Química das biomoléculas

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  • FIGURE 7-14a Glycogen and starch. (a) A short segment of amylose, a linear polymer of D -glucose residues in ( α 1 -> 4) linkage. A single chain can contain several thousand glucose residues. Amylopectin has stretches of similarly linked residues between branch points. Glycogen has the same basic structure, but has more branching than amylopectin.
  • FIGURE 7-22 (part 1a) Repeating units of some common glycosaminoglycans of extracellular matrix. The molecules are copolymers of alternating uronic acid and amino sugar residues (keratan sulfate is the exception), with sulfate esters in any of several positions, except in hyaluronan. The ionized carboxylate and sulfate groups (red in the perspective formulas) give these polymers their characteristic high negative charge. Therapeutic heparin contains primarily iduronic acid (IdoA) and a smaller proportion of glucuronic acid (GlcA, not shown), and is generally highly sulfated and heterogeneous in length. The space-filling model shows a heparin segment as its solution structure, as determined by NMR spectroscopy (PDB ID 1HPN). The carbons in the iduronic acid sulfate are colored blue; those in glucosamine sulfate are green. Oxygen and sulfur atoms are shown in their standard colors of red and yellow, respectively. The hydrogen atoms are not shown (for clarity). Heparan sulfate (not shown) is similar to heparin but has a higher proportion of GlcA and fewer sulfate groups, arranged in a less regular pattern.
  • FIGURE 7-22 (part 1b) Repeating units of some common glycosaminoglycans of extracellular matrix. The molecules are copolymers of alternating uronic acid and amino sugar residues (keratan sulfate is the exception), with sulfate esters in any of several positions, except in hyaluronan. The ionized carboxylate and sulfate groups (red in the perspective formulas) give these polymers their characteristic high negative charge. Therapeutic heparin contains primarily iduronic acid (IdoA) and a smaller proportion of glucuronic acid (GlcA, not shown), and is generally highly sulfated and heterogeneous in length. The space-filling model shows a heparin segment as its solution structure, as determined by NMR spectroscopy (PDB ID 1HPN). The carbons in the iduronic acid sulfate are colored blue; those in glucosamine sulfate are green. Oxygen and sulfur atoms are shown in their standard colors of red and yellow, respectively. The hydrogen atoms are not shown (for clarity). Heparan sulfate (not shown) is similar to heparin but has a higher proportion of GlcA and fewer sulfate groups, arranged in a less regular pattern.
  • FIGURE 7-27 Proteoglycan aggregate of the extracellular matrix. Schematic drawing of a proteoglycan with many aggrecan molecules. One very long molecule of hyaluronan is associated noncovalently with about 100 molecules of the core protein aggrecan. Each aggrecan molecule contains many covalently bound chondroitin sulfate and keratan sulfate chains. Link proteins at the junction between each core protein and the hyaluronan backbone mediate the core protein – h yaluronan interaction. The micrograph shows a single molecule of aggrecan, viewed with the atomic force microscope (see Box 11-1).
  • FIGURE 7-28 Interactions between cells and the extracellular matrix. The association between cells and the proteoglycan of the extracellular matrix is mediated by a membrane protein (integrin) and by an extracellular protein (fibronectin in this example) with binding sites for both integrin and the proteoglycan. Note the close association of collagen fibers with the fibronectin and proteoglycan.
  • FIGURE 7-29 Oligosaccharide linkages in glycoproteins. (a) O -linked oligosaccharides have a glycosidic bond to the hydroxyl group of Ser or Thr residues (pink), illustrated here with GalNAc as the sugar at the reducing end of the oligosaccharide. One simple chain and one complex chain are shown. (b) N -linked oligosaccharides have an N -glycosyl bond to the amide nitrogen of an Asn residue (green), illustrated here with GlcNAc as the terminal sugar. Three common types of oligosaccharide chains that are N -linked in glycoproteins are shown. A complete description of oligosaccharide structure requires specification of the position and stereochemistry ( α or β ) of each glycosidic linkage.
