aula 8 biquim

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Fundamentos da Bioquímica
Profª. Alice Ornelas
Semana 8 e 9: TEMA 3 – BIOMOLÉCULAS: PARTE II
Bioquímica dos Carboidratos
Conceitos, estruturas básicas, propriedades e 
funções biológicas dos carboidratos
Carboidratos
• São as biomoléculas mais abundantes no planeta;
• Estão presentes em todos os seres vivos e desempenham
funções essenciais nos organismos como por exemplo a
função energética devido a alta energia acumulada nas suas
ligações químicas.
Carboidratos
• São os principais elementos da dieta na maior parte do
mundo e a sua oxidação é a principal via de produção de
energia das células não-fotossintéticas.
• Entretanto, os carboidratos também pode apresentar funções
como reconhecimento celular e resistência.
Carboidratos
• São poli-hidroxialdeídos ou poli-hidroxicetonas.
• Muitos carboidratos têm a fórmula empírica (CH2O)n; alguns
também contêm nitrogênio, fósforo ou enxofre.
• Os carboidratos também são chamados de sacarídeos,
glicídios, oses ou açúcares e quanto ao número de
subunidades glicosídicas, podemos classificar os carboidratos
como: monossacarídeos, oligossacarídeos e
polissacarídeos.
Monossacarídeos
• Os monossacarídeos, ou açúcares simples, são constituídos por
uma única unidade poli-hidroxicetona ou poli-hidroxialdeído.
• Monossacarídeos com quatro, cinco, seis e sete átomos de
carbono no esqueleto são chamados, respectivamente, de
tetroses, pentoses (presentes no DNA), hexoses (glicose, frutose e
galactose) e heptoses.
Monossacarídeos
• Os monossacarídeos são sólidos cristalinos e incolores
plenamente solúveis em água, mas insolúveis em solventes
apolares. A maioria tem sabor adocicado.
Monossacarídeos
• Os monossacarídeos são compostos por cadeias de carbono,
nas quais os átomos de carbono estão unidos por ligações
simples. Nessa forma de cadeia aberta, um dos átomos de
carbono está ligado duplamente a um átomo de oxigênio,
formando um grupo carbonil; os outros átomos de carbono
estão ligados, cada um, a um grupo hidroxila.
Monossacarídeos
• Quando o grupo carbonil está na extremidade da cadeia de
carbonos (isto é, em um grupo aldeído), o monossacarídeo é
uma aldose; quando o grupo carbonil está em qualquer outra
posição (em um grupo cetona), o monossacarídeo é uma
cetose.
• Os monossacarídeos mais simples são as duas trioses de três
carbonos: gliceraldeídos (aldotrioses) e di-hidroxiacetonas
(cetotrioses);
Monossacarídeos
• Na realidade os monossacarídeos adotam uma conformação
cíclica quando em solução aquosa.
Oligossacarídeos
• Os oligossacarídeos, são carboidratos que resultam da ligação
o-glicosídica entre dois a dez monossacarídeos. Uma ligação
o-glicosídica é formada quando um grupo hidroxil de um
açúcar reage com o grupo hidroxil do carbono de outro
açúcar.
Oligossacarídeos
• Os oligossacarídeos consistem em cadeias curtas de
unidades de monossacarídeos unidas por ligações
glicosídicas. Os mais abundantes são os dissacarídeos; todos
os monossacarídeos e dissacarídeos comuns têm nomes
terminados com o sufixo “-ose”.
Polissacarídeos
• Os polissacarídeos são polímeros de açúcar que contêm mais
de 20 unidades de monossacarídeo; alguns têm centenas ou
milhares de unidades. Alguns polissacarídeos, como a
celulose, têm cadeias lineares; outros, como o glicogênio, são
ramificados.
• Ambos são formados por unidades repetidas de D-glicose,
mas diferem no tipo de ligação glicosídica e, em
consequência, têm propriedades e funções biológicas
notavelmente diferentes.
Polissacarídeos
• Os homopolissacarídeos contém somente uma única
espécie de monossacarídeo na sua composição. Já os
heteropolissacarídeos, apresentam dois ou mais tipos
diferentes de monossacarídeos.
• Alguns homopolissacarídeos, como o amido e o
glicogênio, servem como formas de armazenamento
para monossacarídeos que são utilizados como
combustíveis para a célula. Outros homopolissacarídeos
como a celulose e a quitina, atuam como elementos
estruturais em paredes celulares de plantas e em
exoesqueletos de animais.
Polissacarídeos
• Já os heteropolissacarídeos, como por
exemplo o peptideoglicano, fazem parte da
camada rígida da parede celular bacteriana.
