Bioquímica Ciclo 1 Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos e Farmacologia

Prévia do material em texto

12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-de-… 1/26
BIOQUÍMICA E FARMACOLOGIA
CICLO 1 – PRINCÍPIOS ESTRUTURAIS DAS
BIOMOLÉCULAS E AÇÃO MOLECULAR DE
FÁRMACOS
  
INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA E FARMACOLOGIA – CONCEITOS E
IMPORTÂNCIA AOS PROFISSIONAIS DA SAÚDE
Antes de iniciarmos nossos estudos em Bioquímica e Farmacologia,
precisamos conhecer um pouco sobre seus significados e importância no contexto de profissionais
da saúde. Se pararmos para pensar, a Bioquímica está presente em tudo na nossa vida.
Considerando o próprio sentido da palavra, temos que BIO é igual à Vida, e Química, a ciência
que estuda a matéria, sua estrutura e composição. Estudaremos então, a Química da Vida,
aprofundando em como e qual a composição do organismo humano, nas reações metabólicas para
manutenção da homeostase e as transformações energéticas que acontecem a todo tempo em
processos fisiológicos e patológicos.
Já na Farmacologia, estudaremos o efeito dos fármacos no funcionamento dos sistemas vivos,
entendendo melhor a farmacocinética e farmacodinâmica dos mesmos. A farmacologia é uma
ciência multidisciplinar, que associa os conhecimentos sobre como os fármacos, medicamentos,
drogas e remédios interagem nos organismos vivos (SILVA, 2017). Podemos compreender a
bioquímica e farmacologia, quando unimos os dois conteúdos de forma a visualizar os processos
metabólicos normais ou fisiológicos e correlacioná-los com os fármacos e sua metabolização
utilizados em diversas patologias.
Mas, vamos primeiro entender a diferenças de terminologias entre fármacos, medicamentos, drogas
e remédios?
Os fármacos são “substâncias de estrutura conhecida, que não seja um nutriente essencial da
dieta, o qual, quando administrado em um organismo vivo, produz um efeito biológico” (RANG;
HENDERSON; RITTER, 2016, p. 1). Para que as moléculas dos fármacos exerçam influência
química sobre um ou mais constituintes da célula, elas precisam ligar-se aos alvos, produzindo o
que chamamos, de resposta farmacológica. Ao longo da leitura deste ciclo, você entenderá como
esta ligação ocorre. Em outras palavras, o fármaco é toda substância de estrutura química
determinada, que leva a um benefício ao organismo que a recebe (SILVA, 2019).
Os medicamentos são substâncias ou preparados, contendo um ou mais fármacos, com finalidade
profilática, curativa ou com capacidade de diagnóstico de uma enfermidade (SILVA, 2019).
O termo “droga” indica qualquer composto com atividade biológica ativa, onde sua resposta pode
ser benéfica ou maléfica ao organismo. Sendo assim, este termo inclui os fármacos, mas, também,
substâncias de abuso, como heroína, maconha, cafeína, entre outro (SILVA, 2019).
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-de-… 2/26
  
Por fim, remédios são terminologias com sentido amplo, para indicar qualquer substância ou
recurso utilizados para curar ou aliviar determinada doença. Assim, estudaremos nos próximos
ciclos a interação de substâncias químicas no sistema biológico, associados a efeitos benéficos ou
maléficos.
Acreditamos que ao final desta disciplina, você, futuro profissional da saúde, terá uma compreensão
sistêmica do corpo humano, por meio do entendimento de biomoléculas, metabolismo geral e
mecanismos de ação de fármacos em diversas situações. Você já consegue entender o quão
importante está disciplina será para sua vida profissional, não é mesmo? Então vamos começar a
se aventurar pelo mundo das moléculas biológicas que participam da estruturação e processos
bioquímicos dos organismos, denominadas Biomoléculas!
ÁGUA E SUAS PROPRIEDADES
Iniciaremos nossos estudos abordando a substância mais abundante nos
sistemas vivos, a qual representa mais de 70% de seu peso: a água. Esta molécula apresenta
propriedades químicas e físicas importantes para manutenção da vida, uma vez que participam de
todas as reações bioquímicas no corpo humano, podendo alterar a estrutura e função dos diversos
constituintes celulares.
A estrutura da molécula de água apresenta dois íons hidrogênio e um oxigênio, onde cada átomo
de hidrogênio compartilha um par de elétrons com um átomo central do oxigênio, formando um
ângulo de ligação de 104,5°. Ocorre a formação de dois dipolos elétricos na molécula de água,
uma vez que, o núcleo do átomo de oxigênio atrai elétrons mais fortemente do que o núcleo do
hidrogênio, sendo o oxigênio o átomo mais eletronegativo. Como resultado, ocorre a formação de
ligações de hidrogênio, atração eletrostática entre uma molécula de água e o hidrogênio de outra.
Observe a Figura 1, na qual está demonstrada a estrutura da molécula de água (A) e a formação de
ligação de hidrogênio entre duas moléculas (B).
Fonte: Lehninger, Nelson e Cox (2019, p. 48). 
Figura 1 a) Estrutura da molécula de água. b) Formação de ligação de hidrogênio entre duas
moléculas de água.
Podemos perceber que a água é um solvente polar, uma vez que apresenta características de
formar polos positivos e negativos. Partindo do princípio que “semelhante dissolve semelhante”,
podemos dizer que a água dissolve prontamente a maioria das biomoléculas que são carregadas ou
polares, comumente chamados de hidrofílicos. Ao contrário disto, solventes apolares, são
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/81
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/wp-content/uploads/sites/545/2020/01/C1-F2a.png
https://doi.org/10.1590/S0100-40422013000800026
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-de-… 3/26
solventes ruins para biomoléculas polares, mas dissolvem prontamente moléculas hidrofóbicas
(MARTINS; LOPES; ANDRADE, 2013). Existem também moléculas anfipáticas, que contém
regiões polares e regiões que são apolares. Neste caso, ao entrar em contato com a molécula de
água, as regiões hidrofóbicas e/ou apolares tendem a se agrupar no interior da molécula,
evitando contato com a água, e as moléculas hidrofílicas e/ou polares tendem a ficar exposta a
água, de forma a maximizar suas interações. Esta formação de estruturas dará origem às micelas
(LEHNINGER; NELSON; COX, 2019).
Vimos que a estrutura da água apresenta características únicas para suas funções celulares.
Precisamos, agora, relembrar sobre os tipos de interações fracas sobre os sistemas aquosos e
aprofundar o conhecimento sobre o pequeno grau de ionização desta molécula, fundamental para o
entendimento das próximas etapas. Vamos lá?
Antes de prosseguir, é essencial que você clique aqui e leia o Capítulo 2 (p. 47
a 63) da obra de Lehninger, Nelson e Cox (2019) e, posteriormente, para
aprofundar seus conhecimentos sobre a solubilidade de substâncias, clique
aqui.
  
