Noções de Química Orgânica e Biomoléculas

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Noções Gerais de Química Orgânica 
	A bioquímica é uma ciência que visa as formas e as funções biológicas a partir de termos químicos. E dentre os elementos químicos presentes nos organismos vivos o carbono é que permite uma maior versatilidade de ligações, o que poderia explicar o porquê de termos evoluído utilizando este elemento químico para a formação de moléculas de diferentes tamanhos e formas. 
	As biomoléculas são formadas a partir da ligação covalente entre átomos de carbonos, formando cadeias lineares, ramificadas e estruturas cíclicas. A esta cadeia carbônica pode ser adicionada aos grupos funcionais, compostos por outros átomos, por exemplo, o oxigênio e o nitrogênio, que conferem propriedades químicas especificas às moléculas. 
	A estrutura do carbono, unidade fundamental dos compostos orgânicos, começou a ser estudada no final do século XIX por Archibald Scott Couper e Friedrich August Kekulé, e suas propriedades hoje são descritas pelos postulados de Couper-Kelulé: 
- O átomo de carbono é tetravalente: isso significa que o carbono pode formar até quatro ligações covalentes, possibilitando uma grande variedade de compostos derivados dele. Os quatro pares eletrônicos disponível no carbono permitem que essas ligações sejam realizadas com diversos outros elementos;
- As quatro valências do carbono são iguais: isso significa que se, por exemplo, temos um carbono ligado a um átomo de cloro, temos o composto clorometano independente de qual seja a posição do cloro; 
- Encadeamento: essa ligação direta entre átomos de carbono permite formar as cadeias carbônicas, que são a base para a formação de uma variedade de compostos orgânicos. 
	O nome funções é dado para compostos que possuem estrutura química semelhante, apresentado como consequência comportamento químico também semelhante. 
	11 principais funções orgânicas, começando pelos hidrocarbonetos, que são as estruturas mais simples existentes, constituídas somente por átomos de C e de H. Muitos combustíveis têm em sua composição os hidrocarbonetos. Outras funções são a dos álcoois, que são as cadeias de hidrocarbonetos ligadas a uma ou mais hidroxilas (OH), a dos fenóis, que também apresentam o OH, porém ligados a uma cadeia carbônica fechada, dita aromática, e a dos éteres, que é composta por moléculas contendo um átomo de O que liga duas cadeias carbônicas. 
	Sobre as funções orgânicas, temos os ácidos carboxílicos, que são cadeias carbônicas ligados ao grupo COOH, chamado de grupo carboxílico. Muito semelhante a eles são os éteres, que onde o H do grupo carboxílico é substituído por uma cadeia carbônica, as cetonas, que possuem o grupo OH substituídos por um H. 
	Ainda temos as amidas, que diferem do ácido carboxílico pela substituição do grupo OH por N, as aminas, que apresentam de uma a três cadeias carbônicas ligadas pelo N, e os haletos orgânicos, que são compostos contendo um halogênio (cloro, bromo e iodo). 
	Os hidrocarbonetos apresentam uma propriedade comum: eles se oxidam facilmente liberando calor e por isso são utilizados muitas vezes como combustíveis. São formados a grandes pressões no interior da Terra (abaixo de 150Km de profundidade) e depois são trazidos para zonas de menor pressão pelos processos geológicos, sendo acumulados na forma de petróleo, gás natural e carvão. 
	Os aldeídos são irritantes quando apresentam peso molecular abaixo. Os de maior peso molecular (que apresentam entre 8 e 12 átomos de carbono) são muito utilizados na indústria de cosméticos para fabricação de perfumes. Já que os ácidos carboxílicos, de odor característicos, são utilizados pelos cães, que apresentam olfato bastante aguçado, para o reconhecimento de pessoas pelo cheiro, já que o metabolismo entre os indivíduos se difere em alguns aspectos, produzindo uma composição diferente de ácidos carboxílicos para cada indivíduo. 
	Os éteres são muito utilizados na produção de flavorizantes em refrescos, doces e xaropes, além do seu uso na produção de sabões, medicamentos, perfumes, biocombustíveis entre outras inúmeras aplicações. O acetato de amila, por exemplo, é utilizado como essências de frutas, de madeiras e de flores, nas ceras e nos fosfatídeos. 
	As biomoléculas são os compostos químicos apresentados anteriormente, com uma diferença fundamental, são sintetizadas pelos seres vivos. As biomoléculas compõem a estrutura e participam do funcionamento dos organismos. 
	As biomoléculas são formadas a partir de unidades monoméricas, que são compostos mais simples que se juntam para formar as macromoléculas. Existem milhares de moléculas diferentes, mas acontece que elas vão se organizando nestas unidades monoméricas, resultando em compostos de propriedade similares, facilitando o entendimento dos processos bioquímicos. 
Água 
	Não é sintetizada pelos organismos e é adquirida pela alimentação, mas é classificada como biomolécula pela sua importância. 70% do peso corporal e constituído pela água. 
	A partir de suas propriedades que as estruturas biológicas e as reações bioquímicas ocorrem. As ligações de hidrogênio entre as moléculas de água são as responsáveis por suas propriedades e embora sejam ligações consideradas fracas quando comparadas às ligações covalentes, em conjunto elas são fundamentais para a manutenção das estruturas tridimensionais das biomoléculas. 
	Tecnicamente as ligações de hidrogênio podem ser descritas como as ligações formadas entre um grupo fracamente ácido como, por exemplo, o N-H ou o O-H e um grupo carregando um par de elétrons não compartilhado como um N ou O. 
	Umas das consequências das ligações de hidrogênio são os altos pontos de fusão e de ebulição da agua em relação aos outros solventes comuns, já que devido à estrutura tetraédrica da água, cada molécula realiza em torno de três a quatro ligações de hidrogênio com outras moléculas, o que exige uma alta energia térmica para quebrar essas ligações. 
	Biologicamente essas ligações são muito importantes por possibilitar à água o seu uso como solvente, por exemplo, na diluição dos açucares, devido aos efeitos estabilizantes das ligações de hidrogênio entre os grupos hidroxila ou o oxigênio da carbonila dos açúcares e as moléculas polares da água. A água, devido sua polaridade e às atrações eletrostática, dissolve ainda sais, ácidos carboxílicos ionizados, aminas protonadas, ésteres de fostato ou anidridos, funções orgânicas. 
	As interações fracas também são muito importantes para manter a estrutura, e consequentemente as funções das biomoléculas, já que em conjunto elas possuem um efeito cumulativo significante e mantém as moléculas em seus estados ideais para funcionamento mesmo com quebras e formações de novas ligações, já que estas ocorrem de maneira aleatória e rompimentos simultâneos de ligações fracas são improváveis. 
	Quanto maior a possibilidade de interações fracas, mais estável é a macromolécula, sendo que a forma tridimensional destas é determinada justamente por essas ligações fracas, responsáveis também pela ligação entre antígenos – anticorpos, hormônios, neurotransmissores e receptores. Para muitas proteínas, as moléculas de água ligadas a elas são essenciais para suas funções. 
	É a partir da molécula de água e de suas propriedades que as estruturas biológicas e as reações bioquímicas ocorrem. 
	Dica: Prótons livres não existem em solução, os íons hidrogênio formados na água são imediatamente hidratados a íons hidroxônios (H3O+), devido às ligações de hidrogênio presentes. Biologicamente essa ionização da água é importante por permitir uma mobilidade iônica entre as moléculas, mobilidade está presente nas reações de transferência de prótons. 
	Quantitativamente, por meio de medidas de condutividade elétrica, podemos definir a constante de equilíbrio de reação acima (Keq) como 1,8x10 elevado a -16 M a 25° e a concentração de H+ como 10 elevado a -7 M, valores importantes (principalmente este último) quando vamos calcular o pH das soluções, já que a escala de pH é baseada no produto iônico da água. 
	O pH é dito neutro se possuir valor 7, sendo quevalores maiores pH caracterizam soluções alcalinas e pH com valores menores soluções ácidas, sendo que este valor não foi obtido por acaso ou por conveniência, e sim a partir de cálculos envolvendo o valor do produto iônico da água a 25°C. 
	Os tampões são sistemas aquosos que tendem a resistir às alterações do pH quando pequenas quantidades de ácido ou base são adicionadas. Ele é composto por um ácido fraco (doador de prótons) e sua base conjugada (Aceptor de prótons). Quando um ácido com uma base fraca entra em contato com o tampão reage com os ácidos e bases presentes, resultando em duas reações reversíveis que entram em equilíbrio, tendo como resultado apenas uma pequena alteração na razão das concentrações relativas do ácido fraco e sua base conjugada, e portanto, uma pequena alteração do pH, compatível com os processos fisiológicos.
	Toda equação de dissolução apresenta um valor de Ka característico, e a relação entre ele, o pH e a concentração de determinado tampão é definida pela equação de Henderson-Hasselbalch. 
	Essa é uma equação que vale a pena ser memorizada, pois possibilita calcular o pH de uma mistura de ácido – base conjugada, muito importante no preparo de tampões (uma rotina para quem trabalha na área bioquímica). 
	Um mecanismo importante do sistema tamponante ocorre durante a respiração. O tampão bicarbonato é efetivo em pH próximo a 7,4 e envolve três equilíbrios reversíveis entre o CO2 gasoso nos pulmões e o bicarbonato (HCO3) no plasma sanguíneo. Esse tampão aberto é o responsável por manter a homeostasia e a vida por intermédio da respiração. 
Aminoácidos e proteínas 
	Em geral, um aminoácido é uma estrutura química que contém um grupo amina e um grupo carboxila, sendo diferenciados por radicais substituintes (R) característicos. Assim, por exemplo, quando o grupamento R é igual a um grupo –CH3, este aminoácido é chamado alanina, já se o grupamento R for igual a um grupo –CH2OH é denominado serina, e assim para todos os outros aminoácidos e descobertos até hoje. Falando em descoberta, o primeiro aminoácido descrito foi a asparagina em 1806 e o último a treonina em 1938. 
