Resumo de Bioquímica

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Metabolismo 
� Os organismos tendem a manter a organização celular e o equilíbrio interno.Para isso 
as células usam os nutrientes como combustível na sua luta constante contra os 
estímulos caóticos e desordenados do ambiente externo. 
� Definição: O metabolismo pode ser definido como uma rede de reações por meio das 
quais as biomoléculas são quebradas e convertidas a formas que podem ser utilizadas 
pelos organismos. É a soma de todas as reações químicas em um organismo 
� Rotas Metabólicas: Definidas como a conversão seqüencial de um composto em 
outro, sendo que cada reação é catalizada por uma enzima específica e produz um 
intermediário denominado metabólito. Cada metabólito é convertido em outro 
composto, até o produto final seja obtido. Dessa forma, uma rota pode ser entendida 
como uma série de reações que apresentam um objetivo específico. Alguns desses 
intermediários são comuns a muitas rotas diferentes, fato que permite a conexão entre 
essas diversas rotas. 
 � Metabolismo Intermediário: Os produtos de uma reação frequentemente se 
tornam reagentes para a reação seguinte 
� O metabolismo pode ser dividido em: 
 � Catabolismo: É a rota de degradação. No catabolismo, as moléculas orgânicas 
complexas são quebradas em espécies mais simples. Há produção de energia. 
 � Respiração Celular = Fase aeróbica do Catabolismo: 
 1ª Fase: Glicólise até Acetil-CoA 
 2ª Fase: Acetil-CoA usado para alimentar o Ciclo de Krebs, através do 
qual, o Acetil-CoA é oxidado enzimaticamente até CO2 
 3ª Fase: Cadeia de Transporte de Elétrons / Fosforilação Oxidativa 
 � Anabolismo: É a rota de construção. No anabolismo há a biossíntese de 
compostos orgânicos mais complexos. Utiliza energia. 
� O fluxo de reações pode ser parado pela célula, quando existe produto suficiente 
(mecanismo de feedback) 
� O cérebro usa basicamente a glicose! Já o fígado pode usar vários compostos como 
fonte de energia! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Principais tipos de reações encontradas nas rotas metabólicas 
 
���� Reação de Oxidação-Redução 
Definição genérica: Oxidação é a perda de elétrons e redução é o ganho de elétrons. 
Definição usada em bioquímica: oxidação é o ganho de ligações com o oxigênio e 
redução é o ganho de hidrogênio. No caso da redução, toda vez que uma molécula 
ganha um hidrogênio, esse átomo carrega junto um elétron, dessa forma, o ganho de 
hidrogênio é uma redução pois há um ganho concomitante de elétrons. Já uma molécula 
quando está oxidando, está perdendo seus elétrons e passando-os para o oxigênio, que 
por sua vez irá reduzir. Dessa forma, quando falamos que o Oxigênio é o aceptor final 
de elétrons da cadeia respiratória, estamos dizendo que as co-enzimas reduzidas estão 
sendo oxidadas (perdendo seus elétrons e conseqüentemente seus átomos H+) e o 
oxigênio molecular, extremamente reativo, estará recebendo esses elétrons, portanto 
reduzindo e se transformará em H2O, que não é tóxica à célula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
���� Reação de Transferência de Grupo 
Ocorre por meio de um ataque nucleofílico (uma molécula “ataca” a outra na parte mais 
positiva desta) através do qual um grupo funcional inteiro é transferido de uma 
molécula doadora para uma recipiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
���� Reação de Hidrólise 
É a tipo de reação na qual a água está envolvida na quebra de outras moléculas 
 
���� Reação de Quebra não hidrolítica 
É o tipo de reação em que há quebra de moléculas sem a utilização da água. Essas 
reações são catalisadas por enzimas chamadas liases. Normalmente a quebra ocorre em 
ligações entre carbonos (C – C) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
���� Reação de Isomerização ou Rearranjo 
Nesse tipo de reação, o esqueleto de carbono da molécula é alterado, frequentemente no 
preparo para alguma outra reação crítica. Essas reações são catalisadas por mutases e 
isomerases. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
���� Reação de formação de ligações 
Envolvem a junção de duas moléculas. Frequentemente há a eliminação de um átomo de 
hidrogênio. Essas reações são catalisadas por sintetases e ligases. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATP e NADPH 
 São biomoléculas energizadas, pois representam uma forma quimicamente útil de 
energia armazenada. 
 O ATP é a moeda energética das células. Nele, a energia que antes estava livre é 
capturada na forma de ligações fosfóricas anídricas ricas em energia. A energia presente nessas 
ligações é liberada pela hidrólise do ATP em ADP + Pi. 
 O NADPH é um doador excelente de elétrons de alta energia para as reações redutoras 
do anabolismo. Ele é uma força redutora (poder redutor). No anabolismo (no qual há a 
biossíntese de moléculas) as moléculas que estão sendo sintetizadas precisam passar para o 
estado reduzido. Esse poder redutor é fornecido pelo NADPH, que constitui a fonte mais 
comum de hidrogênio de alta energia para a biossíntese redutora 
 
