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Carboidrat��: Principal fonte energética dos seres vivos. Biomolécula mais abundante do planeta Glicanos, carboidratos, sacarídeos, açúcares e oses. Moléculas formadas por carbonos, hidrogênios e oxigênios. São poliidroxialdeído e poliidroxicetona. São moléculas que podem ser aldeídos ou cetona. Epímeros da glicose Apresentam mesma quantidade de C, H e O. A diferença entre a manose e a glicose é a posição do OH, isso chama-se isomeria de posição ou epímeros da glicose. Ciclizaçã�: O polímero de glicose será representado em cadeia fechada, para protegê-la e conservar a hidroxila. Hexágono: 1. Aldeído 2. Verificar se é alfa ou beta, através do carbono 1 ( Sempre próximo ao oxigênio) 3. Se a hidroxila estiver para baixo a estrutura será alfa. Se o OH estiver para cima a estrutura será beta. Pentágono: 1. Cetona 2. Carbono 2 para verificar se é alfa (OH para baixo) ou beta (Hidroxila para cima). Ligação entre moléculas de glicose é a ligação glicosídica. Dissacarídeos compostos por dois monômeros se diferenciam através da ligação glicosídica. No corpo e nos alimentos sempre são os dextrógiros, os levógiros não são reconhecidos pelos nossos corpos. Lipídi��: São altamente diversificados, não possuem padrão. Lipídi�� d� armazenament� É um glicerol ligado a 3 moléculas de ácido graxo = triglicerol É importante entender pois eles são usados no metabolismo. Quanto maior a quantidade de ácidos graxos insaturados, o composto vai ter a tendência de ficar no estado líquido. Os ácidos graxos com ligação dupla apresentam ponto de fusão maior do que os com ligação simples. Gorduras saturadas são mais difíceis para serem eliminadas pelo corpo. Ela tem um ponto de fusão maior, demanda mais energia para quebrar as ligações por elas serem mais estáveis. F�sfolipídi��: 1. Glicerofosfolipídeos Eles se apresentam com o glicerol, duas moléculas de ácido graxo, o fosfato e uma estrutura X 2. Esfingolipídeos É constituído por ácido graxo, esfingosina e um mono ou oligossacarídeo, sendo então do grupo glicolipídeos. Assim como, pode ser constituído de dois ácidos graxos, uma esfingosina, o fosfato e o grupo X, sendo parte dos fosfolipídeos. Os esfingolipídios podem ter ou não a presença de fosfato, depende se ele será fosfolipídeos ou glicolipídeos Glicolipíde��: 1. Esfingolipídeos 2. Galactolipídeos (Sulfolipídeos) Formado de glicerol, dois ácidos graxos, um mono ou oligossacarídeos e um SO4. Colestero�: É uma molécula de lipídios, que é precursora de vários hormônios. A parte em vermelho é a que está presente em todos os hormônios esteróides. Ele não é um lipídio de membrana e nem de armazenamento. Produzido pelo fígado, ajnuda na fabricação da bile. Esses quatro anéis que estão circulados são chamados de ciclopentano-perito-fenantreno. Pode dar origem aos nucleotídeos. 1. Hormônios esteróides. 2. Formação da vitamina D: Também tem como precursor o colesterol. Resumo: 1. Carboidratos Carboidratos são moléculas formadas de C, H e O Podem ser aldoses ou cetoses. Epímeros da glicose são moléculas que diferem na posição da hidroxila. 2. Lipídios Apolares, não tem um padrão de estrutura para definir Podem ser lipídios de armazenamento e lipídios de membrana. Lipídio de armazenamento - triglicerol Estud� dirigid�: 1. Explique a formação das ligações de hidrogênio São interações relativamente fracas que se formam entre um hidrogênio com carga positiva parcial e um átomo eletronegativo (aceptor de hidrogênio), tal como oxigênio ou nitrogênio. Os átomos de hidrogênio envolvidos na ligação de hidrogênio devem ser anexados a átomos eletronegativos (doador de hidrogênio) como o oxigênio, nitrogênio ou fluor. A ligação de nitrogênio é 10% covalente, devido às sobreposições nos orbitais de ligação, e cerca de 90% eletrostática. 