prepara av2 bioquimica

Prévia do material em texto

FUNDAMENTOS DE 
BIOQUÍMICA AV2
HELINE COSTA SOARES
CONTEÚDO DESTA AULA
Mecanismos de transdução de sinal hormonal
Bioquímica e metabolismo de carboidratos
Bioquímica e metabolismo de Lipídeos
Metabolismo de proteínas
Integração metabólica
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
METABOLISMO
• Sinalização celular ou biossinalização. = Garantir o funcionamento 
integrado nos organismo pluricelulares.
• As células se comunicam, mandando sinais elétricos ou químicos, 
os quais regulam as atividades celulares, respostas a estímulos do 
meio ambiente e outras.
• Habilidade das células de receber e reagir a sinais vindos do outro 
lado da membrana plasmática.
SINAIS + 
RECEPTORES
AMPLIFICAÇÃO 
DO SINAL
TRANSMISSÃO 
PARA DENTRO 
DA CÉLULA
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
Tipos de Ligantes - Sinalização:
• Sinalização dependente de contato
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
Receptor
Proteína
Célula sinalizadora Célula-alvo
• Sinalização parácrina
• Sinalização autócrina • Gap Junctions
Tipos de Ligantes - Sinalização:
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
• Sinalização Endócrina - os sinais são hormônios transmitidos a
diversas localidades do organismo via corrente sanguínea.
• Sinalização Sináptica - Molécula sinalizadora (neurotransmissor) 
age na célula alvo próxima a ela.
http://highered.mcgraw-
hill.com/sites/0072495855/student_view0/cha
pter14/animation__chemical_synapse__quiz_
1_.html
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
MECANISMOS MOLECULARES DE TRANSDUÇÃO DE SINAIS
I. Canais iônicos
II. Receptores ligados a proteína G e 
a mensageiros secundários
III. Receptores enzimáticos 
IV. Receptores intracelulares 
MECANISMOS MOLECULARES DE TRANSDUÇÃO DE SINAIS
I. Canais iônicos
II. Receptores ligados a proteína G e a mensageiros secundários
III. Receptores enzimáticos 
IV. Receptores intracelulares 
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
http://www.dnatube.com/video/2952/acti
on-of-epinephrine
REVISANDO OS CARBOIDRATOS
CARBOIDRATOS MONOSSACARÍDEOS
• Carboidratos, glicídios e hidratos de carbono.
• São as biomoléculas mais abundantes na natureza.
• São uma classe de moléculas orgânicas que possuem
em sua estrutura carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio
(O). Possuem dois grupos funcionais: álcool (poliálcool)
e aldeído ou cetona.
• Sacarídeo do grego sakcharon, =açúcar.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
CARBOIDRATOS - FUNÇÕES
Fonte de energia (ATP) - glicose
Reserva de energia – amido, glicogênio
Estrutural - celulose e quitina
Reconhecimento e coesão celular (glicocálice)
Defesa - anticorpos (glicoproteínas)
Faz parte da estrutura dos ácidos nucleicos (DNA e RNA)
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
CARBOIDRATOS - CLASSIFICAÇÃO 
ESTRUTURAL
• Monossacarídeos – uma única unidade
Ex. glicose, frutose, galactose, manose
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
CARBOIDRATOS - CLASSIFICAÇÃO 
ESTRUTURAL
• Oligossacarídeos – polímero formado por poucas 
unidades (2 a 20). Mais comum serem duas 
(dissacarídeos)
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
Dissacarídeos Unidades 
formadoras
Fontes
Sacarose Glicose e frutose Frutas, açúcar
Lactose Glicose e 
galactose
Leite e derivados
Maltose Glicose e glicose Cereais
CARBOIDRATOS - CLASSIFICAÇÃO 
ESTRUTURAL
• Polissacarídeos – polímero formado por mais de 
20 unidades
Amido : mais de 1400 resíduos de glicose.
Glicogênio: mais de 30.000.
