Carboidratos, vias metabolicas e bioenergetica RESUMO

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BIOQUÍMICA
CARBOIDRATOS
São carbonos hidratados;
Alguns possuem nitrogênio,fósforo ou enxofre;
Divididos em dois grupos: Poli-hidroxilaldeído e poli-hidroxicetona.
CLASSES:
Monossacarídeos: Açucares simples;
Dissacarídeos: União de 2 monossacarídeos por uma ligação glicosídica;
Trissacarídeos 
Oligossacarídeos: Até 20 aminoácidos
Polissacarídeo: Mais de 20 aminoácidos
NOMECLATURA
1-Analisar se é cetona ou aldeído: sufixo ceta ou aldo,respectivamente;
2-Analisar a quantidade de carbonos,sendo que o carbono 1 é o mais próximo do grupo funcional;
3-Terminação:ose
MONOSSACARÍDEOS
Solúveis em água; Insolúveis em solventes apolares; Sabor adocicado; Possuem carbono quiral ( com exceção da di-hidroxicetona).
OBS1:Para saber se o carboidrato é D ou L olhar o OH mais distante do grupo funcional.
OBS2: A maioria dos carboidratos são D-carboidratos.
OBS3: Carbono quiral: 2n (n= número de carbono quiral)
EPÍMEROS
São carboidratos que possuem a mesma composição molecular,divergindo apenas na configuração de um átomo de carbono.
Ex:D-glicose e D-manose(diferem na configuração do carbono 2)
D-glicose e D-monose(diferem na configuração do carbono 4)
CICLIZAÇÃO DE CARBOIDRATOS
As aldoses e todos os monossacarídeos com 5 ou mais carbonos predominam na forma cíclica(em anel).
OBS:Piranose→anel com 6 membros porque se assemelha ao pirano
 Furanose→anel com 5 membros porque se assemelha ao furano
REAÇÕES E MODIFICAÇÃOES DE CARBOIDRATOS
A formação destas estruturas em anel é uma reação ente álcool e aldeído ou cetona para formar os derivados hemiaceta/acetal e himicetal/cetal:
Aldeído+álcool→ hemiacetal +ácool → acetal
Cetona+álcool→hemicetal + ácool→ cetal
CICLIZAÇÃO DA GLICOSE
Carbono do hemiacetal é chamado de carbono anomérico;
Anômeros α e β da D-glicose interconvertem em solução num processo chamado de mutarrotação;
A ciclização da glicose diminui a energia para que o OH mais longe do grupo funcional se aproxime dele;
Ocorre um ataque nucleofílico para que a ligação dupla do carbono 1 seja rompida e dependendo do ataque permanece ou a forma α ou a forma β.
OBS: em solução aquosa a forma α e β coexistem.
PERSPECTIVA DE HARWORTH(EM ANEL)
Se uma hidroxila estiver a esquerda na forma linear ela deverá ser colocada para cima na forma cíclica.
Se a hidroxila estiver a direita na forma linear ela deverá ser colocada para baixo na forma cíclica.
A hidroxila no carbono anomérico pode pontar para cima ou para baixo.Quando a hidroxila anomérica de uma D-hexose estiver do mesmo lado do anel que o carbono 6 ,a estrututa é por definição β,já quando estiver do lado oposto do carbono 6 a estrutura é α.
CH2OH projeta-se para cima no enantiomero D-,já no enantiomero L- se projeta para baixo.
LIGAÇÃO GLICOSÍDICA
Reação entre carbono anomérico(C1) de um carboidrato com o grupo hidroxila de outro.
São hidrolisados por ácido,mas resistem a clivagem por base.
Dissacarídeos podem ser hidrolizados para produzir monossacarídeos livres por fervura de ácidos.
POLISSACARÍDEOS OU GLICANOS
HOMOPOLISSACARÍDEOS: O armazenamento de energia é realizado por: amido ou glicogênio;
A função estrutural é realizada por: celulose e quitina;
Contem somente uma única espécie monomérica que pode ou não ser ramificada.