	Atualmente são descritos 20 aminoácidos principais que formam por meio de ligações estre si uma diversidade incontável de compostos de diversos tamanhos e formas, incluindo enzimas, hormônios, anticorpos, transportadores, fibras musculares, proteínas do cristalino do olho, penas, teia de aranha, chifre do rinoceronte, proteína do leite, antibióticos, venenos de cogumelos e mais uma infinidade de compostos. 
	Algumas convenções de nomenclatura definiram os aminoácidos em abreviações de três letras e em símbolos de uma letra. Assim, o aminoácido alanina citado anteriormente é representado pelo conjunto de letras Ala ou pelo símbolo A, já a serina é representada pelo conjunto de letras Ser ou pelo símbolo S. 
	Uma curiosidade interessante é sobre a quiralidade envolvendo o C central dos aminoácidos, que poderia levar à formação de D-isômeros ou L-isômeros, porém na natureza somente a forma L dos aminoácidos é encontrada como ativa, já que os sítios enzimáticos são assimétricos.
	A classificação dos aminoácidos quanto à natureza do seu grupamento R, esta classificação quanto a substituinte, havendo os aminoácidos apolares, polares neutros, ácidos e básicos. Outra classificação é a dita nutricional e envolve a essencialidade dos aminoácidos para nós, havendo os não essenciais: alanina, asparagina, ácido aspártico, ácido glutâmico e serina; aminoácidos essenciais: fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptofano, histidina e valina; e ainda os aminoácidos condicionalmente essenciais: arginina, cisteína, glicina, glutamina, prolina e tirosina. 
	Existe uma classificação menos comum que é determinada quanto ao destino do aminoácido após sua metabolização. Os de destino cetogênico são que formam álcoois, que vão para qualquer fase do ciclo de Krebs. Os aminoácidos leucina e lisina são exclusivamente cetogênicos. Já outro é os aminoácidos de destino glicogênico, quando o álcool resultante da quebra dos aminoácidos vai para a via glicolítica. 
	Os aminoácidos fenilalanina, triptofano, isoleucina e tirosina são tanto cetogênicos quanto glicogênicos, e os outros 14 restantes são exclusivamente glicogênicos. Porém, não fique preocupado agora com essa classificação, você compreenderá melhor quando estudamos essas vias metabólicas por próximos módulos. 
	Eu já comentei um pouquinho sobre a quiralidade anteriormente e além desta propriedade de atividade óptica dos aminoácidos, os aminoácidos podem ser definidos como incolores e a maioria de sabor adocicado quanto às suas propriedades organolépticas. Já fisicamente, as propriedades dos aminoácidos englobam sua solubilidade em água variável e todas se encontram na forma solida nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP). 
	Quimicamente os aminoácidos podem ser definidos como anfóteros, já que possuem na molécula um grupamento de características ácida (-COOH) e um grupamento de característica básica (-NH2), o que os tornam muito interessantes por reagirem tanto com ácidos quanto com bases para formar sair orgânicos. 
	Vale ressaltar que esses 20 aminoácidos não são os únicos presentes na natureza. Mais de 700 aminoácidos já foram descritos, muitos sem ainda ter um papel biológico definido. Alguns são simplesmente derivados dos aminoácidos que estudamos, outros possuem estruturas incomum, alguns ainda são até tóxicos para alguns organismos. 
	Quanto a importância biológica dos aminoácidos, além da sua participação na composição de todos os produtos descritos anteriormente, temos também as funções especializadas dos aminoácidos. Essas incluem a utilização dos aminoácidos como mensageiros químicos na comunicação entre células. Por exemplo, a glicina, o GABA e a dopamina são neurotransmissores, já a histamina é um potente mediador local em reações alérgicas, e a tiroxina é um hormônio tireóideo, que contém iodo e que geralmente estimula o metabolismo em vertebrados. 
	Alguns aminoácidos são importantes como intermediários em vários processos metabólicos, entre eles a citrulina e a omitina, intermediários na biossíntese de ureia, a homocisteína, um intermediário do metabolismo dos aminoácidos e a S-adenossilmetionina, um reagente biológico para metilações. Os aminoácidos podem reagir entre si, unindo-se por ligações ditas peptídicas. A reação para esta formação é chamada de condensação ou desidratação, já que libera uma molécula de água após o grupo carboxila de um aminoácido se ligar ao grupo amino de outro aminoácido, formando uma amida com ligação covalente C-N.
	Mesmo com a ligação dos dois aminoácidos, note que as extremidades dos aminoácidos ainda podem reagir com outros aminoácidos, formando cadeias de tamanhos variados, desde muito pequenos com dois ou três milhares de resíduos de aminoácidos até grandes cadeias. Essas ligações são muito estáveis, tendo meia-vida média de sete anos nas condições intracelulares e, por convenção, o terminal amino é sempre representado à esquerda, de onde começamos a dar o nome para a cadeia de aminoácidos. 
	Quanto à nomenclatura, dois aminoácidos unidos pela ligação peptídica são ditos dipeptídeos, três aminoácidos na mesma condição tripeptídeo, e assim seguem até alguns aminoácidos unidos passam a ser chamados de oligopeptídeos. Muitos aminoácidos unidos formam um polipeptídeo, e embora muitas vezes os termos se confundam, quando o peso molecular do composto ultrapassa os 10.000 Da, temos uma proteína. 
	Muitos peptídeos apresentam importante biológica e isso independente de seu tamanho. O aspartame, um conhecido adoçante artificial, por exemplo, é formado pelo dipeptídeo L-aspartil-L-fenilalanil metil éster. Alguns hormônios são peptídeos pequenos também, e mesmo em concentrações muito baixas exercem seus efeitos, por exemplo, a ocitocina, que contém nove resíduos de aminoácidos e é responsável por estimular as contrações uterinas durante o parto. 
	Ainda, alguns polipeptídeos pequenos também possuemimportância biológica, como o glucagon, um hormônio pancreático, composto por 29 resíduos e a corticotropina, um hormônio de 30 resíduos de aminoácidos de glândula hipofisária anterior que estimula o córtex adrenal. Em geral, os peptídeos não ultrapassam 2000 resíduos de aminoácidos, mas a titina, uma constituinte do músculo de vertebrados chega a 27.000 resíduos. 
	Quanto às proteínas, além do peso molecular citado anteriormente, podemos dizer que elas sempre possuem mais de 20 aminoácidos. Uma grande parte são completamente sintetizada no citosol das nossas células pela tradução do RNA, e após sua síntese são destinadas ao local em que exercerá sua função por intermédio de sinais de reconhecimento pela célula. Do ponto de vista estrutural são as biomoléculas mais importantes para o organismo e sua importância já era reconhecida desde o começo dos estudos com proteínas, conforme podemos notar pela frase do químico sueco Jons Jabob Berzelius em uma carta ao também químico Gerardus Johannes em 1823. 
	Dependendo dos tipos de aminoácidos que constituem a proteína, assim como do tamanho da cadeia, temos uma configuração espacial desta cadeia, e assim podemos dividir, didaticamente, nos níveis de organização das proteínas em estruturas: primária, secundária, terciária e quaternária. 
	Estrutura primária: esse nível é composto pela sequência dos aminoácidos ao longo da cadeia polipeptídica. Assim, embora o primeiro e mais simples nível de organização seja também o mais importante, pois as características químicas e fiscais de cada resíduo de aminoácido utilizado contribuirão para toda a organização espacial final da proteína. Esta sequência é determinada geneticamente e é representada por meio das ligações peptídicas entre os resíduos de aminoácidos, conforme vimos anteriormente. 
	Estrutura secundária: Como as ligações peptídicas podem sofrer rotações afim de minimizar a energia em contato com o meio em que se encontram, os aminoácidos próximos entre si um arranjo espacial, resultando nas estruturas secundárias. Muitas vezes os arranjos secundários ocorrem de forma regular, isto é, os ângulos das ligações se repetem ao longo de um segmento da proteína, resultando em estruturas cilíndricas estabilizadas por ligações de hidrogênio entre os resíduos de aminoácidos (alfa-hélice) ou em estruturas achatadas e rígidas por ligações de hidrogênio entre regiões vizinhas (folha-beta-pregueada).
	Estrutura terciária: Ligações de hidrogênio e pontes dissulfeto, além de interações hidrofóbicas e eletrostáticas, estabilizam as estruturas secundárias resultando em um enrolamento desta. Esta estrutura é o dobramento final da proteína, sendo caracterizada por ligações entre regiões de longa distância entre os aminoácidos (lembre-se que na estrutura secundária as ligações ocorrem a curta distância). Como as sequências de aminoácidos são diferentes, as proteínas apresentam estruturas terciárias diferentes, responsáveis por diferentes efeitos biológicos. 
Estrutura quaternária: Esta estrutura é menos comum, mas ocorrem quando a proteína é composta por mais de uma cadeia polipeptídica, unidas entre si pelas ligações químicas citadas anteriormente, podendo resultar em funções diferentes para a estrutura resultante. Um exemplo clássico de estrutura quaternária é a hemoglobina, formada por quatro cadeias polipeptídicas. 
As proteínas podem conter em sua composição outros compostos que não aminoácidos. Caso isso ocorra a proteína é dita conjugada e o radical não peptídico dela é dito grupo prostético. Exemplos deste caso são as mataloproteínas, que contém metal em sua composição, hemeproteínas, lipoproteínas, glicoproteínas, dentre outras. 
Outra classificação das proteínas se dá pelo número de cadeias polipeptídicas, sendo monoméricas quando formadas por apenas uma cadeia ou oligoméricas quando formadas por mais de uma cadeia (em geral são proteínas estruturais e de funções mais complexas em nosso organismo). 
	As proteínas podem, ainda, ser classificadas em fibrosas ou globulares de acordo com sua forma. As primeiras são insolúveis em água, possuem peso molecular elevado e geralmente são formadas por longas moléculas mais ou menos retilíneas e paralelas ao eixo das fibras. Temos nesse grupo as proteínas de estrutura, como o colágeno, a queratina e a miosina. 
