamados de glicogênicos e os usados na 
formação dos corpos cetônicos são chamados de cetogênicos. 
Seis aminoácidos (triptofano, lisina, leucina, isoleucina, fenilalanina e tirosina) 
são convertidos em acetilCoA e/ou acetoacetilCoA (figura 9), seis aminoácidos 
(alanina, serina, glicina, cisteína, treonina e triptofano) são convertidos em piruvato 
(figura 10), cinco aminoácidos (arginina, histidina, glutamato, glutamina e prolina) 
são convertidos em α-cetoglutarato (figura 11), quatro aminoácidos (metionina, 
isoleucina, treonina e valina) são convertidos em succinilCoA (figura 12) e dois 
aminoácidos (asparagina e aspartato) são convertidos em oxaloacetato (figura 13). 
É importante observar que os aminoácidos triptofano, isoleucina e treonina são 
catabolisados e convertidos em dois produtos diferentes. Um resumo do 
metabolismo de todos os 20 aminoácidos, mostrando a entrada no ciclo de Krebs 
além dos envolvidos na formação de corpos cetônicos e na gliconeogênese se 
encontra na figura 14. 
O catabolismo dos aminoácidos leucina, isoleucina e valina (também 
conhecidos como BCAAs ou aminoácidos de cadeia lateral ramificada) é diferente 
dos demais pelo fato destes aminoácidos serem preferencialmente catabolizados 
nos músculos ao invés do fígado. A atividade das enzimas aminotransferases para 
estes três aminoácidos é muito maior no músculo que no fígado. Vários NADH e 
FADH2 são produzidos durante o catabolismo destes três aminoácidos até a 
formação de acetilCoA ou succinilCoA o que os tornam excelentes fontes de 
energia para o músculo. Desse modo, estes três aminoácidos ao entrar no fígado 
são usados para a síntese de proteínas, porém o excesso, por não ser praticamente 
catabolizado, sai do fígado e ao ser captado por músculos são catabolizados para a 
geração de energia. 
Bioquímica Básica 
 
 
231 
 
Os aminoácidos convertidos em acetilCoA e/ou acetoacetilCoA são 
cetogênicos porque acetoacetilCoA pode ser convertido nos corpos cetônicos 
acetona e β-hidroxibutirato. Os aminoácidos capazes de serem convertidos em 
piruvato, α-cetoglutarato, succinilCoA, fumarato e oxaloacetato podem ser usados 
para a gliconeogênese e, portanto, são glicogênicos. Porém, quatro aminoácidos 
(triptofano, fenilalanina, tirosina e isoleucina) são ao mesmo tempo cetogênicos e 
glicogênicos. 
Em muitas destas reações, as enzimas dependem de uma ou mais coenzimas, 
como a piridoxal fosfato, o tetrahidrofolato (H4 folato), a tetrahidrobiopterina, o 
N5,N10-metilenotetrahidrofolato, além das já conhecidas NAD+, NADP+, FAD e 
coenzimaA. Enquanto algumas atuam na transferência de unidades 
monocarbônicas, outras atuam na transferência de grupos amino e outras atuam 
em reações biológicas de oxidação e redução. Algumas destas coenzimas estão na 
figura 8. 
 
Figura 8: Estrutura química das coenzimas H4 folato, tetrahidrobiopterina e 
piridoxal fosfato. O grupo químico funcional do piridoxal fosfato está marcado em 
vermelho. Fonte: LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. New York: Worth 
publishers, 2006. 
Bioquímica Básica 
 
 
232 
 Como as vias do catabolismo para vários aminoácido são muito 
complicadas, com o envolvimento de várias enzimas e coenzimas, estas reações 
serão apenas mostradas nas figuras a seguir, de uma forma resumida, sem detalhar 
a quantidade de energia obtida de cada aminoácido. Em algumas vias o número de 
reações é tão grande que vários passos enzimáticos são omitidos. De um modo 
geral, o nível de ATP obtido por cada aminoácido varia de aproximadamente 10 a 
20 ATP, portanto a contribuição dos aminoácidos para a energia do organismo 
existe, mas não é tão grande quando comparado com a energia fornecida por 
monossacarídeos ou ácidos graxos. 
 
Figura 9: Resumo do catabolismo dos aminoácidos triptofano, lisina, leucina, 
isoleucina, fenilalanina e tirosina. Em A, a formação de acetilCoA e/ou 
acetoacetilCoA a partir destes aminoácidos. Para todos os aminoácidos, a maioria 
das etapas enzimáticas está omitida, inclusive a formação dos α-cetoácidos 
correspondentes, a partir da entrega das aminas para o α-cetoglutarato. Lisina não 
participa de reações envolvendo aminotransferases. Em B, a primeira das várias 
reações do catabolismo da tirosina, na qual ocorre a produção do p-
hidroxifenilpiruvato, seu α-cetoácido, em reação catalisada por uma 
Bioquímica Básica 
 
 
233 
aminotransferase específica, onde a amina é entregue ao α-cetoglutarato 
formando glutamato. Fonte: LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. New York: 
Worth publishers, 2006. 
 
Figura 10: Resumo do catabolismo dos aminoácidos alanina, serina, glicina, 
cisteína, treonina e triptofano. A maioria das etapas enzimáticas do catabolismo do 
triptofano e da cisteína está omitida. No catabolismo da alanina, esta se converte 
em piruvato, seu α-cetoácido, a partir de reação catalisada por uma 
aminotransferase específica, onde a amina é entregue ao α-cetoglutarato 
formando glutamato. Além desta rota, o triptofano pode seguir outra via 
enzimática levando a formação de acetoacetilCoA. Serina e treonina não 
participam de reações envolvendo aminotransferases. Fonte: LEHNINGER, A.L. 
Princípios de Bioquímica. New York: Worth publishers, 2006. 
Bioquímica Básica 
 
 
234 
 
Figura 11: Resumo do catabolismo dos aminoácidosarginina, histidina, 
glutamato, glutamina e prolina. As reações da arginase, glutaminase e glutamato 
desidrogenase já foram descritas anteriormente. Com exceção do catabolismo da 
histidina, onde algumas etapas estão omitidas, as outras vias mostram todas as 
reações enzimáticas que levam a formação de α-cetoglutarato. Fonte: LEHNINGER, 
A.L. Princípios de Bioquímica. New York: Worth publishers, 2006. 
Bioquímica Básica 
 
 
235 
 
Figura 12: Resumo do catabolismo dos aminoácidos metionina, isoleucina, 
treonina e valina. Para todos os aminoácidos, a maioria das etapas enzimáticas está 
omitida, inclusive a formação dos α-cetoácidos correspondentes, a partir da 
entrega das aminas para o α-cetoglutarato. A isoleucina e treonina são 
catabolizadas para acetilCoA (ver figuras 9 e 10) ou succinilCoA. Fonte: LEHNINGER, 
A.L. Princípios de Bioquímica. New York: Worth publishers, 2006. 
Bioquímica Básica 
 
 
236 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13: Resumo do catabolismo dos aminoácidos asparagina e aspartato. O 
esqueleto de carbonos da asparagina e aspartato entra no ciclo de Krebs através do 
oxaloacetato. Fonte: LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. New York: Worth 
publishers, 2006. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
237 
 
 
 
Figura 14: Resumo do metabolismo de aminoácidos. A figura mostra os pontos 
de entrada dos aminoácidos no ciclo de Krebs. Os aminoácidos em azul são os 
cetogênicos, cujos produtos do catabolismo podem ser usados na formação dos 
corpos cetônicos. Os aminoácidos em vermelho são os glicogênicos cujos produtos 
do catabolismo podem ser usados na gliconeogênese. Quatro aminoácidos 
(fenilalanina, isoleucina, triptofano e tirosina) são tanto glicogênicos quanto 
cetogênicos. Leucina e lisina são exclusivamente cetogênicos. Fonte: LEHNINGER, 
A.L. Princípios de Bioquímica. New York: Worth publishers, 2006. 
Bioquímica Básica 
 
 
238 
 
LEITURA COMPLEMENTAR: 
 
DEVLIN, T. M. (Coord.). Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. Trad. da 
6. ed. americana. São Paulo: Edgard Blücher, 2007. 
HARPER, H. A. Bioquímica. São Paulo: Atheneu, 2002. 
LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. New York: Worth publishers, 2006. 
STRYER, L. Bioquímica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. 
VOET, D., VOET, J.G., PRATT, C.W. Fundamentos de Bioquímica. Porto Alegre: 
Artmed, 2002. 
 