  • Química das biomoléculas

    1. 1. mioglobina de baleia
    2. 4. <ul><li>BOCA </li></ul><ul><li>dentes e língua: mastigação; </li></ul><ul><li>saliva: amilase salivar e sais (pH = 6,7); </li></ul>
    3. 5. <ul><li>ESTÔMAGO </li></ul><ul><li>-muco; </li></ul><ul><li>-absorve álcool etílico, sais e água; </li></ul><ul><li>-gastrina - suco gástrico (0,9>pH<2,0): líquido claro, transparente, altamente ácido, muco, sais e enzimas (pepsina, renina). </li></ul>
    4. 6. hormônio local de produção órgão-alvo função Gastrina Estômago Estômago Estimula a produção de suco gástrico Secretina Intestino Pâncreas Estimula a liberação de bicarbonato Colecistoquinina Intestino Pâncreas e  vesícula biliar Estimula a liberação de bile pela vesícula e a liberação de enzimas pelo pâncreas. Enterogastrona Intestino Estômago Inibe o peristaltismo estomacal Suco digestivo Enzimas Substratos Produtos Saliva Amilase salivar Amido Maltose Suco gástrico Pepsina Renina Proteínas Peptídios e aminoácidos livres Suco pancreátco Amilase Lipase Nucleases Tripsina Quimiotripsina Amido Triglicerídeos Ácidos Nucléicos Proteínas Proteínas Maltose Glicerol e ácidos graxos nucleotídios Peptídios Peptídos Suco entérico Enteroquinase Dissacaridases Peptidases Dissacarídeos Peptídios Monossacarídeos Aminoácidos livres
    5. 7. <ul><li>INTESTINO DELGADO (duodeno, jejuno e íleo) </li></ul><ul><li>-hidrolisa e absorve a maioria dos nutrientes </li></ul><ul><li>(carboidratos, proteínas, gorduras e ácidos nucléicos); </li></ul><ul><li>- bile (produzida no fígado e armazenada na vesícula biliar): sais biliares. </li></ul><ul><li>- suco pancreático (9,0>pH<8,5): </li></ul><ul><li>água, bicarbonato de sódio e enzimas. </li></ul><ul><li>- suco entérico : pH ~neutro </li></ul>
    6. 8. <ul><li>INTESTINO GROSSO </li></ul><ul><li>-absorção de água; </li></ul><ul><li>-diversas bactérias produtoras de vitaminas. </li></ul><ul><li>MASSA FECAL: peso seco - 30% bactérias, 70% sais, muco, fibras, celulose e outros. </li></ul>
    7. 9. <ul><li>ABSORÇÃO </li></ul><ul><li>Aminoácidos e acúcares </li></ul><ul><li>(atravessam o revestimento intestinal) – sangue – todas as células – excesso (glicogênio no fígado) </li></ul><ul><li>Glicerol e ácidos graxos – quilomícrons – vasos linfáticos – corrente sanguínea – células – excesso (adipócitos). </li></ul>
    8. 11. Ácidos graxos e outros produtos de degradação são captados pelas células da mucosa intestinal e reconvertidos em triacilgliceróis.