	Uma proteína interessante deste grupo é a tubulina, que embora apresente múltiplas subunidades globulares, classifica-se como fibrosa pela sua disposição helicoidal. Já as proteínas globulares são mais ou menos esféricas, especialmente mais complexas, geralmente solúveis no meio aquoso e incluem as proteínas ativas, como as enzimas e os transportadores. 
	Quanto à importância biológica das proteínas, poderíamos ficar discutindo durante muitas páginas todas as contribuições que temos por esta classe de biomoléculas. Mas vou apenas citar alguns exemplos que mostram a participação das proteínas em nosso corpo para ilustrar sua importância. 
	As proteínas podem desempenhar funções hormonais, especificamente em algum órgão ou estrutura, como a insulina, que retira a glicose em excesso do sangue. Podem ainda participar das funções de defesa do organismo, como os anticorpos, especializados no reconhecimento e neutralização de vírus, bactérias e substâncias exógenas. Outras proteínas de defesa são o fibrinogênio e a trombina, responsáveis pela coagulação sanguínea em caso de cortes e ferimentos. 
	As proteínas também estão presentes na nutrição, exercendo função energética e fornecendo aminoácidos. Deficientes proteicas nutricionais podem levar a um desequilíbrio homeostático e na infância à deficiência no crescimento. O recomendado por nutricionistas é a ingestão diária de 0,8 a 0,9 gramas de proteínas por kg do nosso corpo na fase adulta. As enzimas também são proteínas importantes que atuam nas reações químicas e serão abordadas em um tópico, no próximo módulo. 
	 Além dessas funções, as proteínas ainda são encontradas no transporte dos gases (principalmente do oxigênio), como por exemplo, a hemoglobina e a hemocianina, e no armazenamento, como a ferritina, localizada no fígado e responsável pela reserva do ferro. Para finalizar o tópico sobre aminoácidos e proteínas falaremos sobre a desnaturação das proteínas, que é a perda da sua estrutura secundária e/ou terciária, ou seja, seu arranjo tridimensional, fazendo com que a atividade biológica seja perdida na maioria dos casos. 
	A desnaturação não rompe as ligações peptídicas e pode ser causada pelo aumento da temperatura, extremos de pH, solventes orgânicos, exposição a detergentes e agitações vigorosas. A renaturação pode ocorrer caso o meio volte à sua composição anterior, como visto para a ribonuclease, porém nem sempre isso acontece. 
Enzimas 
	Por definição, as enzimas são os catalisadores das reações bioquímicas dos sistemas biológicos. Utilizaremos o açúcar para gerar energia para todas nossas atividades diárias. Essa energia é gerada com a conversão do açúcar em CO2 e H2O na presença de oxigênio. 
	Mas não vemos o açúcar se transformar em CO2 e H2O quanto o compramos no mercado. Essa reação é termodinamicamente favorável, porém é muita lenta. E aí entram os catalisadores, com a função de aumentar a velocidade das reações, possibilitando o aproveitamento destas em uma escala de tempo útil para a manutenção da nossa vida. 
	Em geral as enzimas são proteínas altamente especializadas, com exceção de um pequeno grupo de enzimas que são compostas por moléculas de RNA catalítico. O estudo das enzimas é de grande importância prática, seja na área da saúde ou na indústria, havendo uma área de estudo especifica para esta classe de biomoléculas: a enzimologia. 
	Vamos começar a estudar as enzimas por meio da sua nomenclatura, para facilitar futuramente, quando alguns termos mais técnicos forem utilizados. A nomenclatura das enzimas é normatizada pelo NC-IUBMB (Comitê de Nomenclatura da União Internacional de Bioquímica e Biologia Molecular) e é dividida em seis classes, segundo a natureza das reações químicas que elas catalisam.Estas classes foram organizadas no formato de tabela para facilitar a visualização. Não é necessário memoriza-la mas é interessante conhece-las. 
1. Oxidorredutase – Reações de oxidorredução, transferindo prótons (H+) ou hidretos (H-). 
2. Transferase – Reações com transferência de grupos químicos funcionais. 
3. Hidrolase – Reações de hidrólise, utilizando a água como receptor de grupos químicos funcionais. 
4. Liase – Reações envolvendo ligações duplas. 
5. Isomerase – Reações de transformação de uma molécula em seu isômero. 
6. Ligase – Reações com formação de ligação química, utilizando o ATP como fornecedor de energia. 
Ainda, as enzimas são subdivididas em outras categorias, sendo identificadas por um número denominado EC. Por exemplo, a EC 3.5..1.5 é a uréase (e pertence à classe 3 – hidrolase). Dica: Repare que geralmente as enzimas terminam pelo sufixo –ase adicionado ao nome do substrato ou da ação que exerce. Assim, a uréase catalisa a hidrólise da ureia. 
Caso você tenha interesse, existe uma base de dados muito interessante para nomenclatura e classificação enzimática. O site chama-se BRENDA e traz nomenclatura, os números EC, dados físicos e funcionais, propriedades moleculares e dados sobre a estrutura de cada enzima para diversos organismos. Vale à penas conferir. 
Devido à sua natureza proteica, devemos considerar alguns fatores que podem afetar o funcionamento das enzimas. O primeiro deles é a temperatura, que pode desnaturar a enzima por intermédio da alteração da sua estrutura terciária por afetar as ligações fracas que a mantém, alterando o sítio ativo, que é o local onde as moléculas se ligam à enzima para que a reação ocorra. 
Outro fator importante é o pH do meio, que em valores extremos pode exercer o mesmo efeito da temperatura sobre as enzimas. Geralmente a faixa de trabalho destas é em pH entre 5 e 9, e leves alterações podem afetar a ligação do substrato à enzima ou afetar o sítio de ligação. 
Ainda, a atividade enzimática pode ser afetada pela ausência de cofatores. Os cofatores são moléculas não proteicas que se ligam às enzimas para que estas exerçam suas funções catalíticas. Assim, a anidrase carbônica, por exemplo, necessita de moléculas de zinco para atuar. 
Este é um esquema da anidrase carbônica, mostrando o zinco atuando como cofator – esfera clara central. Esta enzima é importante no transporte de CO2 e no controle do pH sanguíneo. Outros fatores que afetam o funcionamento das enzimas são a concentração do substrato e da própria enzima. Como são os dois componentes principais da reação enzimática, alterações em suas concentrações levam a mudanças na velocidade de reação enzimática, descrita por diferentes modelos matemáticos, sendo o principal deles a Equação de Michaelis-Menten.
Nesta equação, o v é a velocidade da reação, definida pela multiplicação entre a velocidade máxima da reação e a concentração do substrato, dividida pela somatória da concentração do substrato e da constante Km (denominada constante de Michaelis), que é a constante de dissociação do complexo substrato-enzima, medindo, portanto, a estabilidade deste complexo. Essa equação descreve um gráfico em hipérbole retangular. 
A equação e o gráfico de Michaelis-Menten são muito utilizados nos estudos de cinética enzimática por representar a grande maioria das enzimas e são muito importantes na elucidação do mecanismo catalítico enzimático. Voltando aos fatores que afetam o funcionamento das enzimas, temos a inibição enzimática, que pode ser ocasionada por moléculas que se ligam às enzimas, alterando a ligação destas com os substratos ou o número de enzimas disponíveis e, consequentemente, reduzindo a atividade enzimática. 
A maioia dos inibidores são substâncias muito parecidas com os substratos, mas que não reagem da mesma forma frente às enzimas. Essa inibição pode ser competitiva, incompetitiva ou não competitiva. Vale à pena aprofundarmos um pouco mais nestes mecanismos de inibição, já que a partir de dados de inibição enzimática podemos obter informações quanto à natureza da química e da conformação do sítio de ligação ao substrato, além da importância desta área no desenvolvimento de quimioterápicos. 
O inibidor é competitivo quando compete diretamente com o substrato pelo sítio de ligação da enzima. Normalmente possui estrutura muito semelhante com o substrato, mas pequenas diferenças provocam diferentes tipos de interações como o sítio de ação, fazendo com que a ligação enzima-substrato não seja reativa. Logo, um inibidor competitivo atua reduzindo a concentração de enzima livre disponível para se ligar ao substrato. 
Essa ligação do inibidor com a enzima pode ser temporária ou irreversível. Neste último caso o inibidor é dito inativador da enzima, por inativar a ação desta definitivamente. Um exemplo de inibição competitiva é a reação entre o metotrexato (inibidor) e a succinato-desidrogenase, uma enzima do ciclo do ácido ciclo. 
Já na inibição incopetitiva o inibidor liga-se ao complexo enzima-substrato, e não à enzima livre. Este inibidor não possui, necessariamente, uma semelhança estrutural com o substrato, e afeta a afinidade entre este e a enzima. A terceira forma de inibição é a mita ou não competitiva, em que o inibidor liga-se tanto à enzima quanto ao complexo enzima-substrato. Na prática estes mecanismos de ação são mais importantes para enzimas que possuem vários substratos e são importantes em experimentos bioquímicos. 
A imagem da Glutationa ilustra o mecanismo de ação inibitório competitivo, em que uma molécula representada em vermelho se liga à enzima, impedindo o substrato de formar o complexo enzima – substrato e dar sequência à reação enzimática, formando os produtos de interesse ao organismo. Embora todas as enzimas tenham sua importância biológica em nossas vidas, algumas merecem destaque. Uma delas é a glutationa e suas enzimas relacionadas, que possuem papel central na biotransformação e eliminação de compostos exógenos e na defesa das células contra o estresse oxidativo. 
	Repare nesta molécula as duas ligações peptídicas. Trata-se de um tripeptídeo, que devido às suas atividades cataliticas e reações com recuperação da forma inicial molecular pode ser classificado como enzima. Vamos finalizar esta primeira parte de nossos estudos falando um pouco sobre as vitaminas. 
Eles atuam no nosso organismo como precursoras de coenzimas. As coenzimas possuem mecanismo semelhante aos cofatores. Em geral, as enzimas não são muito adaptadas para catalisarem reações de oxidorredução. As coenzimas facilitam essas reações, porém diferentemente das enzimas têm suas estruturas químicas modificadas após a reação. 