Glicólise 
 
Função: 
 � Aeróbica: Converter a glicose em Piruvato e ATP. O Piruvato pode ser 
utilizado para a produção de energia no Ciclo de Krebs, ou convertido em gordura 
(síntese de ácidos graxos) 
 � Anaeróbica (Fermentação Láctica): Produzir ATP e reciclar o NADH, por 
meio da produção de Lactato 
 
Produção da Glicólise em ATP 
 � Aeróbica: 1 Glicose � 2 ATP + 2NADH + 2 Piruvatos 
 � Anaeróbica: 1 Glicose � 2 ATP + 2 Lactatos (há ainda a regeneração do 
NADH em NAD+) 
� Oxidação Completa da Glicose: 1 Glicose � 6 CO2 + 38 ATP (usando a 
troca de malato/aspartato para oxidar o NADH � 1 NADH = 3ATPs) 
 
Regulação 
• Insulina estimula; 
• Glucagon inibe; 
• Epinefrina estimula no músculo e inibe no fígado; 
• Fosforilação inibe no fígado e estimula no músculo; 
• Sinais de glicose ativam; 
• Pouca glicose inibe; 
• Sinais de que a quantidade de energia está alta inibem; 
• Sinais de que a quantidade de energia está baixa estimulam. 
 
Gliconeogênese 
 
Função: 
 Fazer Glicose a partir de Piruvato, para ajudar a manter os níveis sanguíneos de 
Glicose. Utiliza Piruvato, Lactato, Alanina. 
 
Localização: 
 Fígado ou Rim (NÃO acontece no MÚSCULO) 
 
Custo em ATP 
 2 Lactatos + 6ATP (ou equivalentes) � 1 Glicose 
 
Regulação 
• Insulina inibe; 
• Glucagon estimula; 
• Acetil-CoA estimula; 
• Fosforilação estimula no fígado; 
• Sinais de glicose inibem; 
• Pouca quantidade de glicose estimulam; 
• Sinais de que a quantidade de energia está alta estimulam; 
• Sinais de que a quantidade de energia está baixa inibem. 
 
Síntese de Glicogênio 
Função: 
 Armazenar a Glicose e recuperá-la quando for necessário. 
 
Localização: 
 Principalmente no fígado para manter a glicose sanguínea. Depósito no músculo 
para fornecer a glicose quando necessária no mesmo (ex: contração muscular) 
 
Regulação: 
• Insulina estimula a síntese e inibe a degradação; 
• Glucagon inibe a síntese e estimula a degradação; 
• Epinefrina inibe a síntese e estimula a degradação; 
• Fosforilação inibe a síntese e estimula a degradação; 
• Glicose-6-fosfato ativa a síntese; 
• Ca2+ - Calmodulina ativa a degradação pois ativa a fosforilase quinase 
 
Custo em ATP: 
 São necessários 2 ATPs para armazenar cada glicose como glicogênio. 
 
Produção de ATP: 
 Não é necessário ATP para remover a glicose do estoque de glicogênio. 
 
Ciclo de Krebs (Ciclo do Ácido Tricarboxílico ou Ciclo do Ácido 
Cítrico) 
 
Função: 
 Utilizar o Acetil-CoA feito a partir da gordura, glicose ou proteína para produzir 
ATP em cooperação com a fosforilação oxidativa. É o ponto central do metabolismo. 
 
Localização: 
 Ocorre na mitocôndria de todas as células 
 
Regulação: 
• Disponibilidadede NAD+ e FAD como substratos; 
• Inibição pela presença de NADH; 
• Sinais de presença de alta quantidade de energia inibem; 
• Sinais de presença de baixa quantidade de energia estimulam. 
 
Produção em ATP: 
 A partir do Piruvato gera 15 ATPs; 
 A partir do AcetilCoA gera 12 ATPs. 
 
Rota das Pentoses Fosfato 
 
Função: 
 Fornecer equivalentes redutores para a biossíntese (NADPH) e pentoses para a 
biossíntese de DNA e RNA. 
 
Localização: 
 Ocorre em todo o organismo. 
 
Regulação: 
• Inibida pelo NADPH; 
• Ativada pelo NADP+; 
• Ativada por altas quantidades de glicose-6-fosfato. 
 
Equações: 
3 Glucose 6-P + 6NADP+ � 2 fructose 6-P + glyceraldehyde 3-P + 3CO2 + 6NADPH + 6H+ 
Glucose 6-P + 2NADP+ � ribose 5-P + CO2 + 2NADPH + 2H+ 
 
Complexo da Piruvato Desidrogenase 
 Conjunto de múltiplas cópias de três enzimas, encontrado na mitocôndria de 
células eucarióticas. A reação catalizada por esse complexo é definida como uma 
descarboxilação oxidativa (um processo de oxidação irreversível, no qual o grupo 
carboxil é removido do piruvato como uma molécula de CO2, e os dois carbonos 
remanescentes se tornam o grupo acetil da Acetil-CoA. A Coenzima A tem um grupo 
thiol (-SH) reativo que é crítico para o papel da CoA como carreador de Acil em 
diversas reações metabólicas 
 
UDP-Glicose 
 É a Uridina fosfato glicose (UDP-G), que constitui uma forma ativada da glicose, 
ligada a um nucleotídeo de uracila e é usada como substrato de uma série de reações. A 
epimerização só é feita com açúcares ligados à UDP.