Aula1 Estrutura e Propriedades de H2O1

Prévia do material em texto

*
*
*
Bioquímica
Metabolismo – Catabolismo e Anabolismo
Como retirar energia do ambiente?
Como sintetizar moléculas (biomoléculas)?
QBQ-4020
Química Ambiental Noturno
*
*
*
*
*
*
Curso
1- Visão estrutural que são açúcares, proteínas, lipídios e ácidos nucléicos.
2- Visão Energética. Termodinâmica.
3- Metabolismo do nível celular  ao de órgãos e tecidos, e de organismos
Associar Fisiologia, Biomol, Nutrição e Ambiente
*
*
*
Como é possível a separação do meio externo do meio
Interno?
Compartimentalização?
Quais as Bases Físicas e Químicas?
*
*
*
*
*
*
A partir deste experimentos- Miller (teoria de Oparin) ficou
estabelecido a formação de vários outros compostos como:
Aminoácidos
Ácidos Nucléicos e 
Ácidos Graxos ......... Chave para a formação de colóides
Colóides = Emulsões Óleo em Água ou Água em Óleo
Separa as “coisas Hidrofílicas de Hidrofóbicas”.. 
*
*
*
Coacervados são partículas coloidais (nanômetros)
~ 1 nm até ~ 1000 nm 
O que deve ter na interface Gota – Água???
*
*
*
Estrutura e Propriedades de H2O 
ângulo de ligação
-polaridade
-tensão superficial
-dissolução de espécies
-coesividade
*
*
*
-         H2O é o único Líquido inorgânico que ocorre naturalmente na Terra.
-         Ocorre naturalmente nos três estados Sólido, Líquido e Vapor
-         Existe no planeta antes da Vida. A Vida segundo nossos conceitos é  H2O
-         Ciclo Hidrológico (Combustão, Fotossíntese)  Ouro do próximo século
-         Sólido  Líquido (só aumento de desordem? Por que densidade  de 0 à 4 
	0C ?
-         Gás  Líquido (só aumento de densidade?)
-         Líquido de 0 `a 100 0C. Por que faixa tão alta?
*
*
*
Entre as propriedades ditas anômalas de H2O líquida. Estão aquelas que as diferenciam de outros líquidos. H2O como sólido tb é diferente de outros sólidos.
Como gás é um dos mais leves,
Como líquido é muito denso,
Como sólido é pouco denso,
A vida depende destas propriedades anômalas.
-Alta coesão  alto ponto de fusão, alta capacidade térmica. Contribuem para regulação térmica
- Alto calor latente de evaporação ..resistência à evaporação. Excelente solvente para compostos iônicos e polares.
*
*
*
Anomalias de água (mais importantes)
 1. Alto ponto de fusão  H-pontes no sólido
 2. H2O alto ponto de ebulição.  H-pontes no líquido
*
*
*
Como Líquido Água é muito mais denso que o esperado!!!
E como Sólido é muito mais leve que o esperado!!!!
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Gmix >> Gseparado
Emulsion!
Phase Separate!
*
*
*
Add surfactant
*
*
*
Qual o estado de polímeros naturais em água?
Proteínas?
DNA, RNA?
Lipídios?
Qual deve ser a viscosidade () destas soluções ?
Qual o efeito de sais?
Como devem ser o estado dos chamados Géis?
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Ácidos e Bases - Bronsted
Como se mede pH???
                                                                                                                         
Como se mede pH?
*
*
*
ACID + BASE = SALT + WATER
*
*
*
Titration curve for weak acid/strong base. (Figure by MIT OCW.) 
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Polyprotic Acid-Strong Base 
                                                                     
*
*
*
*
*
*
                                                                  
Derivation of the first Henderson-Hasselbach Equation
*
*
*
Glutamic Acid 
                                                                                                                                      
*
*
*
Lysine 
                                                                                                                                  
*
*
*
Como seria uma curva de titulação de um polipeptídeo?
*
*
*
Qual o pH do sangue? E quais espécies atuam como tampão?
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
QBQ 4020N
aula 2
Objetivo Principal  Metabolismo!!!!
Células Podem ser Ensinadas!!!!
Ex. Leveduras  Álcool 
Precisa aprender qual a Fonte:
Brasil  Cana de Açúcar
USA  Milho!!
Qual a Diferença???
Ver Scientific America Br de Agosto
Capim  Biodiesel
*
*
*
É necessário otimizar condições de fermentação pH, condições
De contorno, fronteira. Quais nutrientes?
Quais condições o conjunto de enzimas são expressos? 
Serve também para doenças, trabalhos de músculo condicionamento
Físico etc.
Nossa intenção é compreender como a máquina celular, tecidual, por
Órgãos e por Organismos se comportam !
No aprendizado de Genes e Bilo.Molecular, buscamos aprender como
Atuar em nível Genético. 
Início do curso  Qual é o cenário? H2O – Propriedades:
						Polaridade
						Proticidade	
						Ácidos-Bases
	Cargas de moléculas  Interações Eletrostáticas
			Pontes de H, Van der Valls etc..
*
*
*
Quais são os Blocos Construtores??
Amino Ácidos  Proteinas  ENZIMAS!!!
Lipídios  Membranas, Reserva “Energia”
Açúcares  Estruturas, Reconhecimento, Energia
Ácidos nucléicos  Material Genético
Ainda que muito se fale de Genomas (sopa de letrinhas)
O quente são os ENZIMAS!!!
Permite acelar até 108 x velocidade de reações...
Controle de fluxos 
	METABOLISMO  ENZIMAS
*
*
*
Conhecemos ~500 AA´s,
Somente 20 constituem essenciais
Alimentação protéica fornece AA´s livres que são “remontados
para formar proteínas do corpo 
*
*
*
*
*
*
. Em 1806, 10 amino acid descoberto do aspargo  asparagine. 
Após cisteine, glicine, and leucine de cálculo urinário, gelatina músculo e algodão. Por cerca de 1935 todos AA´s conhecidos
Proteína     AA´s livres
6M HCl
*
*
*
 Amino-Ácidos
20 AA essenciais
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Aminoácidos Hidrofóbicos 1
*
*
*
Aminoácidos Hidrofóbicos 2
*
*
*
Aminoácidos Carregados
*
*
*
AA polares 1
*
*
*
AA polares2
*
*
*
AA Hidrofóbicos
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
O pKa do Ácido Acético 3HC-COOH  4.5,
O pKa do R-NH3+  10
Por que os pKa´s dos grupos carboxila e Amônio
dos AA´s são menores? ~2, e ~9 respectivamente?
*
*
*
*
*
*
*
*
*
AA´s em proteínas são via de regra L !
Será a vida Quiral???
Será que tem a ver com a síntese de proteínas
RNAm???? 
*
*
*
Reação de Ninhidrina
UV-Vis espectro, 280 nm
Métodos identificar aa´s
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Aminas 1árias  Violeta
Aminas 2árias  Amarelo (Prolina) 
*
*
*
Excepto pelo Triptofano os outros AA´s são pouco fluorescentes
Porém existem associações que levam a fluorescência
O que é fluorescência ????
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
 
 
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Estrutura tri-D de proteinas, note a proteina é escrita do N terminal (esquerda) para o C terminal (direita).
A sequência é única  Sequência 1ária. 
*
*
*
*
*
*
Composição: Hidrolisa com HCl 6M  Sabe quantos AA´s tem!
Separa em colunas ou acende!
E a Sequência 1ária??
*
*
*
Reage no N-terminal, repete processo várias vezes
Hoje em dia síntese e geração de proteínas é +/- fácil
Proteoma!!!