Bioqumica Prof. Lidyane Lima

Para manter-se vivo energiaDo ponto de vista fsico-qumico, os organismos vivos constituem sistemas abertos que, para sobreviver, realizam com o exterior uma constante troca de energia.Substncias entram nas clulas sofrem fragmentaes, adies e reestruturaes moleculares compostos biologicamente teis (fonte de energia e tambm como elementos de construo e reparao dos tecidos) vias metablicas.

Para que um composto orgnico possa produzir energia oxidao (perda de eltrons e/ou combinao com o oxignio )= liberar potencial energtico das ligaes existentes entre seus tomos.

A oxidao, como a maior parte das reaes qumicas que ocorrem no interior da clula, requer a atuao das enzimas.

Praticamente todas as reaes metablicas dependem da existncia das enzimas (sem elas precisariam de muito de calor no compatvel com desenvolvimento da vida celular).

No organismo sadio, verifica-se equilbrio entre 2 foras antagnicas:

o catabolismo, processo pelo qual as molculas vindas do exterior, aps sofrer fragmentao prvia na digesto, so degradadas ou reduzidas a substncias mais simples;

e o anabolismo, conjunto de reaes que, ao utilizar a energia liberada pelo catabolismo, possibilita a formao de estruturas orgnicas complexas a partir de outras, mais elementares.

Essa energia empregada tambm nas funes fisiolgicas. Conforme sejam predominantemente energticos ou construtivos, os alimentos recebem o nome de termognicos (carboidratos) ou organognicos (protenas), respectivamente.

O que metabolismo?

METABOLISMO somatrio de todas as transformaes qumicas que ocorrem em uma determinada clula ou organismo, compreende uma srie de reaes catalisadas enzimaticamente, as quais constituem as VIAS METABLICAS.

Cada uma das etapas consecutivas em uma via metablica produz uma alterao qumica pequena e especfica, geralmente a remoo, a transferncia ou a adio de um tomo ou grupo funcional.

O precursor convertido em produto por meio de uma srie de intermedirios denominados METABLITOS. O termo METABOLISMO INTERMEDIRIO refere-se as atividades combinadas de todas as vias metablicas que interconvertem precursores, metablitos e produtos de baixo peso molecular

Como se dividi ?

CATABOLISMO fase degradativa do metabolismo na qual molculas nutrientes orgnicas (carboidratos, gorduras e protenas) so convertidas em produtos finais menores e mais simples (ex.: cido ltico, CO2, NH3).

As vias catablicas liberam energia, uma parte da qual conservada na forma de ATP e de transportadores de eltrons reduzidos (NADH, NADPH e FADH2), a energia restante liberada na forma de calor.

ANABOLISMO (BIOSSNTESE) molculas precursoras pequenas e simples so ligadas formando molculas maiores e mais complexas, inclusive lipdos, polissacardios, protenas e cidos nuclicos.

As reaes anablicas requerem um fornecimento de energia geralmente na forma de potencial de transferncia do grupo fosforil do ATP e do poder redutor do NADH, NADPH e FADH2.

Em geral as vias catablicas so convergentes enquanto as vias anablicas so divergentes. Algumas vias so cclicas, ou seja, um precursor da via regenerado por meio de uma srie de reaes em que um segundo precursor convertido em produto.

De organismos unicelulares a pluricelulares ocorrem funes metablicas. Um dos exemplos mais conhecidos da importncia da funo metablica a respirao celular (aerbicos) mitocndria quebra glicose introduzindo oxignio no carbono, retirando, assim, sua energia.

O ATP um nucleotdio e a principal moeda energtica celular.

A sua hidrlise libera a energia necessria para as reaes anablicas de sntese e durante a quebra de compostos orgnicos, a energia liberada permite a sua sntese.

A transferncia de energia do ATP geralmente envolve a participao de ligao covalente do ATP na reao a ser processada, com sua consequente converso em ADP+Pi, ou em algumas reaes AMP+2Pi. Ou seja, a maior parte dos casos de transferncia de energia do ATP, envolve a transferncia do grupo, no simplesmente a sua hidrlise

catabolismo - energia libertada em etapas.

Caso fosse libertada de uma s vez, provocaria um elevado aumento da temperatura, o que poderia colocar em risco a vida.

Esta energia no pode ser utilizada diretamente nas atividades celulares, sendo, por isso, acumulada em compostos intermdios como o ATP (Adenosina Trifosfato) - considerado transportador universal de energia, a nvel celular.

Embora o ATP tenha sido definido como a moeda energtica das clulas, todos os outros nucleotdios trifosfato (GTP, CTP, UTP) e todos os desoxinucleotdios trifosfato (dGTP, dCTP, dUTP, dATP) so energicamente equivalentes ao ATP.

A nicotinamida adenina dinucleotdio (NAD+ em sua forma oxidada e NADH na sua forma reduzida) e seu anlogo nicotinamida adenina dinucleotdio fosfato (NADP+ - oxidado e NADPH reduzido) so formados por dois nucleotdios ligados por seus grupos fosfato.

Ambas as coenzimas sofrem reduo reversvel do anel nicotinamida.

medida que uma molcula de substrato sofre oxidao (desidrogenao), liberando 2 tomos de hidrognio, a forma oxidada do nucleotdio (NAD+ ou NADP+) recebe um hidreto (:H- , o equivalente a um prton e dois eltrons), sendo transformado na sua forma reduzida (NADH ou NADPH).

O segundo prton removido do substrato liberado no solvente aquoso.

A flavina adenina dinucleotdio apresenta duas formas: oxidada (FAD) e outra reduzida (FADH2). Do mesmo modo que o NAD, o FAD capaz de sofrer uma reduo reversvel, recebendo do substrato at dois eltrons na forma de dois tomos de hidrognio (cada tomo formado por 1 eltron mais 1 prton).

Embora apresente funes semelhantes no metabolismo, aceptores e doadores de eltrons, NAD e FAD diferem na maneira como estes eltrons so transportados.

O NAD uma coenzima livre no interior celular, enquanto o FAD encontra-se fortemente ligado enzimas, as flavoprotenas, tais como a succinato desidrogenase, onde esta ligao covalente.

Deste modo, o NAD interage, dependendo da sua forma, oxidada ou reduzida, com diferentes enzimas, pois est livre para difundir-se no interior aquoso celular, enquanto o FAD, covalentemente ligado a enzima no pode difundir-se. Em funo disto, o NAD pode facilmente ser oxidado/reduzido, no entanto para o FAD este processo um pouco mais complicado. Para o FAD ser reoxidado, a enzima ter que interagir com um segundo substrato, o qual receber os eltrons retidos no FAD, oriundos do primeiro substrato.

gliclise- oxidao glicose obter ATP

ciclo de Krebs- oxidao acetil-CoA energia

fosforilao oxidativa - eliminao dos eltrons libertados na oxidao da glicose e do acetil-CoA. Grande parte da energia libertada armazenada na forma de ATP.

via das pentoses-fosfato - sntese de pentoses e obteno de poder redutor para reaes anablicas

gliconeognese -sntese de glicose a partir de molculas menores, para posterior utilizao pelo crebro.

As vias metablicas interagem entre si de forma complexa e ajustada, objetivando uma regulao adequada. Para isso, h regulao enzimtica de cada uma das vias, controle hormonal e perfil metablico de cada rgo envolvido.