Bioquimica

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Bioquimica

  1. 1. BIOQUÍMICA CELULAR Prof. André MaiaConceito de Bioquímica Nos vegetais É a parte da Biologia que estuda oscomponentes químicos da matéria viva e seusrespectivos papéis biológicos.Tipos de substâncias Substâncias inorgânicas ⇒ São as quenão apresentam cadeias de cadeias de carbonona sua estrutura. Água Sais minerais Substâncias orgânicas ⇒ São as que Água ⇒ 75%apresentam cadeias de cadeias de carbono na Carboidratos ⇒ 20%sua estrutura. Proteínas ⇒ 2% Sais minerais ⇒ 2% Carboidratos Lipídios ⇒ 1% Lipídios Proteínas Ácidos nucléicos 1. SUSTÂNCIAS INORGÂNICAS Vitaminas 1.1 A Água Quantidades relativas dos principais É o componente químico mais abundantecomponentes químicos dos seres vivos. da matéria viva, a água atua como solvente universal funcionando, portanto, como dispersante da maior parte dos compostos Nos animais orgânicos e inorgânicos da natureza. • Composição Química da Água ⇒ H2O A água é composta por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, que formam entre si um ângulo de cerca de 105° . A molécula apresenta uma região positiva – a dos hidrogênios – e uma negativa – a dos oxigênios, formando o que os químicos chamam de uma molécula “polar” ou “dipolo”. Representação: Água ⇒ 67% Proteínas ⇒ 15% Lipídios ⇒ 13% Sais minerais ⇒ 4% Carboidratos ⇒ 1% A água apresenta grande tensão superficial, devido à coesão das suas moléculas através das pontes de hidrogênio.
  2. 2. • Importância da água para os seres Exemplos:vivos • Encéfalo de embrião 92,0 % • Músculos 83,0 %a) Solvente de líquidos corpóreos. • Rins 60,8 %Ex: lágrima, saliva, suor, sêmen, mucos, etc. • Ossos 48,2% • Dentina 12,0 %b) Meio de transporte de moléculas:• através do plasma sangüíneo: transportanutrientes (glicose, aminoácidos), íons, B – Idade ⇒medicamentos, hormônios, excretas, etc.• Através das membranas celulares: realiza adifusão das substâncias para os meios intra eextra celular.c) Regulação térmica• Através do suor participa da regulação datemperatura corpórea. Exemplos:d) Ação lubrificante ⇒ Entre os órgãos earticulações, na forma de solução, impedindo o • um feto: 94%desgaste dos mesmos. • recém nascido: 69% • um adulto: 64%e) Atua nas reações de hidrólise (hidro =água // lise = quebra) ⇒ degradação dassubstâncias em presença da água. Ex. C – Espécie considerada ⇒digestão, respiração, etc.f) Matéria prima para a realização dafotossíntese.Reação: Exemplos:6CO2 + 12H2O ⇒ C6H12O6 + 6H2O + 6O2 • água-viva: 98% Á água penetra no organismo por três vias: • uma planta: 75% ⇒ • uma pessoa: 64% ⇒ 1.2 – Os Sais Minerais ⇒ São substâncias inorgânicas essenciais a manutenção da vida. São encontrados nos seresFatores que influenciam na quantidade de vivos sob duas formas básicas:água em um ser vivo Imobilizados ou insolúveis:A – Metabolismo ⇒ Dissolvidos em água ou solúveis:
  3. 3. Principais íons e sua importância para • Conceito Químico:os seres vivos(a) Sódio (Na+) / Potássio (K+) e Cloro (Cl-)⇒b) Cálcio (Ca++) ⇒ • Observação Grupo hidroxila ou oxidrila ( - OH)c) Ferro (Fé++) ⇒ O Grupo aldeído ( - C ) H Grupo cetona ( C=O ) ++d) Magnésio (Mg ) ⇒ Exemplos de Carboidratos (monossacarídeos)e) Fosfato (PO4- - - ) ⇒ • Glicose • frutose • galactosef) Carbonato (CO3- - -) e Bicarbonato (HCO3-) ⇒g) Iodo (I - ) ⇒Observação: Os compostos inorgânicos sãonormalmente obtidos pela ingestão de água e dealimentos. O carboidrato que apresenta o2 - SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS grupamento aldeído na sua estrutura denomina- se – Poliidroxialdeído.2.1 – Os Carboidratos O carboidrato que apresenta na sua estrutura o grupamento cetona denomina-se – (glicídeos / açúcares / glucídios / glúcides Poliidroxicetona./ hidratos de carbono)
