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Aula 01 - Introducao ao Metabolismo - Bioquimica II - 2020-1

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BIOENERGÉTICA 
TÓPICOS 
 
01 – Revisar os Constituintes Bioquímicos da Célula 
02 – Introduzir o conceito de Metabolismo 
03 – Aplicar as Leis da termodinâmica às reações bioquímicas. 
04 - Conceituar entalpia, entropia e energia livre. 
05 - Identificar o sentido de uma reação enzimática em função do valor da energia livre 
padrão ou da constante de equilíbrio químico. 
06 - Descrever as reações acopladas. 
07 - Conceituar os compostos ricos em energia. 
08 - Descrever as propriedades do ATP e seu papel no metabolismo. 
09 - Interrelacionar o anabolismo e catabolismo. 
10 - Discutir as estratégias intracelulares de regulação do metabolismo. 
11 - Discutir a produção e o papel dos segundos mensageiros na transdução de sinal. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 1 Prof. Wagner Felix 
Introdução ao 
Metabolismo 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 2 Prof. Wagner Felix 
CONSTITUINTES 
BIOQUÍMICOS DA 
CÉLULA 
Água e 
Minerais 
Carboidratos 
Proteínas 
Lipídios Ácidos Nucleicos 
O segredo da 
vida! 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 3 Prof. Wagner Felix 
CONSTITUINTES 
BIOQUÍMICOS DA CÉLULA 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 4 Prof. Wagner Felix 
CONSTITUINTES 
BIOQUÍMICOS DA CÉLULA 
C
é
lu
la
 E
u
ca
ri
o
n
te
 V
e
g
e
ta
l 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 5 Prof. Wagner Felix 
CONSTITUINTES 
BIOQUÍMICOS DA CÉLULA 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 6 Prof. Wagner Felix 
CONSTITUINTES 
BIOQUÍMICOS DA CÉLULA 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 7 Prof. Wagner Felix 
CONSTITUINTES 
BIOQUÍMICOS DA 
CÉLULA 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 8 Prof. Wagner Felix 
Introdução ao 
Metabolismo 
METABOLISMO 
Atividade celular altamente coordenada, 
em que muitos sistemas multienzimáticos 
(vias metabólicas) cooperam para: 
 obter energia química capturando energia solar 
ou degradando nutrientes energeticamente ricos 
obtidos do meio ambiente; 
 converter as moléculas dos nutrientes em 
moléculas com características próprias de cada 
célula, incluindo precursores de macromoléculas; 
 polimerizar precursores monoméricos em 
macromoléculas (proteínas, ácidos nucleicos e 
polissacarídeos); e 
 sintetizar e degradar as biomoléculas necessárias 
para as funções celulares especializadas, como 
lipídeos de membrana, mensageiros 
intracelulares e pigmentos. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 9 Prof. Wagner Felix 
Introdução ao 
Metabolismo 
METABOLISMO 
 
Soma de todas as 
transformações químicas 
que ocorrem em uma 
célula ou em um 
organismo 
 
Ocorre por meio de 
uma série de reações 
catalisadas por enzimas 
que constituem as vias 
metabólicas. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 10 Prof. Wagner Felix 
Divisão do 
Metabolismo 
CATABOLISMO 
É a fase de 
degradação do 
metabolismo, na qual 
moléculas nutrientes 
orgânicas(carboidratos, gorduras e 
proteínas) são convertidas 
em produtos finais 
menores e mais 
simples(como ácido láctico, gás 
carbônico e amônia). 
As vias catabólicas 
liberam energia, e parte 
dessa energia é 
conservada na forma de 
ATP e de transportadores 
de elétrons reduzidos 
(NADH, NADPH e FADH2); o 
restante é perdido como 
calor. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 11 Prof. Wagner Felix 
Divisão do 
Metabolismo 
ANABOLISMO 
É a fase que 
precursores pequenos e 
simples formam 
moléculas maiores e 
mais complexas, 
incluindo lipídeos, 
polissacarídeos, 
proteínas e ácidos 
nucleicos. 
As reações 
anabólicas necessitam 
de fornecimento de 
energia, geralmente na 
forma de potencial de 
transferência do grupo 
fosforil do ATP e do 
poder redutor de NADH, 
NADPH e FADH2. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 12 Prof. Wagner Felix 
Divisão do 
Metabolismo 
Cada uma das etapas consecutivas em uma via metabólica produz uma pequena alteração química 
específica(remoção, transferência ou adição de um átomo particular ou um grupo funcional). O precursor é convertido em um produto 
por meio de uma série de intermediários metabólicos chamados de metabólitos (baixa massa molecular - em geral - Mr , 
1.000). 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 13 Prof. Wagner Felix 
LEIS DA TERMODINÂMICA 
ÀS REAÇÕES BIOQUÍMICAS 
1ª LEI DA TERMODINÂMICA 
Conservação da Energia 
Em qualquer transformação química e/ou física, a quantidade de 
energia no universo permanece constante, embora possa mudar a 
forma de energia. 
 
