Aula_003_1slide

Prévia do material em texto

Bioquímica aplicada à 
saúde
PROF. DR. CARLOS ROBERTO DA SILVA JÚNIOR
2
Bioquímica aplicada à Saúde
Unidade 01 – ÁGUA, AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E 
PROTEINAS
Unidade 02 – CARBOIDRATOS
Unidade 03 – LIPÍDEOS E O CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
Unidade 04 – VITAMINAS E MINERAIS
3
Água, aminoácidos, peptídeos e proteínas
Água e sistemas-tampão (Seção 1)
Aminoácidos e peptídeos (Seção 2)
Absorção de aminoácidos a partir da ingestão de alimentos
Biossíntese dos aminoácidos nutricionalmente não essenciais
Conceitos e as propriedades físico-químicas e funcionais dos 
aminoácidos
Conceitos e características gerais dos peptídeos
Proteínas e Enzimas (Seção 3)
4
Água, aminoácidos, peptídeos e proteínas
Água e sistemas-tampão (Seção 1)
Aminoácidos e peptídeos (Seção 2)
Proteínas e Enzimas (Seção 3)
Cinética e ação enzimática e seus fatores intervenientes
Conceito e propriedades gerais das enzimas
Conceitos e características funcionais das proteínas
 Interações e metabolismo das proteínas
Revisão LIGAÇÕES PRIMÁRIAS
5
6
Referência – Conteúdo Web
https://pt.khanacademy.org/science/chemistry
7
Ligação química
Elétrons de valência
Regra do octeto
 Ligações primárias – ocorre transferência ou 
compartilhamento de elétrons
 Ligações secundárias – ocorre uma atração entre os 
átomos sem ocorrer transferência ou compartilhamento 
de elétrons
8
Ligação iônica
Transferência de elétrons
 Formação de íons de cargas opostas
Resulta da atração eletrostática entre cátions e ânions
Fonte: <https://bit.ly/3mHRdog>
9
Propriedades dos compostos iônicos
 São sólidos nas condições ambiente
Apresentam altos pontos de fusão e ebulição
 São condutores de eletricidade quando no estado líquido 
(fundidos) ou quando dissolvidos em água
No estado sólidos cristalinos não conduzem eletrecidade
Elevada dureza
10
Ligação covalente
Os átomos envolvidos na ligação covalente compartilham 
elétrons
Através da ligação covalente os átomos envolvidos 
podem “usar” o elétron do outro átomo, e juntamente 
com os seus adquirir uma configuração mais estável
11
12
Propriedades dos compostos moleculares
 São sólidos, líquidos ou gasosos nas condições ambiente
Apresentam baixos pontos de fusão e ebulição 
(comparados aos iônicos)
 São maus condutores de eletricidade, alguns podem 
conduzir quando em meio aquoso (ionização)
A maioria dos compostos são solúveis em solventes 
orgânicos
13
Ligação covalente coordenada
Fonte: <https://bit.ly/3sWZDtm>
14
Ligação metálica
 É o tipo de ligação que ocorre entre os átomos de metais
 Os átomos dos elementos metálicos apresentam forte tendência a doarem 
seus elétrons de última camada.
 Quando muitos destes átomos estão juntos num cristal metálico, estes 
perdem seus elétrons da última camada
 Forma-se então uma rede ordenada de íons 
positivos mergulhada num mar de elétrons 
em movimento aleatório
Fonte: <https://bit.ly/3kxnTyn>
Revisão EQUAÇÕES QUÍMICAS
15
16
Equações químicas
 São representações gráficas das reações químicas que 
ocorrem entre os diversos elementos presentes na Tabela 
Periódica
Fonte: <https://bit.ly/38kDMCi>
17
Fonte: <https://bit.ly/3t86QqB>
18
Equilíbrio químico
Fonte: <https://bit.ly/3zD7QoI>
Revisão QUÍMICA ORGÂNICA
19
20
Química Orgânica
Fonte: DREKENER, R. L.. Química Geral.
Londrina: Editora e Distribuidora Educacional 
S.A., 2017. p. 162.
Fonte: DREKENER, R. L.. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora 
Educacional S.A., 2017. p. 162.
21
Fonte: DREKENER, R. L.. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A., 2017. p. 166.
Fonte: DREKENER, R. L.. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A., 2017. p. 167.
22
Fonte: DREKENER, R. L.. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A., 2017. p. 168.
Fonte: DREKENER, R. L.. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora 
Educacional S.A., 2017. p. 168.
23
Fonte: DREKENER, R. L.. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A., 2017. p. 177.
24
Fonte: DREKENER, R. L.. Química Geral. Londrina: Editora e Distribuidora Educacional S.A., 2017. p. 178.