HETEROPOLISSACARÍDEOS:São responsáveis pelo suporte extracelular em organismos de todos os reinos e em bactérias;
A função estrutural é realizada por poliptideoglicano;
Contém duas ou mais espécies monoméricas não ramificadas ou múltiplos tipos de monômeros ramificados.
HOMOPOLISSACARÍDEOS
Função de armazenamento:
-Amido: subdividido em:
AMILOSE: Cadeia longa e não ramificada;estrutura tridimensional mais estável para as cadeia ligadas por α1→4.
AMILOPECTINA: Cadeia longa e ramificada e possui ligações glicosídicas nas ligações α1→4 e α1→6.
- Glicogênio: Principal polissacarídeo de armazenamento nas células animais;
Encontrado no fígado e no músculo;
Similar a amilopectina,porém é mais ramificado;
Em sua extremidade redutora possui a proteína glicogenina.
Função estrutural:
-Celulose: Componente das paredes das plantas;
Polissacarídeo linear e não ramificado unido por ligações β1→4;
As cadeia lineares são estabilizadas por ligações de hidrgenio intra e inter cadeias de alta resistência e rigidez.
-Quitina: é um homopolissacarídeolde cadeia linear composta por resíduos de N-acetil e D-glicosamina unidos por ligação β1→4;
Componente do exoesqueleto de artrópodes ,insetos, caranguejos e lagostas;
Segundo polissacarídeo mais abundante na natureza(perde para celulose).
HETEROPOLISSACARÍDEOS
Função estrutural
-Peptideoglicano: São polissacarídeos ligados a pequenos peptídeos e composto de 2 carboidratos distintos ligados a aminoácidos;
Ajuda a evitar a distribuição pelo sistema imune;
Está presente nas paredes das bactérias;
A enzima lisozima é bactericida por hidrolisar as ligações β1→4 entre Nacetilglicosamina e ácido Nacetilmurâmico.
OBS: Os humanos não digerem celulose pois não possuem a enzima que quebra a ligação β1→4.
GLICOSAMINOGLICANOS
São heteropolissacarídeos lineares ; polissacarídeos compostos por unidade repetidas de dissacarídeos;
Os principais tipos são: ácido hilurônico,condroitina sulfato,queratina sulfato e heparina;
Suas funções são: Promover a adesão entre células e tecido;Componente da matriz extracelular; mantém as células unidas e provê um meio poroso para difusão de nutrientes e oxigênio.
GLICOCONJUGADOS
Carboidratos que estão ligados a outras moléculas,principalmente proteínas e lipídeos;
Os principais tipos são:Proteoglicanos(carboidratos ligados aos glicosaminoglicanos), glicoproteínas, glicoesfingolipídeos(lipídeos ligados a carboidratos).
Suas funções são: Oligossacarídeos e polissacarídeos transportadores de informações entre as células e a matriz extracelular circundante; Sinalizam proteínas para: degradação de proteínas malformadas ou supérflua; sinalização extracelular como fatores de crescimento ou parasitas extracelulares; resposta imune; cicatrização de ferimentos e outros processos celulares.
METABOLISMO E BIOENERGÉTICA
-Anabolismo: Reaçãoes de biossíntese que necessitam do fornecimento de energia(endoenergéticas).
-Catabolismo:Reações de degradação que liberam energia(exoenergéticas).
-Vias metabólicas: Série de reações nas quais o produto de uma se torna o substrato de outra;
As vias metabólicas individuais podem ter diferentes formatos: Linear,cíclica e espiral. 
-A bioenergética necessita das leis da termodinâmica.
Leis da termodinâmica
-1 lei:Conservação de energia: A quantidade total de enrgia no universo permanece constante.
-2 lei: Desordem sempre aumenta:A entropia é o grau de desordem das moléculas.
Energia livre de Gibbs
-É a quantidade de energia capaz de gerar trabalho em uma reação a pressão e temperatura constantes 
-Reação espontânea:(∆G menor que 0)→Libera energia
-Reação não espontânea:(∆G maior que 0)→Absorve energia
Acoplamento de energia 
Para que as reações consumidoras de energia(termodinamicamente desfavoráveis) ocorram as células as acoplam a outras reações que liberam energia,de forma que o processo como um todo seja espontâneo,ou seja a soma da variação livre é negativa.
