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DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA E EVENTUAL SUBTITULO MEDIO DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DICIONÁRIO AURÉLIO : s.f. Parte da química que compreende o estudo dos constituintes da matéria viva e de suas reações. O mesmo que química biológica. DICIONÁRIO MICHAELIS: sf (bio+química) Biol 1 Estudo dos fenômenos químicos que se passam nos seres vivos; química biológica; química fisiológica. 2 Terapia fundada nesse estudo. BIOQUÍMICA: Alguns significados... WIKIPPÉDIA: Bioquímica é a ciência que estuda os processos químicos que ocorrem nos organismos vivos. Trata da estrutura e função metabólica de componentes celulares como proteínas, carboidratos, lipídios, ácidos nucléicos e outras biomoléculas (...) (...) A bioquímica estuda as propriedades de moléculas biológicas importantes, como as proteínas e os ácidos nucléicos, e em particular a química de reações catalisadas por enzimas, através de diversas áreas de estudo como do código genético, da síntese de proteínas, do transporte de membrana celular e transdução de sinal. DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Para os alunos... “Muito difícil...” “Meus amigos médicos, nutricionistas, biólogos, veterinários, etc. me disseram que é a pior matéria da faculdade...” “não entendo nada, acho que só dá pra passar colando...” “Por que eu preciso saber isso??” DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA E na realidade? É tudo!!!! E por que? DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Porque: Saúde é bioquímica! Doença é bioquímica! Amor é bioquímica! Beleza é bioquímica! Esqueci de algo? Enfim, BIOQUÍMICA = QUÍMICA DA VIDA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Água DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA • Substâncias Hidrofílicas (polares) • Substâncias Hidrofóbicas (apolares) • Substâncias Anfipáticas DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Carboidratos - São as moléculas orgânicas mais abundantes na natureza. São poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, ou substâncias que, hidrolisadas, originam estes compostos - Funções energéticas, estruturais, comunicação entre células, etc. Classificação: - Monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos, polissacarídeos - Glicoconjugados (Glicoproteínas e Glicolipídeos ) Metabolismo de carboidratos DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Metabolismo de carboidratos DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Metabolismo de carboidratos DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Metabolismo de carboidratos DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Metabolismo de carboidratos Cadeias não-ramificada (a) e ramificada (b) Extremidade redutora- resíduo de glicose com o carbono 1 (do grupo aldeído, redutor) livre. Extremidade não redutora- resíduos de glicose com o carbono 1 comprometido em ligações glicosídicas DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Metabolismo de carboidratos Glicólise Na Glicólise , uma molécula de glicose é degradada em uma série de reações catalisadas por enzimas para produzir duas moléculas de três carbonos, o piruvato DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Metabolismo de carboidratos DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Fase preparatória 1 - Hexoquinase 2 - Fosfohexose isomerase 3 - Fosfofrutoquinase 1 (PFK-1) 4 - Aldolase 5 - Triose fosfato isomerase DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Fase de Pagamento 6 - Gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase 7 - Fosfoglicerato quinase 8 - Fosfoglicerato mutase 9 - Enolase 10 - Piruvato quinase DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Destinos do Piruvato DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Maior parte da frutose absorvida pelo intestino delgado de vertebrados é fosforilada pela hexoquinase, essa é a principal forma de metabolização que ocorre nos músculos e nos rins: No entanto, no fígado a frutose entra por um caminho diferente. A enzima hepática frutoquinase cataliza a fosforilação da frutose no C-1, ao invés do C-6: DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA A galactose, produto da degradação do dissacarídeo lactose , é metabolizada no fígado através da atividade de três enzimas. A deficiência de qualquer uma das três enzimas leva a galactosemia, onde o aumento nas concentrações de galactose desencadeia reações com a formação do metabólito galactiol levando a danos ao organismo. DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Ciclo de Krebs (Ciclo do ácido cítrico), Cadeia Transportadora de Elétróns e Fosforilação Oxidativa DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Mitocôndria – O Ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Conversão de Piruvato em Acetil-CoA pelo complexo Piruvato desidrogenase- Formação de 1 NADH e 1 CO2 DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Ciclo de Krebs (Matriz Mitocondrial) DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Para cada Acetil –CoA que entra no Ciclo de Krebs são formados 3 NADH, 1 FADH2, 1 GTP (ATP) e a molécula é completamente oxidada gerando 2 CO2 DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Cadeia de transporte de elétrons Grupos prostéticos que atuam como centos de óxido- redução: • Flavina mononucleotídeo (FMN) – Complexo I • Centros ferro-enxofre – Complexo I, II e III • Heme - Citocromo c, Complexo III e IV (citocromos) DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA A Fosforilação oxidativa é acoplada à cadeia de transporte de elétrons (cadeia respiratória) DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Oxidação do NADH citosólico (lançadeira malato-aspartato) DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Oxidação do NADH citosólico (lançadeira do glicerol fosfato) DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Desacopladores (termogenina - UCP) DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Inibidores da cadeia transportadora de elétrons e o complexo sobre o qual cada uma atua Inibidores Complexo Barbituratos (hipnóticos) I Rotenona (inseticida) I Malonato (inibidor da succinato desidrogenase) II Antimicina A (antibiótico) III Cianeto (CN-), monóxido de Carbono (CO), azida (N3-) IV Oligomicina (antibiótico)- Inibição da porção F0 da ATP sintase, que se torna impermeável à prótons DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Via das pentoses-fosfato Via alternativa de oxidação da glicose, que leva à produção de dois compostos importantes: ribose 5-fosfato e a forma reduzida da nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato (NADPH). - Ribose 5-fosfato- Constituinte de nucleotídeos que compõem os ácidos nucléicos e várias coenzimas ( NAD+, NADP+, FAD, Coenzima A, ATP, GTP, etc.) - NADPH- Atua como coenzima doadora de hidrogênio em sínteses redutoras e em reações de proteção contra compostos oxidantes Via das pentoses-fosfato NAD+ X NADPH- Papéis opostos no metabolismo NAD + - Utilizado quando o substrato está sendo oxidado. NADH Produzido no metabolismo degradativo é reoxidado na cadeia de transporte de elétrons. NADPH- Utilizado quando o substrato está sendo reduzido. NADPH não é substrato da cadeia de transporte de elétrons, e sua oxidação é feita em vias de sínteses redutoras, como a síntese de ácidos graxos e esteróides. DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Via das pentoses-fosfato A via das pentoses consta de uma parte oxidativa, que produz NADPH e de uma parte não oxidativa, que interconverte açucares fosforilados DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Glicogênio O glicogênio é a forma de armazenamento de glicose em animais. Este polímero de glicose é armazenado principalmente no fígado e no tecido muscular. O glicogênio hepático é degradado e lançado no sangue quando os níveis de glicose diminuem. Já o glicogênio muscular é utilizado pelo próprio músculo em atividade intensa, como fonte de energia.DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Síntese de Glicogênio (glicogênese*) * Não confundir com gliconeogênese!! DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Ocorre no estado alimentado, estimulada por insulina. A síntese consiste na repetida adição de unidades de glicose na extremidade não-redutora de um fragmento de glicogênio. A glicose incorporada deve estar na forma ativada, ligada a um nucleotídeo de uracila (UDP-glicose). DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Glicose + ATP Glicose 6-fosfato + ADP+ H+ Glicose 6-fosfato Glicose 1-fosfato Glicose 1-fosfato + UTP UDP- Glicose + PPi UDP- Glicose + (Glicogênio)n resíduos de glicose (Glicogênio)n+1 resíduos de glicose + UDP DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA A enzima que incorpora UDP glicose à extremidade não-redutora de um fragmento de glicogênio é a glicogênio sintase. Com ligações do tipo a1,4. A enzima que promove ramificações na cadeia do glicogênio é a enzima ramificadora, que transfere uma pequena cadeia de 6 ou 7 resíduos de glicose da extremidade para a parte mais interna da molécula, criando uma ligação a1,6. DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA A glicogênio sintase é incapaz de promover a união das duas primeiras unidades de glicose para iniciar o polímero, ela necessita de um fragmento de glicogênio inicial, formado por uma enzima, glicogenina, para adicionar a UDP-glicose DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Degradação de Glicogênio (glicogenólise) DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Consiste na remoção sucessiva de resíduos de glicose, à partir das extremidades não-redutoras por ação da enzima glicogênio fosforilase. A glicose é liberada da ligação a1,4 como glicose 1-fosfato. A enzima fosfoglicomutase converte Glicose 1-fosfato em Glicose 6-fosfato DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA A enzima glicogênio fosforilase não é capaz de remover glicose nos pontos de ramificação (ligação a1,6). A degradação pode continuar com a ação de outra enzima, enzima desramificadora, que possui duas atividades distintas: glicosil transferase, transferindo 3 ou 4 resíduos de glicose para outra extremidade do resíduo de glicogênio (a1,4) e atividade a1,6 glicosidase, desfazendo a ramificação com a remoção do resíduo de glicose. DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Metabolismo de lipídeos O excesso de nutrientes, quer este excesso ingerido sob forma de carboidratos, proteínas ou dos próprios lipídeos são armazenados sob a forma de triacilgliceróis. Os lipídeos da dieta humana, absorvidos no intestino, e aqueles sintetizados endogenamente são distribuídos aos tecidos pelas lipoproteínas plasmáticas, para utilização ou armazenamento DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Lipídeos - Grupo quimicamente diverso que tem em comum a característica de insolubilidade em água - Funções - Assim como a química, as funções dos lipídeos também são diversas, dentre elas podemos destacar funções energéticas , estruturais e reguladoras (hormônios esteróides, vitaminas lipossolúveis- A,D E e K). DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA 1- Ácidos Graxos Ácidos carboxílicos com cadeias de hidrocarboneto de tamanhos variáveis, na maioria com número par de carbonos variando entre 12 e 24. O grupo carboxila constitui a região polar e a cadeia carbônica a região apolar. Podem ser saturados (somente ligações simples