2. Explique o ângulo da molécula da água influencia na formação das ligações de hidrogênio. O ângulo de ligação da água é de 104,5. O átomo de oxigênio atrai elétrons mais fortemente que o núcleo de hidrogênio, ou seja, o oxigênio é eletronegativo.Isso resulta em uma atração eletrostática entre o átomo de oxigênio de uma molécula de água e o hidrogênio de outra. 3. Explique o processo da solubilidade de compostos hidrofílicos na água relacionando o delta G e a entropia. Quando uma molécula apolar é colocada na água, há uma reorganização das moléculas polares da água. A água se organiza de certa forma, criando micelas, diminuindo a entropia do sistema. 4. Explique o que significa solução tampão O sistema tampão é uma mistura de um ácido fraco e um sal desse ácido (Sua base conjugada). No tampão biológico, ajuda a manter o pH do sangue na faixa da normalidade. 5. Explique o que acontece quando o pH = pKa na titulação de um ácido fraco e uma base forte No ponto central da titulação, há um equivalente do ácido com a base, de forma que a concentração de doadores de prótons é igual à do aceptor de prótons. Neste ponto central, uma relação muito importante é estabelecida: o pH da solução equimolar de ácido acético e de acetato é exatamente igual ao pK, do ácido acético. 6. Explique o mecanismo tampão do bicarbonato no sangue. O plasma sanguíneo é tamponado pelo sistema tampão do bicarbonato, consistindo em ácido carbônico como doador de prótons e bicarbonato como aceptor de prótons. A solução tampão de bicarbonato é um tampão fisiológico efetivo em pH de 7,4, uma vez que o H2C03 do plasma sanguíneo está em equilíbrio com uma grande capacidade de reserva de C02 no ar contido nos pulmões. Esse sistema envolve três equilíbrios reversíveis, neste caso entre o C02 gasoso nos pulmões e o bicarbonato no plasma sanguíneo. 7. Explique o conceito de carboidratos: São a maior fonte energética do corpo, são constituídos por átomos de hidrogênio, carbono e oxigênio. Assim como, é a biomolécula mais abundante. Podem ser aldoses ou cetoses. 8. Qual a diferença de monossacarídeos, dissacarídeos, polissacarídeos e oligossacarídeos. Monossacarídeo é uma molécula de carboidrato. Dissacarídeo são duas moléculas de carboidratos unidas. Polissacarídeos são estruturas formadas a partir de 11 carboidratos. Oligossacarídeos são estruturas formadas pela união de 3 até 10 carboidratos. A diferença entres eles é o tamanho da cadeia. 9. Explique o conceito de epímeros Acontecem quando temos duas moléculas de carboidrato que diferem na orientação da hidroxila no espaço do carbono quiral. Exemplo: Epímeros da glicose, onde a única diferença é a posição da hidroxila no carbono 2. 10.Explique a formação dos isômeros alfa e beta. Quando a molécula fecha, há a possibilidade de formar dois epímeros: Quando a hidroxila fica para baixo - Alfa Quando a hidroxila fica para cima - Beta Quando observar uma estrutura e ela lembrar o hexágono é de origem um aldeído. observar sempre O carbono 1 para saber se é alfa ou beta. 11. Como ocorre o processo de ciclização. Ela acontece para que a molécula fique mais estável, para proteger o OH e se tornar mais compacta. O carbono 5 reage com o carbono 1, fechando a molécula. A molécula não perde nenhum átomo, ela se reorganiza. 12.O que são carbonos anoméricos É o carbono no qual a hidroxila pode está para cima ou para baixo, ou seja é o que dá origem aos epímeros. 13.O que são ligações glicosídicas São ligações que ocorre entre dois monômeros de carboidratos 14.Qual a diferença entre hemiacetal ou hemicetal. Hemiacetal é resultado de um álcool com um aldeído Hemicetal é uma reação de um álcool mais uma cetona. Isso em uma ciclização 15.Qual a diferença entre acetal e cetal. Acetal é uma ligação de um hemiacetal com um álcool. Cetal é uma ligação hemicetal com álcool. 