ATP(adenosina trifosfato)
-Não armazena energia
-A energia fica armazenada nas ligações interfosfóricas,de modo que são as quebras dessas ligações que liberam energia.
NAD/NADH E NADP/NADPH
-Retiram elétrons e transportam para as cadeias respiratórias.
FAD/FADH2
-Participam da reação de oxidação e retirada de elétrons.
PRINCIPAIS VIAS METABÓLICAS
Glicólise
-Quebra de uma molécula de glicose liberando 2 moléculas de piruvirato.
-Dividida em duas fases: a) Preparação: consome 2 ATP
 b)Pagamento: forma 4 ATP →Formando 2ATP no total
-Via metabólica que consiste em transferir energia presente nas ligações de glicose para outros compostos.
1º fase: PREPARAÇÃO
-Consiste na fosforilação da glicose e sua conversãoem gliceraldeído fosfato.
1º reação:
Glicose→Glicose-6-fosfato
A proteína de membrana GLUT permite a entrada e a saída de glicose da célula,então ao entrar na célula a glicose sofre fosforilação para que o GLUT não a reconheça e ela permaneça na célula.
Nessa reação ocorre,portanto,a fosforilação para prender a glicose.
2ºreação:
Glicose-6-fosfato→frutose-6-fosfato,na presença da enzima fosfoglicose isomerase
Essa reação ocorre para deixar a molécula mais simétrica de modo que durante a clivagem as moléculas se pareçam idênticas.
3ºreação:
Frutoso-6-fosfato→frutose-1,6-bifosfato,na presença de fosfofrutocinase
Liberação de h+
4ºreação:
Frutose-6-bifosfato→di-hidroxicetonafosfato e gliceraldeído-3-fostafo,n presença de aldose.
5ºreação
Di-hidroxicetonafosfato→gliceraldeído-3-fosfato,na presença de triose fosfato isomerase
 ↓
Será transformada,pois como tem muita energia será mais difícil de ser quebrado.
-As reações ocorrem em dobro-
2º fase:PAGAMENTO
6ºreação:
Gliceraldeído-3-fosfato→1,3bifosfoglicerato,na presença de gliceraldeído3-fosfatocerato desidrogenase
Ocorre em duas etapas com uma formação intermediária e perda de H+ para formar o produto.
Não é espontânea,pois um grupo de fosfato deve ser introduzido.
7ºreação:
1,3bifosfato→3-fosfoglicerato,na presença de fosfogliceratocinase.
8ºreação:
3-fosfoglicerato→2-fosfoglicerato,na presença de fosfoglicerato mutase
O fósforo muda de C3para C2 ,para que seja mais fácil retirá-lo,pois não há repulsão.
9ºreação:
2-fosfoglicerato→fosfoenolpiruvato,na presença de enolase
10ºreação:
fosfoenolpiruvato→piruvato,na presença de piruvato cinase
-As reações ocorrem em dobro-
- RESULTADO DO BALANÇO GERAL:
 Glicose+2NADH+2ATP+2PI→2piruvirato+2NADH+2H+2ATP+2H2O
Gliconeogênese
Via metabólica responsável pela síntese de glicose a partir de precursores que não são carboidratos:Glicerol,lactato e aminoácidos.
-Fontes de glicose:alimentação,glicogênes e glicogenólise-
É importante que a gliconeogense termine no citosol, apesar de começar na mitocôndria,porque ela compartilha muitas enzimas da glicólise(que também ocorre no citosol).
Homeostase da glicose:concentração de glicose no sangue reflete o equilíbrio entre captação(absorção),utilização pelos tecidos(glicólise) e produção endógena (gliconeogênese e glicogenólise)
3passos irreversíveis são controlados por enzimas diferentes.
