00 Príncipios bioquímicos e Biomoléculas

Prévia do material em texto

1 
A IMPORTÂNCIA DA BIOQUÍMICA 
Por que estudar bioquímica? 
O que é bioquímica? 
Quais são os objetivos da bioquímica? 
Onde a bioquímica está presente? 
A lógica molecular da vida 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
Detergentes (dissolução membranas) 
 
Técnicas de purificação 
 
Análise dos componentes solúveis 
Componentes solúveis 
 
Técnicas de purificação 
 
Análise dos componentes 
8 
9 
Algumas biomoléculas na bioquímica: 
10 
11 
Quais são os elementos essenciais do ponto de 
vista da bioquímica para a vida? 
12 
Qual é o elemento essencial e comum para a vida? 
A versatilidade do Carbono 
13 
14 
15 
16 
17 
COMPOSTOS QUIRAIS 
18 
ESTEREOQUÍMICA - CONFIGURAÇÃO X CONFORMAÇÃO 
Estereoisômeros 
Configuração e Conformação 
-Mudar a configuração de uma molécula sempre significa quebra de ligações. 
-Uma configuração diferente é uma molécula diferente. 
 
-Mudar a conformação de uma molécula significa rotação de ligações, mas sem quebrá-las. 
-Conformações de uma molécula são facilmente Interconversíveis, e todas correspondem à 
mesma molécula. 
19 
CONFORMAÇÃO X CONFIGURAÇÃO 
Etano 
20 
CONFORMAÇÃO X CONFIGURAÇÃO 
21 
CONFORMAÇÃO X CONFIGURAÇÃO 
22 
23 
ESTEREOQUÍMICA 
Estereoisômeros 
24 
As conversões das biomoléculas: 
ENZIMAS! 
25 
Importância das enzimas no metabolismo: 
Via anaeróbia (Fermerntações) 
Via aeróbia 
26 
FLUXO DE ENERGIA NOS 
ORGANISMOS VIVOS 
27 
FLUXO DE ENERGIA NOS 
ORGANISMOS VIVOS 
28 
FLUXO DE ENERGIA EM 
UMA REAÇÃO QUÍMICA 
 
cat: catalisador 
29 
ATP 
30 
31 
32 
33 
34 
BIOMOLÉCULAS 
Propriedades da H2O 
Por que? 
35 
A molécula de água 
INTERAÇÕES FRACAS EM SISTEMAS AQUOSOS 
LIGAÇÕES (PONTES) DE HIDROGÊNIO (H) 
Ligação de Hidrogênio – 20 KJ/mol 
Ligação covalente C-C – 348 KJ/mol 
Oxigênio + eletronegativo 
Compartilhamento e- é desigual 
-átomo O: carga elétrica parcial negativa. 
-átomo H: carga elétrica parcial positiva. 
36 
CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DA ÁGUA 
37 
LIGAÇÕES DE H (PONTES DE H) COMUNS EM 
SISTEMAS BIOLÓGICOS 
Aceptor de H 
Doador de H 
Ligação direcional 
Ligações de hidrogênio: 
 