Fonte: Lehninger, Nelson e Cox (2019, p. 60). 
Figura 2 A) Equação utilizada para cálculo do valor de
pH.
Fonte: Lehninger, Nelson e Cox (2019, p.
60). 
Figura 2 B) Aplicação da concentração de
H+ para cálculo do pH à 25°C, chegando no
valor neutro da escala, igual à 7.
PH e Tampões
O produto iônico da água, Kw, fornece a base para escala de pH. O termo pH
refere-se à potencial hidrogeniônico, medida de determinação da concentração de íons H e,
portanto, OH . Assim, dizemos que o pH indica a acidez, neutralidade e alcalinidade do meio
(LEHNINGER; NELSON; COX, 2019). Quanto menor for o pH de uma substância, maior a
concentração de íons H e menor a concentração de íons OH .
O símbolo p, do pH,implica “logaritimo negativo de”, sendo que, para uma solução neutra a
25°C, onde temos a concentração de íons hidrogênio H = 1x10 M, o valor de pH é igual a 7.
Chegamos neste valor a partir da equação demonstrada na Figura 2 (A) e Figura 2 (B) a seguir:
 
 
 
+
-
+ -
+ -7
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/80
https://www.scielo.br/pdf/qn/v36n8/v36n8a26.pdf
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/wp-content/uploads/sites/545/2020/01/C1-F3a.png
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/wp-content/uploads/sites/545/2020/01/C1-F3b.png
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-de-… 4/26
Os valores de pH variam de 0 a 14, onde apresenta neutralidade em pH 7. Denominamos soluções
ácidas aquelas que apresentam um pH menor que 7, e, portanto, maior concentração de íons
H . Ao contrário, soluções básicas são aquelas que apresentam um pH maior que 7, com menor
concentração de íons H e maior de íons OH . É importante ressaltar que a escala pH é
logarítmica e, portanto, se o valor se alterar em 1 unidade, isso significará uma alteração de 10
vezes. Estes valores podem ser determinados através de indicadores colorimétricos que
apresentam alteração em sua tonalidade quando acompanhada por mudanças no mesmo.
Cada fluído do corpo humano apresenta um valor de pH característico e específico para sua função.
Por exemplo, o pH do sangue humano normalmente está entre 7.35 à 7.45. Já na urina, o valor é
mais ácido, variando de 5.5 a 7. Ainda neste contexto, excesso de íons H leva a condições de
acidose, e excesso de OH , condições de alcalose, extremamente prejudiciais à vida.
Fica claro que a maioria dos processos biológicos dependem do pH e sua desregulação pode
modificar toda a cinética dos processos fisiológicos, bem como afetar a estrutura e função das
diferentes biomoléculas. Alteração brusca do valor de pH, por exemplo, pode alterar a ligação e
ação farmacológica.
O fato é que a todo tempo produzidas substâncias ácidas advindas das reações metabólicas. Mas
você pode estar se perguntando, porque não ocorre variações bruscas de pH? Quais mecanismos
estão envolvidos para que o pH não se altere facilmente?
A resposta está em três sistemas, principalmente: sistemas tampões, sistema respiratório e
renal. Daremos enfoque, neste ciclo, nos sistemas tampões, conhecidos como soluções aquosas,
que agem resistindo à variação de pH, quando pequenas quantidades de ácidos ou bases são
adicionadas. São formados por uma mistura de ácido fraco e sua base conjugada. Os principais
tampões biológicos são o tampão fosfato, bicarbonato e também algumas proteínas, que
veremos mais detalhes ao longo dos demais ciclos.
+
+ -
+
-
PRONTO PARA SABER MAIS?
Vimos que três sistemas são responsáveis para a manutenção do pH do corpo humano. Neste ciclo,
daremos destaque aos tampões. Vamos nos aprofundar mais? Para isso, clique no botão ao lado e
leia a obra de Marzzoco e Torres (2017), tópicos 1.1 a 1.4 do Capítulo 1. Tenha uma boa leitura!
Clique Aqui
  BIOMOLÉCULAS
Os organismos vivos são formados por milhares de moléculas orgânicas e
inorgânicas que participam da estrutura e função celular. Estas, em sua maioria, possuem ligações
carbono-carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio.
As macromoléculas são constituídas pela união química de monômeros, formando os polímeros
(subunidades repetidas de monômeros). Estas macromoléculas são formadas por reações de
condensação, que requerem fornecimento energético, com perda de água. Vamos aprofundar
nossos conhecimentos nas principais classes de moléculas biológicas são: proteínas, carboidratos,
lipídeos e ácidos nucleicos (MOTTA, 2011).
http://www.ufscar.br/labbes/wp-content/uploads/buffer.pdf
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2782-2/epubcfi/6/22%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter01%5D!/4/218%400:0
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-de-… 5/26
PROTEÍNAS E FUNÇÕES PROTEICAS
Proteínas são macromoléculas biológicas mais abundantes nos seres vivos, ocorrendo em todas as
células, com milhares de funções. São polímeros, formados por unidades monoméricas,
denominadas aminoácidos, unidos por ligações peptídicas. Sua biossíntese requer um conjunto
de 20 aminoácidos, gerando propriedades, combinações e sequências absolutamente distintas.
Os aminoácidos são moléculas orgânicas que apresentam características estruturais comuns:
apresentam necessariamente um carbono-α ligado a um grupo amino (NH - advindo do amino-
ácidos), um grupo carboxil (COOH – amino-ácidos), um átomo de hidrogênio e uma cadeia
lateral ou grupo R, que ocasionará na diferença de propriedade física e química de cada um deles.
A estrutura geral dos aminoácidos está demonstrada na Figura 3.
Fonte: adaptado de Lehninger, Nelson e Cox (2019). 
Figura 3 Estrutura geral dos aminoácidos.
Todos os aminoácidos apresentam um carbono alfa central, ligado a um grupo amina, grupo
carboxila, átomo de hidrogênio e a cadeia lateral, que irá variar de acordo com suas propriedades
bioquímicas.
Os 20 aminoácidos podem ser classificados de acordo com as propriedades de suas cadeias
laterais em cinco grupos:
1. Aminoácidos apolares (ou hidrofóbicos). Exemplo: glicina, alanina, prolina, valina, leucina,
isoleucina, metionina.
2. Aromáticos. Exemplo: fenilalanina, triptofano, tirosina.
3. Polares não carregados. Exemplo: serina, cisteína, treonina, asparagina, glutamina.
4. Carregados positivamente (básicos). Exemplo: lisina, arginina, histidina.
5. Carregados negativamente (ácidos). Exemplo: aspartato, glutamato.
3
 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/108
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/110
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/wp-content/uploads/sites/545/2020/01/C1-F4.png
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-de-… 6/26
IMPORTANTE!
Antes de prosseguir, clique aqui para conhecer as propriedades de cada aminoácido, que
serão importantes para compreensão de suas atividades biológicas.
Como demonstrado anteriormente, os aminoácidos apresentam propriedades distintas e grupos
ionizáveis que são extremamente são influenciados pelo pH. Podem agir como substâncias ácidas
ou bases, denominados como substâncias anfotéricas, os quais apresentam curvas de titulação
características.
Cada grupo ionizável do aminoácido apresenta valor de pKa, ou seja, uma certa tendência em doar
um próton. Quando menor o pKa, maior será a tendência em doar próton da molécula. Por
exemplo, o pKa do grupo COOH da glicina apresenta um valor de 2,34, e, portanto, a sua
desprotonação acontece primeiro. Posteriormente, procede com o grupo ionizável da cadeia lateral
(exceto glicina e aminoácidos com cadeias laterais não ionizáveis), e em seguida, o NH com maior
valor de pKa (9,60 – da glicina).
Considere a curva de titulação do aminoácido glicina, na Figura 4:
Fonte: adaptado de Lehninger, Nelson e Cox (2019, p. 83). 
Figura 4 Representação gráfica da curva de titulação do aminoácido glicina.
 