2ª LEI DA TERMODINÂMICA 
É impossível obter-se 100% de eficiência nos processos de 
transferência de energia 
Em todos os processos naturais, a desordem tende a aumentar. 
TERMODINÂMICA 
 Estuda as formas de energia que afetam a 
matéria 
 Possibilita prever se os processos 
bioquímicos são possíveis 
APLICAÇÕES 
 Conformação de proteínas/carboidratos 
 Arranjos supramoleculares 
 Organização de vias metabólicas 
 Transporte de íons e nutrientes 
 Trabalho mecânico 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 14 Prof. Wagner Felix 
LEIS DA TERMODINÂMICA 
ÀS REAÇÕES BIOQUÍMICAS 
TIPOS DE REAÇÕES BIOQUÍMICAS ESPECÍFICAS 
1) REAÇÕES DE ÓXIDO-REDUÇÃO(REDOX) 
Fe  oxidou  perdeu e 
O  reduziu  ganhou e 
Ocorreu 
transferência de 
elétrons (e) 
Fe+2 
O-2 
1.1) Se ocorre transferência de elétrons (e), também ocorre transferência de 
prótons(H+) 
Ocorreu 
transferência de 
prótons(H+) e 
elétrons (e) oxidou 
 
perdeu H+ 
reduziu 
 
ganhou H+ 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 15 Prof. Wagner Felix 
LEIS DA TERMODINÂMICA 
ÀS REAÇÕES BIOQUÍMICAS 
TIPOS DE REAÇÕES BIOQUÍMICAS ESPECÍFICAS 
1) REAÇÕES DE ÓXIDO-REDUÇÃO(REDOX) 
1.2) Quem leva esses elétrons (e) e esses (H+)? E para onde? 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 16 Prof. Wagner FelixLEIS DA TERMODINÂMICA 
ÀS REAÇÕES BIOQUÍMICAS 
TIPOS DE REAÇÕES BIOQUÍMICAS ESPECÍFICAS 
1) REAÇÕES DE ÓXIDO-REDUÇÃO(REDOX) 
1.2) Quem leva esses elétrons (e) e esses (H+)? E para onde? 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 17 Prof. Wagner Felix 
LEIS DA TERMODINÂMICA 
ÀS REAÇÕES BIOQUÍMICAS 
TIPOS DE REAÇÕES BIOQUÍMICAS ESPECÍFICAS 
1) REAÇÕES DE ÓXIDO-REDUÇÃO(REDOX) 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 18 Prof. Wagner Felix 
LEIS DA TERMODINÂMICA 
ÀS REAÇÕES BIOQUÍMICAS 
TIPOS DE REAÇÕES BIOQUÍMICAS ESPECÍFICAS 
2) REAÇÕES DE LIGAÇÃO 
União de grupos graças a energia oriunda da clivagem da molécula de ATP 
3) REAÇÕES DE ISOMERIZAÇÃO 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 19 Prof. Wagner Felix 
LEIS DA TERMODINÂMICA 
ÀS REAÇÕES BIOQUÍMICAS 
TIPOS DE REAÇÕES BIOQUÍMICAS ESPECÍFICAS 
4) REAÇÕES DE TRANSFERÊNCIA DE GRUPOS 
Ex.: Fosforilação e Desfosforilação(Quinases) 
5) REAÇÕES DE HIDRÓLISE 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 20 Prof. Wagner Felix 
LEIS DA TERMODINÂMICA 
ÀS REAÇÕES BIOQUÍMICAS 
TIPOS DE REAÇÕES BIOQUÍMICAS ESPECÍFICAS 
6) ADIÇÃO OU REMOÇÃO DE GRUPOS FUNCIONAIS 
Descarboxilação 
Hidratação e Desidratação 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 21 Prof. Wagner Felix 
ENTALPIA ENTROPIA 
ENERGIA LIVRE 
Processo 
Exotérmico 
H < 0 
Processo 
Endotérmico 
H > 0 
Entalpia, H(Hot) 
É o conteúdo de calor total do sistema 
reagente. 
Reflete o número e o tipo de ligações 
químicas nos reagentes e produtos. 
Quando uma reação química libera calor, ela 
é denominada exotérmica; o conteúdo de calor 
dos produtos é menor do que o dos reagentes, e 
H possui, por convenção, um valor negativo. 
Os sistemas reagentes que captam calor do 
meio são endotérmicos e possuem valores 
positivos de H. 
ENTROPIA 
Troca de calor (H) 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 22 Prof. Wagner Felix 
ENTALPIA ENTROPIA 
ENERGIA LIVRE 
Entropia, S(shift) 
É uma expressão 
quantitativa da aleatoriedade 
ou desordem de um sistema 
Quando os produtos de 
uma reação são menos 
complexos e mais 
desordenados do que os 
reagentes, a reação ocorre com 
ganho de entropia. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 23 Prof. Wagner Felix 
ENTALPIA ENTROPIA 
ENERGIA LIVRE 
Entropia 
Em qualquer 
processo espontâneo, 
a entropia do 
universo aumenta. 
 
