Aula 1 introdução a bioquímica metabólica

Centro Universitário Planalto do Distrito Federal
Curso: Nutrição
Disciplina: Bioquímica Metabólica
Introdução a Bioquímica
Metabólica
2° / 2014
Prof.a: Flávia F. Mulinari
flavia.mulinari@gmail.com

O que é Bioquímica?
“A bioquímica estuda as estruturas moleculares, os mecanismos
e os processos químicos responsáveis pela vida.”
O que é
vida?
O que é um
ser vivo?
Como é
formado?
?

Célula
 É a unidade básica de vida;
 Complexos de moléculas agrupados por funções;
 Possuem arquitetura específica;
 Realizam metabolismo: replicação do DNA, síntese proteica e
metabolismo energético;
 Podem ser Procarióticas ou Eucarióticas.

Por que estudar Bioquímica?
Quais são as estruturas
químicas dos componentes
dos organismos vivos?
Que transformações químicas
acompanham a reprodução, o
envelhecimento e a morte celular?
Como um organismo armazena e
transmite a informação
necessária para o seu
crescimento?
Como os organismos
extraem energia do seu
ambiente para
permanecerem vivos?
Como as reações químicas
são controladas dentro das
células vivas?
Como as interações levam à existência
de estruturas macromoleculares
organizadas: células, tecidos e etc?

Como estudar Bioquímica?
Reações Bioquímicas e Rotas Metabólicas que
ocorrem nos organismos para manutenção da vida
Química estrutural dos componentes da matéria
viva e sua relação com as funções biológicas
Processos e Substâncias que armazenam e
transmitem informação biológica

Estrutura e Organização da célula

Lógica Molecular da Vida
A estrutura de uma macromolécula determina
sua função biológica específica
Todos os organismos vivos montam suas
macro- moléculas a partir dos mesmos tipos
de subunidades
Cada gênero e espécie é definida pelo seu
conjunto distinto de macromoléculas

Biomoléculas
 A química dos organismos está organizada em volta do elemento
Carbono (compões as biomoléculas);
 As biomoléculas são compostos de carbono que têm como elemento
básico: Hidrogênio (H), Oxigênio (O), Nitrogênio (N), Fósforo (P), Enxofre
(S), Cálcio (Ca), Sódio (Na), Cloro (Cl), entre outros.

Água
Diferença de eletronegatividade

Ponte de Hidrogênio
Pontes de Hidrogênio entre moléculas de água

Ponte de Hidrogênio
Pontes de Hidrogênio entre biomoléculas
F O N Cl Br I S C P H
Eletronegatividade

Água
É um solvente polar
Grupos
Polares
Grupos
Apolares
Compostos
Hidrofílicos
Glicose
Aspartato
Compostos Hidrofóbicos
Compostos Anfipáticos
Fenilalanina

Aminoácidos
Estrutura comum a todos os 20 aminoácidos comuns (exceto a prolina)
Ácido Carboxílico
Amina
Grupo R Variável
Classificação dos
aminoácidos

Proteínas
Região
aminoterminal
Região
carboxiterminall
Cadeia Lateral
Dipeptideo, tripeptideo etc.... polipeptideo

Enzimas
 São catalisadores biológicos que aceleram as reações químicas
 Aumentam a velocidade das reações sem afetar o equilíbrio
químico;
 Quase a totalidade de reações bioquímicas são realizadas por
enzimas,principalmente o metabolismo energético;
 Permitem maior especificidade das reações (quantidade mínima
de substrato);
 A maioria são proteínas.

Catálise Enzimática
Michaelis Menten

Catálise Enzimática
Enzima Livre
Substrato
Complexo ES Estado de Transição
Produto
Enzima Livre
Substrato sofre
deformação

Carboidratos
 São as biomoléculas mais abundantes;
 Presentes na parede celular de células vegetais e bactérias;
 Estão presentes em alimentos ricos em energia:
 Cereais: arroz, aveia, trigo;
 Raízes e tubérculos: cenoura, beterraba, mandioca, batata;
 Frutas: banana, manga, maçã;
 Mel e cana de açúcar.