A titulação ácido-base de uma substância envolve a adição ou remoção de prótons, a partir da
adição de uma base forte, com consequente alteração do pH. No gráfico mostrado na Figura 4,
vemos a titulação da glicina, aminoácido que apresenta apenas dois grupos ionizáveis: o amino
3,
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/112https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/wp-content/uploads/sites/545/2020/01/C1-F5.png
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-de-… 7/26
(NH ) e o carboxila (COOH). Suas alterações estruturais decorrentes da mudança de pH, à medida
que a titulação procede, estão demonstradas na parte superior do gráfico e apresentam os
seguintes significados:
1. Protonado - Apresenta carga líquida positiva, e consequentemente menor pH (mais ácido).
2. No ponto isoelétrico (PI) - Soma das cargas líquidas é zero. Neste ponto, o valor do pH é
igual ao pKa, onde os aminoácidos comportam-se como moléculas neutras.
3. Desprotonado - Sem prótons, e consequentemente, com maior pH (mais básico).
Em pH baixo, a espécie predominante da glicina é totalmente protonada. Já no primeiro ponto da
titulação, seu grupo COOH (pKa 2.34) perde seu próton, formando a espécie COO
(desprotonada). O ponto médio deste estágio, marcado em azul no gráfico, apresenta metade em
espécies doadoras e metades aceptoras, representando a zona de maior poder tamponante. À
medida que a titulação prossegue, alcançamos o PI, ponto médio da titulação. O segundo estágio
da titulação corresponde à remoção do próton do NH da glicina (pKa 9.60). Novamente, no ponto
médio deste estágio, existem metade de espécies doadoras e metade de espécies aceptoras, com
maior poder tamponante (azul).
Os valores de pKa das cadeias laterais, dos grupos carboxila e amino terminais dos aminoácidos
que fazem parte das proteínas, podem sofrer alterações que resultam em alteração do
microambiente da proteína, como: polaridade, exclusão de moléculas de água e formação de
ligações de hidrogênio. Você verá a seguir, que a alteração do pKa dos aminoácidos na proteína
hemoglobina, pode gerar implicações determinantes em seu poder tamponante no sangue
(MARZZOCO; TORRES, 2017).
Sugerimos, agora, que você dê uma pausa na sua leitura e reflita sobre sua aprendizagem
realizando a questão a seguir.
3
-
3
Sobre a bioquímica dos aminoácidos, assinale a resposta incorreta:
 A polaridade dos grupos R dos aminoácidos varia amplamente, desde polares e
hidrofóbicos (solúveis em água) a altamente polares e hidrofílicos (insolúveis em
água).
 Os aminoácidos aspartato e glutamato são carregados negativamente.
 As propriedades químicas dos aminoácidos comuns são essenciais para a compreensão
da bioquímica. Estes aminoácidos podem ser classificados em cinco classes principais com
base nas propriedades do seu grupo R, em particular, suas polaridades ou tendência de
interagir com a água em pH biológico.
 A polaridade dos grupos R dos aminoácidos varia amplamente, desde apolares e
hidrofóbicos (insolúveis em água) a altamente polares e hidrofílicos (solúveis em água).
Incorreto 
Sua resposta está errada! Releia o conteúdo e tente entender o porquê de ter se
equivocado nesta resposta.
Agora que você já conhece as estruturas dos aminoácidos e suas propriedades, o enfoque será em
peptídeos e proteínas. Você verá que a junção de duas moléculas de aminoácidos, por meio de
uma ligação amida, é denominada ligações peptídicas. A ligação de dois aminoácidos através de
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-de-… 8/26
ligações peptídicas resulta na formação de um dipeptídeo, e assim sucessivamente. Já os
polímeros com até 30 aminoácidos recebem a denominação de oligopeptídeos. Quando seu
número é ainda maior, estes são designados de polipeptídeos (MARZZOCO; TORRES, 2017).
As proteínas são associações de polipeptídeos que desempenham uma
função biológica especí�ca (MARZZOCO; TORRES, 2017). Antes de prosseguir,
clique aqui e leia as páginas 99 a 104 da obra de Lehninger, Nelson e Cox
(2019) para aprofundar seus conhecimentos sobre este assunto!
As proteínas apresentam uma diversidade em funções biológicas, podendo agir como reguladoras,
estruturais, catalíticas, hormonais, entre várias outras. Esta diversidade funcional e estrutural é
determinada pelo número, tipo e sequência de ligações de aminoácidos. De acordo com a obra de
Dominiczak e Baynes (2015), podemos encontrar quatro níveis de organização estruturais de
proteínas:
Estrutura primária: formada pela sequência linear dos aminoácidos. Alteração na estrutura
primária das proteínas pode alterar sua função e ter consequências danosas. De acordo
com a obra de Marzzoco e Torres (2017, n.p.):
Uma mutação que resulte na substituição de um aminoácido em uma posição crítica na
molécula da proteína pode ter consequências danosas para o desempenho da sua função.
O exemplo clássico é a substituição, nas cadeias β da hemoglobina, de um resíduo de
glutamato, cuja cadeia lateral polar negativa localiza-se na superfície externa da molécula,
por valina, com grupo R apolar. As moléculas da hemoglobina substituída, quando
desoxigenadas, agregam-se devido a ligações hidrofóbicas envolvendo as cadeias laterais
apolares de valina. Os agregados formam um precipitado fibroso que distorce as hemácias,
que adquirem forma de foice — sickle, em inglês — e, por isso, a hemoglobina alterada é
chamada de hemoglobina S, em contraposição à hemoglobina normal, a hemoglobina A.
Estas células deformadas obstruem os capilares, impedindo a oxigenação adequada dos
tecidos; também são mais frágeis que as normais e sofrem hemólise facilmente (têm meia-
vida de 16 a 20 dias em lugar dos 120 dias das hemácias normais), ocasionando anemia
grave”.
Estrutura secundária: refere-se à estrutura local de uma cadeia polipeptídica, sendo
determinada por interações do tipo ligações de hidrogênio entre o oxigênio do grupo
carbonila de uma ligação peptídica e o hidrogênio amídico de outra ligação peptídica vizinha.
Existem dois tipos de estruturas secundárias: α-helice e folhas β pregueadas.
Estrutura terciária: responsável pela conformação tridimensional das proteínas. A estrutura
terciária é determinada pelas interações entre grupos funcionais das cadeias laterais, como
pontes dissulfeto, ligações de hidrogênio, pontes salinas e interações hidrofóbicas. Estas
estruturas são as principais afetadas por agentes caotrópicos, como ureia e hidrocloridato
de guanidina, que agem desnaturando proteínas.
Estrutura Quaternária: acontece quando a proteína contém mais de uma subunidade,
sendo determinada por interações covalentes e não covalentes entre as superfícies das
mesmas.
Denominamos “conformação proteica” o arranjo espacial dos átomos em uma proteína. Proteínas
dobradas em suas conformações funcionais recebem a denominação de nativas. A perda de suas
atividades biológicas, por influência da temperatura, pH ou força iônica, leva ao processo de