    9. 12. <ul><li>ENZIMAS </li></ul><ul><li>Definição </li></ul><ul><ul><li>Proteínas </li></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>1980: ribozima </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><li>Catalisadores em sistemas biológicos. </li></ul></ul><ul><li>Características </li></ul><ul><ul><ul><li>Alto poder catalítico -aumenta a velocidade em pelo menos 10 6 </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Alta especificidade </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Funcionam em solução aquosa </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Atividade em temperatura e pH fisiológicos </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Reduz a energia livre de ativação de reações químicas. </li></ul></ul></ul>
    10. 13. <ul><li>Metaloenzimas: citocromos, ATPase etc </li></ul><ul><li>Coenzimas: NAD, FADH, CoA etc </li></ul>Holoenzima Proteína Apoenzima ou Apoproteína Cofator <ul><li>Pode ser: </li></ul><ul><li>íon inorgânico </li></ul><ul><li>molécula orgânica </li></ul>Se covalente Coenzima Grupo Prostético
    11. 14. Lactato desidrogenase
    12. 21. Equação de Michaelis - Menten
    13. 22. <ul><li>V. INIBIÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA </li></ul><ul><li>pequenas moléculas e íons específicos; </li></ul><ul><li>medicamentos e agentes tóxicos. </li></ul><ul><li>IRREVERSÍVEL </li></ul><ul><li>Se dissocia muito lentamente de sua enzima-alvo porque fica ligado muito fortemente à enzima, covalentemente ou não. </li></ul><ul><li>Ex.: gases neurotóxicos sobre a acetilcolinesterase. </li></ul><ul><li>REVERSÍVEL </li></ul><ul><li>Rápida dissociação do complexo enzima-inibidor. </li></ul>
    14. 25. REGULAÇÃO ENZIMÁTICA – enzimas alostéricas
    15. 27. <ul><li>CARBOIDRATOS </li></ul><ul><li>sinônimos: glicídeos, sacarídeos, oses. </li></ul><ul><li>I. INTRODUÇÃO </li></ul><ul><li>Definição </li></ul><ul><li>São compostos aldeídicos (ex. glicose) ou cetônicos (ex. frutose) com duas ou mais hidroxilas. </li></ul><ul><li>Fórmula empírica: (CH 2 O)n </li></ul><ul><li>n=3, gliceraldeído e di-hidroxiacetona </li></ul><ul><li>Importância Biológica </li></ul><ul><li>Reservas energéticas; </li></ul><ul><li>Arcabouço estrutural do DNA e RNA; </li></ul><ul><li>Estrutural e Proteção; </li></ul><ul><li>Lubrificantes. </li></ul>
    16. 38. <ul><li>INTOLERÂNCIA À LACTOSE </li></ul><ul><li>Caráter autossômico recessivo </li></ul><ul><li>Deficiência de lactase; </li></ul><ul><li>A lactose acumula-se no intestino delgado, levando ao influxo de líquido. </li></ul>
    17. 39. Glicogênio
    18. 49. LIPÍDEOS <ul><li>I. INTRODUÇÃO </li></ul><ul><li>São caracterizados pela pequena solubilidade em água e considerável solubilidade em solventes orgânicos. </li></ul><ul><li>Possuem diversas funções biológicas, como: </li></ul><ul><ul><ul><li>fonte de energia </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>estruturais (membranas) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Hormônios esteróides </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mensageiros intracelulares </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Prostaglandinas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Vitaminas lipossolúveis </li></ul></ul></ul>
    19. 50. LIPÍDIOS
    20. 51. Ácidos graxos e outros produtos de degradação são captados pelas células da mucosa intestinal e reconvertidos em triacilgliceróis e transportados por quilomícrons.
    21. 52. ÁCIDOS GRAXOS Longas cadeias hidrocarbonadas com carboxila terminal. Constituinte dos lipídeos. Apresentam de 4 a 36 carbonos. Nomenclatura: Ex.: 20:2 ; 9,12 Os mais freqüentes possuem nº par de C, cadeia não-ramificada, duplas não conjugadas e duplas na configuração CIS.