Carboidratos
Funções: Fornecer energia para células, reserva energética,
reconhecimento celular, estrutural, proteção, coesão entre as células;

Monossacarídeos
Glicose Frutose
Hexoses

Dissacarídeos
 Formados por duas moléculas de um açúcar simples;
Sacarose
Lactose

Polissacarídeos
 GLICOGÊNIO: presente em maior quantidade no músculo
esqueléticos e fígado.
Reserva energética em célula animal
O
HO
OH
OHH
OH
O
HO
O
OHH
OH
O
OH
HO
HO
O
H
OH
O
OH
HO H
OH
O
OH
O
HO
O
H
OH
O
OH
HO
OH
H
O

Lipídios
 Insolúveis em água;
 Funções: armazenamento de energia (gorduras e óleos); estrutural
(constituintes de membrana); co-fatores enzimáticos; transporte de
elétrons; sinalização e hormonal;
 Possuem três classe funcionais:
 Lipídeos de armazenamento;
 Lipídeos estruturais;
 Lipídeos sinalizadores, cofatores e pigmentos.

Lipídios de Armazenamento
 Formados por ácidos graxos;
 Ácidos carboxílicos com cadeias de hidrocarbonetos (4 a 36 C);
 Podem conter insaturações ou não;
Quanto mais longos e menos
ligações duplas, maior a insolubilidade
em água.

Vitaminas e Sais Minerais
 Vitaminas: São compostos orgânicos não relacionados quimicamente,
que “não podem” ser sintetizados pelo organismo humano e, portanto,
devem ser supridos pela dieta.
 Sais Minerais: São componentes essenciais para o funcionamento de
biomoléculas, como as enzimas (co-fatores).

Organismos Vivos
Célula: Menor unidade de matéria viva
Capacidade de
multiplicação
Auto-manutenção
Transformar matéria/energia
Metabolismo

O que é Metabolismo?
 Atividade celular altamente coordenada, no qual sistemas
multienzimáticos atuam conjuntamente visando 4 funções:
 Obtenção de energia química (nutrientes ou solar);
 Converter nutrientes em moléculas específicas;
 Polimerizar precursores em macromoléculas;
 Sintetizar e degradar biomoléculas de acordo com a
necessidade celular.
Energia

Como a energia é obtida?
Energia Solar
Fotossíntese - Célula Vegetal
Seres autotrófitos: São capazes de utilizar como única fonte de carbono o CO2 da
atmosfera, a partir do qual eles formam todas as suas biomoléculas.
Bactérias fotossintetizantes
Plantas

Como a energia é obtida?
Célula Animal
Seres heterotrófitos: Não conseguem utilizar o CO2 atmosférico, precisando obter o
carbono do ambiente, na forma de moléculas orgânicas complexas (glicose)
Energia de Nutrientes
Metabolismo Energético
Animais

Metabolismo
 Metabolismo: é o
processo global pelo qual
os sistemas vivos adquirem
e utilizam a energia livre de
que necessitam para
realizarem sua funções.
 Reações Químicas
catalisadas por enzimas;
 Formam as vias
metabólicas.
Vias metabólicas

Metabolismo

Divisão do Metabolismo
Anabolismo: reações de síntese de moléculas orgânicas
complexas a partir de moléculas orgânicas mais simples
com consequente consumo de energia.
Catabolismo: reações de degradação de moléculas
orgânicas complexas em moléculas menores com
consequente liberação de energia.
Equilíbrio
Dinâmico

Anabolismo e Catabolismo

Vias metabólicas
 São irreversíveis;
 As vias catabólicas devem ser diferentes das vias anabólicas;
 Cada via metabólica apresenta um primeiro passo que compromete
o metabólito com a via;
 Todas as vias metabólicas são reguladas;
 Ocorre em locais específicos da célula (eucariotos).
Energia

Energia Metabólica
 A energia liberada ou consumida no metabolismo celular, é
conservada na forma de ATP e transportadores de elétrons (NADH,
NDPH, FADH2.

Energia Metabólica
 As vias metabólicas ocorrem por meio de reações de oxi-redução;
 São reações que envolvem fluxo de elétrons.
Oxidação: remoção de elétrons Redução: adição de elétrons

Mas.... ?????
Mas como o ATP e os transportadores
de elétrons realizam reações de
oxidação e redução?

ATP
 É uma moeda de troca energética nas células;
 Organismos fototrópicos transformam energia luminosa em energia
química sob forma de ATP;
 Heterotróficos transformam alimentos em ATP;
 O transporte de energia ocorre através do ciclo de ATP.

Ciclo do ATP

NADH e FADH2
 São coenzimas celulares;
 Realizam transporte de elétrons.

Como os elétrons podem ser
transferidos?

Muito Obrigada !!!
flavia.mulinari@gmail.com

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