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AULA 1 INTRODUÇÃO AO METABOLISMO

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29/10/2013 
1 
Aula 1: 
Introdução ao metabolismo e bioenergética 
 
Prof . Roselia Spanevello 
Departamento de Bioquímica - UFPEL 
 
 
 
 
 
 
 
Universidade Federal de Pelotas 
Disciplina de Bioquímica II 
Curso de Medicina Veterinária/2013 
 
1. Metabolismo 
É uma atividade celular altamente coordenada na qual 
diversas vias metabólicas atuam em conjunto 
visando a quatro funções principais: 
 
 
 
Obter energia química 
Coverter as moléculas de nutrientes em moléculas 
próprias de cada célula 
Sintetizar moléculas 
Sintetizar e degradar moléculas necessárias a 
funções celulares especiais 
1. Metabolismo 
 
 
 
 
 
 
Vias metabólicas 
Metabolismo é o somatório de todas as transformações químicas 
que ocorrem em uma determinada célula ou organismo: 
 
 - 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29/10/2013 
2 
 
Metabolismo 
CATABOLISMO 
ANABOLISMO 
 
 
 
 
 
 
 
Moléculas são convertidas em produtos finais mais 
simples. 
 
 Liberam energia - conservada em ATP e de 
transportadores de elétrons reduzidos como NADH, 
NADPH e FADH2 
 
 
 
 
 
 
 
CATABOLISMO 
 
 
 
 
 
 
 
 
Moléculas precursoras simples e pequenas são ligadas 
para formar moléculas mais complexas. 
 
 
 As reações anabólicas requerem um fornecimento de 
energia que provém do 
 ATP ou NADH, NADPH e FADH2. 
 
 
 
 
 
ANABOLISMO 
Macromoléculas 
Produtos 
Pobres em 
Energia 
Nutrientes 
Ricos em 
Energia 
ADP 
NAD 
FAD 
ATP 
NADH 
FADH2 
Moléculas 
Precursoras 
Anabolismo Catabolismo 
Energia 
Química 
 
29/10/2013 
3 
2. Bioenergética 
Os organismos precisam realizar trabalho para a 
manutenção da vida, crescimento e reprodução. 
 
 
 
 
 
Trabalho químico: 
 
 síntese dos componentes celulares 
 
Trabalho osmótico: 
 
acúmulo e retenção de sais e outros compostos contra 
gradiente de concentração 
 
Trabalho mecânico: 
 
contração muscular e movimento de flagelos 
A habilidade para aproveitar a energia para o trabalho biológico é 
uma propriedade fundamental para todos os organismos: 
 Bioenergética 
É o estudo quantitativo das transformações de energia 
que ocorrem nas células vivas. 
 
Estuda fenômenos de transferência de energia para o 
trabalho celular; ou seja; descreve como os 
organismos vivos capturam, transformam e usam 
energia. 
 
Três parâmetros termodinâmicos que descrevem a 
transformação de energia que ocorre durante uma 
reação química: 
 
 
 
Entalpia (∆H): conteúdo de calor do sistema reagente. Ela 
reflete o número e os tipos de ligações químicas dos reagentes e 
produtos. 
 
Reação libera calor: exotérmica (calor do produto < reagente ∆H -) 
 Reação ganha calor: endotérmica (∆H +) 
 
 
 
Entropia (∆S): expressão quantitativa da desordem de um 
sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quando os produtos de uma reação são menos complexos e mais 
desordenados do que os reagentes a reação ocorre com um ganho de 
entropia. 
 
 
Energia livre de Gibs (∆G): expressa a quantidade de energia 
capaz de realizar trabalho e prevê a direção na qual uma reação 
ocorre espontaneamente. 
 
 
Nos sistemas biológicos, as mudanças na energia livre, entalpia e 
entropia são relacionadas pela equação: 
 
 ∆G= ∆H - T∆S 
 
 
Quando uma reação libera energia: ∆G (-) reação é exergônica (A→B). 
 
Quando uma reação ganha energia: ∆G (+) reação é endoergônica (A←B). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- A energia que as células utilizam é expressa em energia livre de Gibs 
(∆G). 
 
- (∆G): sentido das reações químicas e quantidade de trabalho que pode 
ser realizado: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29/10/2013 
4 
 
 
 
 
 
-As células animais obtém energia livre das moléculas nutrientes 
enquanto que as células vegetais obtém da radiação solar 
absorvida. 
 
 
-Ambos os tipos de células transformam essa energia livre em 
ATP e outros compostos ricos em energia todos eles capazes de 
fornecer energia para realização de trabalho biológico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.1. ATP como transportador de energia 
 
 As células obtém energia livre por meio das moléculas nutrientes 
utilizando para sintetizar ATP (trifosfato de adenosina): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
De onde vem o ATP ? 
 
A utilização de energia do ATP é realizada pela retirada do grupo 
fosfato terminal associada a processos que requerem energia: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
∆G= -30KJ/mol 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A transferência de um 
grupo fosfato para um 
composto injeta energia 
livre nele para liberar em 
transformações 
metabólicas subseqüentes. 
 
Exemplo: 
 
Glicose + Fosfato glicose 6-fosfato + água 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
∆G= + 14 KJ/mol 
Glicose + ATP glicose 6-fosfato + ADP + H 
 
 
 
∆G= - 17 KJ/mol 
29/10/2013 
5 
 
2.2 Reações de oxidação - redução 
 
 
Reações de transferências de elétrons são responsáveis direta ou 
indiretamente pelo trabalho realizado pelos organismos vivos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Perda de elétrons por uma espécie química (oxidação) e a captação de 
elétrons por outra espécie química (redução). 
 
 
Os elétrons removidos das 
etapas de oxidação são 
transferidos para coenzimas 
especializadas em transportar 
elétrons. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Coenzimas: são derivadas das vitaminas e se 
associam as enzimas denominadas desidrogenases. 
 
 
 
 Nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD) 
 
 
 Flavina adenina dinucleotideo (FAD) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quando as moléculas são oxidadas (perdem átomos de 
hidrogênio – elétrons e prótons) que são recebidos por 
coenzimas. 
 
 
 
 
 
 
 
 Nicotinamida adenina dinucleotídeo 
 
São formados por dois nucleotídeos ligados por seus grupos fosfato, derivado da 
niacina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29/10/2013 
6 
Nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD): 
 
H – 1 elétron e 1 próton 
H – 1 elétron e 1 próton 
 
 
 
 
 
 
 
 
NAD+ 
NADH 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 H+ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Flavina adenina dinucleotideo (FAD) 
 
Derivada da vitamina riboflavina (B2) 
 
 
Recebe dois 
prótons e dois 
elétrons 
 
 
 
 
 
 
 
FADH2 
Resumindo...... 
29/10/2013 
7 
Metabolismo é...... ....Composto por vias metabólicas... 
....divididas em..... 
......... 
 
ATP 
NADH 
FADH

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