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Fundamentos de Bioquímica Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Prof. Dr. Carlos Eduardo de Oliveira Garcia Revisão Textual: Profa. Esp. Selma Aparecida Cesarin As Enzimas • Enzimas • Vitaminas · Entender e discutir a ação e a importância das enzimas nos Sistemas Biológicos; · Conhecer os fatores que influenciam o mecanismo de ação das enzimas; · Entender e discutir o papel das vitaminas no organismo. OBJETIVO DE APRENDIZADO As Enzimas Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas: Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como o seu “momento do estudo”. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo. No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados. Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem. Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Determine um horário fixo para estudar. Aproveite as indicações de Material Complementar. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma Não se esqueça de se alimentar e se manter hidratado. Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados. Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias! Isso amplia a aprendizagem. Seja original! Nunca plagie trabalhos. UNIDADE As Enzimas Enzimas Para a vida existir, dois fatores são determinantes: o primeiro é a capacidade de autorreplicação e o segundo é a capacidade de orquestrar uma complexa gama de reações químicas, de forma eficiente e seletiva. Como já estudamos, o açúcar (glicose) é a fonte de energia para vários organismos, inclusive o nosso. Quando comemos açúcar (sacarose), nós o convertemos em CO2 e H2O e, em segundos, liberamos para as nossas atividades a energia nele contida. Pois bem! O mesmo açúcar pode ser guardado na presença de oxigênio durante anos, pois a reação química é muito lenta, mesmo em condições favoráveis. A diferença dos dois processos são os catalisadores; sem eles, a vida é insustentável. As enzimas são os catalisadores dos sistemas biológicos, proteínas altamente especializadas, que apresentam grande especificidade, por seus substratos, acelerando de forma extraordinária as reações químicas que ocorrem no metabolismo de todos os seres vivos, atuando em situações específicas de temperatura e pH. Assim, as enzimas do nosso sistema imunológico funcionam melhor a temperaturas mais altas, como 37 e 38 graus Celsius; enquanto a pepsina, que é uma enzima do estômago, que age em proteínas (proteinase), tem um ótimo pH de atuação em um pH em torno de 2,0. Assim, as enzimas são vitais para todos os processos bioquímicos. Normalmente, agem em uma sequência organizada denominada cadeia enzimática, na qual o produto de uma é o substrato da seguinte, agindo para que moléculas sejam degradadas, energia armazenada e transformada e as macromoléculas sejam sintetizadas. Podemos representar as reações que são catalisadas por enzimas da seguinte forma: Enzima (E) Enzima (E) Substrato (S) Produto (P) Figura 1 A molécula à qual a enzima se liga e que servirá de “matéria prima” para a reação é denominada substrato (S) e a molécula resultante da reação é o produto (P) da reação. Sem a enzima, a reação não ocorre ou demora muito para acontecer. Assim, não acontece a formação, ou ocorre a formação de muito pouco produto (P). 8 9 As Enzimas que entram na reação, depois que o fazem, saem dela sem se alterar e estão prontas para catalisar uma nova reação. As enzimas são catalisadores altamente específicos e essa característica se dá pelo seu “sítio ativo”, que é a porção da enzima que se liga ao substrato em um sistema de chave-fechadura: Enzim a Enzima Enzima Glicose/frutose Sacarose + enzima Sacarose Figura 2 Fonte: Adaptado de ocorpohumano.com.br Muitas enzimas possuem uma porção em outra localidade da molécula, denominada “sítio alostérico”, no qual outras moléculas (orgânicas e inorgânicas), denominadas cofatores ou coenzimas, ligam-se, alterando a conformação estrutural da enzima para que ela fique com a configuração, podendo aumentar ou diminuir sua atividade enzimática. Considerando a enorme variedade de enzimas, o Institute Union The Biochemistry and Molecular Biology sistematizou uma nomenclatura, pois, com a descoberta de grande número de enzimas, houve a necessidade de sistematização da nomenclatura. A União Internacional de Bioquímica e Biologia Molecular (IUBMB) adotou uma nomenclatura que dividiu as enzimas em seis classes, relacionando-as com a reação química em que atuavam: · Oxidorredutases – Reações de oxirredução; · Transferases – Transferência de grupos funcionais; · Hidrolases – Reações de hidrólise (quebra); · Liases – Formação de ligações duplas; · Isomerases – Isomerização; · Ligases – Ligações entre duas moléculas. Para as enzimas, também ocorre uma nomenclatura usual, que nada mais é do que o uso do sufixo “ase” junto ao nome do substrato dessa enzima (enzimas que degradam lipídeos – lípases; amido – amilase; proteínas – proteases). 