 
 
 
É HORA DE SE AVALIAR! 
Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão ajudá-
lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de ensino-
aprendizagem. 
Bioquímica Básica 
 
 
239 
 
Exercícios – Unidade 5 
 
1. Os aminoácidos alanina e leucina se convertem em acetilCoA para entrar no 
ciclo de Krebs, através dos intermediários: 
a) piruvato e malonilCoA 
b) piruvato e acetoacetilCoA 
c) propionil e enoilCoA 
d) aspartato e lactato 
e) 2-fosfoglicerato e fosfoenolpiruvato 
 
2. A maioria dos tecidos é capaz de degradar os aminoácidos, mas só o fígado 
é capaz de produzir ureia. O nitrogênio proveniente dos aminoácidos degradados 
chega até o fígado através dos aminoácidos: 
a) serina e glicina 
b) metionina e serina 
c) glutamina e alanina 
d) metionina e glicina 
e) glutamina e glicina 
 
3. Os cetoácidos produzidos a partir das transaminações dos 
aminoácidos aspartato, glutamato e alanina são respectivamente: 
a) oxaloacetato, -cetoglutarato e piruvato 
b) oxaloacetato, piruvato e -cetoglutarato 
c) piruvato, oxaloacetato e -cetoglutarato 
d) piruvato, -cetoglutarato e oxaloacetato 
e) -cetoglutarato, oxaloacetato e piruvato 
Bioquímica Básica 
 
 
240 
4. Todas as seguintes afirmativas são verdadeiras sobre aminoácidos de cadeia 
lateral ramificada (BCAA), exceto: 
a) são metabolizados primariamente nos músculos 
b) estes aminoácidos são a leucina, a lisina e a valina 
c) um deles é glicogênico, um é cetogênico e outro é classificado como ambos 
d) são essenciais na dieta 
e) entram no ciclo de Krebs através da acetilCoA e succinilCoA 
 
5. Na formação da ureia a partir de amônia, todas as alternativas estão corretas 
exceto: 
a) aspartato fornece uma das aminas para a formação da ureia 
b) o ciclo da ureia consome ATP 
c) o ciclo da ureia está conectado ao ciclo de Krebs através do fumarato 
d) duas etapas são citoplasmáticas e três etapas são mitocôndriais 
e) a ureia é produzida no fígado e no rim 
 
6. No catabolismo de aminoácidos, a entrada no ciclo de Krebs pode ocorrer 
em vários pontos do ciclo, incluindo: 
a) succinilCoA 
b) citrato 
c) malato 
d) succinato 
e) isocitrato 
Bioquímica Básica 
 
 
241 
 
7. A amonificação é um dos processos envolvidos na fixação do nitrogênio por 
bactérias e sua posterior assimilação pelas plantas. A amonificação significa: 
a) a conversão de NO2- em NO3- 
b) a conversão de N2 em NH4+ 
c) a conversão de NH4+ em CO2 
d) a conversão de CO2 em C6H12O6 
e) a conversão de NO3- em N2 
 
8. Aminoácidos glicogênicos são aqueles utilizados para a: 
a) síntese de glicogênio 
b) degradação do glicogênio 
c) glicólise 
d) síntese de glicose pela gliconeogênese 
e) síntese de qualquer glicídio 
 
9. O esquema abaixo representa uma típica reação de transferência de grupo 
amino, catalizada por enzimas denominadas transaminases: 
 
aminoácido X + -cetoácido 1 -cetoácido 2 + aminoácido Y 
 
O -cetoácido 1 é frequentemente o -cetoglutarato, que gera glutamato 
(aminoácido Y) ao receber o grupo amino retirado do aminoácido transaminado. 
Responda, baseando-se em seus conhecimentos do catabolismo de aminoácidos: 
Bioquímica Básica 
 
 
242 
a) qual o destino do glutamato formado nas reações de transaminação no 
fígado? 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 
b) Dê um nome para o aminoácido X e para o -cetoácido 2. 
 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 
10. O plasma sanguíneo contém todos os aminoácidos necessários para a 
síntese protéica das proteínas corporais. Entretanto, estes não se apresentam em 
concentrações equivalentes, predominando alanina e glutamina. Sugira a razão 
para isso. 
 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 
Bioquímica Básica 
 
 
243 
6Integração do metabolismo energético 
Bioquímica Básica 
 
 
244 
Nesta unidade, vamos entender acerca da integração do metabolismo energético 
do organismo, com ênfase nos mamíferos, incluindo os seres humanos, a 
distribuição dos nutrientes nos diferentes órgãos e a participação dos hormônios 
no metabolismo. 
 
Objetivos da Unidade 
Compreender as estratégias de integração do metabolismo energético; 
Estudar o efeito dos hormônios hidrofílicos e hidrofóbicos no metabolismo; 
Identificar os órgãos atuantes no metabolismo integrado; 
Relacionar as três classes de nutrientes capazes de serem usadospara 
obtenção de energia (carboidratos, lipídios e proteínas); 
Comparar o metabolismo nos estados de jejum e alimentado. 
 
Plano da Unidade 
 Integração metabólica e o fígado 
 Integração metabólica e o tecido muscular 
 Integração metabólica e o tecido adiposo 
 Integração metabólica e o cérebro 
 Integração metabólica e o eritrócito 
 Hormônios peptídeos, proteínas, derivados de aminoácidos e o 
metabolismo energético 
 Hormônios de natureza lipídica e o metabolismo energético 
 Como os hormônios do metabolismo energético funcionam? 
 Ciclo jejum-alimentação 
Bons estudos! 
Bioquímica Básica 
 
 
245 
Integração metabólica e o fígado 
 
 
O fígado é o órgão que praticamente inicia toda a integração do metabolismo 
energético do organismo. A maioria dos monossacarídeos e aminoácidos da dieta, 
obtidos da digestão na boca, estômago e intestino delgado de moléculas maiores 
(oligossacarídeos, polissacarídeos e proteínas) chegam primariamente, via veia 
porta, ao fígado. Poucos monossacarídeos e aminoácidos vão diretamente da veia 
porta para a circulação sanguínea geral e então diretamente para tecidos como o 
muscular e renal, No caso dos ácidos graxos, estes, em lipoproteínas, chegam a sua 
maioria, diretamente do sistema linfático aos tecidos muscular e adiposo. 
A glicose, assim como outros monossacarídeos (frutose, galactose e manose) é 
transportada para dentro das células hepáticas pela proteína transportadora de 
membrana GLUT2, de modo independente de insulina. Estes monossacarídeos que 
chegam do intestino ao fígado são fosforilados respectivamente à glicose 6-fosfato, 
frutose 1-fosfato, galactose 1-fosfato e manose 6-fosfato. Frutose 1-fosfato e 
manose 6-fosfato são usados na via glicolítica. Galactose 1-fosfato é convertida, por 
algumas etapas enzimáticas em glicose 6-fosfato. Glicose 6-fosfato oriunda da 
glicose ou da galactose 1-fosfato pode ser usada em quatro diferentes rotas 
metabólicas: a glicose 6-fosfato pode simplesmente ser desfosforilada pela glicose 
6-fosfatase e ir novamente ao sangue para nutrir outros órgãos; a glicose 6-fosfato 
pode, como a frutose 1-fosfato e manose 6-fosfato, ir para a via glicolítica e o 
acetilCoA formado após a descarboxilação do piruvato ir para ciclo de Krebs a fim 
de se obter energia, ou para a síntese de ácidos graxos e colesterol; a glicose 6-
fosfato pode ser usada também na síntese de glicogênio e finalmente a glicose 6-
fosfato pode ser usada na via das pentoses-fosfato (figura 1). 
Bioquímica Básica 
 
