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- é o estudo de moléculas e reações
químicas que ocorrem nos organismos
vivos
-- é o estudo da estrutura, propriedades e modificações da
matéria nos sistemas vivos (biomatéria).
BIOQUÍMICA GERAL :
Biomoléculas
BIOQUÍMICA II:
Metabolismo
Julho
01 – Introdução ao Metabolismo
08 – Metabolismo de Carbohidratos I – Glicólise
15 – Metabolismo de Carbohidratos I – Ciclo do ácido cítrico
22 – Metabolismo de Carbohidratos I – Cadeia transportadora de elétrons e Fosforilação
oxidativa
29 – P1
Agosto
05 – Metabolismo de Carbohidratos II – Gliconeogênese
12 – Metabolismo de Carbohidratos II – Síntese e Degradação do Glicogênio
19 – Metabolismo de Carbohidratos II – Via das Pentoses-fosfato
26 – P2
Setembro
02 – Metabolismo de Lipídeos – Beta-oxidação
09 – Metabolismo de Lipídeos – Síntese de ácidos graxos
16 – P3
23 – Metabolismo de aminoácidos – Ciclo da uréia
30 – Integração do metabolismo
Outubro
07 – P4
14 – P final
* ATPs (Avaliação Teórica Presencial) e estudos dirigidos
valem nota
Bibliografia:
• Material novo do CEDERJ
• Bioquímica - Voet&Voet
• Bioquímica - Stryer
• Princípios de Bioquímica de Lehninger (David L. Nelson
& Michael M. Cox)
 Organismos vivos são complexos e altamente organizados;
 Organismos vivos são interdependentes;
 Estruturas Biológicas servem a propostas funcionais;
 Sistemas vivos tem notável capacidade de auto-replicação;
 Sistemas Vivos estão ativamente engajados em processos de transformação
de energia: eles se mantêm às custas de transformação da energia disponível
no seu ambiente;
 Reações biológicas ocorrem a temperatura, pressão e pH constantes, em um
ambiente aquoso.
1. CarboidratosCarboidratos - baseados em 7 principais monossacarídeosmonossacarídeos
2. ProteínasProteínas - 5 × 106
, baseados em 20 aminoácidosaminoácidos
3. Ácidos NucleicosÁcidos Nucleicos - 1,000, baseados em 4 nucleotídeosnucleotídeos
4. LipídeosLipídeos - grupo heterogêneo, grande parte baseado em ácidos graxos.
Valina, Serina, Treonina, Isoleucina
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Fosfatidilcolina, fosfatidilserina
Trealose, Frutose, Arabinose, sacarose Galactose,
Manose, Fucose
Aconitase, Alfacetoglutarato desidrogenase,
hexoquinase, sacarase, lipase,
DIRECIONALIDADE,
INFORMAÇÃO
ARQUITETURA TRIDIMENSIONAL
mantida por LIGAÇÕES FRACAS;
COMPLEXIDADE,
ORGANIZAÇÃO,
INTERDEPENDÊNCIA,
FUNCIONALIDADE,
AUTO-REPLICAÇÃO,
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 A que “projeto” servem essas propriedades?
 Como são mantidas?
 Como são reguladas?
 Como o micro determina o macro?
Reducionismo
Fatores de Transcrição
População
Individuo
Orgão, Tecido
Fisiologia
Bioquímica Genes
Estrutura
Molecular
Seqüências
Gênicas
Sinalização
Cinética
Expressão
Gênica
Redução Reconstrução
Fatores de
Transcrição
População
Individuo
Orgão, Tecido
Fisiologia
Genes
Estrutura
Molecular
Seqüências
Gênicas
Sinalização
Cinética
Expressão
Gênica
Grande número de componentes
Grande número de processos
Processos são não-lineares
Mudanças quantitativas nos parâmetros causam
mudanças quantitativas nas respostas
Desafios de Reconstrução
(i.e., Biologia dos Sistemas:
Complexidade Organizacional
• Vários milhares de proteínas em E. coli
• 6,000 genes em S. cerevisiae
• 100 bilhões de componentes neuronais no cérebro
• Centenas de trilhões de interconecções entre os neurônios
• 5 octilhões* de átomos no corpo humano
5,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000
 Fotótrofos usam luz para
dirigir a síntese de moléculas
orgânicas
 Heterótrofos usam estas como
blocos de construção
 CO2, O2, e H2O são reciclados
 Energia que vem de fótons solares
altamente energéticos entram na biosfera
como luz visível e passam a existir como
calor que irradia de volta na superfície
gelada do espaço externo.
