Bioquímica de macromoléculas aula 1

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Bioquímica de Macromoléculas 
Prof. Dra. Aline Francisca de Souza 
Centro Universitário Teresa D’Avila 
Porque estudar bioquímica? 
Bioquímica 
 
o Estuda a química da vida 
o Está relacionada com as disciplinas: 
 
o Biologia celular 
oGenética 
o Imunologia 
oMicrobiologia 
o Farmacologia 
o Fisiologia 
 
 
Bioquímica questiona: 
o Como as moléculas biológicas interagem umas com 
as outras? 
 
o Como a célula sintetiza e degrada moléculas 
biológicas? 
 
o Como a energia é conservada na célula? 
 
o Como a informação genética é armazenada, 
transmitida e expressada? 
 
 
Bioquímica 
 
 
o A bioquímica estuda as estruturas moleculares, os 
mecanismos e os processos químicos responsáveis 
pela vida. 
 
o Estuda os mecanismos que os organismos vivos 
continuamente efetuam para manter sua 
sobrevivência, crescimento e reprodução. 
 
Bioquímica 
 
• Os seres vivos são formados por : 
 
 Carboidratos 
 Lipídeos 
 Proteínas 
 Ácidos nucléicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Revisão Química Orgânica 
 
 
 
 
 
 
Tabela periódica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conceitos: Química orgânica 
 
Hidrocarbonetos saturados 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conceitos: Química orgânica 
 
Hidrocarbonetos insaturados 
 
 
 
 
 / 
 
 
 
Conceitos: Química orgânica 
 
Alcanos 
Possuem apenas ligações simples 
 
 
 
 
 
 
 
Conceitos: Química orgânica 
 
Alcenos 
Possuem dupla ligações 
 
 
 
 
 
 
Conceitos: Química orgânica 
 
Alcinos 
Possuem tripla ligações 
 
 
 
 
 
 
Conceitos: Química orgânica 
 
Alcadienos 
Possuem duas dupla ligações 
 
 
 
 
 
 
Conceitos: Química orgânica 
 
Hidrocarbonetos de cadeia ramificada 
 
 
 
 
 
 
 
Conceitos: Química orgânica 
 Hidrocarbonetos ciclicos 
 
 Ciclanos 
 
 
 
 Ciclenos 
 
 
 
 Ciclinos 
 
 
 
 
 
 
Grupos funcionais 
 
 
 
 Álcool 
 
 
 
 Enol 
 
 
 
 
 Fenol 
 
 
 
 
 
 
 
OH: Hiroxila 
Ligado ao C com ligações simples 
Ligado ao C com dupla ligação 
Ligado a um anel aromático 
 
 
 
Grupos funcionais 
 
 
 
 
 Aldeído 
 
 
 
 
 
 
 Cetona 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
C = O: Carbonila 
Carbonila no final da cadeia 
Carbonila no meio da cadeia 
 
 
 
Grupos funcionais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aldeído e Cetona: Carboidratos 
 
 
 
Grupos funcionais 
 
 
 
 
 Ácido carboxílico 
 
 
 
 
 
 
 
C = O + OH: Ácido carboxílico 
 Esterificação 
 
 
 
Grupos funcionais 
 
 
 
 
 Ácido carboxílico: Lipídeos 
 
 
 
 
 
 
 
C = O + OH: Ácido carboxílico 
 
 
 
 
Grupos funcionais 
 
 
 
 
 Amina 
 
 
 
 
 
 
 Amidas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Derivados da amônia NH3 
Presença de N 
Contém carbonila e N 
Grupos funcionais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aminoácido 
Carbono quiral 
 
Ocorre quando um dos átomos de carbono é assimétrico, 
porque tem os 4 grupos ligantes diferentes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Isomeria 
 
Compostos com o mesma fórmula molecular, mas com 
fórmula estrutural diferente 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ligações químicas 
 
Iônicas: Interação entre íons positivos (Cátions) e íons 
negativos (ânions) em função da interação entre moléculas de 
eletronegatividade muito diferentes. 
 