Celulose: mais de 4000.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
Polissacarídeo Origem Importância
Glicogênio Animais e fungos Reserva energética
Amido Plantas Reserva energética
Celulose Plantas Estrutural
Quitina Animais e fungos Estrutural
LIGAÇÃO GLICOSÍDICA
METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS
Glicídeos Catabólicas Anabólicas
Glicólise Gliconeogênese
Glicogenólise Glicogênese
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
Fonte da glicose sanguínea
Ingestão de carboidratos
• Principalmente de amido, que resulta em glicose no intestino 
delgado
• Outros monossacarídeos são convertidos em glicose no 
fígado, que chegam pela veia porta
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
CATABOLISMO DOS CARBOIDRATOS
• GLICÓLISE: oxidação da glicose em ácido pirúvico(1ª etapa do 
catabolismo dos HC).
• Ocorre no citoplasma da célula.
• Parte da energia liberada é armazenada na forma de ATP.
Em certos tecidos e tipos celulares de mamíferos (eritrócitos, medula
renal, cérebro e esperma por exemplo), a glicólise é a principal, ou
mesmo única fonte de energia metabólica.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
ETAPAS DA VIA GLICOLÍTICA
A Glicólise pode ser dividida em duas fases:
FASE PREPARATÓRIA = fosforilação da glicose e sua conversão em
gliceraldeído-3-fosfato
FASE DE PAGAMENTO = conversão do gliceraldeído-3-fosfato para
piruvato.
Na via Glicolítica formam-se 4 moléculas de ATP. Como foram gastas 2
moléculas de ATP na fase preparatória, o produto líquido da glicólise são 2
moléculas de ATP.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
ROTAS ALTERNATIVAS DO PIRUVATO
O piruvato formado pode tomar 3 rotas metabólicas alternativas:
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
GLICÓLISE ANAERÓBICA
• Via mais rápida de energia: 
exercícios de alta intensidade.
Fermentação láctea
- Redução do piruvato a lactato pela 
enzima lactato desidrogenase
- São geradas duas moléculas de ATP
- No fígado o lactato é transformado em 
glicose
Obs.: Alguns tecidos, mesmo em condições aeróbias,
produzem lactato a partir de glicose (ex. eritrócitos).
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
GLICÓLISE AERÓBICA
Nos organismos aeróbios, sob condições aeróbias, a glicólise constitui o
primeiro estágio de degradação completa da glicose.
O piruvato é então oxidado a acetil coenzima A, a qual é totalmente
oxidada no Ciclo de Krebs. Os elétrons originados nestas oxidações são
passados para o O2 molecular através de uma cadeia de transportadores
na mitocôndria, formando H2O .
A energia liberada nas reações de transferência de elétrons permite a
síntese de ATP nas mitocôndrias.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
 Sinonímia: Ciclo do Ácido Cítrico ou
Ciclo do Ácido Tricarboxílico
 Meta principal - oxidação de acetil CoA a
CO2 e H2O.
 Ocorre na matriz mitocondrial
 Segunda etapa da respiração celular
 CICLO DE KREBS
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
CICLO DE KREBS
É a via final comum
para a oxidação de
moléculas alimentares
(AA, ácidos graxos e
glicídeos).
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
Embora o saldo de ATP seja
pequeno, os 4 passos de
oxidação do ciclo fornecem
um grande fluxo de elétrons
para a cadeia respiratória.
http://antonini.med.br/geral/bioquimica-ciclo_de_krebs.html
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
• COMO AS CÉLULAS SINTETIZAM ATP ?
- Na terceira etapa da respiração celular: 
- CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS ou 
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 
- SINTETIZAM ATP ÀS CUSTAS DA OXIDAÇÃO DE COENZIMAS 
NADH E FADH2
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
http://www.wiley.com/college/boyer/0470003790/animatio
ns/electron_transport/electron_transport.htm
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 
• Também chamada cadeia respiratória ou cadeia transportadora de
elétrons;
• Ocorre nas cristas mitocondriais (membrana interna da mitocôndria).
