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Bioquímica 1 Introdução à Bioquímica: Células, Biomoléculas, Água, pH e Tampões 2 Bioquímica é a ciência relacionada com as várias moléculas que ocorrem na células e organismos vivos, incluindo as suas reações químicas. Conhecimento de Bioquímica: 1-O entendimento e manutenção da saúde 2- O entendimento e o tratamento eficiente das doenças 3 1- Células Núcleo material genético; (DNA-associado a proteínas) Citoplasma Composto de solução aquosa; -Enzimas, Moléculas de RNA, Aminoácidos e nucleotídeos, Moléculas orgânicas –metabólitos -Intermediários biossintéticos e degradativos -Coenzimas, Íons inorgânicos -Organelas maquinaria metabólica especilalizada 4 Retículo Endoplasmático RER Síntese protéica REL Síntese de lipídios, metaboliza drogas, armazena Ca2+ Complexo de Golgi Processamento e classificação das proteínas. Lisossomos células animais; Reações degradativas; centro de reciclagem celular Mitocôndria funções 5 6 7 2- Biomoléculas: - Carboidratos - Lipídios - Proteínas - Ácidos nucléicos 8 2.1- Carbono (C): PM= 12; Número atômico= 6 - Mais da metade do peso seco das células -Tetravalente quatro ligações em torno do átomo - Ligações simples C-C estáveis -Versatilidade de ligações Simples C, H, O e N Duplas C, O e N Tripla C - C ligado a outros átomos grupos funcionais; propriedade específica à molécula. 9 10 Estados de oxidações do carbono nas biomoléculas 11 12 13 2.2- Configuração e Conformação Configuração Arranjo dos átomos fixados no espaço -ligações duplas -centro quiral 14 15 16 Configuração RS prioridade do grupo ligado ao carbono quiral -OCH2 > -OH > NH2 > -COOH > -CHO > CH2OH >CH3 > H 17 Configuração (R) (S) – atividade óptica 18 19 Conformação Molecular Arranjo espacial dos grupos substituintes que, sem quebrar nenhuma ligação, são livres para assumir posições diferentes no espaço por causa da liberdade de rotação em volta das ligações simples. -livre rotação da ligação -não há quebra de ligações -forma mais estável; energeticamente - Interferência do tipo de substituinte – estabilidade da molécula. 20 21 2.3- Reatividade Química -Natureza dos grupos funcionais -Alteração na distribuição eletrônica e na geometria Tipos gerais de transformações químicas que ocorrem nas células: 1) Reação de oxidação-redução 2) Clivagem e formação de ligação C-C 3) Rearranjos internos 4) Transferência de grupos 5) Reações de condensação e Hidrólise 22 1- Reação de oxidação-redução 23 2- Mecanismos para clivagem da ligação C-C 24 3- Reações de substituição nucleofílica 25 26 4- Reações de transferência de elétrons dentro da mesma molécula 27 5- Reações de transferência de grupo 28 6- Reações de condensação e hidrólise 29 30 3- Água - Representação molecular H2O - Interações de hidrogênio - Ponto de fusão e ebulição - Interações eletrostáticas - Solvente polar - Compostos hidrofílicos - polares - Compostos hidrofóbicos – apolares 31 32 Interações de hidrogênio 33 34 Ponto de fusão ebulição; Água liquida; d= 1,0 g/mL Água gelo; d=0,92 g/mL P. F P.E Etanol -177oC -78oC Metanol -98oC 65oC Acetona -95oC 56oC água zero 100oC 35 Solvente polar Lei de Coulomb – constante dielétrica 36 37 38 39 Participação da H2O nas reações biológicas 40 4- Ionização da água e pH 41 42 43 Classificação dos ácidos capacidade de transferir prótons para a água Definição de Bronsted; ácido libera H+ e base aceita H+ Ácidos fracos Ka < 1 (H2O); parcialmente ionizado na água Ácidos fortes Ka > 1; totalmente ionizado em água 44 Equação de Henderson-Hasselbalch 45 46 47 Base ácido Titulação ácido-base Curva de titulação ácido-base 48 Base ácido 49 Mecanismo de ação dos tampões 50 •Impedir a grande variação de pH pela adição de pequenas quantidades de bases ou ácidos. •Eficiência de um tampão; concentração , 51 Tampões biológicos: -Proteínas -Tampão fosfato; citosol das células -Tampão bicarbonato; sangue 52 Músculo em exercício Hys pKa do N da cadeia lateral 6.0 Importância de saber o valor de pH...... 53
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