-CH2-CH2-CH2-CH3 
Não eletronegativos! 
38 
BIOMOLÉCULAS POLARES, APOLARES E ANFIPÁTICAS 
39 
DISSOLUÇÃO DE SAIS EM ÁGUA 
S >> 0 
H  0 G < 0 
40 
DISSOLUÇÃO DE COMPOSTOS NÃO POLARES EM ÁGUA 
41 
 COMPOSTOS ANFIPÁTICOS EM SOLUÇÃO AQUOSA 
42 
INTERAÇÕES HIDROFÓBICAS 
43 
MEMBRANAS BIOLÓGICAS E INTERAÇÕES HIDROFÓBICAS 
44 
ORDENAMENTO DE ÁGUA 
E SOLUTOS POLARES 
45 
INTERAÇÕES FRACAS (NÃO COVALENTES) ENTRE 
BIOMOLÉCULAS EM SOLUÇÃO AQUOSA 
Ligações de hidrogênio 
Interações iônicas 
Interações hidrofóbicas 
Interações de Van der Waals 2 átomos quaisquer bastante próximos 
Compostos Hidrofílidos e Hidrofóbicos 
Hidrofílico 
Dissolve na água 
(polar) 
Hidrofóbico 
Insolúvel na água 
(apolar) 
Anfipáticos 
Parte hidrofílica 
Parte hidrofóbica 
46 
Água e a interação com gases 
Gases não-polares são 
poucos solúveis 
47 
HCO3
- + H+ CO2 + H2O 
48 
49 
Vermelho: 
moléculas de água 
Azul e cinza: 
subunidades da 
hemoglobina 
50 
51 
SOLUTOS ALTERAM PROPRIEDADES COLIGATIVAS DA ÁGUA 
Pressão de vapor 
Temp congelamento 
Pressão osmótica 
52 
SOLUTOS ALTERAM PROPRIEDADES COLIGATIVAS 
Osmose 
53 
IONIZAÇÃO DA ÁGUA 
Ionização 
H2O H
+ + OH- 
H3O
+ 
H O 
H 
H O 
H 
H O+ 
H 
H + OH- 
Saltos de prótons 
Corrente elétrica 
Hidroxônio ou 
hidrônio 
54 
CONSTANTE DE IONIZAÇÃO - pH 
Keq = [H
+].[OH-] 
55,5M 
(55,5 M) (Keq) = [H
+] [OH-] = KW (produto iônico) 
Keq (condutividade elétrica)=1,8x10
-16M  KW = 1x10
-14M2 
Água pura é neutra: [H+] = [OH-] 
 KW = [H+] [OH
-] = [H+]2 
 [H+] =  KW  [H+]= [OH
-] = 10-7M 
 
 
pH = log 1 = - log [H+] 
 [H+] 
55 
Keq = [H
+].[OH-]/[H2O] H2O H
+ + OH- 
Fora da escala? 
56 
Então... 
 
 
-Qual o valor de pH dos fluidos 
corporais? 
 
-Pode ocorrer mudanças no valor 
de pH no corpo humano? 
 
Como o corpo humano reage diante 
dessas mudanças? 
Soluções ou sistemas tampão. 
O que são essas soluções? 
57 
Solução Tampão 
Substância ou mistura de substâncias: 
 
 → permitem as soluções resistirem a grandes mudanças no pH. Quando? 
→ adicionados pequenas quantidades íons H+ ou OH-. 
 
Ou... 
 
Substâncias que mantém pH praticamente constante. Quando? 
→ adicionados pequenas quantidades íons H+ ou OH-. 
ÁCIDOS E BASES FRACOS 
Keq = [H
+] [A-] 
[HA] 
= Ka 
pH = log 1 = - log [Ka] 
[Ka] 
58 
HAH+ + A- 
Curva de Titulação- Ácido acético 
KW = [H
+] [OH-] 
Keq = [H
+] [A-] 
[HA] 
59 
pH = log 1 = - log [Ka] = pKa 
[Ka] 
SOLUÇÕES TAMPÕES 
TAMPÕES 
Resistem às variações 
de pH 
60 
TAMPÕES 
Equação de Henderson-Hasselbalch 
61 
Relação quantitativa entre: 
-valor pH 
-ação tamponante da mistura acido fraco e base conjugada. 
 
pKa do ácido fraco calculado: 
Receptor de prótons 
Doador de prótons 
Tampões Biológicos 
Proteínas no citoplasma 
Aminoácido histidina - pKa = 6,0 
Plasma sanguíneo 
H2CO3 H
+ + HCO3- 
Bicarbonato mantém pH 7.4 
Fluidos Biológicos 
H2PO4 
- H+ + HPO4
2- 
Tampão fosfato pKa= 6.8 
62 
63