entre os carbonos) ou insaturados (uma, duas ou mais ligações duplas na configuração cis entre os carbonos) DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Á c id o s g ra x o s e s s e n c ia is (ômega-3) que está presente em grande quantidade nos peixes (especialmente o salmão) e óleos de peixe (ômega-6), presente nos óleos vegetais (soja, milho, girassol) DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA http://www.infoescola.com/nutricao/omega-3/ http://www.infoescola.com/nutricao/omega-3/ http://www.infoescola.com/nutricao/omega-3/ http://www.infoescola.com/peixes/salmao/ http://www.infoescola.com/plantas/girassol/ DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Síntese de ácidos graxos O excesso de acetil-CoA proveniente dos diversos nutrientes, se condensa com o oxaloacetato formando citrato, o primeiro intermediário do ciclo de Krebs. No estado alimentado, os níveis altos de energia no fígado (ATP, NADH e FADH2), aliado a influência hormonal, estimula a sáida de citrato da mitocôndria . O citrato é degradado no citossol e o acetil-CoA é utilizado na síntese de ácidos graxos pelo complexo enzimático ácido graxo sintase (na forma de malonil CoA). Os ácidos graxos formados são esterificados com o glicerol, formando triacilglicerol, que é enviado para o tecido adiposo, para estocagem. DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA A síntese de ácidos graxos é ativada pelo acumulo de citrato DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Reação da Acetil-CoA carboxilase- formação de Malonil-CoA à partir de Acetil-CoA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Complexo ácido graxo sintase (enzimas) * Na síntese de ácidos graxos (molécula reduzida), o doador de elétrons é o NADPH!! DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Degradação de ácidos graxos A mobilização do depósito de triacilgliceróis é iniciada por ação da enzima lipase hormônio sensível, que separa os três ácidos graxos do glicerol dos estoques e os ácidos graxos são transportados para oxidação por outras células. Para oxidação, os ácidos graxos são ativados e transportados para a matriz mitocondrial (local da beta- oxidação) DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Acil CoA-graxo Acil CoA-graxo sintetase Acil CoA-graxo sintetase Ativação do ácido graxo Ácido graxo DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Transporte do ácido graxo ativado para matriz mitocondrial DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Produção de corpos cetônicos no fígado DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Degradação de aminoácidos e Ciclo da uréia DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Aminoácidos e Proteínas - Subunidades monoméricas que se unem para a formação de proteínas - Todas as proteínas são sintetizadas a partir de apenas 20 aminoácidos diferentes - Os aminoácidos também servem como precursores de biomoléculas importantes, como histamina, catecolaminas, glutationa, serotonina, etc. ou podem funcionar como neurotransmissor, como o glutamato. DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Estrutura dos aminoácidos Todos os aminoácidos, com exceção da glicina, possuem um Carbono assimétrico que se liga a um grupo amina (-NH2), uma carboxila (-COOH), um átomo de Hidrogênio (-H) e uma cadeia lateral ou Radical (R). A cadeia lateral diferencia os aminoácidos. DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Os aminoácidos são unidos por ligações peptídicas DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Organização estrutural das proteínas DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA AMINOÁCIDOS Proteínas da dieta Proteínas endógenas Compostos nitrogenados não proteicos (componentes de ácidos nucleicos, coenzimas, glicosaminoglicanas, epinefrina, histamina, etc.) Cadeia carbônica Grupo amino (NH3 +) uréia DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Degradação dos aminoácidos - Transaminação Aminoácido + a-cetoglutarato a-cetoácido + Glutamato Aminotransferases ou transaminases (coenzima piridoxal-fosfato) Aminoácido + Oxaloacetato a-cetoácido + Aspartato Aminotransferases ou transaminases (coenzima piridoxal-fosfato) DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Alanina transaminase(ALT) ou Transaminase glutâmico-pirúvica (TGP) Alanina + a-cetoglutarato Piruvato + Glutamato DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Ciclo da uréia DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Gliconeogênese Os níveis sanguíneos de glicose não podem variar muito, mesmo no intervalo entre as refeições ou estado de jejum. No jejum ou em dietas sem fontes de carboidratos a glicose é sintetizada por uma via chamada gliconeogênese, à partir de precursores que não são carboidratos. Esta via ocorre principalmente no fígado. DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Principais compostos utilizados na gliconeogênese: Lactato, glicerol e aminoácidos DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Lactato desidrogenase (LDH) Piruvato Lactato NAD+ NADH Lactato DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Oxaloacetato Fosfoenolpiruvato (PEP) PEP carboxiquinase DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Bicarbonato Piruvato Oxaloacetato biotina piruvato carboxilase DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Aminoácidos Aminoácidos glicogênicos, agrupados pelo sítio de entrada DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Triacilglicerol Ácidos graxos Glicerol Glicerol 3-fosfato Glicerol Diidroxiacetona fosfato Glicerol DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA Glicose 6-fosfatase Frutose1,6- bisfosfatase DESCOMPLICANDO A BIOQUÍMICA
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