 Entre a energia que entra e a que sai,
fótons são capturados pela fotossíntese. É
o início do processo que gera toda a vida
no planeta.
6 CO2+ 6 H2O + energia solar -> C6H12O6 + 6 O2
Calor para aquecer o corpo,
não para o metabolismo
Energia eletromagnética
capturada pela fotossíntese
PRODUTORES
Plantas verdes
Substancias
essenciais abióticos
Solo, água e atmosfera
Água e
Oxigênio
Consumidores
Herbívoros
Carnívoros
Lixo
Energia dissipada
como calor
Dióxido de
Carbono
Quebra de
matéria
orgânica
Decompositores
 Centenas de reações enzimáticas organizadas em vias
metabólicas
 Substratos são transformados em produtos através de
muitos intermediários específicos
A soma das modificações químicas que ocorrem na
célula, que convertem nutrientes em energia e produtos
quimicamente complexos
Metabolismo
 Vias consistem de passos sequenciais:
 Ex: A B C D E F
Onde:
A é o substrato
F é o produto
B, C, D e E são os intermediários
Organização em Vias Metabólicas
As enzimas podem estar separadas ou
formar complexos multienzimáticos
Podem estar livres ou ser encontradas
como um sistema ligado à membrana
Existem indicações que os complexos
multienzimáticos sejam mais comuns
Enzimas catalisam cada reação de uma via
metabólica
A velocidade da reação
enzimática depende da
concentração de substrato
A afinidade de uma enzima pelo substrato é dada pelo Km
(constante de Michaelis)
Quanto maior o Km , menor a afinidade da enzima pelo
substrato.
O Km de uma enzima é a concentração de substrato
necessária para que a enzima atinja a metade da sua
velocidade máxima
A atividade de uma enzima pode variar em
função do pH e temperatura
 O metabolismo pode ser dividido em catabolismo e
anabolismo
 Catabolismo: vias degradativas
 Usualmente liberadoras de energia!
 Anabolismo: vias biossintéticas
 requeridoras de energia!
 Vias Catabólicas convergem a uns poucos
produtos finais
 Vias Anabólicas divergem para sintetizar
muitas biomoléculas
 Vias Anfibólicas servem tanto para o
catabolismo quanto para o anabolismo -
 Vias Anabólicas & Catabólicas envolvendo o mesmo produto
não são a mesma via!!!!!
 Alguns passos podem ser comuns a ambas….
 Outros podem ser diferentes - assegurar que cada via ocorra
espontaneamente
 Isto também permite mecanismos de regulação para desligar
um caminho e ligar outro.
 REGULAÇÃO É A PALAVRA CHAVE!!!!!!
A ATIVAÇÃO DE UM MODO É
ACOMPANHADA PELA INIBIÇÃO DO OUTRO
MODO
MODO
CATABÓLICO
MODO
ANABÓLICO
Passo
regulado
Passo
regulado
+
+
MODO
CATABÓLICO
MODO
ANABÓLICO
 Através de controle da expressão gênica
 Por modificação covalente
 fosforilação/defosforilação; ativação por proteólise,
 Através de reguladores
 Enzima alostérica
 Inibição por feedback
 Inibição competitiva
 Inibição não competitiva
Inibição competitiva Inibição não competitiva
A
T
P
 ATP é a moeda de energia das células
 Fotótrofos transformam energia luminosa em energia química na forma de
ATP
 Em heterótrofos, o catabolismo produz ATP, que dirige as atividades
celulares
 O ciclo do ATP carreia energia da fotossíntese ou do catabolismo, para os
processos celulares que requerem energia
ADP + Pi ATP
O ciclo do ATP
 NAD+
coleta os elétrons liberados no
catabolismo
 O Catabolismo é oxidativo - substratos
perdem equivalentes redutores, usualmente
íons H
 Anabolismo é redutor - NADPH fornece
poder redutor (elétrons) para os processos
anabólicos
 Proteína é uma fonte rica em nitrogênio e também fornece amino
ácidos essenciais
 Carbohidratos fornecem energia e componentes essenciais para a
síntese de nucleotídeos e ácidos nucleicos
 Lipídeos fornecem ácidos graxos essenciais que são componentes
chaves de membranas e também são importantes moléculas de
sinalização
 Muitas vitaminas são "coenzimas" - moléculas que possibilitam
uma química não usual no sítio ativo da enzima
 Vitaminas e coenzimas são classificadas como ”solúveis em
água" e ”insolúveis em água"
 As coenzimas solúveis em água participam de muitas reações
enzimáticas
Todas usam a adenina somente para ligar a
enzima!
