Bioquímica 3

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Enzimas
Enzimas
Assim como há catalisadores químicos, há catalisadores biológicos. Estes são as enzimas, proteínas com função catalítica. Diminuem a exigência de energia de ativação para que a reação se torne possível ou ocorra de forma mais rápida. Estas, basicamente participam de uma reação química sem alterar o produto. A maioria das enzimas são proteínas. Há um pequeno grupo de RNA com propriedades catalíticas, estas são chamadas de ribozimas. 
Substratos
Substrato é o componente que se liga ao sítio catalítico da enzima para ser modificado.
Chave e Fechadura e Encaixe Induzido
O sítio catalítico de uma enzima pode ou não ser complementar ao substrato. Se for, recebe o nome “Chave e Fechadura” pois ambos se encaixam perfeitamente. Do contrário, esse encaixe pode ser forçado, recebendo o nome de “Encaixe Induzido”, onde a enzima e o substrato modificam sua configuração espacial para que o encaixe seja possível.
Enzima Alostérica
Enzima Alostérica é uma enzima que, além do sítio catalítico, possui uma outra região que se liga a um inibidor de forma covalente e reversível, o qual regula o funcionamento da enzima. Este inibidor se chama efetor e pode ser positivo ou negativo. Quando favorece o substrato a se encaixar, é positivo. Quando muda o sítio catalítico, impedindo o substrato a se ligar, é negativo.
Inibidores podem ser usados como veneno ou medicamento, agindo como efetores.
As enzimas são classificadas de acordo com a reação que catalisam.
	Classificação
	Tipo de reação que catalisa
	Exemplos
	Modo de atuação
	Oxirredutases
	Reações de oxirredução
	Desidrogenase oxidase
	Remove átomos de hidrogênio e adiciona átomos de oxigênio
	Transferases
	Transferência de grupos funcionais
	Metiltransferase
	Transfere grupos metil (-CH3)
	Hidrolases
	Reações de hidrólise
	Lipases, proteases
	Quebra lipídios, quebra proteínas
	Liases
	Quebra de ligações duplas
	Descarboxilase
	Remove CO2
	Isomerases
	Isomerizações
	Cis-trans isomerase
	Converte formas cis e trans
	Ligases
	Formação de ligações
	Sintetase
	Combina dois grupos
Exemplos da atuação da enzima:
Um processo enzimático, é a leitura do código genético, que possui enzimas específicas. A DNA Polimerase realiza o pareamento de bases nitrogenadas e revisa o que foi feito, basicamente, a duplicação do DNA. A RNA Polimerase catalisa a produção (transcrição) de RNA mensageiro pelo DNA.
Uma reação química para ocorrer rapidamente, precisaria estar a 80
°C. Algo impossível de acontecer em um organismo vivo como o ser humano. Logo, uma maneira de tornar esta reação possível seria diminuir sua energia de ativação para 20°C. A reação acontece gerando o mesmo resultado em menor ou igual tempo.
Pepsina e Tripsina são proteínas, do tipo Protease, que atuam no estômago e no duodeno (primeira porção do intestino delgado), respectivamente.
A Invertase (uma hidrolase), catalisa a sacarose quebrando-a em dois monossacarídeos equimolares (glicose e frutose) em um processo de hidrólise.
A amilase catalisa a hidrólise do amido em maltose.
A catalise catalisa a decomposição da água oxigenada em água e oxigênio.
A pepsina catalisa a hidrólise das proteínas no estômago.
Influência na atividade enzimática:
pH 
temperatura
concentração das enzimas
concentração dos substratos
presença de inibidores
Cada enzima possui um pH ótimo para funcionar. A eficiência enzimática diminui se estiver abaixo ou acima desse valor. Ex.: Se uma enzima funciona bem com pH = 7, se este estiver em 10 ou 5, terá baixa eficiência, logo, a reação acontecerá de forma mais lenta.
Também há uma temperatura ótima que influenciará a catálise. Se estiver abaixo ou acima desse valor, a eficiência será baixa. Se o valor estiver muito elevado, haverá a desnaturação da enzima, impedindo que esta se ligue a outros substratos.