16.Qual a diferença entre amido e glicose O amido é a união de várias glicoses, é um polissacarídeo. E a glicose é um monossacarídeo. 17.Qual o conceito de lipídios Os lipídios são um grupo de compostos químicos diversos, mas com uma semelhança: Sua insolubilidade em água. 18.Como estão classificados os lipídeos. São classificados em lipídeos de membrana e lipídios de armazenamento19.Quais são os lipídeos de membrana? Os lipídeos de membrana se dividem em: ● Fosfolipídeos, que são os glicerofosfolipídeos e os esfingolipídeos (Esse possui o grupo fosfato) ● Glicolipídeos, que são os esfingolipídeos e os glicolipídeos (Fosfolipídios) ● Lipídeos éter das arqueias 20.Explique por que o ponto de fusão de ácidos graxos insaturados é menor que os ácidos graxos saturados, quando comparamos com ácidos de mesma cadeia Essa diferença dos pontos de fusão deve-se a diferentes graus de empacotamento das moléculas de ácidos graxos. Nos compostos completamente saturados, a rotação livre em torno de cada ligação carbono-carbono dá grande flexibilidade à cadeia.Em ácidos graxos insaturados, uma ligação dupla cis for uma dobra na cadeia. Ácidos graxos com urna várias dessas dobras não podem se agrupar tão firmemente quanto os ácidos graxos totalmente saturados, e as interações entre eles são mais fracas. Dessa forma, é necessário menos energia térmica para desorganizar esses arranjos fracamente ordenados dos ácidos graxos insaturados 21.Explique o processo de hidrogenação parcial A hidrogenação parcial parte dos ácidos graxos insaturados altera sua configuração para um ácido graxo saturado ou para um ácido graxo trans. Proteína�: Anemi� falciform�: São hemácias em forma de foice, que acabam obstruindo as vias. Hemoglobina é uma proteína. O RNAm vai codificar uma proteína mutante, e por esse erro irá ser codificado uma hemoglobina mutante. Aminoácid�� te� dive�sa� funçõe� n�� sistema� biológic��: Componentes: Peptídeos e proteínas Precursores de: Cetoácidos, aminas biogênicas, glicose, nucleotídeos, heme e creatina Neurotransmissores:Glutamato, aspartato e glicina Transporte: Grupo amino A depressão pode ocorrer por déficit dessas aminas biogênicas. O excesso de glutamato leva o paciente a ter uma crise epiléptica. Características gerais dos aminoácidos: São grupos funcionais: Amino e carboxila Elementos-chave de um aminoácido: C,H,N,O (mas pode haver enxofre) Os carbonos adicionais em um grupo R são designados por letras do alfabeto grego em sequência. Eles possuem um carbono quiral, por isso possui um dextrógiro e levógiro. Isomeria óptica: São substâncias opticamente ativas (Possuem C quirais) que interagem com a luz polarizada, girando o plano da luz para a esquerda (Levógiro) ou para a direita (Destrógiro). Nomenclatur� d�� aminoácid��: A nomenclatura é baseada na configuração absoluta de L e D-gliceraldeído. Proteína�: Macromoléculas (Polímeros) formadas por aminoácidos (Monômeros). Possuem funções diversas. Ligação peptídica é a ligação entre aminoácidos. Proteínas é a união de aminoácidos através de ligações peptídicas. A ligação peptídica tem caráter de dupla ligação. Efeito das duplas ligações não rotaciona os átomos. A estrutur� apresent� nívei� d� organizaçã�: Estrutura primária: É a sequência dos aminoácidos na cadeia polipeptídica, mantida por ligações peptídicas.