Por definição, as vitaminas são compostos orgânicos presentes nos alimentos e embora essenciais para o correto funcionamento do organismo, podem levar a doenças em caso de falta ou excesso. Ainda, não podem ser digeridas pelo ser humano em quantidades apreciáveis. 
Podem ser classificadas em lipossolúveis ou hidrossolúveis de acordo com suas solubilidades em água e são representadas por letras ou letras e números. Assim, o ácido ascórbico também é chamado de vitamina C ou ácido fólico de vitamina B9. As vitaminas lipossolúveis são as vitaminas A, D, E e K, e não são precursoras de coenzimas. Todas as outras são hidrossolúveis e seguem o que foi dito nos parágrafos anteriores. 
Acredita-se que nossos antepassados tivessem a capacidade de sintetizar as vitaminas, assim como as plantas e alguns microrganismos ainda as produzem. Porém, com a evolução as vitaminas passaram a estar presentes nas dietas, tendo sido perdida a maquinaria celular para suas sínteses.
Carboidratos 
Os carboidratos (hidratos de carbono) são as biomoléculas mais abundantes na natureza. Muitas vezes são chamados de açúcares ou sacarídeos e são definidos pela sua composição química característica: carbono, hidrogênio e oxigênio, embora algumas vezes possam apresentar nitrogênio, fosforo ou enxofre em suas moléculas. 
Duas principais funções são relacionadas aos carboidratos. A primeira é a energética,em que as moléculas são convertidas em energia para os trabalhos celulares, armazenada em nosso organismo sob a forma de ATP. O carboidrato pode ser armazenado para posterior utilização. Nas plantas este processo ocorre nos amiloplastos e a forma armazenada é o amido. Já nos animais armazenam-se o glicogênio no fígado e nos músculos. 
Outra função importante dos carboidratos é a estrutural, em que polímeros insolúveis funcionam como elementos estruturais e de proteção nas paredes celulares bacterianas e vegetais e nos tecidos conjuntivos de animais. Ainda atuam como lubrificante e participam do processo de reconhecido e coesão entre células, participam da composição dos ácidos nucleicos e quando covalentemente ligados e proteínas ou lipídeos podem atuar na sinalização para determinação da localização intracelular ou destino metabólico de compostos. 
Os monossacarídeos são as unidades básicas dos carboidratos e é o número de unidades que define a classificação do carboidrato. Assim, temos os monossacarídeos, os dissacarídeos, os oligossacarídeos e os polissacarídeos. Outra classificação é quanto ao produto de hidrólise do carboidrato, que é classificado em holosídeo quando a hidrólise gera somente monossacarídeos ou heterosídeo quanto a hidrólise gera monossacarídeos e outros compostos. 
Vamos agora estudar um pouco mais sobre as propriedades dos carboidratos, de acordo com a classificação pelo número de monossacarídeos, a nomenclatura e a importância biológica de alguns carboidratos. Os monossacarídeos são os carboidratos mais simples e são compostos por aldeídos ou cetonas contendo grupos hidroxila a molécula. As moléculas possuem de três a sete átomos de carbono, que muitas vezes pode ser quiral. Comumente, quanto a molécula possui mais de cinco átomos de carbono ocorre ciclização na estrutura química. Os monossacarídeos podem ser classificados de acordo com a natureza química de seus grupos carbonila e o número de átomos de carbono. 
Assim, se o grupo carbonila é um aldeído o açúcar é uma aldose e se o grupo carbonila é uma cetona o açúcar é um cetose. Já de acordo com o número de carbonos, temos trioses, tetroses, pentoses e assim sucessivamente, os monossacarídeos são compostos incolores, sólidos cristalinos, naturalmente solúveis em água e a maior parte deles possui sabor doce. A quiralidade destas biomoléculas pode ser representada pelas fórmulas de projeção de Fischer e os D – carboidratos são mais abundantes na natureza do que os L – carboidratos. 
Os dissacarídeos são formados pela ligação covalente entre dois monossacarídeos, ligação esta denominada O – glicosídica. Esta ligação é um análogo em carboidratos da ligação peptídica em proteínas e pode ser hidrolisada por enzimas denominadas glicosidases. 
Quanto à nomenclatura dos dissacarídeos, primeiro escreve-se a configuração do monossacarídeo à esquerda, seguido do seu nome. Indica-se então entre parênteses os átomos de carbono que estão fazendo parte da ligação glicosídica e depois a configuração e o nome da segunda unidade monomérica. Assim, a maltose também pode ser denominada alfa-D-glicopiranosil –(1 – 4) – beta – D – glicopiranose, onde temos pirano são utilizados para indicar que o anel possui 6 átomos de carbono. 
Uma propriedade importante em grande parte dos carboidratos é a capacidade de serem oxidados por íons cúpricos (Cu2+) e férricos (Fe3+). Os açúcares que apresentam esta propriedade são ditos redutores e não formam glicosídeos, devido à facilidade com que os grupos aldeídos presentes na molécula reduzem agentes oxidantes fracos. 
Quanto aos polissacarídeos, também denominados glicanos, diferem entre si de acordo com a natureza da unidades monossacarídicas, os tipo de ligações glicosídicas, o comprimento das cadeias e o grau de ramificação destas. Assim, quando o polissacarídeo é composto por apenas um único tipo de unidade monomérica ele é dito homopolissacarídeo, e quando possui mais de um tipo, heteropolissacarídeo. 
Os homopolissacarídeos mais importantes são o amido e o glicogênio, utilizados para o armazenamento de energia pelas células, e a celulose e a quitina, utilizados na composição da estrutura das paredes celulares vegetais e de exoesqueletos de animais, respectivamente. 
Repare que diferentes das proteínas e dos ácidos nucleicos, os polissacarídeos formam polímeros lineares e também ramificados, já que as ligações glicosídicas podem ser feitas com qualquer hidroxila dos monossacarídeos. Mas, felizmente para nossa compreensão, a maioria é linear e os poucos polissacarídeos ramificados apresentam formas bem definidas. 
Dentre os heteropolissacarídeos, temos como exemplo os glicosaminoglicanos, compostos por monossacarídeos ligados ao ácido urônico ou sulfato, e os peptideoglicanos, que são monossacarídeos ligados e peptídeos. Os primeiros fazem parte da lubrificação nas articulações e como matriz extracelular no tecido conjuntivo, já os segundos atuam estruturalmente no envoltório celular de bactérias. 
Lipídeos 
Outra classe importante dentro das biomoléculas é a dos lipídeos. O termo lipídeo vem do grego lipos, que significa gordura, e embora seja uma classe que engloba compostos quimicamente muito diferentes envolvendo C, H e O, todos possuem uma propriedade em comum: são insolúveis em água. 
O sistema oficial para nomenclatura não e muito utilizado, mas basicamente, o número de átomos de carbono é indicado pelo seu prefixo grego, assim um lipídeo com 12 C tem seu nome iniciado em – dodeca e um com 14 C, - tetradeca. Os sufixos dos lipídeos saturados têm sufixo – anoico e dos insaturados, - enoico. Por exemplo, o ácido linoleico é oficialmente denominado 9(Z), 12 (Z) – octodecadienoico. 
Dentro da classificação dos lipídeos temos, principalmente, os ácidos graxos, os triacigliceróis, os glicerofosfoslipídeos e os esfingolipídeos. Vale à pena conhecemos um pouco mais sobre cada uma dessas classes devido às importantes funções que elas desempenham em nosso organismo. Os ácidos graxos são derivados dos hidrocarbonetos e apresentam como característica o baixo estado de oxidação. 
Apresentam de 4 a 36 átomos de carbono, que podem estar em cadeias ramificadas ou não. Devido à rotação relativamente livre das ligações C-C, os ácidos graxos saturados são altamente flexíveis, podendo adotar diferentes conformações. Como são insolúveis em água, circulam no sangue ligados a um transportador proteico, a albumina. Estes compostos são muito importantes na constituição das membranas celulares e suas propriedades de flexibilidade e fluidez são fundamentais para as propriedades das membranas. 
Os triacilgliceróis são triésteres de ácidos graxos e glicerol encontramos em gorduras e óleos. Embora não participam da composição das membranas celulares, esta classe é a mais abundante dentro dos lipídeos e são importantes como reerva de energia para os animais, principalmente nos adipócitos. 
Os glicerofosfolipídeos são moléculas anfifílicas, ou seja, possuem caudas alifáticas apolares e cabeças polares. São os principais constituintes das membranas celulares, formando a bicamada lipídica, característica das membranas animais. Outra classe importante é a dos esfingolipídeos, também importantes para as membranas celulares. Os compostos dessa classe não apresentam o glicerol em sua estrutura e além da cabeça polar, possuem duas caudas apolares. 
A participação desses compostos em membranas celulares resulta de uma propriedade interessante dos lipídeos. Como alguns grupos apresentam moléculas anfifílicas, e como vimos anteriormente, nosso corpo é constituído por uma grande porcentagem aquosa, os lipídeos interagem entre si formando micelas e bicamadas, para eliminar contatos desfavoráveis energeticamente entre a água e as caudas apolares destes compostos. 
As micelas tendem a ser formadas quando os compostos apresentam uma única causa. Já as bicamadas se formam com glicerofosfolipídeos e esfingolipídeos. Quando essa junção de compostos químicos apolares envolve um conteúdo interno, por exemplo, de algum solvente, o composto resultadoé dito lipossomo, que é uma ferramenta importante no carreamento de composto, por exemplo, fármacos. 
Embora temos visto lipídeos como componentes de armazenamento e estrutura celular, muitos lipídeos possuem a importante função biológica de atuar como sinais, cofatores e pigmentos. Exemplos são os hormônios e os fatores de crescimento. Os hormônios são constituídos, em sua maioria, pelos lipídeos da classe dos esteroides. Já as classes dos fosfatidilinositóis e alguns derivados da esfingosina são importantes para a função de sinalização intracelular. 