Nomenclatura
Em relação à nomenclatura das enzimas, simplesmente adiciona-se o sufixo “ase” ao nome do substrato.
Ex.:
Gorduras (lipo – grego) – Lipase
Amido (amylon – grego) - Amilase
Cinemática Enzimática
Processo enzimático
Basicamente, o processo enzimático se divide em duas etapas:
Etapa rápida: A enzima se liga ao substrato, formando um complexo denominado Complexo Enzima-Substrato.
Etapa lenta: É a formação do produto e simultânea liberação da enzima.
Quando a catálise chega ao fim, a enzima é liberada e rapidamente catalisa outro substrato.
A direção que vai de E + S para ES recebe o nome de K1. É a constante da velocidade para a formação do complexo ES para liberar a enzima e o substrato.
A direção contrária (reação inversa) recebe o nome de K-1. É a constante da velocidade para a formação reversa, a dissociação do complexo ES para liberar a enzima e o substrato.
A parte em que libera a enzima e forma o produto, recebe o nome de K2. É a constante da velocidade para a conversão do complexo ES em produto e em liberação subsequente da enzima.
O nome K-1 pode ser K2 e o de K2 ser K3. Isso depende da preferência de quem está fazendo a representação.
1ª Ordem: baixos níveis de substratos implica que a velocidade da reação química depende da concentração de substrato [S].
Ordem 0: Na área superior do gráfico - na curva – há altos níveis de substratos - A velocidade da reação química é independente da [S].
Fórmulas:
- Constante de Michaelis-Menten Km:
Km = (K-1 + K2) / K1
- Constante de Dissociação do Complexo Enzima-Substrato:
Ks = ([E] + [S]) / [ES] -> [E] + [ES] = K2 e [ES] = K1
- Vo – velocidade inicial – quando ela é exatamente a metade da velocidade máxima:
Vo = Km x [S]
O que indica a Km?
Km reflete a afinidade entre a enzima e o substrato.
Indica a concentração do substrato que determina que a velocidade da reação seja a metade da velocidade máxima.
As constantes Km e Ks quando registrarem valores muito próximos, o sistema está praticamente em equilíbrio.
É a quantidade máxima de produto formado por unidade de tempo e por unidade de enzima nas mesmas condições experimentais, por exemplo.
Carboidratos
Definição
Carboidratos, hidratos de carbono, carbonos hidratados, açúcares ou sacarídeos são compostos orgânicos que contém carbono, hidrogênio e oxigênio. No entanto, há nitrogênio (ou azoto), fósforo e enxofre em algumas moléculas. Os carboidratos possuem uma origem endógena da água, ou seja, quando são sintetizados liberam água ao meio. 
Monossacarídeos
Monossacarídeo é um monômero (não sofre hidrólise) de 3 a 7 carbonos. Possui um radical carbonila e no resto de seus carbonos, hidroxilas. Não possui ramificação. Quando está em solução aquosa, apenas 0,02% está na sua forma aberta. O resto está na forma de um anel hemiacetal (anel que fica entre um aldeído e uma cetona) com 5 ou 6 vértices.
Possui fórmula geral Cn(H2O)n.
Nomenclatura e classificação dos monossacarídeos
Quanto à posição da hidroxila em diferentes monossacarídeos
Monossacarídeos Epímeros: São monossacarídeos que diferem somente na posição de uma hidroxila.
Exemplos: 
Galactose e Glicose são epímeros no carbono 4.
Glicose e Manose são epímeros no carbono 2.
Quanto à posição da hidroxila em monossacarídeos iguais
Alfa – Glicose possui hidroxila para baixo do anel.
Beta – Glicose possui hidroxila para cima do anel.
Quanto ao número de carbonos
Um monossacarídeo pode ter de 3 a 7 carbonos, o que definirá sua classificação. Pode ser uma triose (3 C), tetrose (4 C), pentose (5C), hexose (6 C) ou heptose(7 C).
O sufixo “ose” está sempre presente na nomenclatura dos monossacarídeos, com exceção das trioses.