25
Exercício
Os aminoácidos são moléculas orgânicas bastante importantes para os seres vivos. A 
respeito dos aminoácidos, marque a alternativa correta:
a) Os aminoácidos são formados por um carbono central alfa que se liga a um grupo 
carboxila, um grupo amina, um grupo -R e um átomo de oxigênio.
b) Existem apenas 20 tipos de aminoácidos, que dão origem a mais de 100 mil 
proteínas diferentes.
c) Os aminoácidos essenciais são aqueles produzidos pelo próprio organismo.
d) A valina é um exemplo de aminoácido não essencial.
e) Os aminoácidos ligam-se por meio de ligações peptídicas para formar os ácidos 
nucleicos.
26
Exercício
Num polipeptídeo que possui 84 ligações peptídicas 
existem:
A) 82 aminoácidos
B) 83 aminoácidos
C) 84 aminoácidos
D) 85 aminoácidos
E) 86 aminoácidos
27
Exercício
Nas moléculas a seguir, quais são os grupos funcionais 
existentes:
Fonte: elaborado pelo autor.
Proteínas e 
enzimas
✓ CONCEITOS E 
CARACTERÍSTICAS 
FUNCIONAIS DAS 
PROTEÍNAS
✓ INTERAÇÕES E 
METABOLISMO DAS 
PROTEÍNAS
28
29
Contextualização
 Temos proteínas que atuam na defesa do organismo 
(anticorpos, citocinas), transporte e armazenamento de 
substâncias (hemoglobina, ferritina), regulação do volume 
plasmático (albumina), movimento (actina, miosina), 
sustentação (queratina, colágeno), hormônios (insulina, 
hormônio do crescimento) e em tantas outras funções 
 Uma das funções mais importantes das proteínas e que 
possibilitam a existência da vida é a de catalisadoras
30
Proteínas
 Aspectos estruturais e funcionais das proteínas ➔ são 
fundamentais para o desenvolvimento, o crescimento e a 
manutenção do organismo, exercendo diversas funções
 Existem milhares de proteínas diferentes no ser humano, 
cada qual com uma sequência única de aminoácidos
 A síntese de proteínas é denominada tradução, pois a 
linguagem de bases nitrogenadas é traduzida para a 
linguagem de aminoácidos, portanto, as informações 
contidas no DNA são expressas em proteínas. 
31
32
33
34
35
As proteínas são constantemente sintetizadas e 
degradadas, permitindo a renovação proteica
A degradação proteica ocorre por meio do rompimento 
das ligações peptídicas, um processo chamado de 
proteólise, catalisado por enzimas específicas: as 
proteases e peptidases
Proteínas
36
37
38
39
40
41
42
ENVIE SUAS DÚVIDAS 
ATRAVÉS DO CHAT
43
Proteínas e 
enzimas
USO DE INIBIDORES 
ENZIMÁTICOS NA ÁREA 
DE SAÚDE
44
45
Situação
 Você faz parte da equipe que está desenvolvendo um projeto de medicamento para 
quimioterapia do câncer
 Medicamento ➔ é um inibidor de uma enzima que atua na biossíntese de 
nucleotídeos, o que evitaria o crescimento celular do tumor, mas surgiu uma dúvida! 
Devemos desenvolver um inibidor reversível ou irreversível? Competitivo ou não 
competitivo? 
 Como resolver essa dúvida, lembrando que a enzima em questão está presente nas 
demais células do corpo e não apenas nas células cancerígenas
 E se, por acaso, existisse uma enzima específica da célula cancerígena não encontrada 
em outras células do corpo. Qual tipo de inibição enzimática você sugeriria?
46
Resolução
 Para impedir o crescimento celular rápido do tumor, é fundamental encontrar meios de inibir 
vias metabólicas que sejam essenciais para esse crescimento, podendo ser as vias 
relacionadas com a produção de energia ou com a biossíntese de macromoléculas
 Inibidores enzimáticos ➔ no caso apresentado, a via metabólica, alvo da ação do 
medicamento em desenvolvimento, está presente tanto nas células cancerígenas quanto nas 
outras células do corpo. Se usarmos um inibidor irreversível, estaremosinutilizando 
permanentemente a enzima, logo, teremos que esperar a síntese de novas enzimas para 
substituir as que serão inutilizadas pelo inibidor. A inatividade da enzima provocada pelo 
inibidor irreversível é ótimo meio para induzir a morte das células cancerígenas, porém afeta 
as outras células do corpo, promovendo consequências bem graves.
 Então, vamos esquecer o inibidor irreversível! 