Nos tecidos animais, o espaço extracelular é
preenchido por alguns tipos de
heteropolissacarídeos, como os
glicosaminoglicanos, que fornecem proteção,
forma e suporte para células, tecidos e
órgãos.
Glicoconjugados
• Muitos carboidratos podem fazer parte também de proteínas
ou de lipídeos, são os chamados glicoconjugados.
• Alguns exemplos de glicoconjugados são as glicoproteínas, os
proteoglicanos e os glicolipídeos.
• As glicoproteínas ocorrem em todas as formas de vida e
desempenham funções que compreendem desde funções
enzimáticas, de transporte, receptoras, hormonais e até
estruturais. O conteúdo de carboidrato das glicoproteínas
pode variar de < 1% até > 90% em peso.
Glicoconjugados
• Os proteoglicanos, são glicoconjugados nos quais um ou mais
glicanos grandes, chamados glicosaminoglicanos sulfatados
estão covalentemente ligados a uma proteína central.
• Os proteoglicanos podem promover pontos de adesão,
reconhecimento e transferência de informação entre as
células ou entre as células e a matriz extracelular.
• Os glicolipídeos estão presentes na superfície celular de
plantas, animais e bactérias (ex.: lipopolissacarídeo ou LPS) e
podem servir como pontos específicos para o
reconhecimento por lectinas ou então na transdução de sinais
intracelulares.
Semana 10: TEMA 4 – BIOQUÍMICA ENERGÉTICA E METABOLISMO
Introdução ao Metabolismo 
Introdução ao metabolismo, anabolismo e 
catabolismo.
Metabolismo
• Os conjuntos de vias metabólicas determinam todo
o funcionamento de um organismo.
• Estas reações químicas podem estar associadas à
produção de energia através da degradação de
moléculas ou a síntese de novos compostos mais
complexos, com investimento de energia; dessa
forma o que chamamos de metabolismo,
CORRESPONDE ao funcionamento celular ou
tecidual.
Catabolismo x Anabolismo
Aminoácidos → Proteínas
Carboidratos simples → Polissacarídeos
Ácidos graxos → Triglicerídeos (lipídeos)
Quebra de Proteínas, Polissacarídeos e Lipídeos → geram moléculas mais
simples como gás carbônico (CO2), água e amônia (NH3).
C
at
ab
o
lis
m
o
 x
 A
n
ab
o
lis
m
o
Intermediários 
úteis ao
funcionamento 
e viabilidade 
celular
Anabolismo
• Pode ser considerado como o conjunto de
processos metabólicos em que um organismo, a
partir de precursores mais simples, como
aminoácidos, carboidratos simples e ácidos
graxos formam macromoléculas necessárias para
a viabilidade celular, como as proteínas, os
polissacarídeos e triglicerídeos
Catabolismo
• Para a manutenção da vida de um organismo, o
funcionamento celular depende da produção de
energia. Essa energia é obtida através de
processos metabólicos de degradação de
macromoléculas (proteínas, os polissacarídeos,
lipídeos), em geral conhecido como catabolismo
e no final geram moléculas mais simples como
gás carbônico, água e amônia.
Catabolismo x Anabolismo
Semana 11 e 12: TEMA 4 – BIOQUÍMICA ENERGÉTICA E METABOLISMO
Metabolismo dos Carboidratos
Glicólise, via glicolítica, fermentação, 
metabolismo dos carboidratos.
Metabolismo dos carboidratos
• Dentre os carboidratos, a glicose ocupa posição central no
metabolismo de todos os organismos vivos.
– é um composto rico em energia (elétrons).
• A célula estoca grandes quantidades de glicose por meio do
seu armazenamento: amido (nas células vegetais) e o
glicogênio (nas células animais).
Metabolismo dos carboidratos
• Quando a demanda de energia aumenta, a glicose pode ser
liberada (a partir da quebra) e utilizada para produzir ATP de
maneira aeróbica (pelo processo de respiração celular) ou
anaeróbica (pelo processo de fermentação).
(citoplasma)
Glicólise (citoplasma)
→ Não utiliza oxigênio
NAD+ é uma coenzima derivadada vitamina b3
→ capturador (aceptor) de elétrons e de
hidrogênios → captura energia pra produzir
ATP
Investimento 
energético de 2 ATPS
Pagamento: Produção de 4 
ATPS
Saldo final: 2 ATPS
Vem da alimentação → digerido →
corrente sanguínea → células através de
receptores GLUT
Hexoquinase (HK)
Fosfofrutoquinase (PFK-1)
Piruvato quinase (PK)
Glicólise
Fermentação
Ciclo de Krebs
e
Fosforilação
Oxidativa
Presença de 
oxigênio
Hipóxia (pouco oxigênio)
✓ Láctica → Lactato (ac. Láctico)
• exercícios de alta intensidade e nos eritrócitos
✓ Alcoólica → Etanol + CO2 
• alguns microorganismos, como as leveduras.
