aula 1 introdução a bioquímica metabólica
TRANSCRIPT
Centro Universitário Planalto do Distrito Federal
Curso: Nutrição
Disciplina: Bioquímica Metabólica
Introdução a Bioquímica
Metabólica
2° / 2014
Prof.a: Flávia F. [email protected]
O que é Bioquímica?
Prof.a: Flávia F. Mulinari
“A bioquímica estuda as estruturas moleculares, os mecanismos
e os processos químicos responsáveis pela vida.”
O que é
vida?
O que é um
ser vivo?
Como é
formado?
?
Célula
Prof.a: Flávia F. Mulinari
É a unidade básica de vida;
Complexos de moléculas agrupados por funções;
Possuem arquitetura específica;
Realizam metabolismo: replicação do DNA, síntese proteica e
metabolismo energético;
Podem ser Procarióticas ou Eucarióticas.
Por que estudar Bioquímica?
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Quais são as estruturas
químicas dos componentes
dos organismos vivos?
Que transformações químicas
acompanham a reprodução, o
envelhecimento e a morte celular?
Como um organismo armazena e
transmite a informação
necessária para o seu
crescimento?
Como os organismos
extraem energia do seu
ambiente para
permanecerem vivos?
Como as reações químicas
são controladas dentro das
células vivas?
Como as interações levam à existência
de estruturas macromoleculares
organizadas: células, tecidos e etc?
Como estudar Bioquímica?
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Reações Bioquímicas e Rotas Metabólicas que
ocorrem nos organismos para manutenção da vida
Química estrutural dos componentes da matéria
viva e sua relação com as funções biológicas
Processos e Substâncias que armazenam e
transmitem informação biológica
Estrutura e Organização da célula
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Lógica Molecular da Vida
Prof.a: Flávia F. Mulinari
A estrutura de uma macromolécula determina
sua função biológica específica
Todos os organismos vivos montam suas
macro- moléculas a partir dos mesmos tipos
de subunidades
Cada gênero e espécie é definida pelo seu
conjunto distinto de macromoléculas
Biomoléculas
Prof.a: Flávia F. Mulinari
A química dos organismos está organizada em volta do elemento
Carbono (compões as biomoléculas);
As biomoléculas são compostos de carbono que têm como elemento
básico: Hidrogênio (H), Oxigênio (O), Nitrogênio (N), Fósforo (P), Enxofre
(S), Cálcio (Ca), Sódio (Na), Cloro (Cl), entre outros.
Água
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Diferença de eletronegatividade
Ponte de Hidrogênio
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Pontes de Hidrogênio entre moléculas de água
Ponte de Hidrogênio
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Pontes de Hidrogênio entre biomoléculas
F O N Cl Br I S C P HEletronegatividade
Água
Prof.a: Flávia F. Mulinari
É um solvente polarGrupos
Polares
Grupos
Apolares
Compostos
Hidrofílicos
Glicose
Aspartato
Compostos Hidrofóbicos
Compostos Anfipáticos
Fenilalanina
Aminoácidos
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Estrutura comum a todos os 20 aminoácidos comuns (exceto a prolina)
Ácido Carboxílico
Amina
Grupo R Variável
Classificação dos
aminoácidos
Proteínas
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Região
aminoterminal
Região
carboxiterminall
Cadeia Lateral
Dipeptideo, tripeptideo etc.... polipeptideo
Enzimas
Prof.a: Flávia F. Mulinari
São catalisadores biológicos que aceleram as reações químicas
Aumentam a velocidade das reações sem afetar o equilíbrio
químico;
Quase a totalidade de reações bioquímicas são realizadas por
enzimas,principalmente o metabolismo energético;
Permitem maior especificidade das reações (quantidade mínima
de substrato);
A maioria são proteínas.
Catálise Enzimática
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Michaelis Menten
Catálise Enzimática
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Enzima Livre
Substrato
Complexo ES Estado de Transição
Produto
Enzima LivreSubstrato sofre
deformação
Carboidratos
Prof.a: Flávia F. Mulinari
São as biomoléculas mais abundantes;
Presentes na parede celular de células vegetais e bactérias;
Estão presentes em alimentos ricos em energia:
Cereais: arroz, aveia, trigo;
Raízes e tubérculos: cenoura, beterraba, mandioca, batata;
Frutas: banana, manga, maçã;
Mel e cana de açúcar.
Carboidratos
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Funções: Fornecer energia para células, reserva energética,
reconhecimento celular, estrutural, proteção, coesão entre as células;
Monossacarídeos
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Glicose Frutose
Hexoses
Dissacarídeos
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Formados por duas moléculas de um açúcar simples;
Sacarose
Lactose
Polissacarídeos
Prof.a: Flávia F. Mulinari
GLICOGÊNIO: presente em maior quantidade no músculo
esqueléticos e fígado.
