biossíntese - trabalho

5/27/2018 Biossntese - Trabalho

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Biossntese

Alunos:

GuilhermeLeandroMuriloWellington

Carboidratos

cidos GraxosPoli-OH-Alcanoatos


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Biossntese

Biossntese um fenmeno em que soproduzidos compostos qumicos, comoprotenas e cidos nucleicos a partir de

reagentes mais simples, geralmentecatalisados por enzimas.

Ao contrrio da sntese qumica, abiossntese ocorre normalmente dentro dosorganismos vivos e uma parte vital dometabolismo.


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Carboidratos

So alimentos que fornecem energia aoorganismo.

So as biomolculas mais abundantes nanatureza, constitudas principalmente porcarbono, hidrognio e oxignio, podendo

apresentar nitrognio, fsforo ou enxofre nasua composio.


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Funo

Atravs dos carboidratos nossas clulasobtm energia para realizar suas funesmetablicas.

Fonte de energia;

Reserva de energia;

Matria-prima para a biossntese de outrasbiomolculas.


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Requerimentos de energia:

Produo de Energia (E)


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Sistema dearmazenamentoe transferncia

de E

Componentes celularescomo protenas (enzimas),DNA, RNA, carboidratos,

lipdeos, etc.

Produtos da degradaoservem como unidades

para a produo decompostos celulares

Sntese

Compostos eestruturas

Degradao

Quebra desubstratos ou

nutrientes

E liberadaE requerida

Crescimento celular,reproduo, manuteno

e movimento


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Tipos de energia

Energia qumica energia contida em ligaes

qumicas das molculas

Energia radiante (energia da luz) deve serconvertida em energia qumica


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Biossntese de Carboidratos

Sntese deCarboidratos

a partir deprecursoressimples.


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Carboidratos

Os vegetais so auto-suficientes naproduo de carboidratos. Os animaisprecisam alimentar-se de clulas vegetais (ou

de animais herbvoros) para obter glicose e O2para produzir energia para suas reaesmetablicas.


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Carboidratos

A relao entre a fotossntese e a funoenergtica dos carboidratos indiscutvel. Defato, a clorofila presente nas clulas vegetais a nica molcula da natureza que no emiteenergia em forma de calor aps ter tido seuseltrons excitados pela luz: ela utiliza estaenergia para unir tomos de carbono do CO2

absorvido, "armazenando-a" nas molculas deglicose sintetizadas neste processofotossinttico.


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Carboidratos

Os animais no so capazes desintetizar carboidratos a partir de substratossimples no energticos, precisando obt-los

atravs da alimentao, produzindo CO2(excretado para a atmosfera), gua e energia(utilizados nas reaes intracelulares).

Nos animais, h um processo chamadoneoglicognese que corresponde a umasntese de glicose a partir de percursores noglicdicos.


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Gliconeognese

Consiste na produo de glicose partirde precursores diferentes de hexoses;

Biossntese de carboidratos umanecessidade absoluta para que os mamferosmantenham os nveis de glicose para o seu

sistema e para os tecidos que utilizam aglicose como fonte energtica.


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Biossntese de Carboidratos

Triose

Pentoses e hexoses

Nucleotdeos Polissacardeos(peptidoglicano,

celulose, amido, etc.)

CO2

RNA e DNA


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Biossntese de cidos graxos etriacilglicerol (Lipognese)

A sntese de cidos graxos ocorre nocitoplasma das clulas adiposas onde seacham agrupadas as enzimascorrespondentes (complexo enzimtico).

Os cidos graxos so sintetizados a partir dareunio de molculas de acetil-CoA citosslico(molcula precursora).


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Biossntese de cidos graxos etriacilglicerol (Lipognese)

A sntese de cidos graxos consiste naunio sequencial de unidades de dois

carbonos:A primeira unidade proviniente de acetil-

CoA Todas as subsequentes, de malonil-CoA,

formada pela carboxilao de acetil-CoA.Esta reao catalisada pela acetil-CoAcarboxilase que tem como grupo prostticoa biotina.


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cidos graxos - Biotina

uma molcula da classe das vitaminas hidrossolveisque funciona no metabolismo das protenas edos carboidratos.

Age diretamente na formao da pele. Sua frmulaqumica C10H16O3N2S.

Tem como principal funo neutralizar o colesterol.