É o esqueleto covalente (Foi de colar), formado pela sequência dos átomos (-n-c-calfa) na proteína. Estrutura secundária:Enovelamento de partes da cadeia polipeptídica. Formada somente pelos átomos da ligação peptídica, através de pontes de H. Estrutura terciária: Enovelamento de uma cadeia polipeptídica como um todo. Ocorrem ligações entre os átomos dos radicais R de todos os aminoácidos da molécula Estrutura quaternária:Associação de mais de uma cadeia polipeptídica. No modelo, um tetrâmero composto de 4 cadeias polipeptídicas Há uma estabilização por ligações de hidrogênio entre aminoácidos próximos. Estud� dirigid� proteína�: 1. Explique a estrutura molecular de um aminoácido Os aminoácidos apresentam uma estrutura geral que consiste num grupo amino, um grupo carboxílico e uma cadeia lateral R, de dimensão e características variáveis, ligados a um carbono saturado (Cα) 2. Qual a diferença entre L-aminoácido e D-aminoácidos A diferença entre eles é a organização da cadeia amina no aminoácido, podendo estar para a direita (Dextrógiro) ou para a esquerda (Levógiro) 3. Como ocorre a ligação peptídica A ligação peptídica é a ligação entre aminoácidos, ocorre por desidratação 4. Explique por que a ligação peptídica tem caráter de dupla ligação O átomo alcança uma carga positiva parcial e a outra uma carga negativa parcial, não permitindo que a molécula normalmente gire sobre esta ligação Esta ordenação rígida é o resultado da estabilização por ressonância da ligação peptídica. Hélic� alf�: Interações entre cadeias laterais adjacentes podem estabilizar ou desestabilizar a hélice alfa Gly e Pro não participam por flexibilidade e rigidez, respectivamente. Predileção de aminoácidos depende das características da cadeia lateral e volume de aminoácidos adjacentes A torção de hélice favorece interações produtivas nas faces da hélice. Folh� bet�-preguead� Estrutura estendida em ziguezague Estabilizada por ligações de H da cadeia principal de aminoácidos distantes na sequência de aminoácidos. Requer segmento adjacente para a formação das ligações de H. Ligações de H perpendiculares à direção da cadeia Cadeia lateral se projetam da estrutura em ziguezague Estrutura distendida da cadeia peptídica em folha beta. Existem dois tipos com diferenças estruturais e padrão de formação de ligação de hidrogênio. Estrutur� terciári�: Relacionamento espacial entre todos os aminoácidos de um polipeptídio É representada pela estrutura tridimensional (3D) Depende do balanço geral das interações não-covalentes É estabilizada por interações diversas entre cadeias laterais e pontes dissulfeto As ligações de hidrogênio têm pequena contribuição devido à competição com a água Especificam a estrutura secundária. Motivos estruturais - Estrutura supersecundária: Combinações entre diferentes arranjos de estrutura secundária. Formam padrões comuns/recorrentes de enovelamento Formam domínios característicos de famílias de proteínas. Estrutur� quaternári�: É a união de duas estruturas terciárias. Com ligação de ponte de sulfeto. Estud� dirigid�: 1. Explique a formação da estrutura secundária alfa hélice A conformação alfa-hélice é caracterizada por um arranjo tridimensional em que a cadeia polipeptídica assume conformação helicoidal ao redor de um eixo imaginário. Os aminoácidos fazem ligações de hidrogênio entre os próprios aminoácidos da cadeia a cada 3 ou 4 aminoácidos. O oxigênio do primeiro carbono faz ligação de hidrogênio com um hidrogênio do terceiro ou quarto carbono, isso encurta a distância entre os aminoácidos, formando uma estrutura em espiral. 2. Explique a formação da estrutura secundária beta pregueada Conformação beta-folheada ocorre quando a cadeia polipeptídica estende-se em ziguezague e podem ficar dispostas lado a lado Os aminoácidos de uma cadeia polipeptídica podem interagir através de ligações de hidrogênio. Essa interação ocorre entre os radicais desses aminoácidos. Formando uma estrutura chamada de beta pregueada. Porém, várias estruturas beta pregueada podem unir-se no sentido paralelo ou antiparalelo. 