  4. 4. • Monossacarídeos mais importantes Classificação dos Carboidratos A – Pentoses • Monossacarídeos • Oligossacarídeos • Polissacarídeos. Local Função • RNA2.1.2 – Monossacarídeos (oses) Ribose • estrutural • ATP • Desoxirribose • DNA • estrutural • B – Hexoses Características dos monossacarídeos encontrada Função • • no mel Glicose • • no sangue • nas frutas • Frutose • nas frutasFórmula Geral: __________________________ galactose • no leite Tipos de monossacarídeos (quanto ao 2.1.2 Oligossacarídeosnúmero de carbono) • Conceito: • trioses • tetroses • pentoses • hexoses • heptoses
  5. 5. Dissacarídeos ⇒ São carboidratos Mucopolissacarídeosformados pela união de 2 monossacarídeos. • Conceito: Principais dissacarídeos: Encontrada Função• Sacarose Principais mucopolissacarídeos• Maltose Energética Encontrado função• Lactose • Heparina • Quitina2.1.3 Polissacarídeos • Ácido• Conceito: Hialurônico 2.2 Lipídeos (= lípides ou gorduras) • Conceito: São ésteres de ácidos graxos com álcool. Principais polissacarídeos Encontrado Função • Amido • Ésteres reserva energética dos vegetais • Conceito: São compostos orgânicos• Glicogênio formados a partir da reação de um ácido reserva com um álcool. energética dos animais • Celulose estrutural
  6. 6. • Ácidos graxos Função dos glicerídeos ⇒• Conceito: São compostos orgânicos monocarboxilados, formados por longas cadeias de carbono. Ex. ⇒• Representação geral da formação de um conceito:lipídio simples (um triglicerídeo). b. Cerídeos (as ceras) Função dos cerídeos ⇒• Principais propriedades dos lipídios: ⇒ ⇒ II. Lipídios Compostos (ou complexos)Tipos de lipídios conceito:I. Lipídios Glicerídeos (óleos, gorduras) e cerídeos (ceras) simples a. Glicerídeos (óleos e gorduras): conceito: Exemplos de lipídeos compostos: • Fosfolipídeos (= fosfatídeos) ⇒
  7. 7. • Esfingomielinas ⇒ 2.3 – As Proteínas (= protídios) Conceito: São compostos formados pela união de unidades denominadas “AMINOÁCIDOS”, ou seja, são polímeros de aminoácidos.III. Esteróides ou esterídeos conceito: Aminoácidos: São as unidades constituintes das proteínas, ou seja, são os “monômeros” das proteínas.Exemplos: Estrutura de um aminoácidoColesterol: Os aminoácidos são moléculas quimicamente constituídas por um grupamento Amina (-NH2) e um grupamento ácido carboxílico ( - COOH), ligados a um carbono central (carbono alfa). A este mesmo carbono ligam-se tambémTestosterona: um hidrogênio e um radical (R) que pode ser um simples átomo de hidrogênio, um – CH3 ou um grupo mais complexo. Estrutura básica dos aminoácidosEstrógenos:Progesterona:
  8. 8. REAÇÃO DE UNIÃO DOS AMINOÁCIDOS E Classificação dos aminoácidos FORMAÇÃO DAS PROTEÍNAS Na natureza existem 20 diferentes tipos de aminoácidos, que se diferenciam uns dos outros apenas pelos seus radicais. Os vegetais têm a capacidade de sintetizar todos os aminoácidos necessários para a produção das suas proteínas, já as células animais não sintetizam todos os aminoácidos que necessitam tendo que adquiri-los através da alimentação. Desta forma os aminoácidos sintetizados pelo organismo recebem o nome de “aminoácidos naturais ou não essenciais”, enquanto que aqueles não sintetizados pelo organismo são classificados como “aminoácidos essenciais ou não naturais”. Aminoácidos naturais ou não essenciais na espécie humana Glicina, Alanina, Serina, Cisterina, Tirosina, Ácido Aspártico, Ácido Glutâmico, Arginina, Histidina, Aspargina, Glutamina, Prolina.• Ligação peptídica ⇒ Aminoácidos não naturais ou essenciais na espécie humana 1. 5. De acordo com o número de aminoácidosa molécula formada denomina-se: 2. 6. • monopeptídeo 3. 7. • dipeptídeo 4. 8. • tripeptídeo • polipeptídeo 2.3.2 Estrutura das proteínas • proteína a) Estrutura primária obs. a menor proteína conhecida é a “insulina” Corresponde à seqüência de com 51 aminoácidos. aminoácidos no filamento protéico.