Para sinalização entre células próximas são utilizados os compostos da classe dos eicosanoides, como as prostaglandinas, os tromboxanos e os leucotrienos. Estas classes não serão vistas em detalhes neste curso já que o foco é em bioquímica. Os estudos dos eicosanoides, por exemplo, se enquadram melhor dentro da farmacologia. Já as membranas biológicas são amplamente estudadas dentro de outras áreas da biologia. 
Como você pode ver, a bioquímica muitas vezes é uma área multidisciplinar, e por isso recomendo que você sempre possa dar uma lida e uma estudada em outros assntos da área biológica e da saúde, para que cada vez mais seus conhecimentos em bioquímica se solidifiquem. Dito isso, vamos à última classe de biomoléculas deste curso: os ácidos nucleicos. 
Ácidos Nucleicos 
Ácidos nucleicos são macromoléculas formadas por nucleotídeos, que por suas vez são ésteres de fosfato de um açúcar de cinco carbonos contendo uma base nitrogenada. Esta base nitrogenada pode vir de uma pirimidina ou de uma purina. 
Os ácidos nucleicos são classificados quanto ao açúcar que contêm. Assim, quando o açúcar é uma ribose o ácido nucleico resultante é o RNA. Já quando o açúcar é uma desoxirribose o ácido nucleico resultante é o DNA. O DNA é muito conhecido por suas funções de armazenamento e transmissão de informações biológicas. Já o RNA possui mais funções e podem ser divididos em várias classes. 
O RNA ribossômico (rRNA) são estruturas complexas responsáveis pela síntese de proteínas dentro dos ribossomos. Já o RNA mensageiro (mRNA) atua como intermediário, transportando as informações genéticas do gene para os ribossomos. Temos também o RNA transportador (tRNA), que traduz a informação contida no mRNA em uma sequência de aminoácidos. 
Ainda, os ácidos nucleicos podem desempenhar outras funções, como a de transportadores de energia, cofatores enzimáticos e mensageiros químicos, participando de processos de regulação biológica. Vale à pena estudarmos um pouco mais os processos de replicação, transcrição e tradução, também conhecidos como “expressão gênica”, que consiste em entender como uma molécula de DNA pode gerar RNAs e as proteínas de nosso organismo. 
O termo transcrição é utilizado para a produção do RNA a partir do DNA, já o termo tradução é dado para a produção das proteínas a partir do RNA. Temos ainda a replicação, que é a formação da molécula de DNA a partir dela mesmo. 
A estrutura do DNA envolve a participação de duas metades complementares. Essas duas fitas são torcidas uma em volta da outra formando a dupla hélice de DNA. Para que ocorra a divisão celular as fitas se separam e cada uma serve de molde para que a célula sintetize outra fita complementar, gerando duas moléculas de DNA idênticas que vão cada uma para uma célula-filha durante o processo de divisão celular. 
O interessante é que a célula possui uma maquinaria eficiente de correção de erros. Assim, quando alguma fita sofre uma lesão, a célula consegue pode reparar este erro e continuar a produzir RNA de forma eficiente, garantindo a continuidade das informações contidas no DNA. Para a produção do RNA, durante o processo de transcrição, algumas enzimas atuam separando as duas fitas de DNA para que nucleotídeos complementares possam se ligar aos moldes das fitas. 
A seleção de qual nucleotídeo vai se ligar é feita pela enzima RNA – polimerase e segue uma exigência: a base nitrogenada guanina (G) sempre é ligada com uma citosina (C) e vice-versa; já a base nitrogenada adenina (A) pode ser ligada à base timina (T), caso a molécula resultante seja o RNA. 
Outra diferença interessante entre a replicação e a transcrição pe que durante esta segunda as fitas de DNA não se separam totalmente. Assim, durante todo o processo existe um complexo DNA – RNA – DNA e somente uma fita é transcrita por vez. Embora a transcrição seja um processo relativamente simples, existe uma vasta maquinaria de controle preciso durante todo o processo. 
Ainda, em eucariotos, a maioria do RNA transcrito pelo DNA passa por modificações pós-transcricionais extensas para se tornar funcional. Essas modificações envolvem a adição de uma cabeça contendo 7-metilguanosina e uma cauda de ácido poliadenílico, além de um aplicing gênico, em que algumas regiões denominadas introris são removidas do RNA e as regiões restantes, denominadas éxons, são religadas nas suas ordens originais, formando o RNA maduro. 
O processo de tradução ocorre nos ribossomos. Em uma primeira etapa o tRNA leva os aminoácidos ao ribossomo para formar uma proteína. O mRNA que está lá não se liga diretamente aos aminoácidos e sim ao tRNA. 
Um conceito importante para continuarmos a falar sobre a tradução é o de códon e anticódon. Um códon é uma sequência de três bases nitrogenadas de mRNA que codificam para um aminoácido. Já o anticódon é a sequência de três bases nitrogenadas complementares de tRNA complementar ao códon. 
Por exemplo, o aminoácido valina é reconhecido pelo códon guanina-uracila. Já o aminoácido tirosina é reconhecido pelos códons UAU e UAC. Três códons estão reservados para o processo de parada de tradução: UAA, UAG e UGA, e um códon esta reservado para o processo de início da tradução: AUG. Em conjunto, todas as sequências são conhecidas como o código genético. 
Voltando ao processo de tradução nos ribossomos, o mRNA é passado através do ribossomo, e cada um dos códons, na sua vez, liga-se ao tRNA correspondente seguindo o mesmo processo de ligação descrito anteriormente: G – C, C – G, A – U e A –T. Quando isto ocorre o resíduo de aminoácido forma uma ligação peptídica com o resíduo anterior e a cadeia vai crescendo, formando a cadeia polipeptídica, que após se desligar dos ribossomos forma ligações fracas que dão origem às estruturas secundárias e terciárias das proteínas por meio de processos de modificações pós tradicionais. 
Uma função interessante dos ácidos nucleicos é a participação nos mecanismos de sinalização que possuímos. Nossas células produzem diferentes respostas a partir do ambiente, por intermédio de hormônios ou outros sinais químicos extracelulares. Após a interação destes sinais com a superfície celular, por meio de receptores proteicos e lipídicos, ocorre a produção de mensageiros secundários dentro das células, que por sua vez são responsáveis por alterações adaptativas no interior da célula. 
Na maioria das vezes esse mensageiro secundário é um nucleotídeo, sendo que o mais comum é o AMP cíclico (cAMP), que é formato a partir do ATP por meio de uma enzima presente na membrana interna das células, a adenilil ciclase. Outro composto que também possui essa função de mensageiro secundário é o cGMP. 
Para finalizar este módulo este modulo e nossos estudos em biomoléculas, é interessante saber um pouco sobre as considerações sociais, éticas e legais envolvendo principalmente a manipulação dos ácidos nucleicos. Com a descoberta da estrutura do DNA, a área da engenharia genética passou a se desenvolver e hoje a ciência é capaz de manipular o DNA de maneira complexa, incluindo sua síntese, modificações estruturais e incorporação em organismos vivos. 
As discussões éticas surgiram quando pesquisadores visualizaram a possibilidade de inclusão de genes tóxicos em bactérias inofensivas ao ser humano, gerando patógenos mortais. E essas discussões geraram dois grandes grupos de pesquisadores e mesmo dentro da sociedade: o daqueles que acreditavam em enormes benefícios potenciais das pesquisas nesta área de DNA recombinante, desde quea precauções de segurança fossem criadas e o grupo dos que acreditavam em potenciais riscos aos seres humanos ou ao ambiente, a ponto de não concordarem com a continuidade das pesquisas nesta área sob qualquer circunstância. 
O primeiro ponto de vista prevaleceu e algumas leis foram criadas para aqueles que trabalham com a manipulação genética. Alguns experimentos perigosos foram proibidos, outros necessitavam de exigências de contenções de organismos geneticamente modificados, tanto física quanto biologicamente. 
Até o momento não há organismos vivos alterados geneticamente que apresentam riscos descritos à nossa saúde e muitas vezes as técnicas de DNA recombinante têm ajudado a eliminar riscos causados por outros patógenos (especialmente os virais, como no caso do vírus da AIDS). 
Porém, algumas discussões devem ser pensadas, como por exemplo: se conseguirmos alterações funções complexas do nosso organismo, afetando, por exemplo, nossas capacidades físicas ou de inteligência, quais alterações seriam desejáveis? Sob que circunstâncias deveriam ser feitas? Quem deveria decidir se elas deveriam ser realizadas? 
Ainda, a clonagem animal e vegetal já é realizada. Deveríamos clonas seres humanos com características desejáveis? Poderíamos utilizar informações genéticas para avaliar a capacidade individual para determinados cargos e funções? Essas questões devem ser sempre repensadas e uma área foi criada justamente para tratar delas. É um ramo da filosofia denominado bioética. Um filme muito interessante que trata desse tema é o Gattaca – Experiência Genética de 1997. 
Conhecer as biomoléculas e estudar seus funcionamentos permite que você esteja sempre à frente destas discussões que guiam nossa sociedade, permitindo que você seja um agente ativo em nosso processo evolutivo, pense nisso. Finalizamos nossos estudos em biomoléculas. A partir do próximo módulo estudaremos o metabolismo e a bioenergética dentro da área bioquímica. 
Agora iniciaremos os itens mais importantes do metabolismo. O tema é um pouco mais pesado que os anteriores, porém de muita importância. Ele conecta todas às vias metabólicas e faz-nos compreender o processo de respiração celular, com consumo de O2 e produção de energia na forma de ATP. Reler esta aula algumas vezes irá colaborar para que os novos termos utilizados sejam assimilados e você possa raciocinar bioquimicamente, resolvendo todos os problemas bioquímicos que lhe forem apresentados. 
Ciclo de Krebs 
	O ciclo de Krebs, também chamado de ciclo de ácido cítrico é a via metabólica central do nosso organismo, sendo responsável por grande parte da oxidação de carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos, além da produção de diversos precursores biossintéticos, ou seja, esta via é anfibólica, porque atua tanto como catabólica quanto como anabólica. 
