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São Cristóvão 2015.2 Universidade Federal de Sergipe Centro de Ciências Exatas e Tecnologia Departamento de Química Disciplina: Química de Biomoléculas Docente: Acácia Maria dos Santos Melo Discentes: Marluce Santos, Ricardo Santos e Thiago Menezes. METABOLISMO marlu Realce Universidade Federal de Sergipe 2 SUMÁRIO 1. Introdução Teórica .......................................................................... 3 1.1. Objetivos ............................................................................. 4 2. Procedimento Experimental 2.1 Materiais, reagentes e vidrarias .................................................. 5 2.2 Procedimento ............................................................................. 6 2.2.1. Fermentação Alcoólica ..................................................... 6 3. Resultados e Discussões .................................................................. 7 3.1. Fermentação Alcoólica ............................................................. 7 4. Conclusão........................................................................................ 7 5. Referências Consultadas .................................................................. 8 Universidade Federal de Sergipe 3 1. INTRODUÇÃO TEÓRICA O conjunto das reações que os organismos vivos realizam para obter energia e para sintetizar as substancias de que necessitam é conhecido como metabolismo. O processo metabólico pode ser dividido em duas partes: catabolismo e anabolismo. As reações catabolicas degradam moléculas nutrientes complexas para fornecer energia e moléculas precursoras simples aos processos sintéticos. As reações anabólicas requerem energia e resultam na síntese de biomoléculas complexas a partir de moléculas precursoras simples. Catabolismo: moléculas complexas moléculas simples 4- energia Anabolismo: moléculas simples + energia moléculas complexas E importante recordar que praticamente toda reação ocorrida em um sistema vivo e catalisada por uma enzima. A enzima mantém os reagentes e outros cofatores necessários no lugar, de modo que os grupos funcionais reagentes e os grupos catalíticos são orientados de tal maneira que causarão uma reação química especifica bem definida. Em alguns casos, pode ser útil ver onde uma reação particular catalisada por enzima, discutida neste capitulo, se encaixa no esquema metabólico global: portanto, iniciaremos por uma visão geral do metabolismo. O catabolismo pode ser dividido em quatro estágios. O primeiro estagio de catabolismo é denominado digestão. Os reagentes necessários a todos os processos vitais vem basicamente da nossa dieta. Nesse sentido, realmente somos o que comemos. Nesse primeiro estagio, gorduras, carboidratos e proteínas são hidrolisadas, respectivamente, em ácidos graxos, monossacarídeos e aminoácidos como pode visualizado na figura abaixo. Figura1: Os quatro estágios do catabolismo. (Fonte: BRUICE, P. Y. Química Orgânica. 4ª. Ed., Vol. 2. Pearson Prentice Hall, 2006, cap. 25, pg. 449.) Universidade Federal de Sergipe 4 No segundo estagio de catabolismo, esses produtos de hidrolise — ácidos graxos, monossacarídeos e aminoácidos — são convertidos em substâncias que podem entrar no ciclo do acido cítrico. Para fazer isso, uma substancia deve ser uma das que compõem o ciclo (denominada intermediário do ciclo) acetil-CoA ou piruvato. Acetil-CoA e o único não intermediário do ciclo do acido cítrico que pode entrar no ciclo; o piruvato pode entrar no ciclo do acido cítrico somente porque pode ser convertido em acetil-CoA ou em oxalato, um intermediário do ciclo do acido cítrico. Ácidos graxos são convertidos em acetil-CoA; monossacarídeos são convertidos em piruvato através da glicolise; e aminoácidos são convertidos em acetil-CoA, piruvato e/ou intermediários do ciclo do acido cítrico, dependendo do aminoácido. O terceiro estagio de catabolismo e o ciclo do acido cítrico (também conhecido como ciclo de Krebs ou ciclo do acido tricarboxilico (TCA). Para cada acetil-CoA que entra no ciclo, duas moléculas de CO2 são formadas. A energia metabólica é medida em termos de trifosfato de adenosina (ATP). Bem pouco ATP é formado nos primeiros três estágios de catabolismo. Entretanto, no quarto estagio de catabolismo, todo NADH formado por meio de reações oxidativas nos primeiros estágios é convertido em três ATPs num processo conhecido como fosforilação oxidativa. Assim, a carga de energia fornecida por gorduras, carboidratos e proteínas é obtida nesse quarto estagio. O anabolismo pode ser visto como uma reserva de catabolismo. No anabolismo, acetil-CoA, piruvato e intermediários do ciclo do acido cítrico são os materiais de partida para a síntese de ácidos graxos, monossacarídeos e aminoácidos. Essas substancias são então usadas para formar gorduras, carboidratos e proteínas. 1.1. Objetivo Conhecer as vias metabólicas da Sacarose; Universidade Federal de Sergipe 5 2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 2.1. Materiais, Reagentes e Vidrarias MATERIAIS E VIDRARIAS Béquer de 100 mL Condensador Erlenmeyer Funil de Buchner Balão de Destilação Manta de Aquecimento Papel de Filtro Rolha de Borracha Termômetro Tubo de Vidro REAGENTES E SOLUÇÕES Água Destilada aquecida Fermento Biológico K2CO3 Sacarose Sílica Gel 60 Solução de Sais de Pasteur Solução de Ba(OH)2 Universidade Federal de Sergipe 6 2.2. Procedimento 2.2.1. Fermentação Alcóolica Universidade Federal de Sergipe 7 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1. Fermentação Alcóolica Para realização da fermentação alcóolica o carboidrato de partida deve ser um monossacarídeo, por isso, para a obtenção do monossacarídeo de partida foi realizado o metabolismo do carboidrato sacarose. Promoveu-se a hidrolise dos monossacarídeos frutose e glicose presentes na sacarose pela adição da água e do fermento biológico utilizado, que contem a enzima necessária para o processo de fermentação. Ao final da fermentação, o produto obtido foi destilado para isolar o etanol e posteriormente determinada a densidade do mesmo. Abaixo os cálculos para determinação da densidade do etano destilado: Volume de álcool obtido: 3,00 mL Massa do álcool obtido: 2,477 g Densidade: ? d= m/V d= 2,779/3,00 d= 0,826 g/mL Com isso, para a determinação do percentual de álcool no destilado, a densidade encontrada foi comparada a uma tabela que relaciona densidade com o percentual de álcool. Dessa forma, para uma densidade de 0,827 g/mL o percentual é de 85%. 4. CONCLUSÃO Foram efetuados alguns experimentos onde se buscou conhecer as vias metabólicas da sacarose por meio da fermentação alcoólica desse carboidrato. Os resultados obtidos foram satisfatórios, uma vez que, ao final da reação foi obtido como produto uma solução alcoólica, que por sua vez teve seu teor alcoólico determinado (85%), comprovando que a sacarose é uma boa fonte de matéria prima para a produção de álcool. Universidade Federal de Sergipe 8 5. REFERÊNCIAS CONSULTADAS [1] - LEHNINGER, A. L.; NELSON, D.L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica, 4ª. Edição, Editora Sarvier, 2006, capítulo 7. [2] BRUICE, Paula Yurkanis. QUÍMICA ORGÂNICA. 4ª Ed., São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006 Vol 2. [3] BARREIROS, A. L. B. S.; BARREIROS, M.L.; Química de Biomoléculas, Universidade Federal de Sergipe, CESAD, 2012.
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