• A maior parte da energia está conservada nas coenzimas que devem ser
reoxidadas.
• Sistema de transferência de elétrons provenientes do NADH e FADH2 até
a molécula de O2.
• Consiste na redução do O2 a H2O, utilizando os elétrons doados pelo
NADH e FADH2.
• É regulada pela quantidade de ADP
• O oxigênio é o aceptor final dos elétrons,
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
 Para cada molécula de glicose, a respiração celular pode determinar a
produção de até 36/38 ATP.
Glicólise: 2 NADH, 4 ATP (Sendo 2 ATPs gastos na fase preparatória)Descarboxilação do piruvato: 2 NADH
Ciclo de Krebs: 6 NADH, 2 FADH2 e 2 ATP
( para cada molécula de acetil-CoA = 3NADH, 1FADH2 e 1GTP 1ATP)
Na cadeia respiratória: 1NADH NAD 3ATP
1FADH2 FAD 2ATP
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
METABOLISMO DE GLICOGÊNIO
•GLICOGENÓLISE (degradação)
•GLICOGÊNESE (síntese)
O polisassacarídeo glicogênio é armazenado nas células musculares e 
hepáticas quando a oferta de glicose no sangue é alta glicogênese.
Ao contrário, quando há pouca oferta de glicose no sangue, o glicogênio
armazenado é degradado glicogenólise.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
GLICOGENÓLISE
DEFINIÇÃO: Rota metabólica onde ocorre a degradação da molécula do
glicogênio.
IMPORTÂNCIA:
• Hepática – manutenção da glicemia nos períodos iniciais de jejum
• Muscular – geração de glicose para ser utilizada apenas pelas células
musculares
• É controlada pelo glucagon (sem estresse) e adrenalina (com estresse)
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
GLICOGENÓLISE
Hepatócito
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
GLICOGÊNESE
GLICONEOGÊNESE
Como o nível de glicose no sangue é
mantido relativamente constante
apesar de grandes variações na
captação e na utilização da glicose?
baixos níveis de glicose – coma e morte;
altos níveis de glicose (hiperglicemia) –
desidratação; coma hiperglicêmico e 
hiperosmótico.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
GLICONEOGÊNESE
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
• Definição
• Formação de Glicose a partir de 
precursores não Glicídicos
• Lactato
• Glicerol (triglicerídeos)
• Aminoácidos (proteínas)
• Piruvato
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
Gliconeogênese é importante quando:
• Jejum prolongado 
• Consumo inadequado de Carboidratos
Gliconeogênese ocorre principalmente no fígado e em menor
extensão nos rins e epitélio intestinal.
Inicia-se nas mitocôndrias e completa-se no citoplasma.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
• A glicólise e a gliconeogênese desempenham um papel no ciclo
de Cori. A divisão de trabalho entre o fígado e os músculos
permite a ocorrência da glicólise e da gliconeogênese nos
diferentes órgãos para servir às necessidades do organismo.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
REVISANDO OS LIPÍDEOS
LIPÍDIOS ÁCIDOS GRAXOS
• são insolúveis em água
• bastante solúveis em solventes não polares como
éter, clorofórmio e benzeno.
• contêm carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), às
vezes contêm também nitrogênio (N) e fósforo (P)
• Muitos lipídeos são compostos anfipáticos, ou seja,
apresentam na molécula uma porção polar (hidrofílica)
e uma porção apolar (hidrofóbica).
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
FUNÇÕES DOS LIPÍDEOS
• Fonte de energia (ácidos graxos)
• Armazenar energia (triglicerídeos) - são os mais abundantes 
• Formar membranas biológicas (fosfolipídeos)
• São cofatores enzimáticos (vitaminas)
• Hormônios (esteroides)
• Pigmentos (caroteno)
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL DOS 
ÁCIDOS GRAXOS
 Ácidos graxos saturados: não há duplas ligações entre os
átomos de C.