 
246 
 
Figura 1: Destinos da glicose 6-fosfato no fígado. (1) a glicose 6-fosfato pode 
ser desfosforilada pela glicose 6-fosfatase e ir para o sangue para nutrir outros 
órgãos. (2) a glicose 6-fosfato pode ser usada na síntese de glicogênio. (3) a glicose 
6-fosfato pode, como a frutose 1-fosfato e manose 6-fosfato, ir para a via glicolítica 
Bioquímica Básica 
 
 
247 
e o acetilCoA formado ir para ciclo de Krebs a fim de se obter energia, ou (4) para a 
síntese de ácidos graxos e colesterol. (5) a glicose 6-fosfato pode ser usada na via 
das pentoses-fosfato. Fonte:LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. New York: 
Worth publishers, 2006. 
Ácidos graxos que chegam do intestino em lipoproteínas, entram nas células 
hepáticas por difusão e podem ser utilizados na β-oxidação. Os acetilCoA 
produzidos podem ser usados para gerar ciclo de Krebs para obtenção de energia, 
para a formação de colesterol ou para a formação de corpos cetônicos. A produção 
de corpos cetônicos é comum em situações de baixa concentração de açúcares no 
organismo, uma vez que serve de combustível para músculos e principalmente 
cérebro, este último, que na ausência de monossacarídeos, não usa ácidos graxo 
como combustível energético imediato, como fazem os músculos. Os ácidos graxos 
podem também ser usados na síntese de triglicerídeos e fosfolipídios. Uma fração 
dos triglicerídeos, fosfolipídios e colesterol é usada na formação de lipoproteínas 
que vão para o sangue com destino aos diferentes órgãos. Outra parte é usada pelo 
próprio órgão, tanto para energia quanto para formação de suas membranas. Uma 
parte dos ácidos graxos pode ir diretamente para o sangue e serem transportados 
ligados à albumina plasmática (figura 2). 
Bioquímica Básica 
 
 
248 
 
Figura 2: Destinos dos ácidos graxos do fígado. (1) ácidos graxos podem ser 
usados na síntese de triglicerídeos e fosfolipídios. (2) ácidos graxos podem ser 
utilizados na β-oxidação. (3) ácidos graxos podem ser usados para a formação de 
corpos cetônicos ou (4) para a formação de colesterol. (5) ácidos graxos podem ser 
Bioquímica Básica 
 
 
249 
usados, juntamente com fosfolipídios e colesterol na formação de lipoproteínas. (6) 
ácidos graxos podem ir diretamente para o sangue e serem transportados ligados à 
albumina plasmática. Fonte: LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. New York: 
Worth publishers, 2006. 
 
 
Aminoácidos que chegam do intestino entram nas células hepáticas através de 
transportadores de membrana específicos para cada aminoácido e são usados 
primariamente na síntese de proteínas. Uma parte dos aminoácidos volta para o 
sangue para nutrir outros órgãos. Os aminoácidos podem também ser usados na 
síntese de outros compostos nitrogenados como nucleotídeos. Além disso, os 
aminoácidos podem também ser desaminados para que seus α-cetoácidos 
correspondentes possam ser usados no ciclo de Krebs para a produção de energia, 
na gliconeogênese, na síntese de ácidos graxos (para a produção de triglicerídeos e 
fosfolipídios), na síntese de colesterol ou na síntese de corpos cetônicos. Além da 
produção dos corpos cetônicos, a gliconeogênese também é comum em situações 
de baixa concentração de açúcares no organismo. Juntamente com os α-
cetoácidos, a amônia produzida no metabolismo de aminoácidos é convertida em 
ureia e liberada para o rim para excreção. Os aminoácidos alanina e glutamina que 
chegam dos tecidos periféricos ao fígado podem ser também desaminados e seus 
α-cetoácidos correspondentes usados na gliconeogênese, na síntese de corpos 
cetônicos e em menor grau, na produção de energia (figura 3). 
Bioquímica Básica 
 
 
250 
 
 
Figura 3: Destinos dos aminoácidos do fígado. (1) aminoácidos são usados 
primariamente na síntese de proteínas. (2) uma parte dos aminoácidos volta para o 
sangue para nutrir outros órgãos. (3) aminoácidos podem ser usados na síntese de 
diferentes compostos nitrogenados. (4) aminoácidos podem ser desaminados para 
que seus α-cetoácidos correspondentes possam ser usados (4a) na gliconeogênese, 
(4b) no ciclo de Krebs para a produção de energia, (4c) na síntese de ácidos graxos, 
Bioquímica Básica 
 
 
251 
triglicerídeos, fosfolipídios e colesterol e (4d) a amônia produzida no metabolismo 
de aminoácidos é convertida em ureia. (5) aminoácidos podem ser usados na 
gliconeogênese. 
 
Integração metabólica e o tecido muscular 
 
O tecido muscular usa monossacarídeos, ácidos graxos e corpos cetônicos 
como combustíveis energéticos. Boa parte da glicose e ácidos graxos chega aos 
músculos diretamente da dieta. Uma parte da glicose que chega ao músculo é 
proveniente da gliconeogênese hepática assim como os corpos cetônicos que 
também são oriundos do fígado. No entanto, como explicado anteriormente, 
gliconeogênese e corpos cetônicos ocorrem em condições de baixa concentração 
de açúcares no organismo. Uma parte dos ácidos graxos chega ao músculo via 
lipoproteínas produzidas no fígado. 
A glicose é transportada para o interior das células musculares pelo 
transportador de membrana GLUT4, de modo dependente de insulina.Sem 
insulina circulante no sangue, GLUT4 está em vesículas no citoplasma e, portanto 
não está na membrana para promover a captação de glicose. Outros 
transportadores de membrana para monossacarídeos existem na membrana das 
células musculares para o transporte de frutose, galactose e manose. 
Uma quantidade significativa da glicose muscular é usada na síntese de 
glicogênio que será uma reserva conveniente de glicose a ser usada em diversas 
condições como atividade física ou jejum. Pouco triglicerídeo é também produzido 
a partir dos ácidos graxos e usado como reserva de energia. 
 Em condições basais, quando o músculo esquelético está em repouso, o 
mesmo obtém energia geralmente da oxidação dos ácidos graxos e em menor 
grau da oxidação de monossacarídeos aerobicamente. No entanto, o músculo 
esquelético em atividade intensa obtém energia principalmente da oxidação de 
monossacarídeos tanto aerobicamente, pelo ciclo de Krebs e cadeia respiratória 
quanto anaerobicamente gerando como produto final o lactato, uma vez que o 
sangue não consegue fornecer oxigênio suficiente para o ATP que precisa ser 
Bioquímica Básica 
 
 
252 
produzido na atividade intensa. O lactato vai para o fígado para ser usado na 
gliconeogênese. Além disso, o músculo esquelético contém uma quantidade 
relativamente grande de creatina na forma de creatina-fosfato que rapidamente 
sintetiza ATP no músculo em esforço prolongado. 
Os músculos liso e cardíaco apresentam uma pequena diferença em relação ao 
esquelético por praticamente não metabolizar monossacarídeos anaerobicamente 
e por conter menos creatina-fosfato. Aminoácidos que chegam do fígado aos 
músculos são usados primariamente na síntese de proteínas, porém uma 
quantidade significativa destes aminoácidos (principalmente leucina, isoleucina e 
valina, que fazem parte dos BCAA) podem ser desaminados e os α-cetoácidos 
correspondentes usados no ciclo de Krebs para a produção de energia. Em 
condições de baixa concentração de açúcar ou no esforço muscular prolongado, 
além do uso dos ácidos graxos e dos corpos cetônicos como combustível 
energético, pode haver degradação de proteínas no músculo, levando ao aumento 
do uso de aminoácidos para gerar energia. 
 