Lactato
desidrogenase
Ciclo de Krebs ou do ácido cítrico (matriz mitocondrial)
O complexo PDH é um grupo de três 
enzimas, todas localizadas nas 
mitocôndrias.
Em condições aeróbias, especialmente em tipos celulares com alta densidade
mitocondrial o piruvato sofre uma reação de decarboxilação e é direcionado
para a matriz mitocondrial.
Ciclo de Krebs ou do ácido cítrico
Cadeia transportadora de elétrons e Fosforilação oxidativa 
(cristas mitocondriais)
Consiste em pegar toda a energia dos NADH e FADH2 produzidos na
glicólise e CK para a produção de ATP.
Durante a fosforilação oxidativa, os NADH e FADH2 gerados na
glicólise ou no CK, doam seus elétrons de alta energia para uma cadeia
de transportadores de elétrons que está presente na membrana
mitocondrial interna. Os elétrons são rapidamente passados ao longo da
cadeia até o oxigênio molecular (O2) para formar uma molécula de H2O.
A energia liberada durante a passagem dos elétrons ao longo da cadeia
transportadora é utilizada para bombear prótons (H+) através da
membrana mitocondrial interna e o gradiente de prótons resultante é o
que promove a síntese de ATP, por meio do complexo ATP-sintase.
Semana 13: TEMA 4 – BIOQUÍMICA ENERGÉTICA E METABOLISMO
Síntese e degradação do glicogênio, 
gliconeogênese.
Metabolismo de carboidratos, glicogênese, 
glicogenólise e gliconeogênese.
Metabolismo dos carboidratos
• Dentre os carboidratos, a glicose ocupa posição central no
metabolismo de todos os organismos vivos.
– é um composto rico em energia (elétrons)
Gliconeogênese
Síntese de glicose a partir de 
compostos não glicídicos
Gliconeogênese
Lactato é convertido em glicose
Piruvato é convertido em glicose
• A maior parte dos aminoácidos são catabolizados a piruvato ou em intermediários do
ciclo de Krebs. Tais aminoácidos podem, portanto, ser convertidos a glicose e são
chamados de glicogênicos.
• A alanina e a glutamina são aminoácidos glicogênicos particularmente
importantes em mamiferos. Após a retirada de seus grupos amino, os esqueletos
de carbono (piruvato e a-cetoglutarato, respectivamente) sao prontamente
canalizados para a gliconeogênese.
Aminoácido é convertido em glicose
Os mamíferos não podem converter
ácidos graxos em glicose
• Nos mamíferos não ocorre a
conversão líquida de ácidos graxos em
glicose.
• Podem usar a pequena quantidade de
glicerol (produzido na quebra das
gorduras - triacilgliceróis) para a
gliconeogênese.
GLICEROL
Glicerol é convertido em glicose
Gliconeogênese
Glicogênese e Glicogenólise
Síntese e degradação de glicogênio
Glicogênio
✓ Nos organismos, desde as bactérias até as plantas e os vertebrados, o excesso de
glicose é convertido em glicogênio nos vertebrados e em muitos microrganismos,
amido nas plantas.
✓ Nos vertebrados, o glicogênio e encontrado principalmente:
• no fígado (podendo representar ate 10% do peso) e no músculo esquelético, (1 a
2% do peso)
✓O glicogênio do músculo fornece uma fonte de energia rápida para o metabolismo
aerobio e anaerobio; e pode ser gasto em menos de uma hora durante atividade
intensa.
✓ O glicogênio hepático serve como um reservatório de glicose para os outros
tecidos quando não há glicose disponivel (entre as refeicoes ou no jejum); isto e
especialmente importante para os neuronios do cérebro, que não podem usar ácidos
graxos como combustível. O glicogênio do figado pode ser exaurido de 12- 24 h
✓ A glicogênio-fosforilase age
repetidamente sobre as extremidades das
ramificações do glicogênio ate que alcance
um ponto a quatro resíduos de glicose de um
ponto de ramificação.
✓ A enzima transferase remove as
ramificações
✓ Em seguida, o residuo glicose é quebrado;
✓ E a atividade da glicogênio-fosforilase
pode continuar.
✓ A glicose-1-fosfato pode entrar na glicólise
ou, no fígado, repor a glicose sanguínea
Glicogenólise