Bioquímica I - INTRODUÇÃO ÀS ESTRUTURAS BÁSICAS

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Introdução às Estruturas Básicas da 
Bioquímica
 
• Carboidratos 
• Ácidos Nucleicos 
• Lipídeos 
• Proteínas 
 
Carboidratos 
✓ São Poliidroxialdeídos e Poliidroxicetonas, ou 
substâncias que, hidrolisada se originam esses 
compostos. 
 
 
✓ Biomoléculas mais abundantes na face da 
terra 
✓ Fornecimento de energia 
✓ Polímeros de Carboidrato 
✓ Contém basicamente Carbono, Oxigênio 
e Hidrogênio (CH2O)n 
_ exceção: Glicosamina – Grupo Amino 
 
Classificação 
• 
✓ São classificados de acordo com a 
natureza química de seus grupos 
carbonilas e número de seus átomos 
de Carbono. 
✓ Glicose; Frutose e Galactose 
✓ São constituídos por uma unidade 
poli-hidroxialdeido (aldeído – aldose) 
ou poli-hidroxicetona (cetonas – 
cetoses). 
 
 
 
 
 
 
(Monossacarídeos representativos: (a) Duas 
trioses, uma aldose e uma cetose. O grupo 
carbonil em cada molécula está sombreado. (b) 
Duas hexoses comuns. (c) As pentoses de ácidos 
nucleicos. A D-ribose é um componente do ácido 
ribonucleico [RNA] e a 2-desóxi-D-ribose é um 
componente so ácido desóxirribonucleico [DNA]). 
 
 
 
 
✓ Solução Aquosa: Aldotetroses e todos os 
monossacarídeos com cinco ou mais 
átomos de carbono – estrutura cíclicas – 
aproximação de um grupo hidroxila ao 
carbonila. 
 
(Conversão da forma da forma em cadeia aberta 
da molécula de glicose na forma cíclica – o grupo 
hidroxila do carbono 5 reage com o grupo 
aldeído, formando um hemiacetal cíclico, que 
pode existir como dois isômeros) 
 
 
 
 
 
_ Exemplos de alguns açúcares encontrados no 
corpo humano 
 
 
 
_ Por que ocorre o processo de ciclização? 
R: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• 
✓ São cadeias curtas de unidades de 
monossacarídeos, ou resíduos, unidos 
por ligações glicosídica. 
_ Ligação O-glicosídica: quando o grupo 
hidroxila de um açúcar reage com o 
carbono anomérico de outro. 
_ Ligação N-glicosídica: une carbono 
anomérico de um açúcar a um átomo de 
hidrogênio em glicoproteínas e 
nucleotídeos. 
 
Dissacarídeos 
São os mais abundantes: 
_ Sacarose (cana-de-açúcar): glicose + frutose 
_ Lactose (leite): Glicose + Galactose 
_ Maltose (malte): Glicose + Glicose 
 
 
• 
 
✓ São polímeros de açúcar que contém 
mais de 20 unidades de 
monossacarídeos, outros possuem 
centenas ou milhares de unidades. 
✓ Celulose e Quitina: Cadeias lineares de 
polissacarídeos 
✓ Glicogênio e Amido: Cadeias ramificadas 
(Obs.: Formados por unidades repetidas 
de D-glicose, mas eles diferem no tipo de 
ligação glicosídica). 
✓ A maioria dos carboidratos na natureza 
são encontrados na forma de 
polissacarídeos. 
✓ Polímeros de alto e médio peso 
molecular. 
✓ Diferem: 
_ Na identidade das unidades de 
monossacarídeos repetidas. 
_ Comprimento das cadeias 
_ Nos tipos de ligação unindo as unidades e no 
grau de ramificação. 
 
 
 
✓ Glicogênio 
✓ Polímeros de subunidades de glicose 
ligadas por ligações (α-1,4), com ligações 
(α-1,6) nas ramificações. 
✓ É mais ramificado extensivamente em 
média a cada 8 a 12 resíduos. 
 