Glicose←gliconeogenesePiruvirato }fígado
Glicose → Lactato↑ }músculo
Proteína → Aminoácido↑ }Músculo
DESVIO 1
Conversão do piruvato em fosfoenolpiruvato
Introduz CO2 e forma uma substancia e em seguida o retira e introduz fosfato
Ocorre na mitocôndria 
Piruvato + CO2→oxaloacetato→fosfoenolpiruvato,na presença de biotina e fosfoenolpiruvato carboxianase,respectivamente.
Na mitocôndria o piruvato é carboxilado em oxalacetato(não consegue sair da mitocôndria pois não possui receptores de membrana)e reduzido a melato(consegue sair da mitocôndria pois possui receptores de membrana),então sofre ação da enzima malato desidrogenase catosólica,volta a ser oxalacetato;Nesse momento o oxalacetato perde CO2 ,sendo convertido em fosfoenolpiruvato(em um processo chamado fosforilção).
DESVIO 2
Conversão de frutose-1,6-bifosfato em frutose-6-fosfato,com a presença da enzima frutose-1,6-biofosfatase,que tira fosfato do carbono 1.
A frutose-1,6-fosfatp necessita de água para quebrar o fosfato.
DESVIO3
Conversão de glicose-6-fosfato em glicose,através da enzima glicose-6-fosfatase.
A glicose é livre e por isso pode ser lançada no sangue quando a glicemia estiver baixa.
OBS:Se ↑glicose→a insulina é produzida ativando a glicólise e inibindo a gliconeogênese.
Se ↓glicose→glucagon é produzido ativando a gliconeogênese e inibindo a glicólise.
Glicogenólise
Degradação de glicogênio;
O glicogênio é a forma de armazenamento de energia de glicose em moléculas animais,é uma molécula ramificada com ligações glicosídicas em α1→4 e ramificações em α1→6;
No fígado:A função do glicogênio hepático é a manutenção da glicemia entre as refeições,ou seja é uma reserva de glicose que pode ser explorada por outros órgãos quando necessário.
No músculo:O glicogênio muscular não pode ser explorado.É usado pela própria fibra como fonte emergencial de energia,quando a necessidade da mesma é muito intensa.
-REAÇÃO DE FOSFORÓLISE: Degradação do glicogênio→permite que o fosfato ataque α1→4 e se ligue ao carbono 1.
Glicogênio(1-4glicosil)→Glicose-1-fosfato,na presença da enzima glicogênio fosforilase
Glicose-1-fosfato→glicose-6-fosfato,na presença da enzima fosfoglicomutase
Glicose-6-fosfato→glicose,na presença da enzima glicose-6-fosfatase
Glicogênio(1-6)→glicose,na presença da enzima desrramificadora
Funções das enzimas 
Glicogenio fosforilase:Catalisa o fosfato orgânico e age sobre a extremidade não redutora das ramificações do glicogênio até que alcance um ponto a 4 resíduos da ramificação1-6)
Fosfoglicogênio mutase:O fosfato ligdo a renina é introduzido e forma uma molécula intermediária(glicose-6-bifosfatase) que se transforma em glicose-6-fosfato.
Enzima desrramificadora:Remove as 4 resíduos da glicose do ponto de ramificação.Possui 2 funções:atividade trasferase-enzima que remove o bloco de 3 resíduos da ramificação para extremidadeα1→4;
Atividade glicosidase:o resíduo remanescenteα1→6 é liberado como glicose.
Enzima glicose-6-fosfatase:Converte, no fígado,glicose-6-fosfato em glicose,essa é a única reação que ocorre no retículo endoplasmático enquanto as outras ocorrem no citosol.
-NO MÚSCULO: a glicose-6-fosfayo a partir do glicogênio pode entrar na glicólise e serve de fonte de enrgia.
-NO FÍGADO:Libera glicose para o sangue quando o nível de glicose for baixo.
A glicose-6-fosfato entra no retículo endoplasmático pelo transportador T1.
Ela perde fosfato pois a enzima glicose6fosfatase possui sítio ativo voltado para o lúmen do RE, assim a glicose é liberada para o sangue através do transportador T2 e o fosfato orgânico pelo T3.