desnaturação, ou seja, perda do arranjo tridimensional da cadeia polipeptídica da proteína. Ainda,
algumas proteínas, quando retornam ao seu meio original, podem renaturar-se, demonstrando que
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/118
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-de-… 9/26
a estrutura tridimensional é determinada pela sua estrutura primária, e que esta não é perdida
durante este processo (MARZZOCO; TORRES, 2017).
As proteínas podem ser divididas em dois grandes grupos, os quais apresentam uma diversidade
em funções e estruturas completamente distintas, denominadas proteínas fibrosas e proteínas
globulares. As primeiras apresentam forma alongada, insolubilidade em água, e são responsáveis
pela forma, proteção externa e suporte nos sistemas biológicos.O colágeno, α-queratina e fibroína
da seda representam exemplos importantes deste grupo proteico.
Já as proteínas globulares apresentam uma ou mais cadeias polipeptídicas, geralmente solúveis
em água, desempenhando funções regulatórias. A hemoglobina e mioglobina, proteínas
responsáveis pelo transporte e armazenamento de oxigênio, representam exemplos deste grupo.
No organismo vivo, podemos encontrar também proteínas conjugadas a outras moléculas. Estas
são denominadas glicoproteínas (ligadas a carboidratos), lipoproteínas (ligadas a lipídeos) e
nucleoproteínas (associadas a ácidos nucleicos).
VAMOS CONHECER MAIS SOBRE AS PROTEÍNAS GLOBULARES E
FIBROSAS?
Clique nos botões a seguir e leia os capítulos indicados da obra de Marzzoco e Torres (2017).
Com essa leitura, você aprenderá detalhes sobre estes dois grandes grupos proteicos, bem
como proteínas que desempenham funções especializadas e essenciais para o corpo
humano. Bom trabalho!
  ENZIMAS
As enzimas são biomoléculas responsáveis pela manutenção de todos os
processos metabólicos. Quase todas as enzimas são proteínas que apresentam atividade catalítica.
Algumas, porém, são formadas de ácidos nucleicos, como as ribozimas.
De acordo com Lehninger, Nelson e Cox (2019, p. 187), "Só há vida se duas condições básicas
forem preenchidas. Primeiro, o organismo deve ser capaz de se autorreplicar; segundo, ele deve
ser capaz de catalisar reações químicas com eficiência e seletividade". Baynes e Dominiczak (2015,
p. 54) complementam ressaltando que: “Quase todas as funções biológicas são mantidas por
reações químicas catalisadas por catalisadores biológicos, chamados enzimas”.
Podemos dizer que sem as enzimas, seria impossível a realização de reações bioquímicas
essenciais à manutenção da vida. Mas como as enzimas funcionam?
As enzimas agem proporcionando um ambiente adequado para que as reações aconteçam,
denominado “sítio ativo”. A molécula que se liga a enzima e sobre a qual está apresenta ação é
denominada substrato. Assim, com alto grau de especificidade aos seus substratos, são capazes
de acelerar as reações químicas, através da diminuição da energia de ativação, atuando em
condições de pH e temperatura características.
Cada enzima apresenta um pH ótimo, uma vez que grupos ionizáveis dos aminoácidos participam
das reações catalíticas. Assim, como nosso corpo humano apresenta diferentes valores de pH,
cada enzima será específica ao seu local de atuação. Também, a disponibilidade de substrato irá
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/220
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 10/26
influenciar como regulador enzimático e na velocidade da reação, bem como a quantidade de
enzima disponível. Em geral, as enzimas precisam de seu substrato específico, concentrações de
enzimas, pH e temperaturas ideais para seu funcionamento (DOMINICZAK; BAYNES, 2015).
CINÉTICA ENZIMÁTICA
Em 1913, Leonor Michaelis e Maud Leonora Mentem desenvolveram uma modelo para estudo das
reações enzimática. O modelo tem por base, que o substrato se liga à enzima, formando um
complexo intermediário de enzima-substrato, que se decompõem então, na formação de enzima e
produto. A velocidade da reação dependerá diretamente da energia de reação da catalisada pela
enzima (BAYNES; DOMINICZAK, 2015).
PRONTO PARA SABER MAIS?
Para aprofundar seus conhecimentos referentes à cinética enzimática, sugerimos que você
leia o Capítulo 6 da obra de Lehninger, Nelson e Cox (2019), páginas 191 a 206. A leitura da
obra é essencial para o entendimento dos próximos conteúdos, principalmente para
compreender a interação fármaco-receptor. Não evolua para as próximas etapas sem este
conhecimento!
INIBIDORES ENZIMÁTICOS
Muito do conhecimento sobre as vias metabólicas bioquímicas foi determinado a partir da utilização
de inibidores enzimáticos. Alguns inibidores são constituintes normais da célula, onde, muitas vezes
cumprem papel regulador importante no organismo, denominados alostéricos (MARZZOCO;
TORRES, 2017).
Atualmente, os inibidores podem ser utilizados como alvos farmacológicos, onde frequentemente
as moléculas do fármaco são substratos análogos que agem como inibidor competitivo de
determinada enzima com uma atividade específica (DEVLIN, 2011 e RANG; HENDERSON;
RITTER, 2016). Em outros casos, essa inibição pode ser irreversível, e não competitiva (RANG;
HENDERSON; RITTER, 2016). Um exemplo importante de inibidor enzimático é o azidotimidina
(AZT), análogo estrutural da desoxitimina, que age inibindo a transcriptase reversa, necessária para
replicação do Vírus da Imunodeficiência Adquirida (HIV), causador da Síndrome da
Imunodeficiência Adquirida (AIDS) (MARZZOCO; TORRES, 2017). Também como exemplo, o
captopril consiste no inibidor competitivo que age sobre a enzima conversora de angiotensina,
sendo um fármaco amplamente utilizado para tratamento da hipertensão arterial.
Mas, o que são os inibidores? Os inibidores enzimáticos são substâncias capazes de diminuir ou
inibir a atividade de uma enzima, podendo se ligar à enzima livre ou no complexo enzima-substrato
e, assim, diminuir a velocidade da reação. Podemos agrupá-los em duas grandes categorias:
inibidores reversíveis e inibidores irreversíveis. O primeiro grupo ainda ser categorizado por agir
de forma competitiva e não competitiva (MARZZOCO; TORRES, 2017).
Os inibidores competitivos são moléculas que apresentam configuração espacial semelhante aos
substratos das enzimas, sendo capazes de ligar ao seu sítio ativo, inibindo-a. São amplamente
utilizados como alvos terapêuticos, uma vez que inibem reações que ocorrem preferencialmente
no parasita e não existem no hospedeiro. O AZT, citado anteriormente, pertence a esta classe de
inibidores (MARZZOCO; TORRES, 2017).
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2782-2/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter05%5D!/4/132/4/2/2%400:0
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/231
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2782-2/epubcfi/6/30%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter05%5D!/4/404/4/2/2%400:0
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-de… 11/26
  