Integração metabólica e o tecido adiposo 
 
O tecido adiposo metaboliza primariamente monossacarídeos para obtenção 
de energia, principalmente a glicose, seu principal combustível energético. A 
glicose é transportada para as células do tecido adiposo também pelo 
transportador de membrana GLUT4 dependente de insulina. 
Os aminoácidos que chegam ao tecido adiposo são usados basicamente na 
síntese de proteínas. Uma parcela muito pequena dos aminoácidos é desaminada e 
seus α-cetoácidos correspondentes são usados somente no ciclo de Krebs para a 
produção de energia e na síntese de ácidos graxos (o tecido adiposo não tem as 
enzimas capazes de sintetizar corpos cetônicos e colesterol e para a 
gliconeogênese). Pouca síntese de glicogênio ocorre neste órgão, porém ocorre 
muita síntese de triglicerídeos. Estes triglicerídeos são produzidos tanto a partir de 
ácidos graxos sintetizados no próprio órgão pelo acetilCoA oriundo da 
desaminação de alguns aminoácidos quanto do excesso de glicose que entra nos 
adipócitos e dos ácidos graxos obtidos das lipoproteínas ou ligados à albumina 
Bioquímica Básica 
 
 
253 
plasmática. Quando o organismo está com o nível de açúcar baixo, estes 
triglicerídeos são hidrolisados e muitos ácidos graxos liberados para o sangue vão 
principalmente para músculos do corpo. Alguns destes ácidos graxos são usados 
pelo próprio tecido adiposo para satisfazer suas necessidades energéticas na 
ausência de glicose. O glicerol resultante da quebra dos triglicerídeos vai para o 
fígado para ser usado na gliconeogênese a fim de restabelecer a glicemia 
sanguínea e nutrir órgãos como os músculos e o cérebro. 
 
Integração metabólica e o cérebro 
 
O cérebro usa somente monossacarídeos, principalmente glicose, seja 
diretamente do sangue ou do fígado (após desfosforilação da glicose 6-fosfato e 
liberação da glicose no sangue ou pela gliconeogênese). No cérebro, praticamente 
não ocorre o metabolismo da glicose de maneira anaeróbica devido ao alto 
conteúdo de oxigênio que chega ao órgão. Apesar de o cérebro sintetizar 
glicogênio, esta síntese é bem menor que a que ocorre nos músculos e, portanto a 
manutenção da glicemia sanguínea é importante para manter as funções cerebrais. 
A glicose é transportada para as células cerebrais pelo transportador de 
membrana GLUT3, de modo independente de insulina. O cérebro consome cerca 
de 120 gramas de glicose por dia, que corresponde à cerca de 60% de toda a 
glicose consumida pelo corpo. Isto é necessário para se ter uma alta concentração 
de ATP a fim de manter ativa a proteína bomba de sódio e potássio nos neurônios 
responsável pelo impulso nervoso. GLUT1 é um transportador de glicose 
encontrado na barreira hemato-encefálica. A barreira hemato-encefálica é uma 
estrutura composta de células endoteliais, que são agrupadas muito unidas nos 
capilares cerebrais, atuando principalmente na proteção do sistema nervoso 
central de substâncias químicas presentes no sangue e permitindo ao mesmo 
tempo a função metabólica normal do cérebro. 
Em condições de baixa concentração de glicose, o cérebro acaba usando 
muito pouco os ácidos graxos para gerar energia pelo fato do transporte dos 
ácidos graxos do sangue para o cérebro ser limitado pela barreira hemato-
encefálica e assim o que chega ao cérebro acaba sendo usado na síntese de 
Bioquímica Básica 
 
 
254 
triglicerídeos e fosfolipídios. Deste modo, o cérebro usa corpos cetônicos 
produzidos no fígado como sua segunda fonte de energia. Como último recurso 
para manter as funções cerebrais, as proteínas musculares fornecem os 
aminoácidos para o fígado para a gliconeogênese e assim mais glicose é enviada 
para o cérebro. 
 
Integração metabólica e o eritrócito 
 
Os eritrócitos (hemácias ou glóbulos vermelhos do sangue) são células, que 
por não possuírem mitocôndrias, não podem realizar ciclo de Krebs nem cadeia 
respiratória, somente a glicólise, tendo o saldo energético confinado a dois ATP por 
glicose. Assim precisam consumir ativamente glicose, metabolizando 
anaerobicamente à lactato. Em condições de alta concentração de glicose no 
organismo, as moléculas de lactato vão para o fígado e são usados na formação de 
ácidos graxos. Em baixa concentração de glicose as moléculas de lactato vão para o 
fígado para serem usadas na gliconeogênese. 
 
Hormônios peptídeos, proteínas, derivados de 
aminoácidos e o metabolismo energético 
 
Estas moléculas são desde substâncias derivadas de um único aminoácido até 
moléculas contendo alguns aminoácidos de extensão. O sangue precisa conter 
glicose em concentração próxima de 5 mM. Para isto organismo conta com a ação 
integrada de vários hormônios, incluindo insulina, glucagon e adrenalina. 
A adrenalina (epinefrina), hormônio produzido no cérebro e outros tecidos 
neurais e na glândula suprarrenal (região localizada acima dos rins), é uma 
molécula derivada do aminoácido tirosina (figura 4). Quando lançada na corrente 
sanguínea, devido a quaisquer condições ambientais que ameacem a integridade 
do organismo, seja física ou psicológica, a adrenalina aumenta a frequência dos 
batimentos cardíacos e o volume de sangue por batimento, aumentando a pressão 
Bioquímica Básica 
 
 
255 
arterial e consequentemente o fluxo de oxigênio e de outras moléculas 
(principalmente combustíveis energéticos) para os tecidos. A adrenalina atua no 
fígado, tecido adiposo, músculo e pâncreas. É liberadana corrente sanguínea em 
condições de baixa concentração de glicose. Estimula nos tecidos a degradação do 
glicogênio pela ativação da enzima glicogênio fosforilase e inibe a síntese do 
glicogênio pela inibição da enzima glicogênio sintase, assim aumentando a 
glicemia sanguínea. Estimula a glicólise no músculo pela ativação de uma das 
enzimas da via glicolítica, a fosfofrutoquinase-1, a gliconeogênese no fígado, pela 
ativação da enzima fosfoenolpiruvato carboxiquinase e a degradação de 
triglicerídeos no tecido adiposo, pela ativação de enzimas lípases. Além disso, a 
adrenalina estimula a secreção de glucagon (hormônio com funções similares as da 
adrenalina) e inibe a secreção de insulina (hormônio com funções contrárias as da 
adrenalina e do glucagon). 
 