Suniverso > 0 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 24 Prof. Wagner Felix 
ENTALPIA ENTROPIA 
ENERGIA LIVRE 
Gases  Ácidos Nucleicos  Organelas  Células  Tecidos 
 
Entropia 
 
Entropia 
A Matéria Viva não está em equilíbrio 
LÓGICA MOLECULAR 
DA VIDA 
Surgimento da vida em 3 etapas: 
 Evolução química: ao acaso 
 Organização molecular: orientada 
 Evolução biológica 
Essa “organização” leva, necessariamente, ao aumento da entropia do Universo 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 25 Prof. Wagner Felix 
ENTALPIA ENTROPIA 
ENERGIA LIVRE 
Energia Livre de Gibbs, G 
É a quantidade de energia capaz de realizar trabalho durante uma 
reação à temperatura e pressão constantes. 
Quando uma reação ocorre com a liberação de energia livre, a 
variação da energia livre (G) possui um valor negativo e a reação é 
chamada de Exergônica. 
Nas reações Endergônicas, o sistema adquire energia livre e o (G) 
é positivo. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 26 Prof. Wagner Felix 
ENTALPIA ENTROPIA 
ENERGIA LIVRE 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 27 Prof. Wagner Felix 
Energia Livre Padrão 
Constante de Equilíbrio 
A Variação Padrão da Energia Livre (G°) está relacionada diretamente com a 
Constante de Equilíbrio (Keq) 
O cálculo da Constante de Equilíbrio 
em função das concentrações é 
definida como a multiplicação das 
concentrações (mol.L-1) dos produtos 
dividida pela multiplicação das 
concentrações (mol.L-1) dos reagentes. 
Condições no Meio Reacional 
H 
S 
G 
Em uma 
condição 
específica 
qualquer 
e citada 
H° 
S° 
G° 
Na CNPT 
T = 25 °C 
P = 1 atm 
n = 1 mol 
V = 22,4 L 
Estado Físico  gasoso 
H°’ 
S°’ 
G°’ 
Nas condições celulares 
T = 25 °C 
P = 1 atm 
n = U(unidade) 
V = celular 
EstadoFísico  aquoso 
pH = 7,0 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 28 Prof. Wagner Felix 
Energia Livre Padrão 
Constante de Equilíbrio 
 Células são sistemas isotérmicos  temperaturas e pressão constantes. 
 A energia que as células podem e devem utilizar  Energia Livre (G°’). 
 Predizer o sentido das reações bioquímicas  espontânea e não espontânea. 
 CÉLULAS HETEROTRÓFICAS  energia livre a partir das moléculas de nutrientes. 
 CÉLULAS FOTOSSINTETIZANTES  adquirem energia livre da radiação solar absorvida. 
 Transformar Energia Livre (G°’) em ATP (outros compostos ricos em energia)  fornecer energia 
para a realização de trabalho biológico(temperatura constante). 
As Células Necessitam de Fontes de Energia Livre 
G0’  K’eq 
Tendência 
ao 
Equilíbrio 
Sistema em 
Desequilíbrio 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 29 Prof. Wagner Felix 
Energia Livre Padrão 
Constante de Equilíbrio 
 Relação Exponencial 
Matematicamente, tem-se: 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 30 Prof. Wagner Felix 
Energia Livre Padrão 
Constante de Equilíbrio 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 31 Prof. Wagner Felix 
Energia Livre Padrão 
Constante de Equilíbrio 
Para a reação catalisada pela enzima hexoquinase, tem-se: 
Glicose + ATP  Glicose-6-fosfato + ADP 
A constante de equilíbrio (Keq) dessa reação é de 7,8  10
2. Em células de 
E. coli vivas a [ATP] = 5 mM; a [ADP] = 0,5 mM; a [glicose] = 2 mM e a 
[glicose-6-fosfato] = 1 mM. Pergunta-se: a reação está em equilíbrio dentro 
da célula de E. coli? 
Exemplos: 
Dados: 
Keq = 7,8  10
2. 
E. coli vivas 
[ATP] = 5 mM 
[ADP] = 0,5 mM 
[Glicose] = 2 mM 
[G6P] = 1 mM. 
Há equilíbrio? 
Keq =1mM ∙ 0,5mM
2mM ∙ 5 mM
 