Os inibidores não competitivos não apresentam semelhança estrutural ao substrato que inibe. Sua
ação é provocada por alteração da estrutura enzimática de forma que a enzima não seja capaz de
realizar a catálise. Essa reação pode ser bastante inespecífica, ou seja, o mesmo inibidor pode
atuar sobre um grande número de enzimas (MARZZOCO; TORRES, 2017).
Já os inibidores irreversíveis possuem capacidade de se ligar covalentemente às enzimas,
levando a sua inativação praticamente completa. A aspirina (ácido acetilsalicílico) é um exemplo
desta classe de inibidores, comumente utilizado para tratar a dor, febre e inflamação. Outro exemplo
é a penicilina, antibiótico que age se ligando ao sítio ativo da enzima responsável pela síntese da
parede bacteriana, inibindo-a (MARZZOCO; TORRES, 2017).
ENZIMAS E IMPORTÂNCIA CLÍNICA
Além de agirem como catalisadores biológicos e serem essenciais para o metabolismo bioquímico,
as enzimas apresentam importância clínica e podem ser utilizadas para diagnóstico clínico de
doenças em diversos tecidos.
Pacientes com Diabetes Mellitus normalmente monitoram seus níveis de glicose sanguínea
utilizando medidores baseados na atividade da enzima glicose oxidase. Outras enzimas, como
lactato desidrogenase e creatinoquinase são importantes marcadores e estão elevadas pacientes
com infarto agudo do miocárdio. Enzimas que atuam na transferência de grupo amino dos
aminoácidos, como a aspartato aminotransferasee alanina aminotransferase, podem ser
marcadores de doenças do fígado, como cirrose e hepatite. Veja, no Quadro 1, as principais
enzimas utilizadas como marcadores bioquímicos de patologias.
Quadro 1 Enzimas frequentemente utilizadas como diagnóstico clínico de patologias
Fonte: adaptado de Baynes e Dominiczak (2015).
CARBOIDRATOS
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/wp-content/uploads/sites/545/2020/01/Quadro-1-C1.png
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 12/26
Os carboidratos são essenciais a todos os organismos vivos, desempenhando uma variedade de
funções celulares. Alguns carboidratos, como o açúcar e amido, são as principais fontes de
nutrientes da dieta em muitas partes do mundo, onde participam diretamente do metabolismo
bioquímico, culminando na formação de ATP (adenosina trifosfato). Podem também atuar como
elementos estruturais e protetores de diversos organismos. Outros, podem ainda desempenhar
funções de reconhecimento, adesão ou determinar a localização intracelular e destino metabólico
de moléculas (LEHNINGER; NELSON; COX, 2019).
A denominação “carboidratos” pode ser advinda de “hidrato de carbono”, biomolécula que
apresenta essencialmente carbono, hidrogênio e oxigênio em sua composição. Podem ser definidos
como poliidroxialdeídos ou poliidroxicetonas, ou ainda substâncias que geram estes compostos
quando hidrolisados. Apresentam formula empírica (CH O) , mas podem ainda conter fósforo,
enxofre e nitrogênio em sua estrutura (LEHNINGER; NELSON; COX, 2019).
Os carboidratos são classificados em monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos
(“sacarídeo” é uma palavra derivada do “grego sakcharon”, que significa “açúcar”) (LEHNINGER;
NELSON; COX, 2019). O Quadro 2, que veremos a seguir, apresenta as definições e
exemplificações destas moléculas.
A glicose é o monossacarídeo mais abundante, com 6 carbonos em sua estrutura, comumente
chamada como dextrose. Os monossacarídeos são considerados como açúcares simples,
constituídos por uma única unidade de poliidroxialdeído ou poliidroxicetonas (LEHNINGER;
NELSON; COX, 2019).
Os oligossacarídeos apresentam curtas de unidades de monossacarídeos, unidos por ligações
glicosídicas. Deste grupo, os dissacarídeos (duas unidades) são os mais abundantes. Um
exemplo é a sacarose, açúcar de mesa, formado pela união de D-glicose e D-frutose
(LEHNINGER; NELSON; COX, 2019).
Os polissacarídeos contêm mais de 20 unidades de monossacarídeos, sendo considerados
polímeros de açúcar. O glicogênio e celulose representam este grupo, sendo formados por
unidades repetidas de glicose, mas com diferenças nos tipos de ligações glicosídicas, os quais
desempenharão funções biológicas distintas (LEHNINGER; NELSON; COX, 2019).
Quadro 2 Classificação, definição e exemplificação de monossacarídeos, oligossacarídeos e
polissacarídeos.
Fonte: adaptado de Lehninger, Nelson e Cox (2019).
Como vimos, podemos classificar os diferentes carboidratos com estruturas altamente ligadas às
suas funções celulares. Vamos aprender mais sobre estas classificações e suas funções? Clique
aqui e leia o Capítulo 7 (p. 241 a 267) da obra de Lehninger, Nelson e Cox (2019).
2 n
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582710050/pageid/381
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/wp-content/uploads/sites/545/2020/01/Quadro-2-C1.png
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/274
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 13/26
  