- São sintetizados pelas células animais
- São sólidos em temperatura ambiente
- Quando em excesso, podem estar envolvidos com a formação
de placas de ateroma na parede dos vasos sanguíneos
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL DOS 
ÁCIDOS GRAXOS
 Ácidos graxos insaturados: há duplas ligações entre os átomos de C, podendo
ser:
- Monoinsaturado: apenas uma dupla ligação. Ex.: óleo de oliva, azeite,
castanha, nozes, abacate. São de origem vegetal.
- Poliinsaturado: mais de uma dupla ligação. Ex.: óleo de soja, óleo de milho,
óleo de girassol, e peixes (água fria e salgada).
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
• Classificação dos ácidos graxos quanto à essencialidade:
 Ácidos graxos essenciais: não são produzidos pelo organismo 
humano. 
- Ácido Linoleico: ômega 6
- Ácido Linolênico: ômega 3
LIPÍDEOS
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
LIPÍDEOS
 Triglicerídeos
- Principal forma de armazenamento de lipídeos no tecido
adiposo e principal lipídeo da dieta.
- É constituído por 3 moléculas de ácidos graxos unidas a uma
molécula de glicerol, através de ligação éster (lipídeo simples).
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
LIPÍDEOS
 Fosfolipídeos
- Principal constituinte da membrana plasmática de todas as células, sendo
responsável pela fluidez da membrana.
- É constituído por 2 moléculas de ácidos graxos unidas a uma molécula de
glicerol, através de ligação éster, apresentando ainda fosfato. São lipídeos
anfipáticos.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
LIPÍDEOS
• Eicosanóides
Substâncias formadas a partir do
metabolismo de ácidos graxos
poliinsaturados, mais especificamente o
ácido graxo araquidônico e
eicosapentaenóico.
Modulam as funções cardiovasculares,
pulmonares, imunológicas, inflamatórias
e reprodutivas de muitas células.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
LIPÍDEOS
 Colesterol
- Deriva de anéis orgânicos cíclicos denominado ciclo pentano peridro
fenantreno.
- É um dos principais lipídeos ingeridos na dieta podendo também ocorrer a
produção endógena.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
LIPÍDEOS
 Colesterol
- Funções:
 Estrutural: constituinte das membranas plasmáticas, diminuindo a fluidez,
formação da bainha de mielina.
 Precursor para a produção de hormônios sexuais.
 Precursor para a produção de ácidos biliares.
 Precursor para a produção do pró-colecalciferol (vitamina D inativa).
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
• Na circulação, os lipídeos são transportados na forma de 
agregados lipoproteicos conhecidos como lipoproteínas
Metabolismo
endógeno
VLDL
IDL
LDL
HDL
Metabolismo
exógeno
Quilomicrons
Remanescentes
LIPOPROTEÍNAS
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
LIPOPROTEÍNAS
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
• LIPÓLISE – Degradação de Gorduras
• METABOLISMO DE LIPÍDEOS
LIPÓLISE
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
β- OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS
LIPOGÊNESE
• Síntese de Ácidos Graxos
• Ocorre quando há excesso de acetil-coA nas mitocôndrias e ATP
disponível.
• O acetil-coA é transportado pela carnitina para o citoplasma, onde
ocorre a síntese a partir do acetil-CoA.
• A síntese é realizada em condições de excesso de açúcar e
proteína. Estes são convertidos em ácidos graxos no fígado e
armazenados como triglicerídeos no tecido adiposo;
LIPOGÊNESE
• Síntese de triglicerídeos
Regulada pela insulina
SÍNTESE DE CORPOS CETÔNICOS
• São produzidos em resposta a níveis elevados de ácidos graxos no fígado;
• Quando Acetil CoA excede capacidade oxidativa do fígado forma corpos
cetônicos.