3. Qual a diferença das interações de aminoácidos das cadeias polipeptídicas entre as estruturas alfa e beta. Enquanto a alfa-hélice é uma conformação entre ligações de hidrogênio entre o H do grupo amino e o O da carbonila, a beta conformação é estabelecida entre átomos de uma uma mesma cadeia ou de cadeias diferentes, estabelecidas através de ligações entre as cadeias laterais dos aminoácidos (Os grupos R) A diferença entre beta-pregueado e alfa-hélice. onde vão ocorrer essas ligações de hidrogênio, no radical ou entre o oxigênio e o hidrogênio da cadeia principal, respectivamente Enzima�: Proteínas notáveis, altamente especializadas - Alto grau de especificidade com substratos Poder catalítico extraordinário - Em condições suaves de temperatura e pH São o centro e o objeto de estudo principal da bioquímica - Atuando de forma organizada catalisam centenas de reações que degradam moléculas dos nutrientes e conservam suas energias Doenças ocorrem quando elas não funcionam bem.Importância das enzimas: 1. Área médica: - Causa de doenças - Diagnóstico/prognóstico - Tratamento 2. Engenharia química, de alimentos e agricultura Conceit�� impo�tante�: Catalisador: É toda e qualquer substância que aumenta a velocidade de uma reação, sem ser consumida durante o processo. Enzima: É uma molécula orgânica (Proteína ou RNA) que catalisa uma reação química específica - Não afeta o equilíbrio da reação - Aumenta a velocidade da reação - Diminui a energia de ativação Element�� d� um� catális� enzimátic�: Cofator é o componente químico necessário no funcionamento de uma enzima Cofator orgânico = Coenzima Propriedades das enzimas: 1. Alta eficiência catalítica 2. Alto grau de especificidade pelos seus substratos 3. Podem ser reguladas Especificidade enzimática: Deriva da formação de múltiplas interações fracas entre a enzima e a molécula do substrato específico Redução da entropia pela ligação: - Dessolvatação do substrato - Ajuste induzido, proteína também muda de conformação. Enzimas podem ser reguladas: ● Regulação da expressão gênica ● Regulação alostérica - Efetores: Positivos ou negativos ● Modificação covalente ● Zimogênio Model� chav�-fechadur�: Nesse modelo, o sítio ativo da enzima é pré-formado e tem a forma complementar à molécula do substrato, de modo que outras moléculas não teriam acesso a ela. Model� d� encaix� induzid�: Nesse modelo a molécula do substrato induz mudanças conformacionais na enzima, que otimizam as interações com os resíduos do sítio ativo. Sítios alostéricos são locais das enzimas que a molécula se liga aumentando ou diminuindo a afinidade da enzima com o substrato. Cas�� clínic��: Mulher 42 anos, casada chega ao consultório apresentando quadro de esteatose hepática. Foi prescrito para a paciente orlistate 120mg depois da refeição. 1. Está correta a prescrição? R: Sim, tendo em vista que o orlistate age no tubo digestivo, inibindo as lipases gastrointestinais, que são enzimas que absorvem as gorduras Glicólis�: A regulação da glicólise tem haver com o estudo das células cancerígenas e da regulação das diabetes. É o processo através do qual a molécula de glicose é degradada por uma sequência de 10 reações a 2 moléculas de piruvato. Funçõe� d� vi� glicolític�: 1. Transformar glicose em piruvato. 2. Sintetizar ATP com ou sem oxigênio. 3. Preparar a glicose para ser degradada totalmente com CO2 e H2O. 4. Produzir a degradação parcial da glicose em anaerobiose. 