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Resumo Bioquimica Carboidratos Polissacarideos Glicanos – diferem nas unidades de monossacarídeos repetidas, no comprimento das cadeias, no grau de ramificação • Homopolissacarideos – 1 única espécie monomérica (amido; celulose) • Heteropolissacarideos – Dois ou mais tipos diferentes (peptideoglicanos) Homopolissacarideos: formas de armazenamento para os monossacarídeos utilizados como combustíveis ou elementos estruturais em paredes celulares de plantas e exoesqueletos de animais Heteropolissacarideos: suporte extracelular, camada rígida do envelope celular bacteriano Amido e glicogênio são hidratados com grupos OH- disponíveis para formarem ligações de hidrogênio Amido – 2 tipos de polímero, amilose e amilopectina • Amilose: cadeias longas (alfa1 4) • Amilopectina: ramificada (alfa1 6) • Ramificação a cada 24-30 residuos Glicogenio – ligações (alfa1 4) e (alfa1 6) nas ramificações • Ramificação a cada 8-12 residuos Glicosaminoglicanos – Heteropolissacarideos, lineares de dissacarídeos repetidos (N-acetilglicosamina ou N- acetilgalactosamina) e o acido uronico, D-glicuronico ou L- diuronico • Acido hialuronico: consistência gelatinosa do humor vítreo, matriz extracelular de cartilagens e tendões • Sulfato de condroitina: resistência à tensão das cartilagens, tendões, ligamentos e paredes da aorta • Queratan-sulfatos: cartilagens, ossos e estruturas córneas formadas por células mortas • Heparan-sulfato: heparina Heparina – agente terapêutico que inibe a coagulação sanguínea por se ligar a antitrombina Funções dos carboidratos Fonte e reserva energética; material estrutural; transportadores de informação; sinalização do transporte; reconhecimento para fatores de crescimento • Proteoglicanos – macromoléculas da superfície celular e componentes das matrizes extracelulares • Glicoproteinas – superfície externa da membrana plasmática na matriz extracelular e no sangue; reconhecimento e ligação com as lectinas • Glicoesfingolipideos – grupo hidrofílico da membrana plasmática; reconhecimento das lectinas; transdução de sinal celular Lectinas Ligam carboidratos com alta especificidade e afinidade Participam do reconhecimento celular, sinalização e adesão e na destinação intracelular de proteínas recentemente sintetizadas Selectinas Família de lectinas que controla o reconhecimento e a adesão célula a célula Resposta inflamatória na artrite reumatoide; asma Funções dos oligossacarídeos nos eventos de reconhecimento na superfície celular e nos sistemas de endomembranas: a) oligossacarídeos com estruturas únicas são componentes de várias glicoproteínas/lipídeos na superfície externa de m. plasmáticas b) vírus que infectam células animais ligam-se a proteínas da superfície celular na 1° etapa da infecção c) toxinas bacterianas ligam-se a lipídeo da superfície antes de entrarem na célula d) bactérias aderem-se a células animais e) selectinas controlam interações célula-celula f) lectina se liga ao oligossacarídeo selecionando enzimas para transferência ao lisossomo Fases respiração celular 1° FASE – carboidratos, ácidos graxos e alguns aminoácidos oxidam-se liberando grupos acetil • Piruvato: complexo ( desidrogenase; diidrolipoil transacetilase; diidrolipoil desidrogenase) • Vitaminas essenciais: tiamina, riboflavina, nicotinamida, acido pantotenico 2° FASE – grupos acetil são lancados no ciclo do ácido cítrico e degradados enzimaticamente até CO2 Energias liberadas são conservadas nos transportadores de elétrons reduzidos NADH e FADH2 Componentes do ciclo do acido cítrico – vias biossinteticas Regulacao do ciclo do acido cítrico Conservação da energia liberada 3° FASE - Os cofatores reduzidos são oxidados, os átomos de Hidrogênio são separados em prótons e elétrons. Os elétrons são conduzidos ao longo de uma cadeia respiratória; até o O2 , que é reduzido a H2O . Durante este processo grande quantidade de energia é liberada e conservada na forma de ATP (Fosforilação Oxidativa) Glicólise: processo em que a molécula de glicose 6C é degradada, por uma sequencia de 10 reações catalisadas por enzimas, a duas moléculas moléculas de piruvato 3C Via central de catabolismo da glicose em animais, vegetais e microorg Fases: preparatória, passos enzimáticos, hexose, rendimento, formação de 4C Piruvato pode seguir por meio de três processos: Acetil-coa e sor oxidado a CO2 e H2O Formação do lactato e CO2 – músculos, eritrócitos e leite (microorganismos) Formacao de etanol e CO2 Vias metabólicas: aeróbicos – acetil-coa e oxidado a CO2 e H2O no ciclo do acido cítrico produção de lactato – tecidos animais funcionando anaerobicamente não há oxidação do piruvato e sim redução formando lactato – glicólise anaeróbica – fonte de ATP durante atividade física (fermentação láctica) formação de etanol e CO2 – anaerobicamente (fermentação alcoolica) Entender que atraves de varias substancias voce pode produzir uma molecula de glicose Processo de gliconeogenese ocorre no figado e posso pegar piruvato- aminoacido/ acido lactico e formar uma nova molecula de glicose Não precisa decorar reaçoes da imagem acima Produção do acido latico: TPP – forma o pirufosfato através da tiamina – complexo piruvato desidrogenase poder atuar Relacionado a doenças como o beri-beri Ciclo do ácido cítrico O ciclo