	Em resumo, o ciclo do ácido cítrico oxida o grupamento acetila da molécula acetil-CoA formando CO2 e conservando a energia livre liberada por meio da formação de ATP. Vamos então estudar cada passo dessa via, seus mecanismos de regulação e a forma de produção de acetil-CoA . 
	O ciclo de Krebs é uma via cíclica e é dividido em oito etapas, com o ponto de partida na formação do citrato a partir da condensação do acetil-CoA com o oxaloacetato catalisado pelo citrato sintase. Essa enzima forma o intermediário citroil-CoA em seu sítio ativo, que então é clivado em citrato e CoA, e primeiro se liga ao oxaloacetato, alterando sua conformação para disponibilizar o sítio ativo do segundo substrato, ou seja, um mecanismo de ajuste induzido. 
	A segunda etapa desta via é a transformação reversível do citrato em isocitrato pela enzima aconitase. Esta enzima contém um centro ferro-enxofre, forma um intermediário cis-aconitato e promove a adição de uma molécula de água, que pode gerar o isocitrato ou então o citrato. Embora somente 10% dos produtos sejam o isocitrato, ele é rapidamente consumido na próxima etapa do ciclo e, logo, a reação é deslocada para a formação dele. 
	O isocitrato é então oxidado a alfa-cetoglutarato e CO2 pela isocitrato desidrogenase, que é uma enzima dependente de NAD+ e Mn2+. Outra oxidação ocorre para formar a succinil-CoA e CO2 a partir do alfa-cetoglutarato pelo complexo da alfa-cetoglutarato desidrogenase. Nesta reação, o NAD+ atua como receptor de elétrons e o CoA como carreador do grupo succinil. 
	A quinta etapa desta via é a conversão do succinil-CoA em succinato. Essa reação ocorre por meio da enzima succinil-CoA, sendo que a energia liberada é utilizada a ligação de anidrido fosfórico para formar ATP ou GTP. Embora o ATP e o GTP sejam energeticamente equivalentes, a enzima nucleosídio difosfato quinase pode liberar o grupo fosfato terminal do GTP para formar ATP, sendo esta a forma preferencial de conservação da energia. 
	Na sexta etapa o succinato é oxidado a fumarato pela flavoproteína succinato desidrogenase, firmamente ligada à membrana mitocondrial interna. Além de grupamentos ferro-enxofre, esta enzima utilizada FAD para realizar a oxidação. Os elétrons retirados do succinato possuem como receptor final o O2, formando 3 ATPs para cada 4 elétrons transferidos. 
	O fumarato é então hidratado a malato pela enzima fumerase, e na oitava e última etapa do ciclo o malato é oxidado a oxaloacetato pela malato desidrogenase, enzima ligada ao NAD+. O oxaloacetato formado é então repidamente removido pela primeira enzima do ciclo, fechado o ciclo do ácido nítrico. 
	Informações contidas em uma volta do ciclo de Krebs: 1 grupo acetila gera 2 moléculas de CO2; 3 moléculas de NAD+ são reduzidas a NADH; 1 molécula de FAD é reduzida a FADH2; 1 grupo ATP é produzido. 
	Os 8 elétrons envolvidos das reações acima passam para a cadeia de transporte de elétrons reduzindo 2 moléculas de O2 a H2O. Ao total, após todas as transferências de elétrons, temos um saldo de 12 moléculas de ATP. 
	Mas e o acetil-CoA inicial, de onde ele veio? Lembra-se do piruvato formado pela glicólise? É ele, por intermédio do complexo da piruvato desidrogenase (PDH) que gera o acetil-CoA. Este complexo é importante, também, por ser um modelo multienzimático onde os intermediários químicos permanecem ligados às superfícies das enzimas até que o produto final seja obtido. 
	Ainda, este complexo, localizado na mitocôndria, utiliza cinco cofatores, sendo que quatro deles são derivados de vitaminas, e mostra como a combinação da regulação por modificação covalente e por alosterismo resultam em um controle mais preciso das vias. Este complexo é importante de ser estudado também por outro motivo: ele é muito semelhante ao complexo de alfa-cetoglutarato desidrogenase que vimos anteriormente, refletindo uma origem evolucionária comum. 
	Resumindo, a reação de descarboxilação oxidativa realizada pelo PDH envolve a remoção do grupo, carboxila do piruvato por meio da formação de CO2 e os dois carbonos restantes tornam-se o grupo acetil que se liga à CoA para ormar acetil-CoA que entra no ciclo do ácido cítrico. 
	O PDH é constituído por três enzimas: piruvato desidrogenase (E1), didrolipoil transacetilase (E2) e didrolipoil desidrogenase (E3). Estas enzimas estão presentes em várias cópias no complexo, que em mamíferos pode ser observado em microscópio eletrônico, pois contém cerca de 50nm de diâmetro. 
	A E1 catalisa a descarboxilação do piruvato, produzindo hidroxietil-TPP e em seguida, o grupamento hidroxietil é oxidado em um grupamento acetil. A E2 é responsável por catalisar a ligação do grupamento acetil com a CoA. A E3 regenera o lipoato à E2 e que participa do processo anterior, passando os elétrons para o FAD e depois para o NAD+. 
	Lembrese da referencia da participação de cinco co-enzimas? São elas: TPP (tiamina pirofosfato), FAD (flavina adenina dinucleotídeo), CoA (coenzima-A), NAD (nicotinamida adenina dinucleotídeo) e lipoato, sendo as quatro primeiras formadas a partir de vitaminas obtidas por intermédio da alimentação. 
	Agora que você já sabe de onde vem o acetil-CoA que entra no ciclo de ácido cítrico e consegue fazer um link entre a glicólise(glicose – piruvato), PDH (piruvato – acetil-CoA) e o ciclo de Krebs, estudarão um pouco mais a regulação desta via. 
	Um ponto importante de controle é o complexo enzimático da piruvato desidrogenase. Os produtos ATP, acetil-CoA e NADH inibem fortemente este complexo por meio de alosterismo, impedindo a conversão do pruvato em acetil-CoA. Já o acúmulo de AMP, CoA e NAD+ são ativadores alostéricos deste complexo enzimático. 
	Porém, não é só a modificação alostérica que ocorre. Em mamíferos também ocorre à regulação por modificações covalentes em uma subunidade da enzima E1. Duas proteínas estão presentes neste complexo para realizar esse tipo de controle. Uma proteína quinase específica inativa a E1 por fosforilação, já uma proteína fosfoproteína fosfatase hidrolisa o grupamento fosfato, ativando E1, sendo que a quinase é ativada de maneira alostérica pelo ATP.
	Após o início do ciclo de Krebs, três passos são importantes para a regulação deste ciclo, sendo que três fatores controlam a velocidade do fluxo por meio do ciclo: quantidade de substrato, acúmulo de produtos e inibição alostérica retroativa das primeiras enzimas do ciclo. 
	As três enzimas que participam do controle são: citrato sintase, isocitrato desidrogenase e alfa-cetoglutarato desidrogenase. A regulação delas se dá pelo acúmulo ou disponibilidade dos substratos, NADH para as reações de desidrogenação e ATP para as duas primeiras, sendo que a disponibilidade de Ca2+ nos músculos atua ativando a citrato sintase e a alfa-cetoglutarato desidrogenase, assim como o complexo do piruvato desidrogenase. 
	A velocidade da glicólise está sempre coordenada à velocidade do ciclo de Krebs, não só pela concentração de citrato, mas também pela inibição por ATP e NADH, comum a ambas as vias. O citrato é um importante inibidor alostérico da fosforilação da frutose-6-fosfato pela fosfofrutoquinase-1 na via glicolitica. 
	Já havíamos visto que esta via é anfibólica, ou seja, ao mesmo tempo em que possui sua função catabólica, de degradação e conservação de energia, também é utilizada por outras vias, por intermédio de seus intermediários, como matéria-prima para a construção de outros compostos. 
	Assim como os intermediários do ciclo de ácido cítrico são utilizados por outras vias, eles também devem ser repostos, afinal, a função catabólica desta via não pode ser interrompida. Assim, as vias que interagem com o ciclo de Krebs são: 
Gliconeogênese: nós já estudamos a biossíntese da glicose no módulo anterior e vimos a utilização do oxaloacetato como matéria-prima, você se lembra? Mas tenha sempre em mente que o oxaloacetato é transportado da mitocôndria para o citoplasma na forma de malato; 
Biossíntese de lipídeos: este ciclo será estudado no próximo módulo, mas posso adiantar que é um ciclo que necessita de acetil-CoA, que também não atravessa a membrana mitocondrial. Logo, o citrato, que pode atravessar a membrana, é degradado pela ação da ATP-citrato-liase para fornecer o acetil-CoA citosólico; 
Biossíntese de aminoácidos; outro ciclo que veremos no próximo módulo, utilizada o ciclo de Krebs por duas formas. A primeira é por meio da alfa-cetoglutarato, que é convertido em glutamato por uma reação de aminação redutiva que envolve NAD+ ou NADP+ por intermédio da enzima glutamato-desidrogenase. A segunda é a transaminação do ocaloacetato gerando glutamato;
Biossíntese de porfirinas; esta via utiliza o succinil-CoA como matéria prima; 
Oxidação completa de aminoácidos: esta via fornece acetil-CoA ao ciclo de Krebs, após a transformação dos aminoácidos em fosfoenolpiruvato, piruvato e finalmente em acetil-CoA, porém necessita de intermediários desde ciclo. 
	Outras reações participam da reposição de intermediários do ciclo do ácido cítrico, sendo a principal delas a produção de oxaloacetato pela piruvato-carboxilase. O ativador desta enzima é o acetil-CoA, e logo, quando esse está em excesso à enzima é ativada para produzir oxaloacetato e iniciar o ciclo. Quando o acetil-CoA está presente em quantidades reduzidas e o oxaloacetato está em excesso, este é transportado para fora da mitocôndria na forma de malato, dando continuidade por meio da via da gliconeogênese. 