Pode ser encontrada atravs de levedura, arroz

integral, frutas, nozes, ovos, carnes, leite. Tambm produzida por bactrias do intestino.

A carncia de biotina causa furunculose, seborria docouro cabeludo e eczema.


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Biossntese de cidos graxos Etapa 1

Transporte deacetil-CoA para ocitoplasma.


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Biossntese de cidos graxos Etapa 2 Sntese de triacilglicerois (TG) Os cidos graxos sintetizados na via anterior,

devero combinar-se (atravs de uma

esterificao) com o glicerol a fim de produziros triacilgliceris armazenveis.

Para isto o glicerol deve ser ativado atglicerofosfato por transferncia de um grupofosfato (P) do ATP.

Via de produo de glicerol-fosfato no fgadoe tecido adiposo.


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Biossntese de cidos graxos Etapa 3

Formao deTriacilglicerol(Utilizado no corpohumano como reservaalimentar).


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Sntese de cidos graxos Etapa 1:Reao de Carregamento Transferncia de grupos acetil e malonil da

CoA para ACP

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Transferncia de 2 unidades de carbonos do

malonil-ACP para acetil-ACP para formar 2 carbonos

ceto-acil-ACP

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Sntese de cidos graxos Etapa 2:Reao de Condensao


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Converso de ceto-acil-ACP a Hidroxiacil-ACP

(uso de NADPH).

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Sntese de cidos graxos Etapa 3:Reao de Reduo


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Eliminao de H2O para formar Enoil-ACP

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Sntese de cidos graxos Etapa 4:Reao de Desidratao


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Reduz dupla ligao para formar 4 carbono

completamente saturado Acil-ACP

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Sntese de cidos graxos Etapa 5:Reao de Reduo


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Sntese de cidos graxos Etapa 6:Prxima Condensao


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Sntese de cidos graxos Trminoda Sntese de cido Graxo Palmitoyl: Resultado de

pesquisas em duas reas daDermatologia:

Cicatrizao de feridas;

Formao de rugas.

Principal funo doPalmitoyl o aumento naproduo de colgeno.

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BactriasQueProduzemBiopolmeros


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Biopolmeros

so materiais fabricados a partir de Fontes Renovveis( soja, milho, cana-de-acar , celulose, quitina,quitosana, soro de leite, etc.)

tm importncia estratgica para o futuro,principalmente quando utilizam energia renovvel em

todo seu ciclo de vida, podem ser biodegradveis ebiocompatveis, conferindo-lhe vrias aplicaes.


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Classificao de Biopolmeros

Biopolmeros so definidos como macromolculassintetizados por organismos vivos formadas por molculasidnticas ou muito similares ligadas covalentemente

formando uma grande cadeia.


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Os Biopolmeros so classificadosem oito grupos de acordo com sua

estrutura molecular:

1. cidos nuclicos (DNA, RNA);2. Poliamidas (protinas, poliaminocidos);3. Polissacardeos ( amido, glicognio, celulose);4. Polioxisteres orgnicos - poli(3- hidroxibutirato), poli

(cido mlico));

5. Polisteres ( polimercaptopropianato);6. Polisteres inorgnicos (polifosfatos);7. Poliisoprenoides ( Borracha natural);8. Polifenois (lignina).


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Polihidroxialcanoatos

Dentre os polioxiteres destacam-se ospolihidroxialcanoatos (PHAs). Estes so sintetizados porbactrias e acumulados em incluso insolveis no

citoplasma, chegando a acumular em alguns casos cercade 90% de seu peso seco.

Estes biopolmeros servem como reserva de carbono e

energia para o microrganismo.


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Os PHAs so termoplsticos ou elastmeros, dependendodo tamanho de cadeia, e podem ser processados emequipamentos utilizados na manufatura de plsticosconvencionais.

Alm disso, so insolveis em gua, possuem um altograu de polimerizao variando entre 105 a 107 Da, exibempropriedades piezoeltricas, so atxicos e biocompatveis.

Outro fator importante a considerar que podem serproduzidos a partir de CO2 ou fontes renovveis de carbono,como acares.


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A caracterstica mais importante dos PHAs abiodegradabilidade. As bactrias que acumulam polmero

possuem uma enzima, PHA depolimerase, capaz dedegradar o polmero que se encontra dentro da clula parautilizao deste como fonte de carbono.

