BIOENERGÉTICA E INTRODUÇÃO AO METABOLISMO_aula1

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EQUILÍBRIO ENERGÉTICO E 
INTRODUÇÃO AO METABOLISMO
Proteínas, DNA, RNA...
Gasto de energia
Captação de energia 
química
Obtenção de energia por um organismo vivo
✓Consomem combustíveis químicos (glicose) do seu meio e
extraem energia pela oxidação;
✓Absorvem energia da luz solar.
BIOENERGÉTICA 
A bioenergética, ou termodinâmica bioquímica, é o estudo
quantitativo das transduções energéticas que ocorrem nas
células vivas, bem como da natureza e da função dos processos
químicos envolvidos nessas transduções.
MUDANÇA DE UMA FORMA DE ENERGIA A OUTRA
Nos sistemas vivos, a energia química pode ser transformada 
em calor ou em energia elétrica, mecânica...
“Um dos objetivos da bioquímica é compreender, em termos
químicos e quantitativos, os meios pelos quais a energia é extraída,
canalizada e consumida nas células vivas.”
LEIS DA TERMODINÂMICA
As transformações biológicas obedecem às leis da 
termodinâmica
1ª. LEI: PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO
DA ENERGIA
2ª. LEI: O AUMENTO DA DESORDEM DO
UNIVERSO – AUMENTO DA ENTROPIA
As transformações biológicas obedecem às leis da 
termodinâmica
1ª. LEI: PRINCÍPIO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA
Para qualquer mudança física ou química, a quantidade total de
energia no universo permanece constante, a energia pode
mudar de forma ou ser transportada de uma região para outra,
mas não pode ser criada ou destruída.
A + B C + calor
2ª. LEI: O UNIVERSO SEMPRE TENDE PARA O AUMENTO DA
DESORDEM
Em todos os processos naturais, a entropia do universo aumenta.
É muito melhor para o universo se manter em um estado de menor
energia (desorganizado)
As transformações biológicas obedecem às leis da 
termodinâmica
A + B 
Esta reação é espontânea ou não?
Libera calor ou não?
Qual dos sistemas é mais organizado?
C + D 
ENERGIA LIVRE
ENTROPIA
ENTALPIA
PARÂMETROS TERMODINÂMICOS
✓ENERGIA LIVRE DE GIBBS (G)
✓ENTALPIA (H)
✓ENTROPIA (S)
ENERGIA LIVRE DE GIBBS (G)
✓É a energia necessária para se realizar trabalho durante uma
reação a pressão e temperatura constante.
✓Sistema libera energia: ∆G negativo (- ∆G) (Exergônica)
✓Sistema capta energia: ∆G positivo (+ ∆G) (Endergônica)
✓É a mudança no conteúdo de calor dos reagentes e produtos,
calor liberado ou absorvido.
✓Sistema libera calor: ∆H negativo (- ∆H) (Exotérmica)
✓Sistema capta calor: ∆H positivo (+ ∆H) (Endotérmica)
ENTALPIA (H)
✓É uma expressão quantitativa da aleatoriedade ou desordem
de um sistema.
✓Sistema mais organizado: ∆S diminui
✓Sistema menos organizado: ∆S aumenta
ENTROPIA (S)
MAIOR A DESORDEM/ MAIOR A ENTROPIA
Cálculo da variação de energia
✓Sob as condições existentes nos sistemas biológicos, as
variações de energia livre, entalpia e entropia estão
quantitativamente relacionadas pela equação:
∆G = ∆H - T ∆S
- ∆G (A+B C+D), reação espontânea, libera calor.
∆G = 0, equilíbrio entre as reações.
+∆G = (C+D A+B), reação não espontânea, capta calor.
A + B C + D 
ALGUNS PONTOS...
✓Um processo tende a ocorrer espontaneamente somente se ∆G for
negativo.
✓O funcionamento de uma célula depende basicamente de moléculas,
como proteínas e ácidos nucleicos – energia livre de formação é positiva
(reações endergônicas), sendo reações termodinamicamente
desfavoráveis.
✓Necessário um acoplamento com reações que liberem energia
exergônicas), de forma que o processo como um todo seja exergônico.
GLICOSE PIRUVATO
ΔG = - 85 kJ/mol
REAÇÃO EXERGÔNICA
Necessidade de energia para três propósitos
principais:
Desempenho do trabalho mecânico na contração
muscular e nos movimentos celulares.
Transporte ativo de moléculas e de íons.
Síntese de macromoléculas e de outras
biomoléculas a partir de precursores simples.
O ATP é relativamente estável em 
condições fisiológicas.
ATP
ATP (Adenosina trifosfato)
✓Moeda energética universal dos seres vivos;
✓Não hidrolisa ATP para retirar grupo fosfato, mesmo a reação
sendo termodinamicamente favorável (condição padrão).
✓Participação de ATPases em condições não padrão.
✓Funções: viabilizar transformações bioquímicas; modular
atividade enzimática; neurotransmissor (lesão celular)
INTRODUÇÃO AO METABOLISMO
METABOLISMO
É A 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.
CATABOLISMO X ANABOLISMO
✓Algumas vias são produtoras de energia:
✓CATABOLISMO OU DEGRADAÇÃO
✓Conserva energia na forma: ATP, NADH, NADPH e FADH2
✓Algumas vias usam a energia para construir estruturas complexas
✓ANABOLISMO OU BIOSSÍNTESE
✓Consomem energia: transferência do grupo fosforil do ATP e do
poder redutor de NADH, NADPH e FADH2
Em geral, vias catabólicas são convergentes e vias 
anabólicas são divergentes
QUAIS OS TIPOS DE MACRONUTRIENTES 
IMPRESCINDÍVEIS NA DIETA?
QUAIS AS CONVERSÕES EXEQUÍVEIS ENTRE OS 
MACRONUTRIENTES?
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
✓NELSON, DAVID L.; COX, MICHAEL M. Princípios de bioquímica
de Lehninger. Porto Alegre: Artmed, 2011. 5. ed. Porto Alegre:
Artmed, 2011.
✓MARZOCCO, A; BAYARDO, B. T. Bioquímica Básica. 4ª. Ed.,
Guanabara Koogan, 2015.
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