Figura 4: Estrutura química da adrenalina. Fonte: LEHNINGER, A.L. Princípios 
de Bioquímica. New York: Worth publishers, 2006. 
O glucagon, hormônio produzido pelas células alfa do pâncreas, é um 
peptídeo de 29 aminoácidos que atua no fígado e tecido adiposo, mas não no 
músculo (figura 5). Assim como a adrenalina, o glucagon surge no sangue quando 
a concentração de glicose é baixa (abaixo de 5 mM). Estimula a degradação do 
glicogênio hepático e inibe a sua síntese da mesma maneira que a adrenalina. Inibe 
a glicólise através da inibição das enzimas fosfofrutoquinase-1 e piruvato quinase e 
ativa a enzima frutose 1,6-bifosfatase, assim forçando fosfoenolpiruvato a ser usada 
na gliconeogênese e promovendo a exportação da glicose para o sangue com 
consequente aumento da glicemia sanguínea. Ativa também a enzima lípase nos 
adipócitos para a hidrólise dos triglicerídeos e em seguida a liberação de ácidos 
graxos para serem usados pelo músculo como combustível energético e glicerol 
para ser usado no fígado na gliconeogênese. Ativa a gliconeogênse da mesma 
maneira que a adrenalina. 
Bioquímica Básica 
 
 
256 
 
 
Figura 5: Estrutura química do glucagon. Fonte: 
www.obesidadenabioquimica.blogspot.com, acesso em 28/11/2014. 
 
A insulina, hormônio produzido pelas células beta do pâncreas, é uma 
proteína de 51 aminoácidos (são duas cadeias peptídicas, uma de 21 e outra de 30 
aminoácidos unidos por pontes dissulfeto) que atua no fígado, tecido adiposo e 
músculo (figura 6). A insulina surge no sangue, logo após uma refeição rica em 
carboidratos, que geralmente eleva o nível de açúcar no sangue para praticamente 
o dobro do normal. O hormônio então estimula a produção do transportador de 
glicose GLUT4 nos músculos, assim aumentando a captação da glicose em excesso 
para o interior destas células. Ativa as enzimas fosfofrutoquinase-1 e o complexo 
da piruvato desidrogenase assim ativando também a glicólise. Estimula a síntese 
de glicogênio através da ativação da enzima glicogênio sintase e inibe a 
degradação do glicogênio, através da inibição da enzima glicogênio fosforilase, 
além de estimular a captação e síntese de ácidos graxos e de triglicerídeos, pela 
ativação das enzimas acetilCoA carboxilase e lipoproteína lípase. Por último, inibe a 
gliconeogênese, pela inibição da enzima fosfoenolpiruvato carboxiquinase e 
estimula síntese de proteínas, por ativar alguns fatores de iniciação da tradução. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
257 
 
 
 
 
Figura 6: Estrutura química da insulina. A figura mostra os 51 aminoácidos da 
proteína evidenciando as três pontes dissulfeto entre os aminoácidos cisteína, 
importantes para a estrutura tridimensional da molécula. Fonte: 
www.canstockphoto.com.br, acesso em 28/11/2014. 
 
 
Hormônios de natureza lipídica e o metabolismo 
energético 
 
O cortisol é um dos vários hormônios esteroides derivado do colesterol (figura 
7). Assim como a adrenalina, é também produzido pela glândula suprarrenal em 
condições de estresse e hipoglicemia, atuando no fígado, tecido adiposo e 
músculo. Estimula a degradação de proteínas musculares para fornecer 
aminoácidos para o fígado para a gliconeogênese. Ativa a gliconeogênese da 
mesma forma que o glucagon e a adrenalina. Apesar de atuar aumentando a 
glicemia sanguínea, não estimula a degradação do glicogênio hepático. Ativa 
também a lípase nos adipócitos para a hidrólise dos triglicerídeos e posterior 
liberação de ácidos graxos para serem usados pelo músculo como combustível 
energético e glicerol para ser usado no fígado na gliconeogênese. 
Bioquímica Básica 
 
 
258 
 
Figura 7: Estrutura química do cortisol. Fonte: 
www.dieteexercise2012.blogspot.com, acesso em 28/11/2014. 
 
Como os hormônios do metabolismo energético 
funcionam? 
 
Os hormônios são produzidos e secretados para a corrente sanguínea por 
órgãos do sistema endócrino (glândulas endócrinas). As principais glândulas 
endócrinas do corpo são o hipotálamo, a hipófise, a tireóide, as suprarrenais, o 
pâncreas, os rins, os ovários e os testículos. Várias são as maneiras de um hormônio 
envolvido com o metabolismo energético iniciar a sua ação. Geralmente envolve 
mecanismos de transdução de sinais que requer receptores (100 a 10.000 por 
célula) tanto na membrana celular, quanto no citoplasma e no núcleo das células 
para dar início a uma cadeia de eventos intracelulares. O resultado é a modificação 
da atividade ou da concentração de enzimas envolvidas com a síntese e 
degradação de compostos importantes para o metabolismo energético. 
A adrenalina e o glucagon são dois hormônios com mecanismos de ação 
similar. Ambos iniciam suas funções se ligando a uma molécula receptora 
(proteína) na membrana plasmática de um tecido alvo. Isto altera a conformação 
do receptor, que passa a interagir intracelularmente com uma segunda proteína de 
membrana chamada proteína G (proteína que liga moléculas de guanosina, como 
GDP e GTP), contendo três subunidades (α, β e γ). Os receptores com o hormônio 
Bioquímica Básica 
 
 
259 
induzem a conversão do GDP ligado à proteína G em GTP. Com GTP ligado, a 
subunidade α se dissocia das demais subunidades e se liga a outra proteína de 
membrana, a enzima adenilil ciclase, ativando-a. Esta proteína converte muitas 
moléculas de ATP em AMP cíclico (cAMP) (figura 8). Esta, ativa a proteína quinase A 
(PKA) que fosforila moléculas alvo citoplasmáticas ativando-as, como, por exemplo, 
enzimas lípases, que ao serem fosforiladas começam a hidrolisar triglicerídeos e a 
enzima glicogênio fosforilase, que ao ser fosforilada é ativada e inicia a quebra do 
glicogênio. AMP cíclico é assim chamado porque logo após a sua função é 
rapidamente degradada à AMP por uma enzima fosfodiesterase, revertendo a ação 
da proteína quinase A. Em seguida o GTP da proteína G é hidrolisado por uma 
enzima GTPase presente na subunidade α, fazendo com que esta subunidade se 
una novamente as outras duas subunidades, inativando a adenilil ciclase e 
cessando, momentaneamente, a informação hormonal (figura 8) 
A) 
 
 
Bioquímica Básica 
 
 
260 
 
B) 
 
 
Figura 8: Atuação de hormônios ligantes de receptores acoplados à proteína G. 
Na figura está sendo mostrada a ação da adrenalina. Em A, a transdução do sinal 
via adrenalina. Em B, as reações catalisadas pelas enzimas adenilil ciclase e 
fosfodiesterase. Fonte: LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. New York: 
Worth publishers, 2006. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
261 
 
A insulina inicia sua ação se ligando a um receptor de membrana celular com 
atividade enzimática de tirosina quinase. O receptor tem duas subunidades α 
voltadas para o espaço extracelular para ligação à insulina e duas subunidades β 
voltadas para o citoplasma. Assim que a insulina se liga ao receptor, as cadeias β 
fosforilam uma a outra através da transferênciade um fosfato de moléculas de ATP 
para aminoácidos tirosina de cada cadeia β. Esta autofosforilação permite que a 
enzima fosforile outras proteínas também em aminoácidos tirosina. Uma destas 
proteínas, a IRS-1 (substrato do receptor da insulina 1), ao ser fosforilada se liga à 
proteína PI-3K. Quando ativada, a PI-3K, ao converter um fosfolipídio de membrana 
chamado fosfatidilinositol 4,5-bifosfato (PIP2) em fosfatidilinositol 3,4,5-trifosfato 
(PIP3), ativa uma proteína quinase B (PKB) que inicia a fosforilação de proteínas-alvo 
em aminoácidos serina e treonina, como a GSK3 (glicogênio sintase quinase 3). Esta 
enzima, na forma não fosforilada, inativa, por fosforilação, a enzima glicogênio 
sintase, impedindo a síntese de glicogênio. A GSK3 fosforilada não inativa a 
glicogênio sintase, permitindo a síntese de glicogênio. A PKB também está 
envolvida com a inserção dos transportadores de glicose (GLUT4) na membrana 
celular para a captação de glicose do sangue (figura 9). 
Bioquímica Básica 
 
 
262 
 
 
Figura 9: Ativação da glicogênio sintase pela insulina. Fonte: LEHNINGER, A.L. 
Princípios de Bioquímica. New York: Worth publishers, 2006. 
 