 Classes de coenzimas:
 piridina dinucleotídeos
 flavina mono- e di-nucleotídeos
 coenzime A
Estas coenzimas são carreadoras de dois electrons
 Eles transferem o aníon hidreto (H-
) para e dos
substratos
 2 importantes coenzimas nesta classe:
 Nicotinamida adenina dinucleotideo (NAD+
)
 Nicotinamida adenina dinucleotideo fosfato (NADP+
)
Características estruturais e mecanísticas
 O nitrogênio quaternário do anel da nicotinamida atua como um
ralo de pia para os elétrons, o que facilita a transferência do
hidreto
 A tranferência de hidreto é sempre estereoespecífico!
 Nicotinamida foi primeiro isolada em 1937 por Elvehjem na
Universidade de Wisconsin
 Para impedir as confusões (e funções!), o nome niacina (de:
nicotinic acid vitamin) foi sugerido por Cowgill da Universidade
de Yale. (nicotinic acid, nicotinamide and nicotine)
Vitamina B2
 Todas essas substâncias contêm ribitol e uma
flavina ou um anel isoaloxazine
 Formas ativas são flavina mononucleotideo (FMN)
e flavina adenina dinucleotideo (FAD)
 FMN não é um nucleotídeo verdadeiro
 FAD não é um dinucleotídeo
Flavinas são agentes transferidores de um ou dois
elétrons
 O nome "flavina" vem do latim flavius que
significa ”amarelo"
 A forma oxidada é amarela, semiquinonas são
azuis ou vermelhas e a forma reduzida é sem cor
Ácido Pantotênico (vitamina B3) é um componente da
Coenzima A
 Funções:
 Ativação de grupos acil para transferência via ataque
nucleofílico
 ativação do alfa-hidrogênio do grupo acil por abstração
de um próton
 As duas funções são mediadas pelo sítio reativo que
apresenta o grupo SH- na CoA, que forma tioésters
adenina
Energia usada para o
crescimento e produção
do animal, incluindo
energia para se tornar
adulto, reproduzir e
estocar energia na forma
de gordura
CRESCIMENTO
O que e quanto do que o
animal come é convertido em
equivalentes de enrgia
ALIMENTO
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FEZES URINA
Quanto de energia é usada nas
atividades diárias. Pode ser
dividido em: metabolismo de
rotina energia usada para
movimento e manutenção do
corpo, encontrar o alimento,
escapar dos predadores, nadar
etc; e metabolismo de ação
dinâmica específica energia
usada para atividades
fisiológicas específicas
Quanto de energia é perdida na
forma de fezes. Alguns
alimentos são mais fáceis de
dif]gerir e produzem menos
fezes
Energia perdida na
forma de urina
 É o estudo das transformações de energia que ocorrem nos organismos
vivos.
 A primeira característica termodinâmica de um organismo é que ele não
é uma máquina usual.
 Ele é um sistema isotérmico, o que significa que nenhum trabalho pode
ser realizado por transferência de calor.
 Que tipo de máquina é então um organismo vivo?
 Harold Morowitz considera 4 tipos de máquinas:
Bioenergética
As três primeiras, a máquina de Carnot, a
máquina industrial e a célula química, são
todas dispositivos de equilíbrio. As duas
primeiras máquinas operam por
transferência de calor
A célula química e a quarta, ambas longe
do equilíbrio, são candidatas a modelos de
sistemas vivos
 Primeira Lei da Termodinâmica - energia não
pode ser criada nem destruída, mas pode
mudar de forma (ou qualidade).
∆H - entalpia
∆S - entropia
http://www.mech.northwestern.edu/courses/389.S02/images/Junge.mov
Segunda Lei da Termodinâmica - a entropia do
universo está constantemente aumentando
Energia Livre - energia que pode realizar trabalho
∆G = ∆H - T ∆S
 < 0 - espontanea
 0 - no equilíbrio
 > 0 - não espontanea
∆Go
– a energia livre muda em condições
padrão (298 K, 1 M produto(s) and
reagente(s), 1 atm, pH 7)
∆Go
’ – em condições padrão a energia livre é
chamada de energia livre padrão.