 F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
+ eletronegativo - eletronegativo 
 
 
 
 Ligações químicas 
 
 F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
+ eletronegativo - eletronegativo 
 
 
 
Ligações químicas 
 
Covalente: Quando tem eletronegatividade próxima, 
compartilha elétrons 
 
 F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
+ eletronegativo - eletronegativo 
 
 
 
Interações químicas 
 
Ponte de hidrogênino: 
 
 F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
+ eletronegativo - eletronegativo 
104,5° 
 
 
 
Interações químicas 
 
Van der Waals 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÁGUA 
• Substância mais abundante dos seres vivos 
 
• Em alguns organismos pode representar quase 
100% da massa fresca (98% água viva) 
 
• Em humanos representa 65% da massa 
corpórea (adulto). 
Água 
Água 
Cargas parciais 
Regulador de temperatura. 
Lubrificante ideal, 
Participa de reações químicas 
É um solvente universal 
Água 
Água 
Solvente universal 
Água 
o A água garante que as demais moléculas formem 
o fluido celular e atinjam seus destinos. 
 
o As trocas gasosas nas células ocorrem a partir de 
dissolução de oxigênio e gás carbônico no sangue 
e no citosol. 
 
o A redução de 20% do seu conteúdo pode 
provocar morte celular. 
Pontes de hidrogênio 
 
• Sólido: 4 pontes de 
hidrogênio espaçadas e 
organizadas (menos 
denso) 
 
• Líquido: 3,4 Pontes de 
hidrogênio 
 desorganizadas 
 
 
Água 
Carbono e água não formam ponte de hidrogênio 
Eletronegatividade próxima 
 
Água 
 
 F > O > N > Cl > Br > I > S > C > P > H 
 
 
 
+ eletronegativo - eletronegativo 
ÁGUA 
• Dissolve moléculas hidrofílicas 
 
• Solventes apolares (clorofórmo e benzeno): 
dissolvem moléculas hidrofóbicas 
Existem moléculas que exibem características 
hidrofílicas e hidrofóbicas, por possuírem uma parte 
polar e outra apolar. São chamadas de anfipáticas. 
 
 
 
 
 
 
 
Compostos anfipáticos formam micelas. 
Água 
Osmose: Movimento da água através da membrana do 
meio menos concentrado para o mais concentrado. 
 
Água 
• Ácido: Composto que dissociado em água 
libera íons de hidrogênio (H+) 
 
• Bases: Composto que, dissociado em água 
libera íons de hidróxido (OH-). 
 
• Neutralização: Combinação desses dois íons 
 
 
 H+ (aq) + OH- = H2O 
 
pH 
pH 
Potencial hidroxiliônico 
Potencial hidrogeniônico 
Afeta: 
 
• Estrutura e atividade das macromoléculas 
 
• Atividade catalítica das enzimas 
 
• Alterações do pH no sangue pode indicar 
patologias 
• Diabetes: Acidose (pH abaixo do normal 7.4) 
• Alcalose 
 
 
 
 
pH 
• Ácido: Doador de próton 
• Base: Receptor de próton 
 
Um doador de prótons com seu aceptor de prótons: 
par conjugado de ácido-base 
 
 
 
pH 
pHmetro 
Tampão 
• Sistemas biológicos são dependentes de pH 
 
• Mudanças no pH produz alterações na 
velocidade das reações 
• Enzimas 
• Grupos aminos 
• Grupos carboxil (ácidos carboxílicos) 
 
• Células mantém um pH citosólico especifico 
constante entre 7,34 a 7,45, mantendo as 
moléculas em seu estado iônico otimizado com 
tampões biológicos 
Tampão 
• São sistemas aquosos que tendem a resistir a 
mudanças de pH quando pequenas concentrações 
de ácido ou base são adicionadas. 
 
• Constituído por um ácido fraco (doador de 
prótons) e sua base conjugada (receptor de 
prótons). 
 
• Região de tamponamento: A concentração do 
doador de prótons é exatamente igual a do aceptor 
de prótons, a força do tamponamento é máxima, 
ou seja, pH muda menos pela adição de H+ ou OH- 
• Histidina: Região de tamponamento em pH 6,0 (pKa) 
Tampão em organismos 
biológicos 
Tampão em organismos 
biológicos 
• Ácido carbônico H2CO3 no plasma sanguíneo está em 
equilibrio com a capacidade de reserva de CO2 
A percepção de aumento ou diminuição de pH aciona respiração 
profunda e frequente para controlar o pH 
Bicarbonato Ácido carbônico 
Tampão em organismos 
biológicos 
Condições que afetam o pH do corpo: 
 
• Diabetes não tratada 
• Acidose 
• Ácido- hidroxibutírico 
• Ácido acetoácido 
• Cetose 
• Acetoacetato 
• Hidroxibutirato 
 
• Jejum prolongado 
• Cetose 
 
• Esforço fisico exagerado 
• Ácido lactico 
 
Acidose severa pode ser convertida pela administração 
intravenosa de solução de bicarbonato 
Conceitos: Química orgânica