5. Produzir alguns intermediários que serão utilizados em diversos processos biossintéticos. Na via glicolítica há duas fases: a primeira é a de preparação (há um gasto de duas moléculas de ATP em 4 reações) e a segunda é a de pagamento. Etap� preparatóri�: Primeir� reaçã�: A primeira etapa da reação vai ser a entrada de um átomo de fosfato na reação, transformando a glicose na glicose 6-fosfato, com auxílio da enzima hexocinase. Introdução de um átomo de fósforo no carbono 6 pela molécula de atp se transforma em adp a enzima Hexocinase doa o fosforo pro carbono 6 participa da transferência então a glicose deixa de ser glicose e torna-se glicose 6-fosfato Para que a hexocinase adiciona fósforo na glicólise? Porque a glicose está dentro da célula está fosforilada e não pode sair nesta condição. E a via metabólica é contínua nesse processo. Segund� reaçã�: A glicose 6-fosfato será transformada na frutose 6-fosfato, pela enzima fosfoglicose isomerase, ela faz isomerização. Para que converter G6P em F6P? Pois é mais simétrico quebrar a F6P, a estrutura é mais fácil de ser quebrada. Terceir� reaçã�: A frutose 6-fosfato se transforma em frutose 1,6-bifosfato, por causa da enzima fosfofrutocinase que retira um fósforo do ATP e adiciona no carbono 1 da frutose 6-fosfato. Fosfofrutocinase - faz sua fosforilação da frutose, ela adiciona mais outro fósforo do ATP na reação (dessa vez no carbono 1). Qua�t� reaçã�: O objetivo foi transformar a glicose em frutose, pois a frutose é mais simétrica. O outro objetivo é dividir a molécula em dois, dessa forma é necessário fosforilar a molécula da glicose duas vezes. Na quarta etapa precisa dividir a frutose 1,6-bifosfato em duas moléculas gliceraldeído 3-fosfato e a di-hidroxiacetona fosfato, pela enzima aldolase que quebra (cliva) no meio a molécula de 6 carbonos em duas moléculas de 3 carbonos. Quint� reaçã�: Última etapa da fase preparatória. É a fase onde a di-hidroxiacetona fosfato se transforma em gliceraldeído 3-fosfato, pela enzima triose fosfato isomerase. Sendo assim, teremos duas moléculas de gliceraldeído 3-fosfato. A hexocinase e a fosfofrutocinase são importantes no processo de regulação da glicose. Etap� d� pagament�: Sext� reaçã�: São duas moléculas de gliceraldeído 3-fosfato. Elas irão entrar na fase de pagamento de ATP. Precisamos devolver e lucrar com essas reações. Todas essas reações são feitas em dobro. O gliceraldeído 3-fosfato será transformada no 1,3-bifosfoglicerato, quem irá catalisar essa reação é o gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase que irá adicionar outro fósforo no lugar do hidrogênio (Esse hidrogênio será captado pelo NAD). A necessidade de fosforilar duas vezes, na etapa preparatória, é por causa da formação de duas moléculas, o gliceraldeído 3-fosfato. Sétim� reaçã�: O 1,3 bifosfoglicerato perde o fósforo, pela ação da enzima fosfoglicerato. Esse fósforo se junta à ADP e forma o ATP. Enquanto a molécula é transformada em 3-fosfoglicerato. Oitav� reaçã�: O 3-fosfoglicerato se transforma em 2-fosfoglicerato, pela fosfoglicerato mutase.É a mudança da posição do fósforo. Non� reaçã�: A molécula de água do 2-fosfoglicerato irá sair da molécula. A mudança da posição do fósforo (reação 8) irá facilitar essa saída. Após a saída de água, a molécula é denominada fosfoenolpiruvato. Décim� reaçã�: A retirada do fósforo do fosfoenolpiruvato possibilita a formação do piruvato. Esse fósforo se junta ao ADP formando o ATP. Saldo de ATP na via glicolítica = ATP Foram produzidas 4 moléculas de ATP, porém foram usadas 2 no processo preparatório. Produziu 2 moléculas de NADh e duas moléculas de piruvato. Regulaçã� d� glicólis�: Ponto de regulação: Reações irreversíveis 1. Hexocinase (HK) ou hexoquinase - Inibida por glicose 6-fosfato (inibição alostérica) 2. Fosfofrutoquinase (PFK) - Principal sítio de regulação da glicólise. Inibida por ATP (feedback)...
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