Mas existem muitos microrganismos (encontrados nosolo, guas marinhas e lagos) que possuem uma PHAdepolimerase extracelular, capaz de degradar o biopolmerodepois de retirado da clula, utilizando-o como fonte decarbono.

A habilidade de degradar PHAs no restrita a bactrias,muitos fungos tambm so capazes de degradar os PHAs.


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A biodegradao de PHAs em condies aerbias

resulta em dixido de carbono e gua, enquanto que, sobcondies anaerbias, resulta em dixido de carbono emetano.

A taxa de degradao de peas de P(3HB) da ordemde meses em efluente aerbico e anos em guasmarinhas.


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Propriedades e aplicaes de

PHAs

Devido ao grande nmero de PHAs que podem serobtidos e s similaridades encontradas entre suaspropriedades e as dos plsticos petroqumicos, os PHAs

podem ser usados substituindo polmeros convencionais.

Aplicaes, tais como, utilizao em sacolas, aparelhos

de barbear descartveis, fraldas, produtos higinicosfemininos, embalagens de cosmticos, frascos de xampu eetc...


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Na rea mdica, os PHAs encontram aplicao devido sua biocompatibilidade.

Podem ser utilizados em tratamento de ferimentos(suturas, malhas cirrgicas e grampos), sistema vascular(vlvulas cardacas), ortopedia (estrutura para engenharia decartilagens, regenerao de meniscos, urologia (tubo

urolgico) e na liberao controlada de medicamentos.


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Microrganismos produtores

Os PHAs so sintetizados naturalmente por pelo menos 75gneros diferentes de bactrias.

Alm disso, com o desenvolvimento da biologia molecular,outras bactrias que no acumulam PHAs naturalmentepodem ser modificadas geneticamente passando, assim, aacumular os biopolmeros.

Dependendo da fonte de carbono e da espcie da bactria,podem-se obter tipos diferentes de PHAs.


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Os PHAs so obtidos por microrganismos em cultivosonde haja, geralmente, excesso de fonte de carbono e

limitao de algum nutriente essencial como, por exemplo,nitrognio, fsforo, oxignio ou magnsio.

Porm, existem algumas bactrias capazes de acumularbiopolmeros sem restries a nutrientes.

Um dos fatores que afetam o custo de produo opreo da fonte de carbono sendo necessrio encontrarbactrias capazes de crescer em fontes mais baratas ouresduos agroindustriais.

Outros microrganismos produtores


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Outros microrganismos produtores

de PHAs

Para produo em escala industrial :

Azotobacter vinelandii

Alcaligenes latus

Microrganismos recombinantes : Cupriavidus necatorrecombinante e Escherichia coli recombinante

Rhodobacter

Staphylococcus spp

Pseudomonas oleovorans


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Cupriavidus necator ( Ralston ia

eutropha)

Microrganismo mais utilizado.

Pode acumular cerca de 96 % da sua massa seca comopolmero.

Facilidade de cultivo em substratos renovveis.


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Aplicaes

Produo de Biomateriais;

Nanotecnologia;

Alimentos ( gomas ,celulose , inulina , polissacardeos,

etc);

Produtos farmacuticos e cosmticos;

Industria blica ( Biosteel e outros );

Industria Txtil;

Tratamento de efluentes contendo metais pesados

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Referncias

LUVIZETTO, Dbora Jung.Cultivo da bactria Bacillus megaterium para aproduo do biopolmero poli(3-hidroxibutirato) e modelagem matemtica do

bioprocesso. 2007. 119 f. Monografia ( Ps-graduao em engenharia qumica)Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, PortoAlegre, 2007.

DRUMMOND, Alberto Andr R. Produo de Biopolmeros parte 2. 44slides. Escola de Qumica, Universidade Federal do rio de Janeiro.

http://estudodebiologiabruder.blogspot.com.br/2012/05/bioquimica-biossintese-de-acidos-graxos.html

http://www.rc.unesp.br/ib/bioquimica/sintese.pdf

http://www.iq.ufrgs.br/ead/quimicapop/material/acidograxo.pdf

http://www2.iq.usp.br/docente/mhgdmede/Vet_2012/bios_acidos_graxos_Marisa2006_resumida.pdf

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