A IRS-1 também pode se ligar à outra proteína diferente de PI-3K, conhecida 
como Grb2. Quando ativada, a Grb2 se liga à proteína SOS que atua em uma 
proteína G chamada Ras, trocando o GDP por GTP na Ras. Isto permite que a 
proteína G se ligue à proteína Raf-1 e a ative, criando uma cascata de fosforilação 
de proteínas quinases em aminoácidos serina, treonina e tirosina até que a última 
proteína quinase fosforilada, a MAPK entre no núcleo e fosforile proteínas para a 
ativação de genes específicos como os envolvidos na divisão celular (figura 10). 
Bioquímica Básica 
 
 
263 
 
 
Figura 10: Regulação da expressão gênica pela insulina. Fonte: LEHNINGER, 
A.L. Princípios de Bioquímica. New York: Worth publishers, 2006. 
Bioquímica Básica 
 
 
264 
 
Os hormônios esteróides, diferentes dos descritos anteriormente, que por 
serem polares não atravessam a membrana celular, são hormônios de natureza 
lipídica e, portanto, hidrofóbicos. Assim entram nas células por simples difusão, vão 
para o interior do núcleo e ligam-se a proteínas receptoras específicas. Este 
complexo esteroide-receptor se liga a regiões específicas do DNA, ativando alguns 
genes (figura 11). Os hormônios esteroides apresentam resposta mais lenta que os 
atuantes em receptores de membrana celular. 
 
 
Figura 11: Regulação da expressão gênica pelo cortisol. Fonte: LEHNINGER, A.L. 
Princípios de Bioquímica. New York: Worth publishers, 2006. 
Bioquímica Básica 
 
 
265 
 
Ciclo jejum-alimentação 
 
O ciclo jejum-alimentação é uma maneira resumida, integrada e conveniente 
de entender as mudanças metabólicas envolvendo os diferentes tipos celulares e 
os hormônios. 
No estado alimentado, insulina é bastante produzida enquanto os outros 
hormônios do metabolismo energético são suprimidos. Monossacarídeos como a 
glicose e aminoácidos saem do intestino delgado e vão via veia porta para o 
fígado. Os ácidos graxos vão, em quilomícrons, do intestino para o sistema linfático 
e então para diferentes tecidos para depois chegar ao fígado como quilomícrons 
remanescentes. O fígado usa a maioria da glicose para a síntese de glicogênio e o 
restante da glicose e outros monossacarídeos para glicólise. Os ácidos graxos são 
armazenados no fígado na forma de triglicerídeos. Excesso de glicose também é 
usado na síntese de ácidos graxos e consequentemente de triglicerídeos. 
Aminoácidos são praticamente usados na síntese de proteínas e produção de 
energia e outros compostos nitrogenados. Praticamente não ocorre 
gliconeogênese e produção de corpos cetônicos no fígado. O cérebro usa glicose 
na via glicolítica e alguma glicose restante é usada na síntese de glicogênio. O 
músculo usa a maioria dos ácidos graxos para obtenção de energia e um pouco 
para a síntese de triglicerídeos, além da maioria da glicose na síntese de glicogênio 
e o restante da glicose além de outros monossacarídeos na via glicolítica. O tecido 
adiposo usa glicose como fonte preferencial de energia e sintetiza muito 
triglicerídeos para atuar como reserva energética do organismo. Lactato 
proveniente das hemácias e do músculo (em menor quantidade) é enviado ao 
fígado para serem usados na síntese de ácidos graxos e então de triglicerídeos 
(figura 12). 
Bioquímica Básica 
 
 
266 
 
 
Figura 12: Uso dos combustíveis energéticos por vários tipos celulares no 
estado alimentado. As bolinhas cinza grandes são quilomícrons e as bolinhas 
pequenas pretas são quilomícrons remanescentes. Fonte: DEVLIN, T. Manual de 
Bioquímica com Correlações Clínicas. São Paulo: Edgard Blucher, 2007. 
Bioquímica Básica 
 
 
267 
No jejum inicial (12 a 24 horas) a síntese de insulina é inibida, dando lugar à 
síntese de glucagon, adrenalina e cortisol (na verdade, o glucagon já é produzido 
nas primeiras horas após a refeição para contribuir na manutenção da glicemia 
sanguínea através do estímulo da degradação do glicogênio hepático). Nesta etapa 
do jejum, a degradação do glicogênio hepático é o principal mantenedor da 
glicemia sanguínea. Alanina e glutamina do músculo e lactato do músculo e das 
hemácias são enviados para o fígado para a gliconeogênese. A gliconeogênese 
ajuda na glicemia e nas funções cerebrais (figura 13). 
 
Figura 13: Inter-relações metabólicas dos vários tipos celulares no jejum inicial. 
Fonte: DEVLIN, T. Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. São Paulo: 
Edgard Blucher, 2007. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
268 
 
No jejum avançado (após 24 horas), quando os níveis de glicogênio hepático 
estão muito baixos e o glicogênio muscular e cerebral estão praticamente 
esgotados, a gliconeogênese está bastante ativa no fígado (além da alanina, 
glutamina e lactato, o oxaloacetato hepático também é usado na gliconeogênese). 
Tecido adiposo hidrolisa triglicerídeos para enviar ativamente ácidos graxos para o 
sangue para nutrir músculos e para nutrição do próprio órgão e isto prossegue por 
muitos dias, dependendo da reserva de triglicerídeos de cada pessoa. Fígado capta 
boa parte destes ácidos graxos e hidrolisa também seus triglicerídeos liberando 
mais ácidos graxos. O excesso de acetilCoA produzido na oxidação destes ácidos 
graxos leva a produção de corpos cetônicos para nutrir músculos e principalmente 
cérebro. O cérebro passa a depender exclusivamente da gliconeogênese e dos 
corpos cetônicos como combustível energético. O glicerol gerado da hidrólise dos 
triglicerídeos tanto no adiposo quanto no fígado também é usado na 
gliconeogênese. Se o jejum se mantiver por vários dias, proteínas musculares 
começam a ser degradadas e os aminoácidos são usados para a obtenção de 
energia, assim como proteínas hepáticas são degradadas e os aminoácidos são 
usados na gliconeogênese. Em paralelo, mais aminoácidos alanina e glutamina são 
enviados do músculo para o fígado para a gliconeogênese. O aumento da 
produção de corpos cetônicos leva o organismo a poupar as proteínas musculares, 
porém causam acidose sanguínea e em alguns casos, a morte. A gliconeogênese a 
partir do glicerol, lactato, oxaloacetato e aminoácidos podem suprimir a produção 
de corpos cetônicos (figura 14). 
Realimentação através de uma dieta balanceada contendo açúcares, 
triglicerídeos e proteínas leva à diminuição progressiva da gliconeogênese e da 
produção de corpos cetônicos no fígado, da degradação de triglicerídeos do tecido 
adiposo e da degradação de proteínas musculares. A glicemia é restabelecida, os 
níveis de glicogênio e triglicerídeosvão aumentando e assim se obtém novamente 
o balanço normal entre a síntese de insulina e de glucagon. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
269 
 
 
Figura 14: Inter-relações metabólicas dos vários tipos celulares no jejum 
avançado. Fonte: DEVLIN, T. Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. 
São Paulo: Edgard Blucher, 2007. 
Bioquímica Básica 
 
 
270 
 
LEITURA COMPLEMENTAR 
DEVLIN, T. Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. São 
Paulo: Edgard Blucher, 2007. 
HARPER, H. A. Bioquímica. Rio de Janeiro: Atheneu, 2002. 
LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. New York: Worth publishers, 2006. 
STRYER, L. Bioquímica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. 
VOET, D., VOET, J.G., PRATT, C.W. Fundamentos de Bioquímica. Rio de 
Janeiro: Artmed, 2002. 
 