  9. 9. Classificação das proteínasRepresentação: a) Proteínas simples São aquelas formadas apenas por aminoácidos. Ex. insulina, ptialina, etc. b) Proteínas conjugadas A estrutura primária é responsável pelaspropriedades da molécula protéica. Apresentam na sua estrutura outras substâncias, alem dos aminoácidos. A troca de um simples aminoácido na estrutura primária pode ocasionar sérias Exemplos: conseqüências no organismo. • Nucleoproteínas = aminoácidos + Ex.: Anemia falciforme. • Lipoproteínas = aminoácidos + • Glicoproteínas = aminoácidos + b) Estrutura secundária c) Proteínas derivadas O filamento protéico enrola-se várias vezes sobre si mesmo, formando uma espiral. São fragmentos protéicos derivados da degradação de proteínas. Representação: Exemplos: 2.3.4 Funções das Proteínas Função estrutural c) Estrutura terciária Refere-se à proteínas que participam da estrutura de certos tecidos. A espiral protéica dobra-se várias vezes sobre si mesmas, adquirindo uma forma globosa. • Histonas Representação: • Protaminas • Colágeno • Albumina Obs. A estrutura terciária observada em algumas proteínas, é responsável pela especificidade de ação das enzimas e dos anticorpos. • Actina e Miosina
  10. 10. d) Função catalisadora • Energia de Ativação ⇒•c) Função imunológica Características das enzimas 1 – Ocorre no organismo em pequenas• quantidade. 2 – Não são consumidas durante as reações químicas.d) Função reguladora (ou hormonal) 3 – Atuam em reações reversíveis.•e) Função de transporte 4 – apresentam especificidade de ação, ou seja, atuam em substratos específicos.• Ex. Enzima Substrato Sacarase2. 3. 5 – Proteínas especiais Lactase• Enzimas Lipase• AnticorposI - As enzimas 5 – São termolábeis ⇒ Conceitos: ⇒ São catalisadores orgânicos; ⇒ São catalisadores biológicos. ⇒ São biocatalisadores; 6 - Participam de várias reações químicas em um curto espaço de tempo.• Catalisadores ⇒
  11. 11. Nomenclatura das enzimas Obs. O centro ativo ou sítio ativo ⇒ É a parte da estrutura enzimática que determina a Faz-se acrescentando a terminação “ase” especificidade de ação da mesma - é formadoao nome do substrato onde atua a enzima ou ao pela estrutura terciária da proteína.nome da reação química realizada pela mesma.⇒ Nome do substrato ou da reação + “ase” FATORES QUE INFLUENCIAM A ATIVIDADE ENZIMÁTICAExemplos: Ação da temperatura O aumento da temperatura até certo• Sacarase = sacarose + ase limite causa um aumento da velocidade da• lipase = lipídeos + ase reação enzimática. Porém a partir de certa• Amilase = amido + ase temperatura (45ºC a 50ºC) as enzimas sofrem• Protease = proteínas + ase um processo irreversível de destruição• Hidrolase = hidrólise + ase denominado “desnaturação térmica”,• Desidrogenase = desidrogenação + ase perdendo totalmente a atividade catalítica.Mecanismo de ação das enzimas Gráfico da ação