Resumo Prova Bioquímica II

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Resumo Prova Bioquímica II
Bioenergética
● Todos os processos que ocorrem no organismo
obedecem às leis estudadas na bioenergética.
● A célula precisa de proteínas, DNA, RNA,
polissacarídeos e lipídios.
● Captação de energia química é fornecida para a
construção das macromoléculas.
● Bioenergética = estudo quantitativo da transdução da
energia que ocorrem nas células vivas, bem como da
natureza e função dos processos envolvidos.
Termos básicos da termodinâmica
● sistema: onde ocorre os processos termodinâmicos
● universo: ambiente em torno do sistema
● sistema aberto/diatérmico: permite troca de energia
com o universo
● sistema fechado/adiatérmico: não permite troca de
energia com o universo.
● energia pode ser apenas transferida (não destruída
ou aumentada).
Parâmetros termodinâmicos
1. Energia livre de Gibs (G)
● Energia necessária para se realizar trabalhos
durante uma reação a temperatura e pressão
constante.
● Sistema transformado libera energia: G negativo∆
(sistema exergônica)
● Sistema transformado capta energia: G positivo∆
(reação endergônica)
2. Entalpia (G)
● Conteúdo de calor do sistema reagente, refletindo o
número e os tipos de ligações químicos nos
reagentes e produtos.
● Sistema transformado libera calor: H negativo∆
(reação exotérmica)
● Sistema transformado capta calor: H positivo∆
(reação endotérmica)
3. Entropia (S)
● Expressão quantitativa da casualidade, ou
aleatoriedade, ou ainda, desordem de um sistema.
● Sistema transformado é mais organizado = S∆
diminui
● Sistema transformado é menos organizado = S∆
aumenta.
Cálculo de de Energia∆
G = H - T S∆ ∆ ∆
Introdução ao Metabolismo
● As células precisam de energia para realizar
trabalho biológico: síntese de compartimentos
celulares, transporte de moléculas e íons através
de membranas, contração muscular.
● Energia de G (livre): não está prontamente
disponível, precisa ser captada e transformada.
● Seres autótrofos: captam energia luminosa.
● Seres heterotróficos: captam compostos
orgânicos na forma de glicose -> ATP (célula
utiliza imediatamente).
Metabolismo celular
● Para produzir energia ou componentes
● Soma de todos os processos químicos que
ocorrem nas células.
● Série de reações catalisadas por enzimas: vias
metabólicas.
Divisão do metabolismo
● Catabolismo: degradação - moléculas maiores
em moléculas menores. Energia das
biomoléculas degradadas vai ser utilizada no
anabolismo.
● Anabolismo: fase biossintética - moléculas
menores em macromoléculas. Utiliza ATP.
● Via metabólica: 1 intermediário no início e fim.
Glicólise
● Metabolismo dos carboidratos
● Uma molécula de glicose é degradada através de
uma série de reações gerando ao final com 3
carbonos (piruvato).
● Acontece no citoplasma: As enzimas glicolíticas
estão no citoplasma.
● Balanço energético: 2ATP + 2NADH + 2 piruvato.
● Regulação da via glicolítica: regulando as
enzimas que atuam na via, mudando a expressão
gênica das enzimas glicolíticas, regulando a
quantidade de intermediários, hormônios
glucagon, adrenalina e insulina.
● Fermentação:
➔ processo de produção de ATP sem uso de O2.
➔ destino do piruvato quando: hipóxia, atividade
muscular intensa, tumores sólidos, tecidos
vegetais submersos, bactérias láticas.
● Via das pentoses-fosfato:
➔ outro destino da glicose.
➔ oxidação da glicose pela via das pentoses fosfato
➔ células que se dividem muito usam essas
pentoses-fosfato para síntese de RNA e DNA
Ciclo do ácido cítrico (Ciclo de Krebs)
● II estágio da respiração celular
● Célula utiliza do O2 para gerar energia útil, liberando
CO2 e vapor d’água.
Caracterísitcas gerais
● Local: matriz mitocondrial (piruvato formado na
glicólise precisa vir do citosol até a mitocôndria)
● 8 reações enzimáticas: 4 desidrogenações.
Balanço energético do ciclo de Krebs
● 1 glicose -> 2 piruvato -> acetil-CoA
● 6NADH - 2FADH - 2ATP (irão para cadeia
respiratória).
● + energia que no primeiro estágio.
Via anfibólica
● Via catabólica: oxidação do Acetil-CoA
● Via anabólica: biossíntese de proteínas, nucleotídeos,
glicose, hemoglobina, mioglobina e citrocomos.
Reações anapleróticas
● repõem os intermediários do Ciclo de Krebs (que são
desviados na via anabólica para fazer biossíntese).
● faz com que os níveis de compostos sejam sempre
constantes para não prejudicar a produção de
energia.
● apenas em algumas etapas da reação.