Exemplos:
Triose: Gliceraldeído e Diidroxicetona
Tetrose: Eritrose (há duas, com fórmulas diferentes)
Pentose: Ribose e Desoxirribose.
Hexose: Glicose, Frutose e Galactose. 
Quanto ao número de vértices
Quando o anel possui 5 vértices, recebe o nome de furano ou anel furanosídico. Quando possui 6, possui o nome de pirano ou anel piranosídico.
Em inglês, Pirano seria Pyran e Furano Furan.
Quanto à Isomeria Espacial
Estereoisômeros são monossacarídeosque possuem configuração espacial diferente. Tais isômeros são designados D ou L (dextrogiro ou levogiro) em relação a configuração espacial do grupo hidroxila do carbono assimétrico mais distante da carbonila. Quando a molécula é dextrogira, causa desvio de luz polarizada para a direita. Levogira, para a esquerda.
Carbono assimétrico ou quiral, é o carbono que possui quatro ligantes diferentes.
Quanto à posição da Carbonila
Todos os monossacarídeos apresentam o grupamento carbonila. Quando esse grupamento está na extremidade da cadeia, caracteriza-se o grupo funcional aldeído e o açúcar passa a ser denominado aldose. Se o grupamento carbonila estiver no meio da cadeia, caracterizando uma cetona, o açúcar passa a ser denominado cetose. Assim, temos que a ribose e a glicose como exemplos de aldoses enquanto a ribulose e a frutose como exemplos de cetoses. 
Oligossacarídeo
Oligossacarídeo é um polímero contendo de 2 a 10 monossacarídeos, todos unidos por ligação glicosídica. Pode sofrer hidrólise, formando monômeros.
Exemplo: Sacarose, um dissacarídeo, ao sofrer hidrólise forma uma mistura equimolar de dois monossacarídeos, glicose e frutose (juntos, mais doces que a sacarose).
Exemplos de dissacarídeos:
	Dissacarídeo
	Onde é encontrado
	Maltose (glicose + glicose)
	Cerveja
	Sacarose (glicose + frutose)
	Cana-de-açúcar
	Lactose (galactose + glicose)
	Queijo, leite e derivados
Polissacarídeo
Polissacarídeo é um polímero/macromolécula com mais de 10 monossacarídeos (11 ou mais). Não possuem sabor doce nem são solúveis em água. 
Se o polissacarídeo possui somente monômeros do mesmo monossacarídeo, é um homopolissacarídeo. Se possui diferentes, heteropolissacarídeo.
Exemplos: 
Homopolissacarídeo: Amido, Celulose e Quitina.
Heteropolissacarídeo: Agarose
Exemplos de Polissacarídeos:
	Polissacarídeo
	Onde é encontrado
	Amido
	Plantas
	Glicogênio
	Fígado
	Celulose
	Plantas
	Quitina
	Proteção (na barata)
	Heparina
	Medicamento (anticoagulante)
Amido:
- Possui mais de 1400 moléculas de glicose
- Produzido pela fotossíntese
- Armazenado em frutas, sementes, caules e raízes.
- Reserva Energética Vegetal
Glicogênio:
- Cerca de 30 000 moléculas de glicose.
- Reserva energética de fungos e animais,
- Regulação gênica: Célula beta produz insulina para ser eliminada | Célula alfa libera o glucagon.
Celulose:
- 4000 moléculas de glicose
- Reforço esquelético dos vegetais
- Não é digerida pelo organismo humano
Quitina:
- Presença de nitrogênio
- Exoesqueleto de artrópodes
- Presente nas cerdas dos anelídeos
- Presente na rádula (língua denteada) de certos moluscos
- Presente na parede celular de fungos
Heparina: 
- Utilização médica
- Anticoagulante e antitrombótica (reduz a formação de coágulos fixos – trombos – no interior dos vasos sanguíneos)
Ligação Glicosídica
Uma ligação glicosídica é uma ligação covalente que ocorre quando o carbono anomérico (C1) de um monossacarídeo se liga a outro, liberando água e sintetizando um oligossacarídeo ou polissacarídeo. O processo contrário seria a hidrólise, onde a água quebraria a ligação glicosídica formando monossacarídeos.