9 UNIDADE As Enzimas Estado de transição (‡) ∆G‡P S ∆G‡S P ∆GrOS Estado Fundamental P Estado Fundamental En er gi a l ivr e G Coordenadas de reação Figura 3 – Diagrama de coordenadas de reação para uma reação química A energia livre do sistema é representada em função do progresso da reação S P. Um diagrama desta natureza descreve as mudanças de energia durante a reação, e o eixo horizontal (coordenadas da reação) reflete as mudanças químicas sucessivas (por exemplo, quebra e formação de ligações) à medida que S é convertido em P. As energias de ativação para as reação S→P e P→S estão indicadas por DG DGro é a variação totalda energia livre padrão para a reação S→P. Outras ainda mais usuais recebem nomes específicos, como a ptialina, que é uma amilase encontrada em nossa saliva, e a pepsina, que é uma protease encontrada no estômago, entre outras As reações químicas ocorrem com a colisão das moléculas entre si, de uma forma apropriada e com uma quantidade de energia tal que proporcione a formação de complexos ativos, atingindo, assim, seu “estado de ativação”. Estado de transição ΔG‡ Em ausência de enzima ΔG‡ Em presença de enzima ΔG° Produtos C, D (Estado �nal) Reagentes A, B (Estado inicial) Catalisada Não-catalisada En er gi a d o s ist em a Progresso da reação Figura 4 – Diagrama energético de reação catalisada e de reação não-catalisada DG = energia livre de ativação, DGo = variação de energia livre. A diferença entre os valores da energiade ativaçãode uma reação catalisada e de uma reação não-catalisada, indica a eficiência do catalisador. 10 11 Assim, para que os reagentes cheguem a esse estado, é necessária uma dada quantidade de energia denominada energia de ativação (Ea) ou ainda ∆G=|, na qual o símbolo (=|) é o processo de ativação. Assim, no Gráfico, podemos observar que o ponto mais alto é a quantidade de energia necessária para que a reaçãoocorra (Ea). Nesse ponto (estado de ativação), os reagentes estão complexados, encontram- se em uma forma intermediária com alta energia e não podem ser considerados nem reagentes, nem tampouco produtos. Podem originar produtos ou voltar à forma de reagentes: A+B ⇔ C+D Notamos, ainda, no Gráfico, que a velocidade de reação é inversamente proporcional à quantidade de sua energia de ativação. Assim, quanto maior o valor de ∆G=|, menor a velocidade da reação. Quando existem catalisadores, a velocidade da reação é aumentada, pois eles reduzem a quantidade de Ea necessária para que a reação ocorra. As enzimas possuem três características que fazem delas o principal vetor de regulação dos processos metabólicos, sendo peça essencial para os sistemas biológicos: · Alta especifi cidade aos substratos: cada reação química do metabolismo é catalisada por apenas uma enzima específica e essa faz com que a Ea seja a menor possível, resultando em um produto desejado; · Condições reacionais mais brandas: cada enzima tem sua atividade controlada por vários fatores como pH, temperatura, disponibilidade de substrato e presença de cofatores e coenzimas; · Capacidade de regulação da concentração e da atividade: essa característica faz com que haja um ajuste refinado para que se contemple as demandas metabólicas em diferentes situações fisiológicas. As enzimas possuem uma área em sua estrutura denominada sítio ativo, que é onde ocorrem as reações de catálise. O sítio ativo se liga ao substrato por meio de ligações não covalentes, como as pontes de hidrogênio, forças de Wander Waals, interações eletrostáticas e hidrofóbicas. Observa-se que o substrato se liga ao sítio de ativação apenas por uma pequena porção por onde ocorre a reação. Esse fato não impede que os aminoácidos que compõem o sítio ativo estejam em um mesmo locun da estrutura primária da proteína, considerando-se que a estrutura quaternária é um enovelamento complexo, a forma ativa, com a composição dos sítios de ativação, que dependem dessa complexidade. 