 
Keq = 0,05 
Keq = 
G6P ∙ [ADP]
G ∙ [ATP]
 
CONCLUSÃO: 
Keq (tabelada) = 7,8  10
2 Keq (calculada) = 5,0  10
-2 
A reação está, portanto, afastada do equilíbrio. 
A concentração celular dos produtos (G6P e ADP) está muito 
mais baixa que o esperado no equilíbrio e a dos reagentes, muito 
mais alta. Logo, a reação tende fortemente a se deslocar à direita. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 32 Prof. Wagner Felix 
Energia Livre Padrão 
Constante de Equilíbrio 
LEI DE HESS 
Germain Henri Hess 
 Genebra (07/08/1802) 
 São Peterburgo (30/11/1950) 
Químico e Médico suíço. 
Duas contribuições: 
 lei da soma constante de calor 
(lei de Hess); 
 lei de Termoneutralidade. 
Numa reação química que ocorre numa série de etapas, a 
mudança na entalpia para a reação será igual à soma das mudanças 
de entalpia para as etapas individuais. 
Dado que a variação da energia padrão para a reação: 
Glicose + Pi  Glicose-6-fosfato G°’ = + 13,8 kJmol-1 
e que a variação da energia livre padrão da reação: 
ATP  ADP + Pi G°’ = - 30,5 kJmol-1 
Pergunta-se: qual é a variação da energia livre para a reação: 
Glicose + ATP  Glicose-6-fosfato + ADP? 
Solução: 
É possível escrever a equação para esta reação como a soma de 
duas outras reações: 
1) Glicose + Pi  Glicose-6-fosfato G°’ = + 13,8 kJmol-1 
2) ATP  ADP + Pi G°’ = - 30,5 kJmol-1 
Soma: 
 Glicose + ATP  Glicose-6-fosfato + ADP G°’ = - 16,7 kJmol-1 
A variação da energia livre padrão de duas reações que se 
somam resultando em uma terceira é simplesmente a soma das duas 
reações individuais. 
Exemplo 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 33 Prof. Wagner Felix 
Energia Livre Padrão 
Constante de Equilíbrio 
TIPOS DE REAÇÕES BIOQUÍMICAS ESPECÍFICAS 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 34 Prof. Wagner Felix 
Energia Livre Padrão 
Constante de Equilíbrio 
TIPOS DE REAÇÕES BIOQUÍMICAS ESPECÍFICAS 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 35 Prof. Wagner Felix 
Reações Acopladas 
DEFINIÇÃO: 
Duas reações podem 
ocorrer simultaneamente, de 
tal forma que a energia 
liberada em uma seja 
armazenada pela outra. 
Ex.: oxidação da glicose, 
cuja energia é transferida para 
o ATP. 
O acoplamento das 
reações diminui a quantidade 
de energia perdida. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 36 Prof. Wagner Felix 
Reações Acopladas 
Transferência de grupos fosfato. 
No ambiente celular ocorre as seguintes 
reações: 
 