 
 
É HORA DE SE AVALIAR! 
Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo. Elas irão 
ajudá-lo a fixar o conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de 
ensino-aprendizagem. 
Bioquímica Básica 
 
 
271 
Exercícios – Unidade 6 
 
1. De acordo com as regras do metabolismo, existem moléculas que o corpo 
prefere metabolizar. Estas moléculas preferenciais são: 
a) carboidratos 
b) lipídios 
c) proteínas 
d) vitaminas 
e) sais minerais 
 
2. Alguns hormônios têm participação direta no metabolismo de moléculas 
alimentares. Dentre os diversos tipos de hormônios, existe um em especial que 
participa estimulando o armazenamento de glicogênio e de triglicerídeos nas 
células. Este hormônio é o/a: 
a) glucagon 
b) Norepinefrina 
c) cortisol 
d) insulina 
e) epinefrina 
 
3. Ligação da insulina ao seu receptor: 
a) ocorre nas subunidades β 
b) induz autofosforilação do receptor 
c) reduz ligação de substratos protéicos no citoplasma 
d) leva à fosforilação de lipídios, mas não de proteínas 
e) ocorre nos principais tecidos, exceto músculos 
Bioquímica Básica 
 
 
272 
4. Tecido adiposo responde ao glucagom: 
a) sintetizando triglicerídeos 
b) realizando gliconeogênese 
c) degradando triglicerídeos 
d) produzindo corpos cetônicos 
e) ativando a lipoproteína lípase 
 
5. Um paciente foi diagnosticado como portador de uma deficiência 
genética no receptor para glucagon nos hepatócitos. As consequências 
desta deficiência sobre os níveis sanguíneos de glicose e sobre a reserva 
de glicogênio hepático seriam: 
a) baixa glicemia sanguínea e diminuição dos níveis de glicogênio 
hepático 
b) baixa glicemia sanguínea e aumento dos níveis de glicogênio 
hepático 
c) alta glicemia sanguínea e diminuição dos níveis de glicogênio 
hepático 
d) alta glicemia sanguínea e aumento dos níveis de glicogênio 
hepático 
e) indiferente, pois as células hepáticas não possuem receptores para 
glucagon 
 
Bioquímica Básica 
 
 
273 
 
6. Um indivíduo em regime de emagrecimento manteve uma dieta muito 
pobre em açúcares e rica em proteínas. Após um mês, foi observado um aumento 
dos níveis de ureia (no sangue e na urina) e sintomas de acidose metabólica. Um 
pedido de dosagem hormonal sanguínea apontaria o aumento da concentração de 
qual (is) hormônio(s)? 
a) insulina 
b) insulina e adrenalina 
c) glucagon e insulina 
d) insulina e cortisol 
e) glucagon e adrenalina 
 
7. Em algumas partes do mundo, a carne é consumida em grandes 
quantidades, frequentemente mais do que outros alimentos. A obesidade pode 
ocorrer nesses comedores compulsivos de carne se a sua ingestão exceder as suas 
necessidades calóricas. Uma explicação sobre a relação direta entre a ingestão 
excessiva de carne (rica em proteínas) e aumento da obesidade seria: 
a) proteína em excesso na dieta pode, através do catabolismo dos 
aminoácidos, levar a produção de muito acetilCoA, promovendo síntese de ácidos 
graxos e consequentemente triglicerídeos no tecido adiposo, causando obesidade. 
b) proteína em excesso na dieta pode ser acumulada no tecido adiposo, 
causando obesidade. 
c) proteína em excesso na dieta pode induzir a multiplicação de células do 
tecido adiposo, causando obesidade. 
d) proteína em excesso na dieta pode contribuir para a formação de corpos 
cetônicos e estes podem se acumular no tecido adiposo causando obesidade. 
e) proteína em excesso na dieta pode aumentar a gliconeogênese, fenômeno 
associado diretamente com a obesidade. 
Bioquímica Básica 
 
 
274 
 
8. Três grupos de células hepáticas (A, B e C) foram colocados separadamente 
em meio de cultura contendo glicose. Na cultura A adicionou-se glucagon, na B foi 
adicionada adrenalina e na C insulina. Após um determinado tempo, foram 
retiradas amostras contendo células de cada grupo. Dosou-se glicose do meio de 
cultivo e glicogênio intracelular. Espera-se observar: 
a) células A e B apresentaram muito glicogênio intracelular e o meio de cultivo 
continha pouca glicose. 
b) célula A apresentou pouco glicogênio intracelular, mas o meio de cultivo 
também continha pouca glicose. 
c) células B e C apresentaram muito glicogênio intracelular e o meio de cultivo 
continha muita glicose. 
d) célula C apresentou muito glicogênio intracelular e o meio de cultivo 
continha assim pouca glicose. 
e) as células A, B e C apresentaram pouco glicogênio intracelular e o meio de 
cultivo continha pouca glicose. 
. 
9. Células hepáticas e musculares foram cultivadas em frascos separados na 
presença de insulina e glicose. Após 24 horas o meio de cultivo de cada uma foi 
trocado sendo que o novo meio não continha glicose e ao invés de insulina foi 
adicionada glucagon. 
a) O que acontecerá ao nível do metabolismo de glicogênio nas duas situações 
na presença de insulina? 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
Bioquímica Básica 
 
 
275 
b) Na segunda etapa do experimento (sem glicose + glucagon) um dos dois 
tipos celulares liberava glicose do interior da célula para o meio de cultivo. Qual 
das duas células era capaz de fazer isso? Porquê? 
 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 
10. Pessoas com diabetes costumam adotar uma dieta pobre em carboidratos, 
principalmente glicose. Assim, os tecidos dos pacientes, por não utilizarem a 
glicose como combustível, oxidam grandes quantidades de ácidos graxos, tanto 
nos músculos quanto no fígado e tecido adiposo. O cérebro, dependente de 
glicose, é talvez o tecido mais prejudicado. Além disso, o fígado gasta quantidades 
consideráveis de intermediários metabólicos e energia no processo de 
gliconeogênese. Nestas condições, o acetil-CoA produzido a partir da -oxidação 
dos ácidos graxos tende a acumular-se na mitocôndria das células hepáticas. 
Embora o acetil-CoA não seja tóxico, as mitocôndrias hepáticas encontram 
mecanismos para evitar o acúmulo deste metabólito, inclusive favorecendo o 
cérebro. Responda: 
a) Qual a solução encontrada pelas células hepáticas para evitar esse acúmulo? 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 
b) Além do cérebro, qual outro tecido é favorecido neste processo? 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
 __________________________________________________________________ 
Bioquímica Básica276 
Bioquímica Básica 
 
 
277 
 
Considerações Finais 
 
 
Chegamos ao final dos estudos da disciplina Bioquímica básica. Ao iniciar os 
estudos, lá na unidade I, talvez você, estudante, tivesse achado que seria muito 
difícil a compreensão da mesma, uma vez que nem sempre o estudante possui os 
conceitos celulares e moleculares básicos para encarar os conceitos bioquímicos. 
O próprio nome – Bioquímica – por si só já assusta, mas ao longo das unidades 
a disciplina foi gradativamente fornecendo os conhecimentos básicos, técnicos e 
modernos e assim você foi aos poucos assimilando a Bioquímica. Hoje, ao final da 
disciplina, não há dúvidas da evolução do conhecimento no(a) estudante. 
Lembrando que este material não contém toda a Bioquímica, mas somente o 
necessário para que o estudante possa prosseguir na sua trajetória acadêmica. 
Portanto a leitura de livros, revistas e artigos é imprescindível para quem quer estar 
sempre atualizado no tema. 
 