47
Resolução
 Agora nos restaram os inibidores reversíveis competitivo e não competitivo
 Ambos os inibidores reduzem a atividade enzimática, mas não inativam a enzima, 
permitindo o seu funcionamento nas células
 Os inibidores competitivos não interferem na velocidade máxima da reação 
química, mas aumentam o valor da constante de Michaelis, ou seja, é necessária 
uma maior concentração de substrato para competir com os inibidores pelo sítio 
catalítico
 Conhecendo o substrato, é mais fácil desenvolver o inibidor, basta que ele tenha 
um formato bem semelhante ao do substrato para que possa interagir com o sítio 
catalítico
48
Resolução
 Inibidor não competitivo → interage em sítio diferente do sítio catalítico, por isso, não há 
competição com o substrato. Porém, identificar esses outros sítios que interferem na 
atividade enzimática é mais complicado e nem todas as enzimas apresentam esses sítios, logo, 
é mais viável desenvolver um medicamento que seja inibidor reversível competitivo, além de 
apresentar efeito na inibição da via metabólica com menos riscos ao paciente
 Entre os medicamentos que atuam como inibidores enzimáticos, a maioria é do tipo 
competitiva, como os inibidores da ECA e os anti-inflamatórios não esteroides
 Se por acaso existir uma enzima específica da célula cancerígena, não encontrada em outras 
células do corpo, o uso de inibidor irreversível seria uma opção perfeita. E, de fato, em 
tratamentos contra infecções por microrganismos, o uso de inibidores irreversíveis 
direcionados a enzimas específicas desses microrganismos é uma eficiente estratégia 
terapêutica
Exercícios FIXAÇÃO DO CONTEÚDO
49
50
Exercício 01
(UFR-RJ) Recentemente, houve grande interesse por parte dos obesos quanto 
ao início da comercialização do medicamento Xenical no Brasil. Esse 
medicamento impede a metabolização de um terço da gordura consumida pela 
pessoa. Assim, pode-se concluir que o Xenical inibe a ação da enzima:
a) Maltase;
b) Protease;
c) Lipase;
d) Amilase;
e) Sacarase
51
Exercício 02
(Unifor-CE) Considere as afirmações abaixo relativas a enzimas:
I. São proteínas com função catalisadora;
II. Cada enzima pode atuar quimicamente em diferentes substratos;
III. Continuam quimicamente intactas após a reação;
IV. Não se alteram com as modificações da temperatura e do pH do meio.
São verdadeiras:
a) I e III apenas;
b) II e IV apenas;
c) I, III e IV apenas;
d) II, III e IV apenas;
e) I, II, III e IV.
52
Resolução
 Alternativa I → Certa. As enzimas são proteínas que funcionam como catalisadores, 
diminuindo a quantidade de energia de ativação necessária para as reações 
ocorrerem. Com isso, as reações passam a ocorrer mais rapidamente.
 Alternativa II → Errada. Uma enzima só catalisa reações cujos reagentes tenham 
forma complementar à sua, pois só assim pode ocorrer o encaixe entre eles. É por 
isso que as enzimas são específicas, isto é, cada tipo de enzima serve apenas para 
um determinado tipo de reação.
 Alternativa III → Certa. No final das reações as enzimas permanecem inalteradas e 
podem repetir o processo com novos reagentes.
 Alternativa IV → Errada. Vários fatores influenciam o funcionamento da enzima, 
como temperatura e pH. Quando há um aumento da temperatura, ocorre a 
desnaturação da enzima, que modifica sua forma dificultando o encaixe. Quanto ao 
pH, cada enzima tem um pH ótimo para seu funcionamento. Acima ou abaixo desse 
pH sua atividade fica comprometida.
53
Exercício 03
Mariana, uma menina de 5 anos de idade, andava muito quieta, sem ânimo para brincar e 
queixando-se de fraqueza para sua mãe. Após uma consulta com sua pediatra, a criança foi 
submetida a alguns exames e foi constatada uma deficiência de proteínas. No retorno da 
consulta, a médica prescreveu uma dieta para Mariana e pediu que ela retornasse dali a seis 
meses para acompanhamento dos níveis proteicos. Para suprir de forma eficiente esta 
deficiência de proteínas, a criança deverá incluir qual dos seguintes alimentos em sua dieta?
a) Chocolate.
b) Ovo.
c) Banha.
d) Limão.
e) Farinha de trigo.
54
Resposta
O chocolate é um alimento rico em carboidratos, assim 
como a farinha de trigo; enquanto a banha é rica em 
ácidos graxos e o limão é uma fruta com alto teor de 
vitaminas (principalmente vitamina C). Portanto, a 
criança deverá incluir ovos em sua dieta – alimento rico 
em proteínas.
55
Exercício 04
Proteínas são macromoléculas extremamente importantes na célula, 
desempenhando diversas funções, como transporte e armazenamento de 
outras moléculas, defesa do organismo contra invasões de agentes externos 
e geração de movimento. Analise as alternativas e assinale a que contém 
uma função proteica.
a) Auxilia armazenamento de água, já que todas as proteínas são 
hidrofílicas.
b) Armazenamento de informações genéticas.
c) Reserva energética vegetal, como na batata
d) Proteção contra ressecamento, já que todas proteínas são hidrofóbicas.
e) Transmissão de impulsos nervosos.
56
Resposta
Alternativa A.
Proteínas desempenham diversas funções estruturais, 
imunológicas, nutricionais e genéticas importantes para a 
manutenção e a sobrevivência das células. Entretanto, 
não são consideradas boas reservas energéticas, como 
são os glicídios e os lipídeos, principalmente.