da temperatura nas reações As enzimas ligam-se a substratos enzimáticasespecíficos através de uma região denominada“centro ativo” ou “sítio ativo”, formando o“complexo enzima-substrato”. Após a reação química são formados osprodutos e a enzima sai intacta para outrasreações químicas. • O complexo enzima/substrato representa o mecanismo “chave/fechadura”, pois cada enzima se encaixa apenas em determinado substrato.Representação Ação do pH pH é uma escala de medida de acidez ou basicidade de uma solução, onde: pH < 7,0 ⇒ meio ácido pH = 7,0 ⇒ meio neutro pH > 7,0 ⇒ meio básico Cada enzima possui um pH ótimo ou pH ideal de atuação, onde sua atividade é máxima, acima ou abaixo desse valor sua atividade diminui. Exemplos:
  12. 12. • Exoenzimas ⇒ Quando atuam no meio Ptialina ou amilase salivar ⇒ pH ótimo = extra celular. Ex. enzimas da digestão Pepsina ⇒ pH ótimo = extracelular. Tripsina ⇒ pH ótimo = B – De acordo com a constituição química: Gráfico da ação do pH nas reações • Enzimas simples ⇒ são as que enzimáticas apresentam apenas aminoácidos na sua estrutura. Ex. enzimas do processo digestivo (pepsina, tripsina, ptialina, etc). • Enzimas conjugadas (= Holoenzimas) ⇒ são as que apresentam uma parte protéica (= apoenzima), e uma parte constituída por substâncias não protéicas (coenzimas), como algumas vitaminas do complexo B. Ex. enzimas da respiração celular. Holoenzima = apoenzima + coenzima e) Concentração do substrato II - Os Anticorpos (Proteínas Especiais II) Aumentando a concentração do substrato 1. Conceito ⇒ São substâncias de defesa doaumentamos também a velocidadeda reação organismo, contra o ataque de corpos estranhosenzimática, até que a concentração do mesmo ou antígenos.se torne igual a concentração das enzimas(saturação do substrato), neste a velocidade da Antigenos ou corpo estranho ⇒ É todareação é máxima e continuará constante. proteína estranha que penetra o organismo, como um vírus, uma bactéria, um órgão transplantado, uma hemácia de um grupo Gráfico da concentração do substrato nas sanguíneo diferente, etc. reações enzimáticas Características dos Anticorpos a) São sempre sintetizados a partir de uma proteína denominada "Gamaglobulina". b) Os Anticorpos são sintetizadas por células do tecido sanguíneo (os linfócitos) e por células do tecido conjuntivo (os plasmócitos). c) Apresentam "Especificidade de ação" - ou seja, cada tipo de anticorpo atua exclusivamente no antígeno que induziu sua formação - mecanismo "chave-fechadura". Classificação das enzimas Mecanismo de ação dos anticorposA – De acordo com o local de atuação: Os anticorpos reagem com os antígenos • Endoenzimas ⇒ Quando atuam no meio específicos, neutralizando a sua ação e intracelular. Ex. as enzimas da digestão permitindo que estes sejam destruídos pelos intracelular, da respiração, da fotossíntese, leucócitos. etc.