E que tal agora aplicarmos o conhecimento adquirido até o momento? Sugerimos que você dê uma
pausa na sua leitura e reflita sobre sua aprendizagem realizando a questão a seguir.
LIPÍDEOS
Lipídeos podem ser designados como um grupo de compostos quimicamente
diversos, que apresentam em comum a sua insolubilidade em água, mas solubilidade em
compostos orgânicos (LEHNINGER; NELSON; COX, 2019). Suas diferenças estruturais possibilitam
uma diversidade em funções biológicas, podendo agir como moléculas transportadoras, isolante
térmico, hormônios, componentes de membrana, entre outros. Ainda, o fato de ser uma molécula
insolúvel em água o torna uma indispensável forma de reserva energética.
No corpo humano, os lipídeos podem ser encontrados principalmente em três compartimentos:
tecido adiposo, plasma e membranas biológicas, onde sua estrutura determinará sua função
biológica. Dividiremos nosso estudo em lipídeos de armazenamento e lipídeos de membrana,
classificação demonstrada na Figura 5, observe:
 
Sobre a bioquímica dos carboidratos, assinale a resposta correta:
 O glicogênio é a forma que os animais encontraram para estocar glicose. Quando o
organismo precisa de energia, enzimas degradam a molécula de glicogênio e liberam
molécula de glicose na corrente sanguínea.
 Os carboidratos apresentam diversas funções importantes, porém, não servem para
armazenamento de energia.
 Os carboidratos de maior abundância encontrados na natureza são hexoses, como a
glicose, frutose e diidroxicetona.
 Os polissacarídeos são formados a partir de ligações peptídicas entre muitas moléculas
de monossacarídeos.
Incorreto 
Sua resposta está incorreta! Releia o conteúdo e tente entender o porquê de ter se
equivocado nesta resposta.
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/394
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 14/26
Fonte: adaptado de Lehninger, Nelson e Cox (2019).
Figura 5 Estrutura e organização dos lipídeos de armazenamento e estruturais.
LIPÍDEOS DE ARMAZENAMENTO
Os ácidos graxos compreendem os lipídeos utilizados como forma de armazenamento de energia
em organismos vivos. São ácidos carboxílicos com cadeias compostas por carbono e hidrogênio
(derivados de hidrocarbonetos), de comprimento variando de 4 a 36 carbonos (LEHNINGER;
NELSON; COX, 2019). Alguns ácidos graxos apresentam sua cadeia totalmente saturada, ou seja,
sem duplas ligações, e outros, insaturada, contendo duplas ligações (uma ou mais).
A Figura 6 representa duas moléculas de ácidos graxos, onde a primeira (A), de 18 carbonos, está
completamente saturada, e a segunda (B), com o mesmo número de carbonos, apresenta uma
instauração. Note que em C a junção de várias moléculas de ácidos graxos saturados, produz um
arranjo mais estável, formado por muitas ligações hidrofóbicas. Já em D, a presença de uma ou
mais instaurações resulta em agregados menos estáveis. Estas características físico-químicas
influenciam seu grau de solubilidade em água, ou seja, quanto maior a cadeia hidrocarbonada e
menor número de insaturações, menor será sua solubilidade (LEHNINGER; NELSON; COX, 2019).
A) Saturado. 
Fonte: adaptado de Lehninger, Nelson e Cox
(2019).
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/394
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/wp-content/uploads/sites/545/2020/01/C1-F7a.png
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 15/26
B) Insaturado. 
Fonte: adaptado de Lehninger, Nelson e Cox
(2019).
C) Ácidos graxos
saturados. 
Fonte: adaptado de
Lehninger, Nelson e Cox
(2019).
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/wp-content/uploads/sites/545/2020/01/C1-F7b.pnghttps://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/wp-content/uploads/sites/545/2020/01/C1-F7c.png
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 16/26
D) Mistura junção de ácidos graxos saturados e insaturados. 
Fonte: adaptado de Lehninger, Nelson e Cox (2019).
PRONTO PARA SABER MAIS?
Os ácidos graxos livres são pouco encontrados nos organismos, sendo representados pelos
triacilglicerois, forma de armazenamento lipídico no tecido adiposo. Para aprofundar seus
conhecimentos referentes aos lipídeos de armazenamento, faça a leitura do Capítulo 10 da
obra de Lehninger, Nelson e Cox (2019), páginas 361 a 366. Clique aqui e bons estudos!
Não evolua para os próximos tópicos sem este conhecimento.
LIPÍDEOS ESTRUTURAIS E MEMBRANAS BIOLÓGICAS
As membranas biológicas são constituídas por uma dupla camada lipídica, que definem os
compartimentos internos e externos. Apresentam funções especializadas, atuando como uma
barreira à passagem de moléculas polares e íons. Os lipídeos das membranas biológicas consistem
em moléculas anfipáticas, com uma parte hidrofílica e uma hidrofóbica, direcionando a bicamada
lipídica. A constituição e estruturação dos lipídeos em membranas biológicas podem ser divididas
em dois grupos: fosfolipídeos e glicolipídeos (Figura 5 adaptada de LEHNINGER; NELSON; COX,
2019).
Os fosfolipídeos são lipídeos que apresentam um grupo cabeça polar unido à porção hidrofóbica
por uma ligação fosfodiéster. Consistem em moléculas anfipáticas, ligadas a uma molécula de
glicerol e um grupo fosfato, incluindo os glicerofosfolipídeos e alguns esfingolipídeos. Já os
glicolipídeos não apresentam grupo fosfato em suas extremidades, mas sim uma molécula de
açúcar (LEHNINGER; NELSON; COX, 2019).
O grupo dos esteróis também participa da constituição das membranas biológicas. São moléculas
formadas por ácidos graxos e álcoois, sendo o colesterol o mais conhecido. Além de estar
presente nas membranas, também é precursor na síntese de hormônios sexuais (testosterona,
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/wp-content/uploads/sites/545/2020/01/C1-F7d.png
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/396
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/420
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 17/26
estrogênio e progesterona). Em excesso, pode se acumular nos vasos sanguíneos, causando a
aterosclerose e também estar relacionada à maior propensão de ocorrência de infarto agudo do
miocárdio.
A Figura 7 demonstra a estrutura do colesterol, molécula anfipática, com um grupo cabeça polar e
um “corpo” formado por quatro anéis fusionados quase planares, relativamente rígida. Vale
mencionar que em azul, está representado o seu grupo cabeça polar, responsável pela baixa
solubilidade em água.
Fonte: Lehninger, Nelson e Cox (2019, p. 372). 
Figura 7 Estrutura química da molécula de colesterol.
Atenção! Antes de prosseguir, clique aqui e leia as páginas 367 a 372 do
capítulo 10 da obra de Lehninger, Nelson e Cox (2019) para conhecer
detalhes dos lipídeos que desempenham papel estrutural em membranas
biológicas.
  MEMBRANAS BIOLÓGICAS E TRANSPORTE
As membranas biológicas são capazes de definir os limites externos das células,
apresentando proteínas especializadas na realização de várias funções celulares. Dentre elas,
destaque se dá ao controle do transporte de moléculas, conservação energética, comunicação
célula-célula, ação de certos fármacos, síntese de proteínas e de certas substâncias. São
responsáveis pelo controle do acesso não somente de íons, mas também de vitaminas, entrada de
fármacos e saída de produtos de eliminação (LEHNINGER; NELSON; COX, 2019).
As membranas celulares representam o modelo do “mosaico fluido”, onde apresenta
principalmente uma bicamada fosfolipídica assimétrica, com distribuição de outros lipídeos e
proteínas, que refletem sua diversidade em termos de função biológica. O termo “fluido” pode ser
utilizado uma vez que a maioria das interações entre os componentes da membrana não são
covalentes, ficando livre para movimentação. Esta propriedade fluídica permite que as membranas
tenham capacidade de se remodelar e mudar de forma, sem perder a integridade e gerar
vazamento (LEHNINGER; NELSON; COX, 2019; MARZZOCO; TORRES, 2017). A representação
da arquitetura e composição das membranas biológicas está demonstrada na Figura 8.
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/wp-content/uploads/sites/545/2020/01/C1-F8.png
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788582715345/pageid/399
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2782-2/epubcfi/6/36%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter07%5D!/4/186%400:0
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 18/26
Fonte: adaptado de Marzzoco e Torres (2017).
Figura 8 Representação da arquitetura e composição das membranas biológicas
 
As membranas são formadas por proteínas denominadas integrais ou periféricas. As primeiras
são chamadas integrais por atravessarem a bicamada lipídica por completo. Já as periféricas,
associam-se a membrana por meio de ligação aos próprios fosfolipídeos e proteínas integrais
(Figura 8).
A temperatura pode influenciar a estabilidade das membranas. Abaixo de temperaturas fisiológicas
normais, os lipídeos formam um estado gelatinoso, com movimentação limitada. Já em
temperaturas mais altas, há uma maior movimentação lipídica, produzida por meio da rotação em
torno das ligações carbono-carbono das cadeias laterais acila longas e difusão das moléculas
lipídicas individuais no plano da bicamada (LEHNINGER; NELSON; COX, 2019). O conteúdo de
colesterol também interfere nesta fluidez.
TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS
Para que reações metabólicas essenciais para nosso corpo funcionem de maneira adequada, são
necessários que algumas substâncias e íons orgânicos atravessem a membrana plasmática. Você
deve estar imaginando que somente substâncias apolares podem se dissolver e atravessar a
membrana, não é mesmo? Veremos como funciona este processo de transporte!
O transporte de substâncias através das membranas celulares pode ser realizado do modo passivo
ou ativo. O primeiro consiste na passagem de uma substância de uma região mais concentrada,
para uma região menos concentrada, sem utilização de energia na forma de ATP, podendo
ocorrer de três tipos: difusão simples, facilitada e osmose. Já o transporte ativo ocorre contra o
gradiente de concentração e através de proteínas específicas, com gasto energético resultante de
hidrólise de ATP (MARZZOCO; TORRES, 2017).
PRONTO PARA SABER MAIS?
Sugerimos, agora, que você aprofunde seus conhecimentos realizando a leitura do Capítulo 7,
tópicos 7.1 a 7.4, da obra de Marzzoco e Torres (2017). Não evolua para as próximas etapas sem
este conhecimento.
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 19/26
Clique Aqui
  ÁCIDOS NUCLEICOS
Os ácidos nucleicos são macromoléculas formadas por unidades monoméricas
conhecidas como nucleotídeos.
Os nucleotídeos são formados pela ligação covalente de um açúcar de cinco carbonos (pentose),
uma base nitrogenada (contendo nitrogênio) e um resíduo de ácido fosfórico. A Figura9
demonstra sua estrutura geral.
Segundo Baynes; Dominiczak (2015) são funções dos nucleotídeos:
Servir como constituinte do ácido desoxirribonucleico (DNA) e do ácido ribonucleico (RNA).
Representar a moeda energética das reações metabólicas, por exemplo: ATP e GTP
(guanosina trifosfato).
Serem essenciais para a síntese de biomoléculas. Exemplo: UDP para a síntese de
carboidratos e CDP para lipídeos.
Agir como cofatores enzimáticos (moléculas orgânicas necessárias para ação enzimática),
como NADH (Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo) e NADPH.
Servir como regulador alostérico do metabolismo bioquímico.
Agir como segundo mensageiro nas células. Ex: AMPc.
Este corresponde a um ribonucleotídeo (RNA). Nos desoxorribonucleotídeos, o grupo OH, em
vermelho, é substituído por H (Figura 9).
Fonte: Lehninger, Nelson e Cox (2019, p. 280). 
Figura 9 Estrutura geral dos nucleotídeos
 