✓ MEC (Matriz Extracelular), também 
chamada de substância fundamental, que 
mantém as células unidas e provê um meio 
poroso para difusão de nutrientes e 
oxigênio para cada célula. 
_ Composição: Rede entrelaçada de 
polissacarídeos e proteínas fibrosas (Colágeno, 
Elastina e fibronectina fibrilares) 
 
• 
_ São polímeros de carboidratos complexos 
ligados covalentemente a proteínas e lipídeos. 
- Molécula biologicamente ativa 
- Reconhecimento 
- Comunicação Celular 
- Adesão 
✓ Proteoglicanos: São macromoléculas da 
superfície celular ou da MEC – 
glicosaminoglicanos sulfatados ligados a 
proteínas. 
✓ Glicoproteínas: Um ou alguns 
oligossacarídeos de complexidade variadas, 
covalentemente unidos a uma proteína 
✓ Glicolipídeos: São esfingolipideos de 
membrana nos quais o grupo da cabeça é 
um oligossacarídeo. 
 
Lipídeos 
constituem uma classe de compostos com 
estrutura bastante variada, caracterizado por sua 
alta solubilidade em solventes orgânicos e por 
serem praticamente insolúveis em água. 
 
• São insolúveis em água. 
• são solúveis em solventes orgânicos como é 
ter, cetona e tetracloreto de carbono. 
• Contém carbono, hidrogênio e oxigênio; às 
vezes contém nitrogênio e fósforo. 
• Na maioria dos casos, quando hidrolisadas 
produzem ácidos graxos ou combinam com 
ácidos graxos para formar ésteres. 
• Fazem parte do metabolismo vegetal e 
animal. 
 
o Gorduras e óleos: são as principais formas de 
armazenamento de energia em muitos 
organismos (mamíferos = armazenamento 
em forma de gordura). 
o Fosfolipídios e Esteróis: principais 
componentes de membranas biológicas. 
o Outros lipídios: cofatores enzimáticos, 
transportadores de elétrons, agentes e 
emulsificantes no TGI (Trato Gastrointestinal), 
hormônios, algumas vitaminas e mensageiros 
intracelulares. 
 
✓ Ácidos graxos 
São ácidos carboxílicos com cadeias 
hidrocarbonadas de comprimento variando de 4 
a 36 carbonos. (Lehninger, 2014). 
 
Obs.: Base para formação dos lipídios mais 
complexos. 
✓ Não são encontrados livres na natureza 
mas na forma esterificada; 
✓ Ácidos graxos com menos de 14 ou com 
mais de 20 átomos de carbono são raros; 
✓ Ácidos graxos mais comuns 16 e 18 
carbonos; 
✓ Saturados: não contém ligação dupla 
(sólidos)
 
 
✓ Insaturados (poli-insaturados): contém 
ligações duplas (insaturações)-(líquidos). 
 
 
 
 
ESTRUTURA: 
Grupamento Carboxíla + Cadeia Carbônica 
 
 
 
Nomenclatura: 
_ Comprimento de Cadeia 
_ Número de ligações duplas 
 
 
 
 
✓ Os seres humanos necessitam de ácidos 
graxos ômega 3 (alfa-linoleico - ALA) - não 
apresenta capacidade enzimática para 
sintetizá-lo. 
A partir do ômega 3 são sintetizadas essas 
duas duas substânicia 
 
 
_Ácido eicosapentaenóico (EPA) – relacionado 
com a atividade anti-inflamatória 
_ Ácido docosaexaenoico (DHA) – relacionado 
com o sistema nervoso, auxilia a atividade 
cognitiva. 
 
Obs.: Um desequilíbrio entre ômega-3 e 
ômega-6 na dieta está associado a um risco 
aumentado de doenças cardiovasculares. A 
proporção ótima de AGPI ômega 6 e ômega 3 
na dieta está entre 1:1 e 4:1, mas a proporção 
nas dietas da maioria dos norte-americanos está 
mais próxima de 10:1 e 30:1. 
 
• Ácidos graxos estão sempre ligados 
com um alcool (glicerol ou esfingosina) 
• Glicerol + ácido graxos = triacilgliceróis 
(forma de armazenamento de ácidos 
graxos) 
• Esfingosina + ácidos graxos = 
esfingolipideos 
• Glicerofosfolipídeo + Esfingolipídeos + 
colesterol = membranas celulares. 
 