Oxidação de ácidos graxos com número ímpar de carbono: geram succinil-CoA;
Degradação dos aminoácidos isoleucina, metionina e valina: também geram succinil-CoA; 
Transaminação e desaminação de aminoácidos: conforme visto geram oxaloacetato e também alfa-cetoglutarato. 
	Nota-se que o ciclo de Krebs é a via central nas nossas células, interagindo com praticamente todas as demais vias. Ainda, seus produtos reduzidos, NADH e FADH2 são reoxidados pela cadeia de transporte de elétrons, que será estudada a seguir, ao mesmo tempo em que ocorre a fosforilação oxidativa, e a energia livre liberada é acoplada à biossíntese de ATP. Além disso, os intermediários do ciclo são utilizados na biossíntese de muitos constituintes celulares vitais. 
Cadeia respiratória 
	A cadeia respiratória, composta pela fosforilação oxidativa e pelo transporte de elétrons, é o estágio final da produção de energia em nosso organismo, com todas as etapas oxidativas na degradação de carboidratos, gorduras e aminoácidos convergindo para ela, onde a energia livre é convertida em ATP. 
	Resumidamente, a fosforilação oxidativa envolve a redução de O2 a H2O com elétrons provindos do NADH e FADH2 e o processo ocorre nas mitocôndrias. Então, iniciaremos o estudo do transporte de elétrons para, em seguida, estudarmos a fosforilação oxidativa. Embora estas duas vias estejam rigidamente acopladas, a divisão será feita para que a aprendizagem possua uma melhor didática. 
TRANSPORTE DE ELÉTRONS 
	A energia livre do transporte de elétrons do NADH e do FADH2 para o O2, via centros redox ligados a proteínas, está acoplada à síntese de ATP. 
	Termodinamicamente, a oxidação do NADH é uma reação altamente exergônica, e acoplada à síntese de ATP é termodinamicamente eficiente. O acoplamento ocorre por uma cadeia transportadora de elétrons onde estes passam por quatro complexos proteicos contendo centros redox, e não para o O2 diretamente, por meio da fosforilação oxidativa, gerando aproximadamente 3 ATPs para cada NADH ou aproximadamente 2 ATPs para cada FADH2. 
	Os elétrons são transportados dos complexos I e II para o complexo III pela coenzima Q (CoQ, também denominada ubiquinona) e do complexo III para o complexo IV por meio do citrocomo c, disponibilizando energia livre para a produção de ATP. 
	O complexo I, que possui o formato de um L, é também chamado de NADH-desidrogenase e é responsável por transmitir elétrons do NADH para o CoQ. É um complexo contendo uma molécula da flavina mononucleotídeo e entre seis e sete centros ferro-enxofre, todos apresentando atividade redox. 
	Já o complexo II, succinato:coenzimaQ-oxidorredutase, contém succionato-desidrogenase, além de outras três subunidades, responsáveis por transmitir elétrons do succinato para a CoQ. Embora essa transferência de elétrons não possua energia livre suficiente para gerar a síntese de ATP, é importante pela entrada de elétrons de alto potencial na cadeia de transporte de elétrons. 
	Outras enzimas também podem sintetizar e introduzir elétrons acionando a fosforilação oxidativa: a gliceroil-3-fosfato desidrogenase e a ETF: ubiquinona-oxidorredutase, essa ultima participante da oxidação dos ácidos graxos. 
	Após passagem dos elétrons, seja pelo NADH ou pelo succinato, para a CoQ, o complexo III irá transferi-los para o citocromo c. este complexo possui quatro cofatores redox, sendo dois núcleos heme do tipo b, um núcleo geme do tipo c e um centro ferro-enxofre. 
	O termo citocromo é dado para proteínas que contem grupamentos heme capazes de alternar reversivelmente seus estados de oxidação Fe(II) e Fe(III) durante o transporte de elétrons. Assim, por intermédio deste mecanismo, o citocromo c, uma proteína periférica de membrana, liga-se alternadamente ao complexo III e IV com a função de transferência de elétrons entre eles. 
	O último complexo, denominado I é a enzima terminalda cadeia de transporte de elétrons que reduz os quatro elétrons presentes em uma molécula de O2 formando H2O. a COX de eucariotos é um dímero composto por 8 a 13 subunidades, e a entrada dos quatro elétrons nela é praticamente simultânea. 
	Embora muitas pesquisas estivessem sendo realizadas na área, alguns pesquisadores ainda questionam detalhes desta via, sendo que atualmente ele ainda é um tema de investigação e discussão no meio cientifico. 
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 
	A fosforilação oxidativa é a responsável pela síntese do ATP e é catalisada pela enzima ATP-sintase transladadora de prótons (ou complexo V). embora seja impulsionada pelo transporte de elétrons, faz-se necessário o acoplamento de energia para que a energia livre liberada pelo transporte de elétrons seja conservada para utilização por este complexo. 
Acoplamento químico: esta hipótese foi formulada em 1953 por Edward Slater sugerindo que o transporte de elétrons produziria intermediários reativos, que ao quebrarem induziriam a fosforilação oxidativa. Porém, apesar do esforço, nenhum experimento foi capaz de identificar quais seriam esses intermediários, levando ao abandono desta hipótese; 
Acoplamento conformacional: foi desenvolvida em 1964 por Paul Boyer e diz que o transporte de elétrons é responsável por gerar estados conformacionais ativados das proteínas da membrana mitocondrial interna. Ao voltarem aos seus estados naturais, estas proteínas iriam transferir a energia ao ATP. Embora alguns dados demonstraram que este é um mecanismo que de certa forma pode contribuir para o processo, a falta de evidências experimentais também levou esta hipótese ao abandono; 
Quimiosmose: Peter Mitchell formulou esta hipótese me 1961 e, embora considerada controversa por alguns pesquisadores, é a que mais possui evidencias experimentais até o presente momento. Segundo ela, a energia livre é conservada pelo bombeamento de prótons da matriz mitocondrial para o espaço intermembranas, criando um gradiente eletroquímico de prótons que é, então, aproveitado para a produção de ATP. 
	Algumas observações sustentam esta última hipótese: a membrana mitocondrial interna deve estar integra para ocorrer a fosforilação oxidativa, a membrana mitocondrial interna e impermeável a íons, o gradiente eletroquímico é mensurável, composto que deixam a membrana permeável desacoplam o transporte de elétrons da fosforilação oxidativa, já uma acidez externa estimula a síntese de ATPs. 
	O transporte de elétrons funciona a partir da matriz mitocondrial região de baixa concentração de prótons (H+) e potencial elétrico negativo para o espaço intermembranas em contato com o citosol, região de alta concentração de prótons e potencial elétrico positivo. A energia resultante é denominada força próton-motriz. Existem dois mecanismo sugeridos para explicar o acoplamento de energia livre do transporte de elétrons ao transporte ativo de prótons. 
Mecanismo da alça redox: segundo este mecanismo, os centros, redox da cadeia respiratória estão arranjados na membrana de forma que a redução envolveria simultaneamente a aceitação de elétrons e prótons por um carreador. A reoxidação deste centro por meio de um segundo carreador liberaria prótons no lado citosólico transferindo elétrons para o lado da matriz. Porém, este mecanismo necessita de pelo menos três carreadores de H+ mais e-, e só temos dois conhecidos até hoje. Logo, sugere-se que este mecanismo ocorra com a junção do mecanismo abaixo: 
Mecanismo de bombeamento de prótons: por este modelo a transferência de elétrons resulta em alterações conformacionais no complexo IV. Esta alterações exporiam a saída de prótons alternadamente entre os lados interno e externo da membrana. 
	Deve-se sempre ter em mente que os prótons são transportados por meio de ligações ao longo de cadeias de grupos unidos por ligações de hidrogênio. Tal arranjo pode envolver a participação de moléculas de água internas, que não aparecerem nos equipamentos modernos, como raio-X, dificultando a elucidação exata do mecanismo acoplamento. 
	Agora que entendemos um pouco das hipóteses sobre o acoplamento entre o transporte de elétrons e a fosforilação oxidativa, vamos estudar o processo de geração de ATPs. 
	Já sabemos que a energia livre do gradiente eletroquímico de prótons por meio da membrana mitocondrial é utilizada para a síntese de ATP pela ATP-sintase transladora de prótons. Esta enzima possui duas unidades funcionais: F0 e F1. A proteína F0 é insolúvel em água e contém oito subunidades, que contém um canal de translato de prótons. Já a F1 é solúvel em água e composta de cinco subunidades. A subunidade F1 isoladamente não é capaz de gerar ATP, e logo sempre deve estar associada à subunidade F0. 
	A F1 é composta por três subunidades alfa e três subunidades beta, sendo estas últimas os sítios catalíticos. Além disso, contém uma subunidade gama responsável pela junção entre F1 e F0 e 1 subunidade O e 1 subunidade E enroladas ao redor da subunidade. A F0 contém três subunidades denominadas a, b e c formando um anel de ligação à F1, além de diversas outras subunidades de funções desconhecidas. 
	A síntese do ATP pode ser dividida em três etapas: translado do prótons, realizado pela F0, formação de ligação fosfoanidrido do ATP, realizada pela F1, acoplamento da dissipação do gradiente de prótons com a síntese de ATP, realizada pela interação entre F0 e F1. 
	O mecanismo de síntese do ATP mais aceito até hoje foi proposto por Boyer e assemelha-se à hipótese de acoplamento conformacional da fosforilação oxidativa, porém em razão do translado de prótons e não pela transferência direta de elétrons conforme proposto anteriormente. 
	A proposta é de que F1 é composta de 3 protômeros: L (de ligação fraca ao asubstrato), T (de ligação forte ao substrato) e O (que não se liga ao substrato). A formação do ATP ocorreria da seguinte maneira: 
1 Ligação do ADP e do P ao sítio de ligação no estado L;
2 Uma alteração conformacional a partir da ligação anterior mudaria o sítio L para o T, catalisando a formação do ATP. Porém, outras duas subunidades também seriam alteradas, convertendo o sítio T em O e o sítio O em L;
3 Uma unidade em sítio T transfere o ATP formado para outra subunidade em sítio O. 
	Esse mecanismo sugere que as alterações nas ligações são consequência da rotação das subunidades alfa e beta. Logo, veja novamente a figura de enzima e imagina o processo da seguinte maneira: a subunidade gama funciona como uma base fixa e giratória dentro das subunidades alfa e beta, sobre a qual as subunidades alfa e beta em uma rotação livre captando ADP e P e liberando ATP. 