  13. 13. 4. Imunização ⇒ É uma reação de defesa do Importante ⇒ O tratamento com vacinas éorganismo, contra o ataque dos antígenos. Pode de ação lenta e duradoura, sendo utilizado deser de dois tipos: "Imunização ativa" e maneira preventiva, quando a doença ainda"Imunização passiva". não se instalou, enquanto que o tratamento com soros (soroterapia) é de ação rápida e de curta duração, sendo utilizado de maneira4.1 Imunização Ativa ⇒ Ocorre quando o profilática, quando a doença já esta instalada.organismo é induzido a sintetizar os anticorpos,pela entrada dos antígenos. Ocorre através dedois processos: Natural e Artificial. EXERCÍCIOS DE BIOQUÍMICA 1. (MACK-SP) As substâncias que se a) Imunização Ativa natural ⇒ destinam a fornecer energia, além de serem responsáveis pela rigidez de certos tecidos, sendo mais abundantes nos vegetais, são os (...), sintetizados pelo processo de (...). A alternativa que preenche corretamente os espaços é: a) lipídios, fotossíntese. b) ácidos nucléicos, autoduplicação. b) Imunização Ativa Artificial ⇒ c) ácidos nucléicos, fotossíntese. d) álcoois, fermentação. e) carboidratos, fotossíntese. 2. (UERJ) Assinale as substâncias de reserva encontrada respectivamente em animais e Vacinas ⇒ plantas: a) Amido e glicogênio. b) Protídeos e glicose. c) Glicogênio e frutose. d) Glicose e amido. e) Glicogênio e amido. 3. (Ucsal-BA) Em uma refeição composta por arroz, feijão, bife, verdura cozida, salada crua, suco de fruta e doce de sobremesa, não aproveitamos como nutriente a substância4.2 Imunização passiva ⇒ Os anticorpos são denominada:introduzidos já prontos no organismo. É o casodos soros. a) sacarose. b) frutose. Soros ⇒ c) celulose. d) aminoácido. e) ácido ascórbico. 4. (PUC-SP) Considere as seguintes afirmativas: I) as proteínas são substâncias de grande importância para os seres vivos: muitas participam da construção da matéria viva; II) as proteínas chamadas enzimas facilitam as reações químicas celulares; III) os anticorpos, que também são proteínas, funcionam como substâncias de defesa. Assinale:
  14. 14. a) se somente I estiver correta. 8. (UFES) Os produtos que agem nob) se somente II estiver correta. mecanismo imunitário do organismoc) se somente III estiver correta. humano, dentro do princípio antígeno-d) se I e II estiverem corretas. anticorpo, e que são usados com finalidadee) se todas estiverem corretas. profilática são:5. (UFES) Se aquecermos uma enzima a 70 ° C a) as vacinas;durante uma hora e tentarmos utilizá-la para b) os soros.catalisar uma reação, o resultado será: c) os antimetabólicos. d) os antibióticos.a) melhor, porque o aumento de temperatura e) os quimioterápicos.entre 50 ° e 70 ° favorece as reações C Cenzimáticas. 9. (EFOA-MG) Num polipeptídio que possuib) inalterado, porque as enzimas são muito 84 ligações peptídicas, os respectivosestáveis. números de: Aminoácidos e dec) nulo, porque as enzimas só exercem a sua Grupamento(s) Amino-terminal eação catalítica nos organismos vivos. Grupamento(s) Ácido-terminal são:d) nulo, porque as enzimas são proteínas e sedesnaturam quando aquecidas a essa a) 84, 1, 1;temperatura. b) 85, 1, 1;e) nulo, porque as enzimas só exercem ação c) 85, 84, 84;catalítica na temperatura ótima para a sua ação. d) 84, 85, 85; e) 1, 85, 85.6. (MACK-SP) Considerando a definição de 10. (Unicamp – SP) Os lipídeos são:enzimas, assinale a alternativa correta: a) os compostos energéticos consumidosI) São catalisadores orgânicos, de natureza preferencialmente pelo organismo.protéica, sensíveis às variações de temperatura. b) mais abundantes na composição químicaII) Substâncias químicas, de natureza lipídica, dos vegetais do que na dos animais.sendo consumidas durante o processo químico. c) substâncias insolúveis na água, mas solúveisIII) Apresentam uma região chamada área ativa, nos chamados solventes orgânicos.à qual se adapta a molécula do substrato. d) presentes como fosfolipídeos no interior da célula, mas nunca na estrutura da menbranaa) Apenas a afirmativa I é correta. plasmática.b) Apenas as afirmativas II e III são corretas. e) compostos orgânicos formados pelac) Apenas as afirmativas I e III são corretas. polimerização de ácidos carboxílico de cadeiasd) Todas as afirmações são corretas. pequenas em meio alcalino.e) Nenhuma afirmação é correta.7. (Unifor-CE) Considere as seguintesafirmações, relativas a enzimas: I) são NOTAS IMPORTANTESproteínas com função catalisadora; II) cadaenzima pode atuar quimicamente em diferentessubstratos; III) continuam quimicamente intactasapós a reação; IV) não se alteram com asmodificações da temperatura e do pH do meio.São verdadeiras:a) I e III apenas.b) II e IV apenas.c) I, III e IV apenas.d) II, III e IV apenas.e) I, II, III e IV.

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