11 UNIDADE As Enzimas E + S ES E + P Figura 5 Um dos fatores para a alta especificidade para com o substrato consiste na estrutura tridimensional da enzima, que se encaixa perfeitamente no substrato, em um modelo de “chave-fechadura” e/ou modelo de encaixe induzido. No modelo chave-fechadura, as enzimas possuem invaginações com tamanhos fixos e específicos para o encaixe perfeito com as dimensões e formas dos substratos, fazendo com que eles se ajustem no sítio de ligação, impedindo, assim, que outras substâncias de diferentes formas e dimensões não formem o complexo enzima-substrato (ES). Já no modelo do encaixe induzido, ocorre flexibilização maior da enzima, por seus sítios ativos, que não estão previamente definidos, e quando ocorre a interação enzima-substrato, ocorre uma alteração estrutural da enzima, decorrente da alteração de cargas que estipulam sua estrutura quaternária, reposicionando os aminoácidos que a formam, adequando-a ao substrato específico. Nos sistemas biológicos, as reações químicas que transformam substratos em produtos envolvendo catalisação enzimática podem ocorrer basicamente de quatro formas: · Proximidade e orientação: os substratos se ligam nos sítios ativos da enzima, que aproxima os grupos funcionais em uma orientação adequada para ocorrer a reação; em seguida, ocorre uma modificação estrutural da enzima, ocorrendo o complexo enzima-substrato e o estado de transição; · Catálise por íons metálicos: as forças nas interações entre o substrato são eletrostáticas e são decorrentes da capacidade das moléculas vizinhas em reduzir os efeitos de atração entre os grupos químicos. A redistribuição das cargas elétricas nas enzimas influencia a atividade química do substrato e uma ligação eficiente do substrato no sítio ativo reduz a Ea para ser atingido o estado de transição, consequentemente acelerando a reação; a b c a b c + Substrate ES complex Figura 6 12 13 · Catálise ácido-básica: nesse tipo de catálise, os grupos químicos podem se tornar mais reativos pela adição ou remoção de prótons. As enzimas possuem em seus sítios ativos cadeias laterais que exercem a função de doadoras ou receptoras de prótons e muitas vezes agem como catalisador ácido e/ou básico, pois possuem pKa na faixa de pH fisiológico; · Catálise covalente: as enzimas aceleram a reação, formando ligações covalentes transitórias com o substrato. A atividade enzimática é influenciada por vários fatores. Vamos passar agora aos mais relevantes. Temperatura Lembrando que a temperatura é a energia cinética das moléculas e que as reações químicas ocorrem pela colisão delas, a temperatura afeta diretamente as reações químicas, sendo maior a sua velocidade quanto maior for a temperatura. Porém, quando essas reações são catalisadas por enzimas, a velocidade aumenta com o aumento da temperatura, até certo momento chamada de temperatura ótima (na sua maioria entre 40 e 45º C); a partir desse ponto, quanto mais aumentarmos a temperatura, mais devagar a reação. Isso ocorre por que a enzima é uma proteína e a partir de uma determinada temperatura ela começa a sofrer desnaturação, perdendo sua estrutura quaternária e, consequentemente, sua função enzimática. pH Assim como em relação à temperatura, as enzimas também têm um pH ótimo no qual sua velocidade é máxima. A quantidade de íons H+ afeta as enzimas de várias formas: · A atividade de uma enzima é diretamente relacionada à sua capacidade de ionizar os seus sítios ativos. Assim, caso o pH esteja com uma concentração de OH- ou H+ em quantidade suficiente para se ligar aos íons dos aminoácidos que deveriam ligar-se ao substrato, a enzima tem sua atividade catalítica reduzida. Da mesma forma, o substrato pode ser afetado caso contenha um ou mais grupos ionizáveis. Podemos afirmar que alterações do pH alteram a capacidade de formação do complexo Enzima Substrato; · Também temos de levar em conta que uma mudança do pH pode alterar as ligações que sustentam a estrutura quaternária e terciária das enzimas, provocando sua desnaturação e, consequentemente, uma perda de sua função catalítica. 