Cerca de 99% dos átomos no corpo humano são de H, O, C e N

Oxigenio 63%

Hidrogenio 25.2%

Carbono 9.5%

Azoto 1.4%

Tipos de ligação covalente mais comuns em biomolecu las

As reacções bioquímicas utilizam um número restricto de elementos ( O, N, H, C, S, P) e são geralmente simples (eg. 95% das ligações covalentes são de um de 16 tipos).

Tipos de ligação covalente mais comuns em biomoleculas

A Célula – é a unidade básica dos organismos- tem a área limitada por uma membrana

Todas as células são compostas por moléculas pequenas, macromoléculas e organelos.

· 70% da célula é Água· Há quatro tipos de macromoléculas: Lipidos, proteínas, glucidos e

ácidos nucleicos.

Tipos de biomoleculas

Estrutura dos lípidos comuns.

Monómeros e polimeros de carbohidratos.

Em geral, os grupos (regiões) hidrofóbicos estão “escondidos” na região interna das macromoléculas, enquanto que as regiões hidrofílicas estão à superfície

(onde podem interagir com a água).

As propriedades específicas de uma proteína dependem da sequência de aminoácidos na estructura primária. Esta sequência é determinada pela

informação genética contida na sequência de nucleótidos no DNA.

As reacções bioquímicas ocorrem em condições “suaves” em solvente aquoso.

As reacções bioquímicas requerem, muitas vezes, energia. A fonte mais vulgar de energia química é a adenosina trifosfato (ATP).

As reacções bioquímicas de diferentes tipos localizam-se em diferentes partes da célula.

As reacções bioquímicas estão, frequentemente, organizadas em vias metabólicas.

As reacções bioquímicas são reguladas de acordo com a necessidade de controlar a quantidade e a actividade dos enzimas do sistema.

A maioria dos organismos depende de outros organismos para sobreviver.

Reacções acopladas - exemplo com uma reacção com variação de energia livre positiva (reacção 1) acoplada a uma reacção com variação de energia livre negativa (reacção 2). Balanço final : reacção 3.

ATP

Água

Ligação covalente polar

Momento dipolar.

A estrutura da água e a interacção entre moleculas de água.

Forma um dipolo devido à electronegatividade do oxigénio.

As ligações de hidrogénio são fracas (comparadas com as ligações covalentes. eg. na água ~5 Kcal/mol enquanto que a ligação H-O é de ~110 Kcal/mol).

Os átomos de hidrogénio podem ocasionalmente ser perdidos para as moléculas vizinhas.

A 25ºC a água tem uma dissociação baixa (H2O H+ + OH-) em que [H+]=[OH-]= 10-7mol/l.

Características da água:Ponto de fusão elevado (0ºC) - (eg. metano -184ºC, amónia –78ºC).Ponto de ebulição elevado (100ºC) - (eg. CH4 -161ºC, NH3 -33ºC).Calor específico elevado (é necessário 1cal para elevar 1ºC (de 15ºC para 16ºC) 1g de H2O).Calor de vaporização elevado (1kg de H2O absorve 1Kcal para subir 1ºC, mas a vaporização de

2g arrefecem os restantes 998g 1ºC). (este efeito de arrefecimento minimiza perdas de calor, funcionando como termostato).

Calor de fusão elevado (o calor libertado quando congela minimiza diferenças de temperatura no inverno e o inverso no verão).

Tensão superficial elevada.Constante dieléctrica elevada (implica que a força de interacção entre dois iões é 40x inferior em

água (D=80) do que em benzeno (D=2.3)).

Propriedades da água

A estrutura da água e a interacção entre moleculas de água.

Tipos de pontes de hidrogénio.

Dador de hidrogénio

Aceitador de hidrogénio

Força das ligações atómicas

Propriedades solvente da água

Ions are always hydrated in water and carry around a "hydration Ions are always hydrated in water and carry around a "hydration shellshell““

Interacções hidrofóbicas

Um soluto não polar "organiza" as moléculas de água.

A rede das pontes de H reorganiza-se de modo a acomodar o soluto não-polar.

Este factor representa um aumento na "ordem"da água.

O que significa uma diminuição da entropia.

Moléculas amfifilicas

Também chamadas "amfipaticas"• designa moleculas que contêm simultaneamente grupos

polares e não-polares• O que é o mesmo que dizer - moleculas que são

atraídas simultaneamente para ambientes polares enão-polares

• Bons exemplos – ácido gordos

Dissociação da água

Considere-se o ácido fraco HAA constante de dissociação do ácido é dada por:

HA → H+ + A- Ka = [ H + ] [ A - ]

[HA]

Dissociação da água

Dissociação de electrólitos fracos

Ácido – Base

Definição de ácido: HA H+ + A- (liberta protões)

Base são as que B + H+ BH+

O caracter ácido de uma substância é infuenciado pelo solvente (eg. o HCl é um ácido forte em água e um ácido fraco em benzeno) pois depende apenas do equilibrio de dissociação:

A maioria dos ácidos orgânicos são fracos.

Se considerarmos a água H2O + H2O H3O+ + OH-

então Kw = (55.4)2 Keq = [H3O+][OH-]

A 25ºC este valor (Kw) é de 10-14

Por definição: pH = -log [H+] ( pKa = -log Ka)

ou seja pKw = pH + pOH

que leva a que água pura (solução neutra) tenha pH = 7 (pois pKw = 14).

A equação Henderson-Hasselbalch

Para qualquer ácido HA, a relação entre o pKa, as concentrações existentes no equilibrio e o pH da solução é dado por:

Aluno com notaa BBM > 15

Aluno com notaa BBM < 15

Estruturas determinam funções