➊ A separação de cargas resultante da 
hidrólise atenua a repulsão eletrostática 
entre as quatro cargas negativas do 
ATP. 
 
➋ O Pi é estabilizado por ressonância  4 
ligações P  O apresentam o mesmo 
grau do caráter de ligação dupla e os H+ 
não se encontram permanentemente 
associados a nenhum dos O). 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 37 Prof. Wagner Felix 
Reações Acopladas 
Reação de óxido-redução. 
Desidrogenação  dois elétrons e dois íons hidrogênio(equivalente a dois átomos de H) são 
removidos do C-2 do lactato, um álcool, formando piruvato, uma 
cetona. 
 Nas células, a reação é catalisada pela lactato-desidrogenase, e os elétrons são 
transferidos para o cofator dinucleotídeo de nicotinamida-adenina (NAD). 
 Esta reação é totalmente reversível; o piruvato pode ser reduzido pela 
transferência dos elétrons do cofator. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 38 Prof. Wagner Felix 
Reações Acopladas 
Reação de Hidrólise 
Catalisada pela piruvato-quinase, esta reação é seguida pela tautomerização 
espontânea do produto, o piruvato. 
A tautomerização não é possível no PEP e, assim, os produtos da hidrólise são 
estabilizados em relação aos reagentes. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 39 Prof. Wagner Felix 
Reações Acopladas 
Reação de Desidrogenação no Ciclo de Krebs 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 40 Prof. Wagner Felix 
Compostos Ricos em 
Energia 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 41 Prof. Wagner Felix 
Compostos Ricos em 
Energia 
A variação de energia livre na hidrólise do ATP é grande e negativa 
hidrólise provoca diminuição 
da repulsão entre as cargas 
estabilização por 
ressonância 
ionização 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 42 Prof. Wagner Felix 
Compostos Ricos em 
Energia 
Outros compostos fosforilados com energia livre de hidrólise 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 43 Prof. Wagner Felix 
Compostos Ricos em 
Energia 
 A tensão das ligações nos reagentes devido a repulsão 
eletrostática é aliviada pela separação de carga; 
 Ex.: ATP 
 Os produtos são estabilizados por ionização; 
 Ex.: ATP, fosfatos de acila e tioésteres 
 Os produtos são estabilizados por isomerização 
(tautomerização) 
 Ex.: PEP. 
 Os produtos são estabilizados por ressonância. 
Os Produtos são mais estáveis do que os 
Reagentes 
Porque: 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 44 Prof. Wagner Felix 
Compostos Ricos em 
Energia 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 45 Prof. Wagner Felix 
Compostos Ricos em 
Energia 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 46 Prof. Wagner Felix 
Compostos Ricos em 
Energia 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 47 Prof. Wagner Felix 
Reações Biológicas de 
Óxido - Redução 
O FLUXO DE ELÉTRONS PODE REALIZAR TRABALHO BIOLÓGICO 
As células vivas têm um “circuito” biológico análogo, com 
compostos relativamente reduzidos(glicose), como fonte de 
elétrons. 
 Glicose(enzimaticamente oxidada)  libera e
  G(negativo)  O2 
As transferências de elétrons nas reações de oxidação--redução correm simultaneamente, 
porém é conveniente considerar as duasmetades de uma reação de oxidação-redução 
separadamente. 
Considere a oxidação de um açúcar redutor (um aldeído ou uma cetona) pelo íon cobre: 
Semi-
reação de 
oxidação 
Semi-
reação de 
redução 
Reação 
Global 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 48 Prof. Wagner Felix 
Reações Biológicas de 
Óxido - Redução 
As Oxidações Biológicas Frequentemente 
Envolvem Desidrogenação 
SISTEMAS BIOLÓGICOS 
 
Oxidação  saída de prótons (H)  Desidrogenação 
Redução  entrada de prótons (H)  Hidrogenação, 
 
Enzimas responsáveis  Desidrogenases. 
 