é considerado principal intermediário metabólico porque é o único que participa tanto da via anabólica quanto da catabolica. A cada volta o ciclo produz 5 energias: 1ATP; 1FADH2 e 3NADH Cadeia de transporte de elétrons Fosforilação oxidativa: síntese de ATP (transferência de elétrons ao O2); ocorre nas mitocôndrias; envolve a redução de O2-H2O com NADH e FADH2; independe da luz Fotofosforilação: síntese de ATP direcionada pela luz; ocorre nos cloroplastos; envolve a oxidação de H2O-O2 com NADP+; dependente da luz Ambas são síntese de energia da forma de ATP Cada NAD produz 2,5 ATP e cada FAD produz 1,5 Quando degrada molécula de glicose inteira tem o NAD citosólico que pode ir pela via normal ou alternativa Via alternativa – ao invés de produzir 5 ATP produz 2 – diferença das moléculas de glicose produzirem 30 ou 32 ATP Lançadeira forma o citrato – a partir dela que são produzidos os ácidos graxos Normal forma 2,5 ATP e a Alternativa 1,5 Formação de espécies reativas Formação de ERO nas mitocondrias e defesas mitocondriais: Quando a taxa de entrada de e- na cadeia respiratória e a de transferência de e- não são coordenadas, aumenta-se a produção de superóxido nos complexos I e III e o radical ubiquinona diminuído doa um e- para o O2 O superoxio libera Fe21 fazendo com que forme-se o radical livre OH, fortemente reativo Em células hipoxicas, desequilibra a chegada de elétrons na matriz mitocondrial e sua transferência ate o oxigênio molécular, levando a uma maior formação de espécies reativas de oxigênio. 3 linhas de defesa – glutationa-peroxidase, piruvato- desidrogenase e a substituição de 1 subunidade do complexo IV Reações de transferência de elétrons: Íons H+ do NADH, doam elétrons para a cadeia de transporte de e-, transferem os e- para o O2 molecular, reduzindo-o a H2O e- do NADH por Fe-S ubiquinona citocromo b Depois, seguem duas vias diferentes (citocromo b e c1) citocromo-oxidase. Alguns elétrons entram nessa cadeia por vias alternativas como o succinato e os ácidos graxos Superoxido-dismutase e glutationa-peroxidase inativam ERRO Bombeamento de prótons pela síntese de ATP pela ATP- sintase No tecido adiposo marrom de recém nascidos, a transferência de elétrons está desacoplada da síntese de ATP, e a energia da oxidação de combustível é dissipada como calor Esse hidrogênio é utilizado para manter a temperatura do organismo e passa pela proteína termogenina eao invés de produzir energia na forma de ATP vai produzir energia na forma de calor Pode produzir na forma de ATP também O citocromo C na apoptose O citocromo C é uma proteína mitocondrial pequena e solúvel, no espaço intermembrana, que carrega elétrons entre o complexo III e o complexo IV durante a respiração. É um gatilho para a apoptose, estimulando a ativação de caspases A fosforilação oxidativa em células b pancreáticas bloqueia a secreção de insulina ATP não é suficiente para desencadear o processo de exocitose de vesículas secretoras e a insulina não é liberada Diabetes mellitus tipo 1 O metabolismo de glicose é limitado pela taxa de captação da glicose pelas células e sua fosforilação por hexocinase A captação de glicose no sangue é mediada pela família GLUT de transportadores de glicose GLUT 1 e GLUT 2 – nos hepatócitos GLUT 3 – neurônios cerebrais GLUT 4 – m. esquelético, m. cardíaco e tecido adiposo Efeito do diabetes tipo I sobre o metabolismo dos carboidratos e das gorduras em um adipócito: A inserção de GLUT4 nas membranas esta inibida. A deficiência de insulina impede a captação de glicose por GLUT4, como consequência, as céluas estão privadas de glicose enquanto ela está na corrente sanguínea É utilizado ácidos graxos para geração de energia Pouquissima células b e são incapazes de liberar insulina suficiente para desencadear a captação de glicose pelas células do músculo esquelético, coração e do tecido adiposo Os músculos e tecidos adiposos então usam os ácidos graxos para energia No fígado, a Acetil-CoA derivada da degradação dos ác. Graxos é convertida a ácidos cetonicos que são exportados para outros tecidos Possivel ocorrência de cetoacidose devido ao acumulo de acetoacetato e b-hidroxibutirato no sangue Controle da síntese de glicogênio no musculo, a partir da glicose sanguínea: Efeito sobre o transporte e a ação de hexocinase que desloca para a formação de glicogênio Regulação das vias metabólicas: Síntese das pentoses-fosfato: Libera NADPH que vai ser utilizado para produzir ácidos graxos Metabolismo de carboidratos no fígado e no músculo: COISAS DO CURSINHO - Glicólise – citosol Ciclo do ácido cítrico e cadeia transportadora de elétrons – mitocôndria Glicólise: C6H12O6 ↓ 1 ATP Glicólise 6P ↓ 1ATP Frutose difosfato ↓ 2 NADH2 2 C3H4O3 (piruvato/acido pirúvico) Produtos: 2ATP; 2NADH2; 2 piruvatos Em condições anaeróbicas o piruvato realiza a fermentação e em condições aeróbicas realiza a respiração Descarboxilação (-CO2) do piruvato Desidrogenação (+H) do piruvato 2 C3H4O3 ↓ 2CO2 e 2NADH2 2 C2H2O (acetil) Ciclo do ácido cítrico: 2 C2H2O Coa ↓ 2 6C citrato ↓ 4CO2; 2ATP; 6NADH2; 2FADH2 2 4C oxalacetato Cadeia transportadora de elétrons: Entram 10 H+ e passam pelas proteínas transportadoras, gerando 6H20 e 28 ATPS. O oxigênio é o receptor final de elétrons e prótons
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