13 UNIDADE As Enzimas T óptima 10 20 30 40 50 60 Temperatura (em °C) Ve lo cid ad e d e re aç ão (V ) Desnaturalização In�uência da temperatura Enzimas: Fatores que infuenciam na velocidade Figura 7 As enzimas, de modo geral, aceitam mudanças significativas do pH; porém, a maioria delas apresenta atividade em faixas estreitas desse fator. Assim, os organismos se valem de “tampões” que estabilizam o pH. As enzimas possuem enorme diversidade e, assim, pH ótimo diferente e específico para cada uma. As enzimas que atuam em nosso estômago, por exemplo, apresentam pH ótimo de aproximadamente 2, enquanto a quimotripsina do nosso intestino delgado apresenta pH ótimo de 8. Concentração da Enzima e Concentração de Substrato Levando-se em conta que a velocidade máxima de uma reação é uma função entre a quantidade de enzima e a quantidade de substrato disponível no meio, a Velocidade inicial (V0) é diretamente proporcional à quantidade de enzima, considerando-se que exista um excedente de substrato, conforme a equação: E S ES E P+ → +� Passo catalítico Ligação do substrato Quando a quantidade de substrato satura os sítios ativos das enzimas, passam a existir somente os complexos enzima-substrato (ES). Assim, a curva velocidade da reação se torna hiperbólica e a velocidade se estabiliza, atingindo a velocidade máxima da reação (Vmax). 14 15 E + S S S I I + I KI EI ES E + P Concentração de substrato [S] (mM) Km 1⁄2 maxV maxV Figura 8 Inibição Enzimática Os Inibidores enzimáticos são compostos que reduzem ou até mesmo inibem a ação das proteínas. Nos sistemas biológicos, atuam como reguladores metabólicos; vários desses compostos são utilizados como fármacos, pois atuam em enzimas específicas de vírus e bactérias fundamentais para a replicaçãoe metabolismo desses organismos; outros inibidores são utilizados, ainda, como conservantes de alimentos. Inicialmente, podemos classificar os inibidores em duas categorias, dependendo da estabilidade da ligação entre a enzima e o inibidor: inibição irreversível, na qual a interação provoca alterações químicas na enzima resultando em uma inativação definitiva da molécula, e inibição reversível, na qual a enzima e o substrato se ligam por meio de interações não covalentes. Na inibição reversível, ocorrem interações não covalentes e é possível a enzima voltar à sua atividade, dependendo da situação; por sua vez, a inibição reversível pode ocorrer de três formas, dependendo do inibidor e da enzima relacionada: · Inibição competitiva: é aquela na qual os inibidores apresentam moléculas semelhantes aos substratos das enzimas, e compete pelo sítio de ligação da enzima pelo substrato, formando o complexo Enzima Inibidor (EI), não ocorrendo a reação. Aumentando a quantidade de substrato, potencializamos a formação de ES e, assim, podemos manter o mesmo valor de velocidade máxima da reação; · Inibição não-competitiva: o inibidor pode ligar-se na enzima, em outro sítio, que não o de ligação do substrato, a ligação do inibidor provoca alteração estrutural da enzima, impedindo a formação do produto, pois os complexos que se formam e inibem a reação são EI ou ESI. Como ocorre uma deformação do sítio ativo de ligação do substrato, nesse caso, a inibição não atinge a velocidade máxima de reação, mesmo com o aumento na concentração do substrato. O inibidor não competitivo não se assemelha, 15 UNIDADE As Enzimas em sua estrutura, ao substrato, alguns metais como a prata e o chumbo se ligam em enzimas e alteram sua estrutura quaternária, funcionando como inibidores não competitivos; Figura 9 · Inibição incompetitiva: nesse tipo de inibição enzimática, o inibidor liga-se somente ao complexo ES, não ocorrendo a ligação na enzima livre. Enzima substrato Complexo Enzima-substrato Produtos Inibidor não competitivo complexo inibidor de enzima-substrato Figura 10 16 17 Regulação da Atividade Enzimática Como vimos nesta Unidade, diversos fatores influenciam a atividade das enzimas, como temperatura pH, concentração do substrato e enzima e integração das enzimas nas vias metabólicas. O metabolismo como um todo não funciona em sua capacidade máxima o tempo todo. Normalmente, quase a totalidade dos processos pode ser inibida, ativada e/ou interrompida em certas fases no ciclo celular ou em células diferentes. O metabolismo deve ocorrer de forma organizada para que as células não cresçam de forma descontrolada e exerçam suas funções na medida certa, compatível com o Sistema Biológico em que se encontra, controlando seu gasto energético