Compostos mais reduzidos  ricos em H e pobres 
em O. 
Compostos mais oxidados  pobres em H e ricos 
em O. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 49 Prof. Wagner Felix 
Energia Livre Padrão 
Constante de Equilíbrio 
A PILHA DA DANIEL 
Germain Henri Hess 
 Genebra (07/08/1802) 
 São Peterburgo (30/11/1950) 
Químico e Médico suíço. 
Duas contribuições: 
 lei da soma constante de calor 
(lei de Hess); 
 lei de Termoneutralidade. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 50 Prof. Wagner Felix 
Reações Biológicas de 
Óxido - Redução 
Os elétrons são transferidos de uma molécula (doadora 
de elétrons) para outra (aceptora de elétrons) por meio de uma das 
quatro vias: 
Transferência de Elétrons e, consequentemente, de Prótrons 
01 - Diretamente como elétrons. 
Ex.: o par redox Fe+2/Fe+3 pode transferir um elétron para o 
par redox Cu+1/Cu+2 
02 – Como átomo de Hidrogênio. 
03 – Como um íon Hidreto (:H2). 
04 – Pela combinação direta com o Oxigênio: Neste caso, o 
oxigênio combina com um redutor orgânico e é 
covalentemente incorporado no produto, como na 
oxidação de um hidrocarboneto em um álcool. 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 51 Prof. Wagner Felix 
Reações Biológicas de 
Óxido - Redução 
Os potenciais de redução medem a afinidade por elétrons 
Quando dois pares conjugados redox estão juntos em 
solução, a transferência de elétrons do par doador para o 
par aceptor pode ocorrer espontaneamente. 
A tendência para que a reação ocorra depende da 
afinidade relativa do aceptor de elétrons de cada par redox 
pelos elétrons. 
O potencial de redução padrão, E°, é a medida(em Volts) 
dessa afinidade e foi determinado experimentalmente, 
Foi escolhido como Padrão de Referência a 
semirreação: 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 52 Prof. Wagner Felix 
Reações Biológicas de 
Óxido - Redução 
Eletrodo da semirreação(semicélula) E
0 = 0,00 V 
Potencial de Redução Padrão: atribuído arbitrariamente 
 
Espécies reduzidas e oxidadas(concentrações-padrão) 
25°C - Solutos: 1 M - Gás: 101,3 kPa 
 
e  fluir pelo circuito externo 
Semicélula menor E0  Semicélula maior E0 
 
Convenção 
Semicélula  retira elétrons de uma célula padrão de 
hidrogênio é designado um valor positivo 
de E0 
Semicélula  doa elétrons para uma célula padrão de 
hidrogênio é designado um valor negativo 
de E0 
Disciplina: Bioquímica do Metabolismo -2020.1 53 Prof. Wagner Felix 
Reações Biológicas de 
Óxido - Redução 
O potencial de redução de uma semicélula não depende apenas 
das espécies químicas presentes, mas também de suas atividades, 
estimadas por suas concentrações. 
EQUAÇÕES 
Walther Hermann Nernst 
 Wąbrzeźno, Prússia, 25/06/1864 
 Lusácia (18/11/1941) 
Físico-químico alemão. 
Duas principais contribuições: 
 Terceira Lei da Termodinâmica 
(Prêmio Nobel de Química 
(1920); 
 Inventou uma microbalança e o 
piano elétrico. 
 R e T têm seus significados usuais, 
n  número de elétrons transferidos por molécula 
 constante de Faraday 
A 298 K (25 °C), essa expressão reduz-se a: 
A energia que se torna disponível por esse fluxo de elétrons 
espontâneo (Gnegativo), nas reações de oxidação-redução é 
proporcional ao E: 
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Reações Biológicas de 
Óxido - Redução 
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Exemplos: 
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Reações Biológicas de 
Óxido - Redução 
Exemplos: 
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Reações Biológicas de 
Óxido - Redução 
Exemplos: 
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