	Como consequência a F0 também giraria estimulada por prótons que entrariam em um canal hidrofílico entre as subunidades a e c, ligando-se a esta última. O anel c então giraria até que a subunidade alcançaria um segundo canal hidrofílico que se abre para o lado de dentro, liberando o próton. 
	Como dito, o transporte de elétrons e a fosforilação oxidativa estão firmemente acoplados, devido à impermeabilidade da membrana mitocondrial interna à passagem de prótons. Porém, alguns compostos são capazes de desacoplar este processo, por exemplo, o 2,4-dinitrofenol (DNF) e o carbonilcianeto-p-trifluorometoxefenil-hidrazona (FCCP). 
	Todo o processo descrito é denominado cadeia respiratória, pois envolve o uso do oxigênio obtido pela respiração para a geração de energia. É esse processo que nos mantém vivos. Os desacopladores químicos, em altas concentrações podem nos levar à morte por não permitir o uso de oxigênio, interrompendo a respiração e a produção energética necessária para a manutenção de nossas funções vitais. 
	O mecanismo de ação destes compostos é o aumento da permeabilidade da membrana, que passaria a dissipar o gradiente eletroquímico de prótons, não ocorrendo a síntese de ATP. Este processo gera calor e é uma função fisiológica encontrada no tecido adiposo marrom. 
	Este tecido possui o composto termogenina. Os ácidos graxos livres ativam este composto, que desacopla o sistema gerando calore funcionando como uma termogênese sem tremores. Outros desacopladores biológicos vêm sendo descritos no tecido adiposo branco e no músculo, porém não se conhece ainda bem suas funções, embora haja sugestões do envolvimento de termogênese induzida pela dieta. 
	Como já vimos, as poucos reações irreversíveis constituem potenciais pontos de controle das vias e são catalisadas por enzimas regulatórias sob controle alostérico. Na fosforilação oxidativa a reação da citocromo c-oxidase, último passo da cadeia de transporte de elétrons, é irreversível e, logo, um dos pontos de regulação importantes desta via. 
	Inicialmente o controle desta enzima ocorre pela concentração de seu substrato, o citrocomo c reduzido (c2+). Porém, esse está em equilíbrio com o restante do sistema acoplado. Sua concentração depende, portanto do NADH e do ADP. Este tipo de controle é denominado controle do aceptor. 
	Vamos agora para um exemplo prático. Se você está em repouso, a hidrólise do ATP não é necessária em altas quantidades, logo, a concentração do citocromo c reduzido é baixa e a fosforilação oxidativa é mínima. Já se você pratica atividades físicas, ocorre aumento da hidrólise do ATP em ADP + Pi, aumento a concentração de citocromo c reduzido e, consequentemente, aumento na velocidade de transporte de elétrons e na fosforilação oxidativa acoplada. 
	Vimos que a respiração celular ocorre em três etapas: na primeira os combustíveis orgânicos são oxidativos formando moléculas de dois carbonos, o grupo acetil do acetil-CoA; na segunda, este grupo entra no ciclo do ácido cítrico que o oxida enzimaticamente a CO2, conservando a energia na forma de NADH e FADH2; na terceira etapa esstes cofatores reduzidos são oxidases, gerando prótons e elétrons, que são conduzidos por meio da cadeia transportadora de elétrons até o O2. Durante esta etapa a energia é conservada na forma de ATP por intermédio da fosforilação oxidativa. 
	Como ATP e o NADH são comuns a todas estas vias e são pontos de controle, tornam-se necessário haver outros tipos de controle para integrar todas estas vias. Isso acontece com a regulação de cada um dos pontos de controle da glicólise e do ciclo de Krebs por meio de nucleotídeos de adenina ou NADH. 
	Além disso, outros metabólicos também participam do controle, como por exemplo, o citrato, que inibi a glicólise. O citrato inibe a PFK. Quando ocorre superprodução de ATP o ciclo do ácido cítrico diminui sua velocidade nas reações com a isocitrato-desidrogenase e a da alfa-cetoglutarato desidrogenase, aumentando a concentração de citrato, que deixa a mitocôndria por um sistema transportador especifico e restringe e quebra dos carboidratos pela inibição da PFK. 
	Outro processo de inibição da glicólise é a oxidação de ácidos graxos, que geram acetil-CoA. Este composto entra no ciclo de Krebs aumentando a concentração de citrato gerado. Enquanto o citrato inibe a PFK, o acetil-CoA inibe o complexo da piruvato desidrogenase, levando ambos a um aumento da glicose-6-fosfato, que inibe a hexoquinase. Esse processo, embora não seja um ciclo, é denominado Ciclo de Randle e permite que os ácidos graxos sejam utilizados como principal combustível para o metabolismo oxidativo no músculo cardíaco, conservando a glicose para uso oem áreas que a necessitam, como o cérebro. 
METABOLISMO DE LIPÍDEOS 
	Dentre as diferentes vias de lipídeos existentes em nosso organismo. Quando em altos índices, está associado a doenças do sistema cardiovascular e derrames. Já fisiologicamente, participa da estrutura das membranas celulares, é precursor dos hormônios esteroides e dos ácidos biliares. 
	Quando vemos a estrutura química do colesterol pensamos: nossa, esta via de biossíntese deve ser bem complicada, olha quantos carbonos ele possui. Porém, todos os átomos de carbono do colesterol são derivados do acetato. As unidades formadoras do colesterol são os isoprenos, unidades formadoras também dos outros lipídeos em vias semelhantes. 
	A biossíntese do colesterol ocorre em quatro etapas. A primeira é a síntese do mevalonato a partir do acetato. Durante esta etapa duas moléculas de acetil-CoA condensam-se formando acetoacetil-CoA, que por junção com outra molécula de acetil-CoA forma HMG-CoA, reações estas catalisadas pelas enzimas tiolase e HMG-CoA sintase, respectivamente. O HMG-CoA então é reduzido a mvalonato pela enzima HMG-CoA redutase com a doação de dois elétrons provindos de NADPHs. 
	A segunda etapa desta via é a conversão do mevalonato em duas unidades de isopreno ativadas, através da transferência de três moléculas de ATP para o mevalonato. Em seguida, na terceira etapa, seis unidades de isopreno ativadas condensam-se para formar o esqualeno, que na quarta etapa é convertido em um núcleo esteroides cíclico em quatro anéis, o lanosterol, que após uma série de aproximadamente 20 reações forma o colesterol. 
	Esta biossíntese ocorre em maior proporção no fígado, e em seguida, o colesterol é transportado para todo o organismo na forma de colesterol biliar, ácido biliar ou éster de colesterol, através das lipoproteínas plasmáticas. Dependendo da composição, as lipoproteínas podem ser divididas em quilomícrons, VLDL, LDL e HDL. Através de receptores de superfície específicos, o colesterol entra nas células por endocitose. 
	A biossíntese e o transporte do colesterol devem estar bem regulados para que este não se acumule nas veias e artérias levando aos problemas cardiovasculares. Esta regulação se dá por três mecanismos. O primeiro é a regulação da HMG-CoA redutase, o segundo é a regulação da velocidade de síntese do receptor de LDL, e o terceiro é a regulação da taxa de esterificação pela enzima ACAT. 
HIPERLIPIDEMIA
	A hiperlipidemia é a concentração elevada de lipídeos no sangue. Este quadro pode levar o acúmulo patológico de colesterol nas paredes dos vasos sanguíneos, obstruindo-os, caracterizando a doença aterosclerose. 
	Existem diferentes tipos de hiperlipidemias, incluindo a hipercolesterolemia e a hipertrigliceridemia. Geralmente o termo é mais corretamente reservado ao aumento na concentração das lipoproteínas plasmáticas, causadas por fatores ambientais ou genéticos. Existem, também, diferentes classificações para as hipercolesterolemias, de acordo com as lipoproteínas atingidas. 
	Um exemplo de hiperlipidemia é a remanescente ou tipo III, que está associada a doenças cardiovasculares periféricas. O diagnóstico definitivo exige a análise de isoformas da apoE, que não é reconhecida pelos receptores lipoproteicos, levando ao acúmulo de VLDL. 
	 Segue esquema do acúmulo de lipídeos nos vasos sanguíneos, interrompendo o fluxo sanguíneo e levando a diversas doenças cardiovasculares. 
METABOLISMO DOS ÁCIDOS NUCLEÍCOS 
	Eles estão presentes em todas as células do DNA e no RNA, o ATP e o GTP transportam energia química, compõem os cofatores NAD, FAD, CoA, dentre outros, atuam como mensageiros celulares e, ainda, participam de vias Biosintética como intermediários ativados. Dois tipos de vias são responsáveis pela formação das bases nitrogenadas: as vias de novo as vias de recuperação. 
	A via de novo das purinas incluem como precursores o AMP e o GMP, que contém as bases purínicas adenina e guanina, respectivamente. Em uma primeira etapa, a glutamina doa um grupo amino a uma molécula de fosforribosilpirofosfato (PRPP), formando o anel purínico. 
	A segunda etapa consiste da adição de três átomos do aminoácido glicina (2 C e 1 N), através do consumo de uma molécula de ATP. Outro nitrogênio é doado por outra molécula de glicina em uma terceira etapa, seguindo da desidratação e fechamento do anel de cinco membros da purina ocorrendo à liberação do 5-aminoimidazol ribonucleotídeo (etapas 4 e 5). 
	A sexta etapa é composta pela adição de um grupo carboxila pela enzima AIR carboxilase. As duas etapas seguintes resultam na transferência de um grupo amino do aspartato para o anel de imidazol. Então, o carbono final é fornecido através no N10-formiltetraidrofolato, fechando o segundo anel e liberando os dois anéis fundidos do núcleo purínico.