Quando a produção de corpos cetônicos ultrapassa o aproveitamento pelos
tecidos extra-hepáticos, estabelece-se uma condição denominada CETOSE.
Um sintoma peculiar desta condição é o odor de acetona no hálito; outro
resultado é que, como os outros dois corpos cetônicos são ácidos, ocorre
acidose metabólica.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
Estas anormalidades podem ocorrer:
 quando há redução drástica da ingestão
de carboidratos (jejum ou dieta);
 distúrbios do metabolismo (diabetes).
• METABOLISMO DAS PROTEÍNAS
- Os aminoácidos são provenientes da degradação de proteínas endógenas,
principalmente as musculares, durante o jejum.
• METABOLISMO DAS PROTEÍNAS
- Aminoácidos glicogênicos – o
seu catabolismo produz piruvato
ou outro intermediário do ciclo do
ácido cítrico
- Aminoácidos cetogênicos – o 
catabolismo produz acetoacetato
ou seus precursores, como o 
Acetil-coA
• Destino dos aminoácidos
Os aminoácidos, derivados principalmente das proteínas da alimentação ou da
degradação das proteínas intracelulares são a última classe de macromoléculas cuja
oxidação faz uma contribuição significativapara a geração de energia metabólica.
- Durante a renovação proteica, alguns aminoácidos liberados durante a quebra de
proteínas podem ser oxidados se o organismo não necessita mais realizar a síntese
proteica;
- Quando em uma dieta rica em proteínas, os aminoácidos são ingeridos em excesso
com relação às necessidades corporais de biossíntese proteica, o excesso é degradado,
uma vez que aminoácidos livres não podem ser armazenados.
- Durante o jejum severo ou diabetes mellitus, quando os carboidratos são inacessíveis
ou utilizados inadequadamente, as proteínas corporais têm que ser degradadas para
obtenção de energia.
CICLO DA UREIA
Conversão de amônia em ureia pelo fígado envolvendo várias etapas enzimáticas
• Integração do metabolismo energético entre quatro tecidos
fundamentais.
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
Regulação da glicemia
Glicemia: 60 a 99 mg/100 mL de sangue
Hiperglicemia – 100 a 125 (acima 125 – diabetes)
Hipoglicemia – menos de 50
Controle feito por hormônios: adrenalina, insulina, glucagon e glicocorticoides
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
REGULAÇÃO HORMONAL
- Insulina: hipoglicemiante
- Glucagon : hiperglicemiante
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
	FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA AV2
	Slide Number 2
	Slide Number 3
	Slide Number 4
	Slide Number 5
	Slide Number 6
	Slide Number 7
	Slide Number 8
	Slide Number 9
	Slide Number 10
	Slide Number 11
	Slide Number 12
	Slide Number 13
	Slide Number 14
	Slide Number 15
	Slide Number 16
	Slide Number 17
	Slide Number 18
	Slide Number 19
	Slide Number 20
	Slide Number 21
	Slide Number 22
	Slide Number 23
	Slide Number 24
	Slide Number 25
	Slide Number 26
	Slide Number 27
	Slide Number 28
	Slide Number 29
	Slide Number 30
	Slide Number 31
	Slide Number 32
	Slide Number 33
	Slide Number 34
	Slide Number 35
	Slide Number 36
	Slide Number 37
	Slide Number 38
	Slide Number 39
	Slide Number 40
	Slide Number 41
	Slide Number 42
	Slide Number 43
	Slide Number 44
	Slide Number 45
	Slide Number 46
	Slide Number 47
	Slide Number 48
	Slide Number 49
	Slide Number 50
	Slide Number 51
	Slide Number 52
	Slide Number 53
	Slide Number 54
	Slide Number 55
	Slide Number 56
	Slide Number 57
	Slide Number 58
	Slide Number 59
	Slide Number 60
	Slide Number 61
	Slide Number 62
	Slide Number 63
	Slide Number 64
	Slide Number 65
	Slide Number 66
	Slide Number 67
	Slide Number 68