No RNA, o açúcar de cinco carbonos presente é a ribose, que apresenta um grupo hidroxila (OH)
no carbono 2 (Figura 9). Já no DNA, o grupo OH é substituído por H no carbono 2, sendo
constituído pela desoxirribose. A ligação os açúcares e a base nitrogenada forma um
nucleosídeo. O nucleotídeo se formará somente após a ligação do ácido fosfórico (LEHNINGER;
NELSON; COX, 2019).
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2782-2/epubcfi/6/36%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter07%5D!/4/12/4/2/2%400:0
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126347/pageid/163
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/wp-content/uploads/sites/545/2020/01/C1-F10.png
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 20/26
  
As bases nitrogenadas encontradas nos ácidos nucleicos podem ser classificadas como purinas e
pirimidinas. A adenina e guanina são consideradas bases púricas e a citosina, timina e uracila,
bases pirimídicas. A diferença baseia-se em dois anéis aromáticos nas purinas e um anel nas
pirimidinas. A timina é a base nitrogenada exclusiva do DNA, enquanto a uracila, exclusiva do
RNA (BETTELHEIM; BROWN; CAMPBELL; FARREL, 2016).
Agora que você conhece um pouco da estrutura dos ácidos nucleicos vamos conhecer mais sobre a
estrutura e função do RNA e DNA, bem como suas diferenças no armazenamento e transmissão
genética de uma geração para outra?
Clique aqui e você será direcionado para as páginas 615 a 628, Capítulo 25,
da obra de Bettelheim et al. (2016). Este conhecimento é imprescindível para
os próximos ciclos!
Agora que você teve a oportunidade de aprender mais sobre bioquímica e farmacologia, vamos
avaliar os conhecimentos obtidos até aqui?
ALVOS PROTEÍCOS PARA LIGAÇÃO DE FÁRMACOS
Agora que você conheceu a estrutura das biomoléculas, entenderemos como
ocorre a ligação dos fármacos para que possa ocorrer uma resposta farmacológica.
De acordo com Rang, Henderson e Ritter (2016, p. 6):
Um dos princípios básicos da farmacologia afirma que as moléculas dos fármacos
precisam exercer alguma influência química sobre um ou mais constituintes das células
para produzir uma resposta farmacológica. Em outras palavras, as moléculas de um
fármaco precisam ficar tão próximas das moléculas constituintes celulares que interajam
quimicamente de tão modo que a função desses últimos seja alterada.
Assim, as moléculas de um determinado fármaco precisam de alguma forma, se ligar a constituintes
celulares para que possam produzir efeito. Nesse ponto aplicaremos nosso conhecimento sobre
Na estrutura do DNA, qual das opções a seguir representa a ligação entre o açúcar
desoxirribose e o fosfato?
 Nenhuma das alternativas.
 Ponte de hidrogênio.
 Ligação covalente.
 Ligação iônica.
Incorreto 
Sua resposta está incorreta! Releia o conteúdo e tente entender o porquê de ter se
equivocado nesta resposta.
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126347/pageid/167
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 21/26
proteínas, uma vez que a maioria destes pontos de ligação, denominados alvos farmacológicos,
são moléculas proteicas. Como toda regra tem sua exceção, alguns fármacos antimicrobianos e
antitumorais, podem ligar-se diretamente ao DNA, e não às proteínas. Existem também aqueles que
interagem com ácidos nucleicos e anticorpos (RANG; HENDERSON; RITTER, 2016).
Existem quatro tipos de proteínas reguladoras que podem agir como alvos para ligação de
fármacos, podendo ser: receptores, enzimas, transportadores e canais iônicos. A Figura 10
ilustra estas diferentes classes de proteínas.
Os receptores constituem qualquer molécula com que o fármaco seja capaz de se ligar e assim,
emitir uma resposta biológica. São, portanto, um componente-chave importante na comunicação
química. Substâncias conhecidas como agonistas, são capazes de se ligar aos receptores
específicos, promovendo ativação dos mesmos. Já as substâncias antagonistas, se combinam
com os receptores, sem causar ativação, bloqueando o efeito dos agonistas sobre o receptor
(RANG; HENDERSON; RITTER, 2016).
Existe ainda o antagonismo competitivo, onde na sua presença, a ocupação do agonista em dada
concentração é reduzida, uma vez que o receptor só é capaz de se ligar a uma molécula por vez.
No entanto, como o antagonista e o agonista competem entre si, o aumento da concentração do
agonista pode restabelecer sua ocupação, e, portanto, sua resposta biológica (RANG;
HENDERSON; RITTER, 2016).
Outra observação, é que não podemos considerar os fármacos apenas como agonistas ou
antagonistas, uma vez que a capacidade de um fármaco ativar um receptor acontece de modo
progressivo. Os fármacos capazes de produzir uma resposta máxima são conhecidos como
agonistas plenos. Outros, que por sua vez produzem uma resposta submáxima, são conhecidos
como agonistas parciais. Essa diferença baseia-se principalmente na ocupação dos receptores e
sua resposta, sendo expressa quantitativamente em termos de eficácia (RANG; HENDERSON;
RITTER, 2016).
A eficácia descreve a força do complexo agonista de gerar uma resposta biológica. Um agonista
pleno apresenta eficácia suficiente para desencadear uma resposta máxima quando menos do que
100% dos receptores estão ocupados. Já nos agonistas parciais, essa eficácia é inferior, onde a
ocupação de 100% gera apenas uma resposta submáxima (RANG; HENDERSON; RITTER, 2016).
Ainda, para que um fármaco possa interagir quimicamente com um receptor, seja ativando-o ou
inibindo-o, ele deve conter algumas propriedades adequadas, como: tamanho, carga elétrica,
formato e composição. Além disso, normalmente são administrados em um local distante do seu
sítio de ação. Em resumo, um medicamento eficaz precisa ter características fundamentais para ser
transportadas de seu sítio de administração para o sítio de ação (TREVOR; KATZUNG, 2007).
 