Regulação enzimática do Ciclo de Krebs
● disponibilidade de substrato.
● inibição das enzimas por acúmulo de produtos.
● inibição retroativa das primeiras enzimas da via
(retroalimentação).
● para evitar o desperdício de energia.
Cadeia respiratória
● III estágio da produção de energia
● mitocôndria: sítio de respiração celular
● acontece nas cristas mitocondriais
Como o fluxo de elétrons é usado para síntese do
ATP
● modelo quimiostático: acoplamento da cadeia
respiratória e da fosforilação oxidativa
● movimento dos elétrons é dependente do ATP.
Formação de ATP a partir de redutores
● NADH: 1 NADH bombeia 10H+ para o espaço
intermembranas
● 4H+ são necessários para a produção de ATP.
● Então: 10H+/4H+ = 2,5 ATP de NADH
● FADH: 1 FADH bombeia 6H+ para o espaço
intermembranas
● 4H+ são necessários para produção de ATP
● Então: 6H+/4H+ = 1,5 ATP por FADH.
Balanço energético a partir de NADH e FADH2
Controle respiratório
● o transporte de elétrons e a síntese de ATP são
processos intimamente acoplados.
● só há oxidação das coenzimas se houver síntese de
ATP.
● ADP é regulador dos 2 processos.
● Quando ATP é consumido, ADP aumenta e há
estímulo nos dois processos
● Quando há muito ATP, há pouco ADP e os dois
processos são mais lentos.
Inibidores da cadeia de transportes de elétrons
● o bloqueio da cadeia respiratória bloqueia também a
síntese de ATP.
● os inibidores são potencialmente letais.
● desacopladores da cadeia respiratória: fornecem um
caminho para os prótons voltarem para a matriz
mitocondrial (não retornam pela ATP sintase) = febre.
Gliconeogênese
● síntese de uma nova glicose a partir de outros
combustíveis orgânicos.
● ocorre: jejum prolongado/exercício intenso
● sintetize de nova glicose para tecidos que necessitam
exclusivamente de glicose. Ex.: encéfalo.
Principais características
● acontece em todos os animais, vegetais, fungos e
microorganismos
● precursores: compostos de 3 carbonos como:
piruvato, lactato, glicerol e alguns aminoácidos.
● acontece principalmente no fígado (em animais).
Situação de pouca glicose no sangue
● gliconeogênese é ativada no fígado
● fígado libera uma nova glicose no sangue
● a glicose é usado pelos tecidos, principalmente os
dependentes de glicose para obtenção de energia
(cérebro, eritrócitos, medula renal).
Gliconeogênese x Glicólise
● não são vias idênticas correndo em direções opostas.
● Gliconeogênese = sintetiza glicose
● Glicólise = quebra da glicose
Regulação
● quando uma está ativada a outra está
desativada (gliconeogênese e glicólise)
● ativada no jejum: gliconeogênese
● ativada no estado alimentado: glicólise
Ciclo do Glioxilato
● sementes conseguem converter ácidos graxos
em carboidratos
● animais não conseguem porque a reação
piruvato -> acetil-CoA é irreversível.
● o acetil-CoA é fonte de combustível
● ocorre a formação de succinato a partir de
acetil-CoA
Succinato
● pode ser convertido a oxaloacetato que
posteriormente formará glicose na
gliconeogênese (citosol)
Ciclo do glioxilato e ciclo de Krebs são regulados
coordenadamente
● quem determina para onde vai o isocitrato é a
enzima isocitrato-desidrogenase
● se ela estiver ativa -> acontece o ciclo de krebs
● se ela estiver inativa -> acontece o ciclo do
glioxilato.
Glicogênese
● metabolismo do glicogênio
● muito ramificado = mais solúvel = facilita o
metabolismo
● armazenado como grânulos no fígado e
músculos.
● ocorre no citosol.
Fontes de glicose
● Hepática: dieta ou lactato (gliconeogênese
hepática converte lactato das hemácias em
glicose).
● Muscular: lactato (ácido de clori). Formado em
atividade intensa. Lactato formadovai para o
fígado. Após o repouso, o músculo irá utilizar a
glicose produzida no fígado.
Glicogenólise
● degrada o glicogênio
● no fígado e músculo
Importância da concentração de glicose no sangue
● nos períodos de jejum a glicose vem da
gliconeogênese (lenta) e glicogenólise (rápida).
Importância do glicogênio
● manter glicemia
● reserva estratégica de energia.
Os estoques de glicogênio variam da seguinte forma
● No fígado, os estoques aumentam no estado
alimentado (anabolismo) e diminuem durante a
privação alimentar (catabolismo)
● No músculo, o estoque de glicogênio não é afetado
por períodos curtos de jejum (até alguns dias), mas
diminui durante a atividade física.
Regulação do metabolismo do glicogênio
● são regulados através do controle de suas
principais enzimas (glicogênio fosforilase e
glicogênio sintase)