Bioenergética e Introdução ao Metabolismo

Prévia do material em texto

Bioenergética e Introdução ao Metabolismo 
 
Bioenergética 
Transformações de energia que ocorrem nas 
células por meio de vias metabólicas. 
 
Leis da Termodinâmica 
1° Lei – Conservação de Energia: a energia 
muda de forma ou se transforma, mas nunca 
é criada ou destruída 
2° Lei – Entropia: o universo tende à desordem, 
por isso a entropia aumenta nos processos 
naturais 
 
Energia Livre de Gibbs (G): Quantidade de 
energia capaz de realizar trabalho em uma 
reação. 
G > 0 - Reação Endergônica: não 
espontânea; absorve energia 
G < 0 - Reação Exergônica: espontânea; 
libera energia livre 
 
 
Entalpia: Calor contido na reação. 
H > 0 – Endotérmica: capta calor do meio 
 < 0 – Exotérmica: libera calor para o meio 
 
Entropia: Quantificação da desordem no 
sistema. Em processos espontâneos que 
liberam calor a entropia aumenta 
G = H - TS 
 
 
 
Equilíbrio (Keq): 
 
Quando o sistema não está em equilíbrio, a 
tendência ao equilíbrio é igual a energia livre 
de gibbs. As variações em direção ao 
equilíbrio são aditivas. 
 
 
ATP (Adenosina Trifosfato) 
 A molécula de ATP é formada por 3 
grupamentos fosfato, uma ribose e uma 
adenina, que juntas formam a adenosina. 
 
Hidrólise de ATP: Libera muita energia por 
conta das ligações fosfoanidrido, é uma 
reação exergônica na qual ocorre a quebra 
da molécula de ATP na presença de água 
ATP + H2O = ADP + Pi + energia (reversível) 
A energia obtida é utilizada nos processos 
endergônicos como transportes ativos e 
síntese de moléculas. 
Síntese de ATP: Processo inverso à hidrolise, as 
células usam a energia dos nutrientes para 
converter ADP e Pi em ATP. 
ADP + Pi + energia = ATP + H2O 
 
Acoplamento de Reações 
Interação entre uma reação 
energeticamente favorável (hidrólise de ATP) 
e uma reação endergônica. 
A união das reações ocorre por um 
intermediário compartilhado, que é o 
produto de uma reação sendo utilizado 
como reagente na outra. 
Quando se trata de reações envolvendo ATP, 
o intermediário é uma molécula fosforilada 
que recebeu um Pi da molécula de ATP. 
 
Níveis de Oxidação dos compostos de 
Carbono 
O carbono compartilha elétrons em favor do 
átomo mais eletronegativo. 
H < C < S< N < O 
Portanto, se o C está ligado a um átomo mais 
eletronegativo, ele perde elétrons e se torna 
mais oxidado. 
Ligado ao Hidrogênio, os elétrons 
permanecem com o C e ele continua 
reduzido. 
Dessa forma, compostos ricos em H são mais 
reduzidos e compostos ricos em O são mais 
oxidados. 
 
Potencial de Oxirredução 
Quanto maior o potencial redox, maior a 
afinidade por elétrons. O composto com 
maior potencial recebe elétrons (redução) e 
o composto de menor potencial perde esses 
elétrons (oxidação). Quem recebe elétrons é 
aceptor e quem doa/carreia são os 
transportadores. 
 
Transportadores de Elétrons 
Os transportadores doam os elétrons para os 
receptores. 
NAD, NADP, FMN e FAD são coenzimas 
solúveis em água que sofrem oxidações e 
reduções reversíveis em muitas das reações 
de transferência de elétrons do metabolismo. 
Introdução ao Metabolismo 
Metabolismo: conjunto de reações químicas 
que ocorrem nas vias metabólicas para 
manter as etapas da vida (reprodução, 
crescimento, patógenos). 
 
Catabolismo: extração de energia dos 
alimentos, produz ATP e transfere energia 
para NADH e FADH pela oxidação dos 
nutrientes. 
Anabolismo: transformação de precursores 
em macromoléculas reoxidando NAD+ e FAD 
devido à transferência de energia química 
para as macromoléculas. 
Vias metabólicas: promovem ajustes no seu 
funcionamento para se adaptar às 
necessidades do ambiente. 
As vias funcionam simultaneamente, porém 
com maior ou menor atividade. Nenhuma via 
é desativada completamente, apenas pode 
ocorrer de determinada via estar favorecida 
ou desfavorecida. 
Essa regulação das vias atua para manter a 
homeostase, que é o estado constante 
apesar do ambiente. Órgãos como o cérebro 
e o coração precisam manter a homeostase. 
Regulação das vias: feita pelo fluxo de 
substâncias entre as diferentes vias. Fatores 
como a concentração de substrato e 
produto, por exemplo, regulam a atividade 
enzimática de forma covalente ou alostérica. 
ATP: o estoque mínimo de ATP no organismo é 
de 100g, porém uma pessoa em repouso 
consome em média 40kg de ATP. 
Esse gasto varia de acordo com as atividades 
exercidas e a produção é dinâmica para 
atender a necessidade de consumo. 
Acetil-CoA: obtido a partir da extração de 
energia dos nutrientes, conserva essa energia 
em NADH e FADH reduzidos durante o Ciclo 
de Krebs e também na forma de GTP, que 
serão convertidos em ATP durante a Cadeia 
Respiratória através da Fosforilação 
Oxidativa. 
 
 
Fosforilação a nível de Substrato: quando a 
fosforilação ocorre por ação enzimática em 
meio à uma via metabólica 
Fosforilação Oxidativa: processo de 
fosforilação ligado à oxidação de 
macronutrientes. 
 
Por: Fernanda Frangilo