    22. 54. <ul><li>SATURADOS - 12:00 a 24:00 - cêras (T.A.); </li></ul><ul><li>INSATURADOS - 12: ? a 24: ? - óleos. </li></ul><ul><li>Os saturados têm maior ponto de fusão que os insaturados “?” </li></ul><ul><li>Alimentos: óleos vegetais (óleo de oliva/milho); gordura bovina. </li></ul>
    23. 58. Membrana Biológica
    24. 59. <ul><li>MEMBRANAS BIOLÓGICAS </li></ul><ul><li>Estruturas laminares, com apenas poucas moléculas de espessura; 60 A (6 nm) a 100 A (10 nm) </li></ul><ul><li>Constituída principalmente de lipídeos e proteínas (1:4 a </li></ul><ul><li>4:1). Também contêm glicídeos; </li></ul><ul><li>Formam lâminas bimoleculares fechadas em meio aquosos ; Proteínas específicas embutidas nas bicamadas lipídicas: bombas, canais, receptores, transdutores de energia e enzimas. São estruturas fluidas; A maioria tem polaridade elétrica: lado interno negativo (tipicamente 60 milivolts) </li></ul>
    25. 60. Triacilgliceróis Glicerol
    26. 61. <ul><li>TRIACILGLICERÓIS </li></ul><ul><li>sinônimos: triglicerídeos, gorduras neutras </li></ul><ul><li>Armazenadores de energia mais vantajosos que os carboidratos (insolúveis, mais reduzidos, adipócitos); </li></ul><ul><li>Isolantes térmicos; </li></ul>SABÕES = capacidade de solubilizar, ou manter em dispersão, substâncias insolúveis na água, pela formação de agregados microscópicos (micelas). b) REAÇÃO DE RANCIFICAÇÃO a) REAÇÃO DE SAPONIFICAÇÃO *cadeias menores, + voláteis gordura NaOH ou KOH glicerol sais de ácido graxo + + = lipídio insaturado O 2 * aldeídos + ácidos carboxílicos + =
    27. 62. Glicerofosfolipídios X: etanolamina colina serina glicerol
    28. 63. Esfingolipídios X: Fosfocolina Oligossacarídios <ul><li>Subclasses </li></ul><ul><ul><ul><li>Esfingomielinas: bainha de mielina dos neurônios </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Cerebrosídios </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Gangliosídios: membrana da massa cinzenta </li></ul></ul></ul>
    29. 65. Esteróis Hormônios sexuais e da córtex da adrenal. Ex.: testosterona
    30. 66. NUCLEOTÍDEOS NUCLEOTÍDEOS
    31. 67. <ul><li>Definições </li></ul><ul><ul><ul><li>Ácido nucléico: DNA e </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>RNA </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Nucleotídio </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Nucleosídio </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Bases nitrogenadas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Purina </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Pirimidina </li></ul></ul></ul></ul>Base Nitrogenada
    32. 69. Ribonucleotídeo Desoxirribonucleotídeo AMPc
    33. 71. Funções informação genética síntese de proteínas
    34. 72. Ácidos Nucléicos <ul><li>Ligações Fosfodiéster </li></ul><ul><li>Estrutura </li></ul><ul><ul><ul><li>dupla hélice </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>sulcos maior e menor </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>fitas antiparalelas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>bases complementares </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>formas A, B e Z </li></ul></ul></ul>
    35. 73. Ácidos Nucléicos
    36. 74. Ácidos Nucléicos <ul><li>Alterações de estrutura </li></ul><ul><ul><ul><li>Desnaturação </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Anelamento </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>mutações </li></ul></ul></ul>Desnaturação Separação das fitas Anelamento Pareamento
    37. 75. A moeda universal de energia livre em sistemas biológicos é o ATP (a forma ativa geralmente complexada com Mg 2+ ou Mn 2+ ). Outras Funções <ul><li>“ Transporte” de energia química </li></ul>
    38. 76. Outras funções: Coenzimas e Cofatores
    39. 77. a) nicotinamida adenina dinucleotídio (NAD+ e NADH) Aceita um íon hidrogênio e dois elétrons, o que equivale a um hidreto. NAD + + 2e - + 2H + --- NADH + H +
    40. 78. b) flavina adenina dinucleotídio ( FAD+ e FADH 2 ) Aceita um próton, além do íon hidreto. FAD + 2H + + 2e - --- FADH 2
    41. 79. Vitaminas do Complexo B Tiamina ou vitamina B1 Riboflaviana ou vitamina B2 Niacina ou vitamina B3 Adenina ou vitamina B4 Ácido Pantotênico ou vitamina B5 Piridoxina ou vitamina B6 Biotina ou vitamina B7 Ácido fólico ou vitamina B9 Cobalamina ou vitamina B12
    42. 80. Tiamina ou Vitamina B1 <ul><li>Importante para o bom funcionamento do sistema nervoso, dos músculos e do coração. </li></ul><ul><li>Melhora a atitude mental e o raciocínio. </li></ul>
    43. 81. Riboflavina ou Vitamina B2 Riboflavina favorece o metabolismo dos lipídeos, carboidratos e proteínas. É necessária na síntese da flavina - adenina dinucleotídeo (FAD).