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 22/26
Fonte: adaptado de Rang, Henderson e Ritter (2016).
Figura 10 Representação dos quatro tipos de proteínas que podem agir como alvos para ligação de
fármaco.
PRONTO PARA SABER MAIS?
Agora, convidamos você a realizar as duas leituras indicadas a seguir. Com elas, você
conhecerá detalhes sobre a natureza dos fármacos (tamanho, carga elétrica, formato e
composição), tipos de receptores farmacológicos e interações fármaco-receptor. Não evolua
para as próximas etapas sem este conhecimento!
Agora que você conhece as moléculas receptoras, vamos entender mais sobre o funcionamento
dos canais iônicos e transportadores?Como vimos anteriormente, os íons e moléculas orgânicas pequenas, são em geral, muito polares,
e, portanto, não são capazes de atravessar a bicamada de fosfolípides da membrana celular. Assim,
a passagem dessas só é possível graças a proteínas transmembranas na forma de canais ou
transportadores (RANG; HENDERSON; RITTER, 2016).
Os canais iônicos podem ser definidos como proteínas organizadas para formar poros aquosos
que atravessam a membrana celular, onde passarão os íons entre o meio extra e intracelular.
Também representam alvos para fármacos, já que possuem capacidade de “abrir e fechar”. São
caracterizados por sua seletividade, propriedade de controle e suas arquiteturas moleculares,
normalmente formados por hélice transmembrana com aminoácidos positivamente carregados em
sua estrutura (RANG; HENDERSON; RITTER, 2016).
Essa passagem iônica através dos canais pode se dar por uma variedade de mecanismos:
através da ligação à própria proteína do canal;
da ação de proteínas envolvidas na transdução de sinais, como a proteína G e outros
intermediários;
por meio da alteração do nível de expressão dos canais iônicos na superfície celular (RANG;
HENDERSON; RITTER, 2016).
Outro meio de transporte de íons e moléculas polares pequenas, é através das proteínas
transportadoras. De acordo com Rang; Henderson; Ritter (2016, p. 23):
[...] Muitos destes transportadores são conhecidos; exemplos de alguns com importância
farmacológica em particular incluem aqueles responsáveis pelo transporte de íons e muitas
moléculas orgânicas pelo túbulo renal, pelo epitélio intestinal e pela barreira
hematoencefálica, o transporte de Na e Ca para fora das células e a captação dos
precursores de neurotransmissores (como a colina) ou dos próprios neurotransmissores
(como aminas e os aminoácidos) pelos terminais nervosos, bem como o transporte de
moléculas de fármacos e seus metabólitos através de membranas celulares e barreiras
epiteliais.
+ 2+
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 23/26
  
  
Em muitos casos, a energia necessária para transporte de substâncias contra o seu gradiente
eletroquímico é advinda da hidrólise do ATP. Um exemplo consiste na bomba de sódio, visto
anteriormente (Na -K -ATPase).
MECANISMOS DE AÇÃO DE FÁRMACOS
A sinalização química pelas membranas celulares é possível através de
mecanismos moleculares distintos. Cada fármaco ou molécula despertará uma cascata de
sinalização característica, despertando a transdução de muitos sinais diferentes. Esses
mecanismos são realizados por famílias de proteínas que incluem receptores na superfície e interior
da célula, enzimas e outros componentes que agem gerando, ampliando e coordenando todo o
processo (RANG; HENDERSON; RITTER, 2016).
Estes diferentes mecanismos de sinalização muitas vezes influenciam na duração do efeito do
fármaco, na diminuição de respostas e na seletividade, conhecimento essencial também para
descoberta de novos alvos terapêuticos. Essa diferença pode ser explicada pela distinção de quatro
tipos de receptores (RANG; HENDERSON; RITTER, 2016 e TREVOR; KATZUNG, 2007):
1. Canais iônicos controlados por ligantes – Agem gerando uma hiperpolarização ou
despolarização da membrana, produzindo efeitos celulares em milissegundos. Exemplo:
receptor nicotínico da acetilcolina (canais iônicos onde a abertura é realizada pelo
neurotransmissor acetilcolina).
2. Receptores acoplados à proteína G – Pertencem a uma classe de proteínas envolvidas na
transdução de sinais, agindo através da ativação de segundos mensageiros. Sua ação é em
escala de segundos. Exemplo: receptor muscarínico da acetilcolina.
3. Receptores ligados a quinase – Agem através da fosforilação de proteínas (adição de um
grupo fosfato nos resíduos de tirosina, treonina ou serina dos aminoácidos das proteínas),
estimulando a transcrição gênica e síntese proteica. Possui ação em escala de horas.
Exemplo: receptor de citocinas.
4. Receptores nucleares – Consistem em reguladores da transcrição gênica, agindo no núcleo
para produzir efeitos celulares. Possui ação em escala de horas. Exemplo: receptor de
estrógenos.Considerações
CONSIDERAÇÕES
Este ciclo de aprendizagem apresentou a você a importância da estrutura da
água e de biomoléculas (proteínas, carboidratos, lipídeos e ácidos nucleicos), essenciais para
manutenção fisiológica e patológica, bem como os princípios moleculares de ação de fármacos.
Você também foi convidado a refletir sobre a importância da manutenção do pH para o bom
funcionamento do corpo humano e também sobre as funções dos ácidos nucleicos na manutenção
e transferência da informação genética. Estes são conceitos chaves e para a compreensão dos
próximos ciclos.
Os temas são extremamente amplos e, portanto, é essencial que você complemente seus estudos
por meio das referências bibliográficas citadas e principalmente siga as “chamadas em ação”. Como
continuação do assunto, o próximo ciclo tratará das reações metabólicas que ocorrem a todo tempo
no nosso corpo humano, bem como os fármacos que interferem e são utilizados para tratamento de
dislipidemias e diabetes.
Siga em frente e não desista!
Bons estudos!
+ +
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580555974/pageid/41
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580555974/pageid/43
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788580555974/pageid/41
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 24/26
Encontro Virtual Síncrono
Participar do Encontro Virtual Síncrono-EVS (bate-papo) e esclarecer
suas dúvidas com o tutor a distância. Verifique a data deste encontro na
Sala de Aula Virtual.
  INTERATIVIDADE NO FÓRUM
OBJETIVO
Reconhecer o significado/sentido da disciplina e sua relação com
o curso, identificando as contribuições da mesma para a formação humana e futura
atuação profissional.
DESCRIÇÃO DA INTERATIVIDADE
A partir da leitura das orientações do(a) tutor(a) e as informações iniciais contidas na
Introdução da disciplina (ementa e objetivos específicos), apresente suas considerações
acerca do significado/sentido da disciplina em sua articulação com o curso, bem como de
sua(s) contribuição(ões) para a formação humana e futura atuação profissional.
Além disso, para auxiliá-lo no desenvolvimento dessa interatividade, sugerimos também a
leitura do Guia Acadêmico de seu curso.
PONTUAÇÃO
A interatividade vale de 0 a 0,5 ponto.
CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO
Na avaliação desta interatividade serão utilizados como critérios:
Utilização da norma padrão Língua Portuguesa e das normas da ABNT.
Identificação da articulação da disciplina, seus objetivos e conteúdos com o curso.
Apresentação do significado/sentido da disciplina para a formação humana e para a
formação profissional.
Acesse o Fórum
AS QUESTÕES ON-LINE, REFERENTES A ESSE CICLO DE
APRENDIZAGEM, SERÃO DISPONIBILIZADAS CONCOMITANTE ÀS DO
http://mdm.claretiano.edu.br/intanadad-crc/wp-content/uploads/sites/221/2017/03/EVS-80-80.png
https://sga.claretiano.edu.br/sav/disciplina/forum
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d… 25/26
CICLO DE APRENDIZAGEM 2.
© 2020 Bioquímica e Farmacologia | Claretiano
http://claretiano.edu.br/
12/09/2020 Ciclo 1 – Princípios Estruturais das Biomoléculas e Ação Molecular de Fármacos – Bioquímica e Farmacologia
https://mdm.claretiano.edu.br/biofar-g00282-2020-02-grad-ead/2020/01/16/ciclo-1-principios-estruturais-das-biomoleculas-e-acao-molecular-d…26/26