 
Boa sorte e sucesso! 
 
Bioquímica Básica 
 
 
278 
Bioquímica Básica 
 
 
279 
 
Conhecendo o autor 
 
 
Michel do Nascimento Miranda é graduado em Ciências Biológicas pela UERJ 
(1994-1997), Mestre em Biologia, área de concentração em Biociências Nucleares 
pela UERJ (1998-2000), Doutor em Ciências, área de concentração em Biociências 
Nucleares pela UERJ (2001-2005) e tem dois Pós-doutorados, sendo um no instituto 
de Bioquímica Médica da UFRJ (2006-2011) e outro como pesquisador na empresa 
Hygeia Biotecnologia Aplicada, vinculada à UFRJ (2011). 
É professor da UNIVERSO, campus São Gonçalo desde 2001, lecionando as 
disciplinas Biologia Celular, Bioquímica, Genética, Biofísica e Microbiologia para 
diferentes cursos da área da saúde. Possui também na UNIVERSO dois projetos de 
extensão, um intitulado Genética e Saúde e outro intitulado reciclagem de óleo 
para a produção de sabões, detergentes e biodiesel. Também é, desde 2011, oficial 
(2º tenente) da Aeronáutica atuando como professor de Ciências e Biologia no 
Colégio Brigadeiro Newton Braga. Já foi professor substituto da UERJ (2004-2005), 
professor da Universidade Santa Úrsula (2005) e professor do colégio/curso Equipe 
1 – sistema Miguel Couto de Ensino (2007-2009). 
Possui três artigos em revistas científicas internacionais e um quarto artigo em 
fase final de preparação, já participou de duas bancas examinadoras de graduação, 
tem outras duas aprovações em concursos públicos, uma na UFF (2009) e outra na 
UFRJ (2010), além de ter ministrado diversos cursos de extensão e palestras ao 
longo de sua trajetória acadêmica. O link para o curriculum Lattes do autor está 
disponível em: <http://lattes.cnpq.br/3473392810555188>. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
280 
Bioquímica Básica 
 
 
281 
Referências 
 
 
DEVLIN, T. Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. 6. ed., São 
Paulo: Edgard Blücher, 2007. 
HARPER, H. A. Bioquímica. 8. ed., Rio de Janeiro: Atheneu, 2002. 
LEHNINGER, A. L. Princípios de Bioquímica. 3. Ed., Editora Worth publishers, 
2006. 
STRYER, L. Bioquímica. 3. ed., Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. 
MOTTA, V. T. Bioquímica. 2. ed., Rio de Janeiro: Medbook, 2011. 
VOET, D., VOET, J. G., PRATT, C. W. Fundamentos de Bioquímica. 2. ed., Porto 
Alegre: Artmed, 2002. 
 
Bioquímica Básica 
 
 
282 
Bioquímica Básica 
 
 
283 
A nexos 
Bioquímica Básica 
 
 
284 
 
Gabaritos 
 
Exercícios – Unidade 1 
1. D 
2. C 
3. A 
4. D 
5. B 
6. E 
7. C 
8. A 
9. Resp a) Água fazendo quatro pontes de hidrogênio com outras moléculas de 
água define o estado sólido, rompimento de pontes de hidrogênio entre as 
moléculas de água transforma a água sólida em água líquida e até em água gasosa. 
Resp b) A interação ocorre quando o hidrogênio de uma molécula se aproxima 
do oxigênio, nitrogênio ou flúor de outra molécula, no entanto o hidrogênio 
precisa estar ligado a um elemento bastante eletronegativo (não pode ser 
carbono). 
Resp c) Sim, basta ter as condições descritas na resposta anterior. Nas 
proteínas ocorrem pontes de hidrogênio entre os aminoácidos, no DNA e no RNA 
ocorrem pontes de hidrogênio entre os nucleotídeos etc. 
 
10. 
Resp a) pK 2,0 e faixa tamponante entre pH 1,0 e 3,0. 
Resp b) funciona evitando variações bruscas no pH de uma solução quando 
pequena quantidade de ácidos ou bases são adicionados 
Bioquímica Básica 
 
 
285 
Exercícios – Unidade 2 
1. E 
2. C 
3. E 
4. C 
5. E 
6. B 
7. B 
8. A 
9. Resp: para o pólo negativo, pois o pH 7,0 é menor que o pI dos dois aminoácidos. 
pI acima do pH faz o aminoácido ter carga positiva 
 
10. Resp A: 3 bandas, sendo a proteína Z a que migra mais rápido, seguido da 
proteína Y e depois da Z, esta última que migra mais lentamente e estará acima das 
demais no gel. 
Resp B: por ser uma coluna de gel filtração, primeiro sai a Y (maior peso 
molecular e portanto maior tamanho), depois a X e por último a Z (menor peso 
molecular) 
 
Exercícios – Unidade 3 
1. E 
2. C 
3. B 
4. B 
5. C 
6. D 
Bioquímica Básica 
 
 
286 
7. A 
8. D 
9. Resp A: rotas 1 e 2 
Resp B: rota 1 
Resp C: 30 ou 32 ATP 
10. Resp A: O acúmulo de lactato significa que o ambiente está sem oxigênio e 
assim piruvato é convertido em lactato. 
Resp B: Porque sem oxigênio consegue-se somente 2 ATP por glicose, ou seja 
para conseguir os mesmos 32 ATP na presença de oxigênio, são necessários 
consumir 16 moléculas de glicose. 
 
Exercícios – Unidade 4 
1. C 
2. E 
3. E 
4. C 
5. B 
6. C 
7. E 
8. B 
9. Resp: O triglicerídeo A é sólido, pois tem um alto percentual de ácidos graxos 
saturados e o triglicerídeo B é líquido, pois tem alto percentual de ácidos graxos 
insaturados. 
10. 
Resp: Na produção dos acetilCoA durante a quebra do ácido graxo e nos ciclos 
de Krebs 
Bioquímica Básica 
 
 
287 
Exercícios – Unidade 5 
1. B 
2. C 
3. A 
4. B 
5. E 
6. A 
7. B 
8. D 
9. Resp A) sair do citoplasma e ir para a mitocôndria para liberar a amônia a fim de 
se produzir ureia. 
Resp B) aminoácido X: alanina; -cetoácido 2: piruvato. 
10. Resp: a alanina e a glutamina contém as aminas dos demais aminoácidos e são 
responsáveis por sair dos tecidos para o sangue e transportar estas aminas para o 
fígado. 
 
Exercícios – Unidade 6 
1. A 
2. D 
3. B 
4. C 
5.B 
6. E 
7. A 
8. D 
Bioquímica Básica 
 
 
288 
9. Resp A: Na presença de insulina, haverá aumento na captação de glicose por 
ambas as células hepáticas e musculares, assim como aumento da síntese do 
glicogênio intracelular, uma vez que a insulina estimula isso nos dois tecidos. 
Resp B: células hepáticas, pois células musculares não possuem receptores 
para o glucagon e no fígado o glucagon estimula degradação do glicogênio 
intracelular e consequentemente exportação de glicose. 
 
10. Resp A: converter o excesso de acetilCoA em corpos cetônicos 
Resp B: músculos