Princípios de Bioenergética

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TÍTULO DA APRESENTAÇÃO (CAIXA 
ALTA) 
NOME DA ÁREA OU CAMPUS – RESPONSÁVEL PELA APRESENTAÇÃO 
(TUDO EM CAIXA ALTA) 
Rio de Janeiro, xx de xxxxxxxxx de xxxx (caixa alta e baixa) 
Princípios de Bioenergética 
 
Camila Nobre 
2013 
 
Princípios de Bioenergética 
 
1. Bioenergética e Termodinâmica 
2. Lógica química e reações bioquímicas 
comuns 
3. Transferência de grupos fosforil e ATP 
4. Reações biológicas de oxidação-redução 
 
Introdução 
◊ Células e organismos necessitam realizar trabalho para a 
manutenção da vida, crescimento e para sua reprodução. 
 
◊Trabalho químico: síntese dos componentes celulares; 
◊Trabalho osmótico: acúmulo e retenção de sais e outros 
compostos contra um gradiente de concentração; 
◊Trabalho mecânico: contração muscular e movimentação de 
flagelos; 
Bioenergética descreve como os organismos vivos capturam, 
transformam e usam energia. 
 
 
Princípios de Bioenergética 
◊Todos os organismos vivos derivam sua 
energia direta ou indiretamente da energia 
radiante da luz solar; 
 
 
◊ Os organismos vivos são interdependentes, 
trocando energia e matéria através do meio 
ambiente; 
 Leis da Termodinâmica 
◊ Primeira lei ou Lei da conservação de energia: Em 
uma modificação química ou física, a quantidade total 
de energia do universo permanece constante; 
As células são transdutoras de energia: capazes de 
converter energia química, eletromagnética, mecânica 
e osmótica com muita eficiência; 
 
◊ Segunda lei: Em todos os processos naturais a 
entropia do universo aumenta; 
 
◊Terceira lei ou Teorema de Nernst: a entropia de 
todos os corpos tende a zero quando a temperatura 
tende ao zero absoluto. 
 
 
◊ Exemplo: oxidação da glicose 
 Leis da Termodinâmica 
◊ Informação = entropia negativa 
Leis da Termodinâmica 
Os organismos vivos são altamente 
ordenados, estruturas não randômicas, 
imensamente ricos em informação e, 
portanto, pobres em energia; 
 
VIOLAÇÃO DA SEGUNDA LEI??? 
 
Seres vivos são sistemas abertos, que 
trocam matéria (nutrientes e produtos de 
excreção) e calor (do metabolismo) com seu 
meio e nunca estão em equilíbrio com o 
universo; 
 
Composição em ácidos graxos de três 
 gorduras alimentares Rotas Metabólicas 
Parâmetros gerais das Reações 
Δ G = ΔH – T ΔS 
G= energia livre: 
Energia capaz de realizar trabalho uma 
reação química à R e T constantes; 
Se a reação libera energia livre: 
 Δ G = (-) exergônico 
Se a reação absorve (ganha) energia 
livre: 
 Δ G = (+) endergônico 
 
 
 
 
H= entalpia: conteúdo de calor de 
um sistema de reação; reflete o n° 
e o tipo de ligações nos reagentes 
e produtos. 
H reg > H prod: 
Δ H = (-) exotérmico 
 
H reg < H prod: 
Δ H = (+) endotérmico 
 
 
 
 S= entropia: expressão quantitativa 
para desordem e caos. 
Se os produtos são menos complexos e 
mais desordenados: 
Ganho de entropia: 
Δ S = (+) 
 
 
 
Ceras Biológicas Parâmetros Gerais das Reações 
 Lipídios estruturais em membranas Parâmetros Gerais das Reações 
 
Parâmetros Gerais das Reações 
 
Considerando as Condições Celulares: 
1- Os valores de ΔG’ º de reações sequenciais são aditivos; 
 
2- Os valores de K’eq das reações somadas é calculado considerando o 
produto das K’eq de reações individuais; 
 
Considerando as Condições Celulares: 
 
 grupos sangüíneos Oxidações e Reduções Biológicas 
◊ Aspectos importantes: 
Envolvem transferências de elétrons entre espécies químicas; 
São responsáveis diretos ou indiretos por todo o trabalho realizado em 
sistemas biológicos; 
Fontes de elétrons: alimentos ou espécies químicas excitadas pela luz; 
Os elétrons são deslocados para sítios de maior afinidade eletrônica; 
Transdutores de energia são necessários para converter a energia liberada pelo 
fluxo de elétrons em trabalho; 
 
• A perda de elétrons é chamada de oxidação; 
• O ganho de elétrons é chamado de redução; 
• Redução: ganho de elétrons ( diminuição de Nox) 
• Oxidação: perda de elétrons ( aumento de Nox) 
• Redutor: fornece elétrons e se oxida (Nox aumenta) 
• Oxidante: recebe elétrons e se reduz (Nox diminui) 
 
Oxidações e Reduções Biológicas 
Moléculas transportadoras 
• NAD: 
- NAD - Nicotinamida adenina dinucleotídeo; 
- É uma coenzima que apresenta dois estados de 
oxidação: NAD+ (oxidado) e NADH (reduzido); 
- A forma NADH é obtida pela redução do NAD+ com 
dois elétron e aceitação de um próton (H+). 
●Composto orgânico - a forma ativa da coenzima B3) 
encontrado nas células de todos os seres vivos, usado 
como "transportador de elétrons" nas reações 
metabólicas de oxi-redução, tendo um papel 
preponderante na produção de energia para a célula. 
● Sua forma reduzida, NADH, faz a transferência de 
elétrons durante a fosforilação oxidativa. 
Moléculas transportadoras 
• FAD – O dinucleotídeo de flavina; 
• É um cofator capaz de sofrer ação redox, presente 
em diversas reações importantes no metabolismo; 
• O FAD pode existir em dois estados de oxidação e o 
seu papel bioquímico envolve frequentemente 
alternância entre esses dois estados. O FAD é capaz 
de se reduzir a FADH2, estado em que aceita dois 
átomos de hidrogênio. 
Moléculas transportadoras 
●O FADH2 é uma molécula transportadora de 
energia metabólica, sendo utilizada como 
substrato na fosforilação oxidativa 
mitocondrial. 
Moléculas transportadoras