e produtivo. Tendo essa premissa em mente, devemos entender que a regulação das vias bioquímicas e cadeias metabólicas é regida por mecanismos sofisticados e complexos, feitos por meio de controle da quantidade e atividade de enzimas “chaves” dentro do Sistema. Em seguida, veremos alguns meios que proporcionam um controle mais refinado do metabolismo. Controle Genético A concentração de enzimas presentes, a quantidade das enzimas disponíveis nas células depende de dois parâmetros básicos: sua velocidade de síntese e a sua velocidade de degradação. A indução enzimática, que acarreta a sua síntese, permite uma resposta celular decorrente de uma alteração do meio. Assim, a síntese de uma grande quantidade de enzimas pode ser inibida por repressão, isto é, o produto final de uma cadeia enzimática inibe uma enzima- chave da mesma cadeia. Modifi cação Covalente Muitas enzimas que controlam o fluxo das cadeias são reguladas por alterações covalentes reversíveis que, por sua vez, são catalisadas por outras enzimas. Normalmente, essas alterações são decorrentes de processos de fosforilação e defosforilação decorrentes da adição ou retirada de grupos fosfato. Essas modificações covalentes reversíveis também podem ser decorrentes de processos de acetilação-desacetilação, adenilação-desadenilação, uridinilação- desuridililação e metilação-desmetilação. 17 UNIDADE As Enzimas Enzimas Alostéricas As enzimas alostéricas possuem um sítio de ligação adicional, no qual moduladores de atividade se ligam e acarretam mudanças em sua estrutura e/ ou em sua conformação não covalente, alterando, também, sua afinidade pelo substrato (aumentando ou diminuindo). Essas ligações com os efetores (ou moduladores alostéricos) são reversíveis e não covalentes em sítios alostéricos na molécula da enzima. Esses moduladores alostéricos são moléculas orgânicas pequenas, de baixo peso molecular; normalmente, são substratos ou produtos de outras reações enzimáticas, em sua grande maioria, as enzimas que possuem esse tipo de controle são enzimas chaves das cadeias enzimáticas. Esses efetores podem ser organizados como Efetor alostérico positivo, quando aumenta a afinidade da enzima pelo substrato e, consequentemente, aumenta a velocidade da reação, e Efetor alostérico negativo – reduzindo a afinidade e, de modo similar, reduzindo a velocidade da reação. Existem enzimas que são constituídas de proteínas simples, sendo compostas em sua totalidade de cadeias polipeptídicas. No entanto, elas só adquirem sua atividade quando associadas com cofatores e coenzimas: · Cofatores (metálicos): nos organismos, os metais que atuam como cofatores podem ser divididos em dois grupos: · Metais alcalinos e alcalinos terrosos: sódio (Na+), potássio (K+), magnésio (Mg2+) e cálcio (Ca2+); · Metais de transição: normalmente, esses metais estão associados à catálise; seus íons possuem elevado número de cargas elétricas positivas, muito úteis para as moléculas de baixo peso molecular realizarem suas ligações. Assim, atuam como aceptores de elétrons, podendo interagir com dois ou mais íons. Entre eles, podemos citar o Ferro (Fe2+), o Zinco (Zn2+) e o Cobre (Cu2+); · Coenzimas: são moléculas orgânicas de baixo peso molecular, que normalmente derivam de vitaminas. Porém, há coenzimas que são moléculas análogas às vitaminas, sendo requeridas em quantidades pequenas, mas que facilitam as reações enzimáticas Vitaminas Além dos componentes que possuem quantidade mais significativa na composição dos seres vivos como carboidratos, proteínas lipídeos e aminoácidos, existe um grupo de substâncias orgânicas que funciona em pequenas quantidades (oligossubstâncias): as vitaminas. 18 19 Vitaminas: moléculas orgânicas que são necessárias para muitos dos processos metabólicos do nosso organismo. Normalmente, sua quantidade requerida é de alguns poucos miligramas (mg) ou até mesmo microgramas (μg) por dia, mas, mesmo nessas quantidades, estas substâncias são essenciais para o bom funcionamento de nosso organismo. Para isso, uma alimentação balanceada é fundamental, sendo que a grande maioria das vitaminas que necessitamos não são sintetizadas pelo nosso corpo. As exceções a essa regra são: · A vitamina D – sintetizada na pele; · A vitamina K – sintetizada pela nossa flora intestinal, sendo necessário um incremento na dieta para atingir a demanda fisiológica dessa vitamina; · A