 
 
 
 
• Lipídios mais abundantes na natureza; 
• Armazenado como reserva de energia; 
• Constituído por três moléculas de ácidos 
graxos e uma de glicerol 
 
• Gorduras animais: ácidos graxos saturados, 
confere consistência sólida; 
• Óleos vegetais: ácidos graxos insaturados 
confere consistência líquida 
 
 
Composição de Membranas 
 
 
 
 
 
• Principais componentes lipídicos das 
membranas biológicas 
• Glicerol + 2 ácidos graxos + ácido fosfórico; 
• São derivados de glicerol que contém fosfato 
na sua estrutura 
 
 
• Não contém glicerol; 
• Derivados de aminoácidos (esfingosina); 
• Esqueleto formado por um aminoalcool 
contendo uma longa cadeia de 
hidrocarboneto; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
✓ Glicolipídeos 
 
 
 
 
• Lipídios estruturais de membrana 
• característica 2.4 anéis fusionados-núcleo 
tetracíclico (núcleo esteróide) 
 
✓ Estrutural nas membranas das células animais; 
✓ precursor para síntese de outros esteroides 
vírgulas biliares e vitamina D 
 
 
 
 
 
Proteínas 
 
São as macromoléculas mais abundantes, 
ocorrendo em todas as células e em todas as 
partes das células. 
 
✓ estrutural dinâmica (membranas e organelas 
celulares, componente do citoesqueleto e da 
matriz extracelular) 
✓ Transporte de gases 
✓Defesa imunológica 
✓ Enzimática 
✓ Energética 
 
• São componentes de proteínas; 
• Apenas 20 aminoácidos diferentes participam 
da síntese de diferentes proteínas; 
• Apresenta grupo amino e carboxila. 
• Em PH fisiológico, esses grupos estão na 
forma ionizada: —NH3+, —COOH- e 
—NH2+ 
 
 
 
 
• Apolares (hidrofóbicos) dos pontos localizam-
se no interior da molécula proteica. 
• Polares(hidrofílicos): superfície da molécula 
proteica. 
 
 
 
 
 
✓ Ligação peptídica: ligação do grupo carboxila 
de um aminoácido com o grupo amino do 
outro (ligação carbono e nitrogênio: ligação 
amidica) 
 
Nomenclaturas 
o Tripeptideo: 3 aminoácidos Unidos 
o Tetrapeptídeo: 4 aminoácidos Unidos 
o Oligopeptídeos: alguns poucos aminoácidos 
são unidos por ligações peptídicas 
o Cadeia polipeptídica: quando muitos 
aminoácidos são ligados por ligações 
peptídicas 
_ As proteínas podem ser formadas por mais de 
uma cadeia polipeptídica 
 
Obs.: Níveis de organização das proteínas: 
primária, secundária, terciária e quaternária 
 
Estrutura primária 
• é a sequência de aminoácidos alunos da 
cadeia peptídica, que é determinada 
geneticamente, sendo específica para cada 
proteína. 
• A estrutura primária é escrita na direção 
aminoterminal-carboxiterminal 
 
 
 
Estrutura Secundária 
• Descreve as estruturas regulares 
tridimensionais formadas por segmentos de 
cadeias pelo polipeptídicas: 
_ α-hélice 
_ Folha β-pregueada 
 
 
 
 
 
Obs.: Folha β-pregueada ou conformação β 
✓ Estrutura mais distendida que na α-hélice e 
dispõem-se lado a lado (folha de papel 
pregueada) 
 
 
 
Estrutura Terciária 
• Descreve o dobramento final da cadeia 
polipeptídica por interações de regiões com 
estrutura regular (alfa hélice e beta-pregada). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estrutura Quaternária 
• Descreve a associação de duas ou mais 
cadeias polipeptidicas para compor uma 
proteína funcional através de ligações não 
covalentes entre as subunidades. 
 
 
 
 
 
• Proteínas globulares: apresentam uma ou 
mais cadeias polipeptidicas organizadas na 
forma final aproximadamente esférica.
• Proteínas fibrosas: 
_ Apresenta forma alongada 
_ Insolúveis 
_Papel estrutural 
Cadeias polipeptídicas em alfa-hélice nas alfa-
queratinas e hélice característica no colágeno. 
alfa-queratinas: duas ou três cadeias em alfa-
hélice associam-se lateralmente formando longos 
cabos helicoidais, que reunidos formam fibrilas e 
fibras. (Ex.: Cabelo, unha, pele) 
 conformação helicoidal típica (alto 
grau de glicina, prolina e de hidroxiprolina), 
associação de uma hélice tripla (tropocolageno - 
módulo estrutural básico do colágeno).