    44. 82. Niacina ou Vitamina B3 A designação &quot;vitamina B 3 &quot; também inclui a amida correspondente, ou seja a nicotinamida ou niacinamida.
    45. 83. Niacina ou Vitamina B3 <ul><li>A niacina ou ácido nicotínico também conhecida como vitamina B 3 ou vitamina PP é necessária na síntese da nicotinamida-adenina dinucleotídeo, coenzima importante no metabolismo energético celular e na reparação do DNA. </li></ul><ul><li>Outras funções da niacina incluem remover substâncias químicas tóxicas do corpo e auxiliar a produção de hormônios esteróides. </li></ul>
    46. 84. Adenina ou Vitamina B4
    47. 85. Adenina ou Vitamina B4 <ul><li>A adenina é uma purina que possui uma grande variedade de papeis em bioquímica participando da respiração celular, na forma de adenosina trifosfato (ATP), dinucleotídeo nicotinamida-adenina (NAD) e dinucleotídeo flavina-adenina (FAD). Na síntese de proteínas participa como um componente químico do DNA e RNA. </li></ul>
    48. 86. Ácido Pantotênico ou Vitamina B5
    49. 87. Ácido Pantotênico ou Vitamina B5 <ul><li>A vitamina B5 ajuda a controlar a capacidade de resposta do corpo ao estresse. </li></ul><ul><li>É essencial na síntese da coenzima A, sendo por isso uma vitamina essencial no metabolismo dos mamíferos. Atua na produção dos hormônios esteróis, supra-renais, na formação de anticorpos. Auxilia a conversão de lipídeos, carboidratos e proteínas em energia. </li></ul>
    50. 88. Piridoxina ou Vitamina B6
    51. 89. Piridoxina ou Vitamina B6 <ul><li>A vitamina B6 favorece a respiração das células e ajuda no metabolismo das proteínas. </li></ul><ul><li>Essa vitamina ajuda no metabolismo dos aminoácidos, sendo importante para um crescimento normal e essencial para o metabolismo do triptofano e para a conversão deste em niacina. Isto mostra a ligação que essas vitaminas tem umas com as outras. </li></ul>
    52. 90. Biotina ou Vitamina B7
    53. 91. Biotina ou Vitamina B7 <ul><li>A biotina, também conhecida como vitamina H, vitamina B 7 ou vitamina B 8 funciona como cofator enzimático. </li></ul><ul><li>Funciona no metabolismo das proteínas e dos carboidratos. Ela age indiretamente na utilização dos carboidratos e proteínas. </li></ul>
    54. 92. Ácido fólico ou Vitamina B9
    55. 93. <ul><li>O ácido fólico, folacina ou ácido pteroil-L-glutâmico, também conhecido como vitamina B9 ou vitamina M, é uma vitamina hidrossolúvel pertencente ao complexo B necessária para a formação de proteínas estruturais e hemoglobina. </li></ul>Ácido fólico ou Vitamina B9
    56. 94. Cobalamina ou Vitamina B12
    57. 95. Cobalamina ou Vitamina B12 <ul><li>A cobalamina (ou cianocobalamina) é necessária à eritropoiese, e em parte do metabolismo dos aminoácidos e dos ácidos nucléicos; </li></ul><ul><li>Possui uma função indispensável na formação do sangue; </li></ul><ul><li>Necessária para uma boa manutenção do sistema nervoso. </li></ul>

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