niacina – sintetizada no fígado, tomando como precursor o triptofano (aminoácido); · A riboflavina – sintetizada pela flora do intestino grosso; · A biotina – sintetizada também pela flora do intestino grosso. Esse grupo de moléculas orgânicas tem enorme variedade de funções biológicas, são cofatores enzimáticos, atuam como antioxidantes, combatendo radicais livres produzidos pelo nosso metabolismo, e atuam como precursores hormonais (como a vitamina D). Cada vitamina possui função específica em nosso organismo. Apesar de muitas dessas funções serem complementares, também podem interagir com outros nutrientes como proteínas, carboidratos e minerais. Assim, as vitaminas asseguram o funcionamento adequado de todo o metabolismo. De modo geral, asvitaminas são divididas em dois grupos de acordo com sua solubilidade: vitaminas lipossolúveis e vitaminas hidrossolúveis. Vitaminas lipossolúveis São vitaminas solúveis em solventes apolares (A, D, E e K). As vitaminas A, D e K são fundamentais para a formação e manutenção dos ossos. O grupo dessas vitaminas é responsável pela manutenção das boas condições dos olhos, da pele, dos pulmões, do trato gastrointestinal e do sistema nervoso. A absorção das vitaminas lipossolúveis pelos mamíferos se dá pelo sangue, por meio dos canais linfáticos da parede intestinal, sendo que muitas delas só conseguem circular no organismo associadas a proteínas de transporte. É importante termos na dieta alimentos que apresentam gordura na sua composição, pois os óleos são reservatórios dessas vitaminas. No organismo dos mamíferos, o tecido adiposo, assim como o fígado, serve de armazenamento das vitaminas lipossolúveis. 19 UNIDADE As Enzimas Vitaminas hidrossolúveis São aquelas solúveis em água e em solventes polares. Apesar de as vitaminas hidrossolúveis desempenharem inúmeras funções nos organismos, uma das mais importantes é a liberação da energia dos alimentos que ingerimos. Esse grupo desempenha importante papel de coenzimas, sendo que as vitaminas do complexo B são componentes chave das enzimas relacionadas a esse processo. Essas vitaminas presentes na fração aquosa dos alimentos que ingerimos são diretamente absorvidas pela corrente sanguínea, circulando facilmente pelo nosso corpo, na fase aquosa do sangue, com exceção das vitaminas B6, biotina e ácido fólico (as quais circulam associadas a proteínas). Vitamina A – Retinol, retinal e ácido retinoico (existem três formas ativas de vitamina A no organismo). Os carotenoides, que são pigmentos vegetais de cor alaranjada, convertem-se facilmente em vitamina A em nosso organismo. Suas funções são: atuar na retina, sendo essencial à visão; manter a estrutura da pele dos tecidos; importante na manutenção e no desenvolvimento dos ossos; tomar parte nos processos imunológicos e nos órgãos reprodutores; agir como antioxidante, combatendo radicais livres e suas principais fontes são: · Retinoides (presentes apenas em alimentos de origem animal): lacticínios, manteiga, fígado, gorduras de peixes e gema de ovo; · Carotenos (presentes apenas em alimentos de origem vegetal): frutas legumes e hortaliças com coloração verde escura ou alaranjada (brócolis, mamão, laranja, couve, cenoura). Vitamina D – Calciferol Essa vitamina ajuda a manter em equilíbrio o trânsito de cálcio e do fósforo entre o sangue e os ossos e também ajuda na saúde dos dentes. Suas principais fontes são as gorduras (vitamina lipossolúvel) de queijos, manteiga, leite (enriquecido), fígado, gema de ovo e alguns peixes, como sardinha e salmão. Vitamina E – Tocoferol A vitamina E tem função antioxidante, prevenindo a oxidação e mantendo ativas as vitaminas A, C e os ácidos gordos polinsaturados. Ela é fundamental para o bom funcionamento dos órgãos reprodutores e também é utilizada na indústria de alimentos para evitar a oxidação de gorduras dos alimentos processados (ranço). Suas principais fontes são os óleos vegetais, como azeite, amendoim, soja, palma, milho, girassol e as sementes oleaginosas, como nozes e castanhas, sementes e grãos inteiros. 