Reserva energética em célula animal
O
HO
OHOHH
OH
O
HO
O
OHH
OH
O
OH
HOHO
O
H
OH
O
OHHO H
OH
O
OH
O
HO
O
H
OH
O
OHHO
OH
H
O
Lipídios
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Insolúveis em água;
Funções: armazenamento de energia (gorduras e óleos); estrutural
(constituintes de membrana); co-fatores enzimáticos; transporte de
elétrons; sinalização e hormonal;
Possuem três classe funcionais:
Lipídeos de armazenamento;
Lipídeos estruturais;
Lipídeos sinalizadores, cofatores e pigmentos.
Lipídios de Armazenamento
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Formados por ácidos graxos;
Ácidos carboxílicos com cadeias de hidrocarbonetos (4 a 36 C);
Podem conter insaturações ou não;
Quanto mais longos e menos
ligações duplas, maior a insolubilidade
em água.
Vitaminas e Sais Minerais
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Vitaminas: São compostos orgânicos não relacionados quimicamente,
que “não podem” ser sintetizados pelo organismo humano e, portanto,
devem ser supridos pela dieta.
Sais Minerais: São componentes essenciais para o funcionamento de
biomoléculas, como as enzimas (co-fatores).
Organismos Vivos
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Célula: Menor unidade de matéria viva
Capacidade de
multiplicaçãoAuto-manutenção
Transformar matéria/energia
Metabolismo
O que é Metabolismo?
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Atividade celular altamente coordenada, no qual sistemas
multienzimáticos atuam conjuntamente visando 4 funções:
Obtenção de energia química (nutrientes ou solar);
Converter nutrientes em moléculas específicas;
Polimerizar precursores em macromoléculas;
Sintetizar e degradar biomoléculas de acordo com a
necessidade celular.
Energia
Como a energia é obtida?
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Energia Solar
Fotossíntese - Célula Vegetal
Seres autotrófitos: São capazes de utilizar como única fonte de carbono o CO2 da
atmosfera, a partir do qual eles formam todas as suas biomoléculas.
Bactérias fotossintetizantes
Plantas
Como a energia é obtida?
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Célula Animal
Seres heterotrófitos: Não conseguem utilizar o CO2 atmosférico, precisando obter o
carbono do ambiente, na forma de moléculas orgânicas complexas (glicose)
Energia de NutrientesMetabolismo Energético
Animais
Metabolismo
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Metabolismo: é o
processo global pelo qual
os sistemas vivos adquirem
e utilizam a energia livre de
que necessitam para
realizarem sua funções.
Reações Químicas
catalisadas por enzimas;
Formam as vias
metabólicas.
Vias metabólicas
Metabolismo
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Divisão do Metabolismo
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Anabolismo: reações de síntese de moléculas orgânicas
complexas a partir de moléculas orgânicas mais simples
com consequente consumo de energia.
Catabolismo: reações de degradação de moléculas
orgânicas complexas em moléculas menores com
consequente liberação de energia.
Equilíbrio
Dinâmico
Anabolismo e Catabolismo
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Vias metabólicas
Prof.a: Flávia F. Mulinari
São irreversíveis;
As vias catabólicas devem ser diferentes das vias anabólicas;
Cada via metabólica apresenta um primeiro passo que compromete
o metabólito com a via;
Todas as vias metabólicas são reguladas;
Ocorre em locais específicos da célula (eucariotos).
Energia
Energia Metabólica
Prof.a: Flávia F. Mulinari
A energia liberada ou consumida no metabolismo celular, é
conservada na forma de ATP e transportadores de elétrons (NADH,
NDPH, FADH2.
Energia Metabólica
Prof.a: Flávia F. Mulinari
As vias metabólicas ocorrem por meio de reações de oxi-redução;
São reações que envolvem fluxo de elétrons.
Oxidação: remoção de elétrons Redução: adição de elétrons
Mas.... ?????
Prof.a: Flávia F. Mulinari
Mas como o ATP e os transportadores
de elétrons realizam reações de
oxidação e redução?
ATP
Prof.a: Flávia F. Mulinari
É uma moeda de troca energética nas células;
Organismos fototrópicos transformam energia luminosa em energia
química sob forma de ATP;
Heterotróficos transformam alimentos em ATP;
O transporte de energia ocorre através do ciclo de ATP.
Ciclo do ATP
Prof.a: Flávia F. Mulinari
NADH e FADH2
Prof.a: Flávia F. Mulinari
São coenzimas celulares;
Realizam transporte de elétrons.
Como os elétrons podem ser
transferidos?
Prof.a: Flávia F. Mulinari