20 21 Vitamina K – Filoquinona, menadiona Essa vitamina toma parte na formação dos complexos proteína-cálcio. É fundamental para à coagulação sanguínea e para a calcificação dos ossos. As principais fontes são laticínios cereais, carne, ovos, frutas e hortaliças de cor verde, como brócolis e couve. Tiamina – Vitamina B1 A tiamina ajuda a converter os carboidratos em energia e é importante para o funcionamento do sistema nervoso. Suas principais fontes são as carnes, de modo geral, cereais integrais, nozes, legumes e leguminosas. Riboflavina – B2 Toma parte na conversão de gorduras, carboidratos e proteínas em energia; é importante para a manutenção do sangue, pele e anexos. Principais fontes: laticínios, aves, pescado, cereais e hortaliças de cor verde e leguminosas. Niacina – vitamina B3 Assim como a riboflavina, essa vitamina toma parte na conversão de gorduras, carboidratos e proteínas em energia. Suas principais fontes são as carnes de modo geral, o leite e as hortaliças de cor verde. Ácido Pantotêmico – B5 Essa vitamina, além de ajudar a converter nutrientes em energia, também toma parte na síntese de ácidos graxos, de neurotransmissores, hormônios, esteroides e da hemoglobina, e é parte significativa de nosso sistema imunológico. Suas principais fontes são a gema de ovo, aves, peixe, leite, batata doce e hortaliças de cor verde escura. Vitamina B6 – Piridoxal, piridoxina e piridoxamina Essa vitamina tem função relativa à síntese de reguladores fisiológicos como a serotonina, que é neurotransmissor importante para o sono, o apetite e o humor; participa na síntese de ácidos graxos e glóbulos vermelhos; toma parte na síntese de aminoácidos, carboidratos e lipídios; influencia as capacidades cognitivas e a função imunitária. As principais fontes são fígado (vaca, porco e vitela), peixe (atum, truta, arenque, salmão), nozes, castanhas, sementes, cereais e frutas como banana e uva passa. Vitamina B12 – Cobalamina Suas funções estão relacionadas à divisão celular e ao crescimento, bem como à produção de glóbulos vermelhos. Suas principais fontes são carne, peixe, marisco, ovos e lacticínios. 21 UNIDADE As Enzimas Vitamina C – Ácido ascórbico Essa vitamina, bem conhecida de forma geral, participa ativamente do processo de cicatrização, pois participa na síntese de colágeno, na formação e manutenção de ossos e dentes; toma parte no processo de absorção de ferro; participa na síntese dos neurotransmissores serotonina e noradrenalina; age como antioxidante e é, inclusive, muito utilizada em indústria de sucos e bebidas, para a preservação de produtos. Suas fontes principais são frutos (por exemplo: kiwi, citrinos, morango, papaia, manga, uva, melão) e produtos hortícolas (por exemplo: salsa, couve galega, tomate, pimentão verde). Colina Essa vitamina toma parte na síntese e libertação do neurotransmissor acetilcolina; metabolização e transporte de gorduras. Suas principais fontes nutricionais são leite, ovos, fígado e castanhas. Biotina Essa vitamina, além de ajudar a converter os nutrientes em energia, ainda participa da síntese da glicose e de ácidos graxos, degradação de alguns desses ácidos e na manutenção de anexos tegumentares (unhas, pelos e cabelos). Suas principais fontes são fígado, gema de ovo, hortaliças verdes e cereais integrais. Ácido fólico – Folato, folacina Essa importante vitamina está muito relacionada à formação do embrião, pois ajuda a formar o tubo neural no feto. Além dessa função, ela ainda participa da produção de glóbulos vermelhos; metabolismo e síntese de proteínas; divisão celular e síntese de DNA e do crescimento de tecidos. Suas principais fontes são fígado, hortaliças de cor verde escura, feijões, sementes de trigo, gema de ovo, lacticínios, beterraba e sumo de laranja. 22 23 Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Sites Aminoácidos e Proteinas https://goo.gl/DDrj1y Ligação peptídica: unindo aminoácidos https://goo.gl/KkTb9k Vídeos Introdução à Bioquímica - Aula 1 - Parte 1 - Fundamentos Básicos de Sistemas Biológicos https://youtu.be/noaLQ687JBU Coagulação do Sangue https://youtu.be/e4cQw70owYA Leitura Proteínas https://goo.gl/xA798l 23 UNIDADE As Enzimas Referências CHAMPE, P. C. Bioquímica ilustrada. 3.ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. LEHNINGER, A. L.; NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de bioquímica. 4.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2006. MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 3.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. STRYER, L. Bioquímica. 4.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1996. p.419-36. 24
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