Reações Enzimáticas Acopladas - duas reações,
uma espontânea e uma não espontânea, são
acopladas por uma enzima, permitindo que a
reação inteira seja espontânea
A reação de fermentação em um organismo que produz lactato como único
produto do metabolismo de glicose pode ser escrita como:
glicose <=> 2 lactato -47 kcal. mol-1
(-197 kJ. mol-1
)
A reação da glicólise no citoplasma pode ser escrita como:
glicose + 2 Pi + 2ADP <=> 2 lactato + 2ATP + 2H2
O
-32.4 kcal. mol-1
A diferença entre essas duas reações é:
2 x ( ADP + fosfato inorgânico (Pi) <=> ATP + H2O )
2 x 7.3 kcal. mol-1
Enzima marcadora –
Membrana plasmática – 5 – nucleotidase
Aparato de Golgi – Tiamina pirofosfatase; glicosil transferase
Membrana interna mitocondrial – citocromo oxidase
Membrana externa mitocondrial – monoamina oxidase
Lisossomo – fosfatase ácida
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Peroxissomo – catalase, ácido urico oxidase
Estruturas Celulares –
Glicólise – citoplasma
Ciclo do ácido cítrico - Mitocôndria
Síntese de Ácidos Graxos – citoplasma
Oxidação de Ácidos Graxos – mitocôndria
Erros inatos do metabolismo
Traçadores Radioativos
Organismos geneticamente manipulados
 Substratos marcados com uma forma
isotópica de algum elemento pode ser
introduzido em uma célula e usado para
elucidar sequências metabólicas
 Isótopos Radioativos: 14
C, 3
H, 32
P
 Isótopos “pesados” estáveis: 18
O, 15
N
 Organismos mostram uma similaridade marcante
em suas principais vias metabólicas
 Existem evidências de que toda vida descende de
uma forma ancestral comum
 Existe também uma diversidade significativa
 Autótrofos usam CO2; Heterótrofos usam carbono
orgânico; Fotótrofos usam luz; Chemótrofos usam
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Aula1 introducao ao metabolismo 2014

  • 1.
  • 2. - é o estudo de moléculas e reações químicas que ocorrem nos organismos vivos -- é o estudo da estrutura, propriedades e modificações da matéria nos sistemas vivos (biomatéria). BIOQUÍMICA GERAL : Biomoléculas BIOQUÍMICA II: Metabolismo
  • 3. Julho 01 – Introdução ao Metabolismo 08 – Metabolismo de Carbohidratos I – Glicólise 15 – Metabolismo de Carbohidratos I – Ciclo do ácido cítrico 22 – Metabolismo de Carbohidratos I – Cadeia transportadora de elétrons e Fosforilação oxidativa 29 – P1 Agosto 05 – Metabolismo de Carbohidratos II – Gliconeogênese 12 – Metabolismo de Carbohidratos II – Síntese e Degradação do Glicogênio 19 – Metabolismo de Carbohidratos II – Via das Pentoses-fosfato 26 – P2 Setembro 02 – Metabolismo de Lipídeos – Beta-oxidação 09 – Metabolismo de Lipídeos – Síntese de ácidos graxos 16 – P3 23 – Metabolismo de aminoácidos – Ciclo da uréia 30 – Integração do metabolismo Outubro 07 – P4 14 – P final
  • 4.
  • 5. * ATPs (Avaliação Teórica Presencial) e estudos dirigidos valem nota Bibliografia: • Material novo do CEDERJ • Bioquímica - Voet&Voet • Bioquímica - Stryer • Princípios de Bioquímica de Lehninger (David L. Nelson & Michael M. Cox)
  • 6.
  • 7.  Organismos vivos são complexos e altamente organizados;  Organismos vivos são interdependentes;  Estruturas Biológicas servem a propostas funcionais;  Sistemas vivos tem notável capacidade de auto-replicação;  Sistemas Vivos estão ativamente engajados em processos de transformação de energia: eles se mantêm às custas de transformação da energia disponível no seu ambiente;  Reações biológicas ocorrem a temperatura, pressão e pH constantes, em um ambiente aquoso.
  • 8. 1. CarboidratosCarboidratos - baseados em 7 principais monossacarídeosmonossacarídeos 2. ProteínasProteínas - 5 × 106 , baseados em 20 aminoácidosaminoácidos 3. Ácidos NucleicosÁcidos Nucleicos - 1,000, baseados em 4 nucleotídeosnucleotídeos 4. LipídeosLipídeos - grupo heterogêneo, grande parte baseado em ácidos graxos.
  • 9.
  • 10. Valina, Serina, Treonina, Isoleucina Ácido Láurico, ácido mirístico, ácido palmítico Fosfatidilcolina, fosfatidilserina Trealose, Frutose, Arabinose, sacarose Galactose, Manose, Fucose Aconitase, Alfacetoglutarato desidrogenase, hexoquinase, sacarase, lipase,
  • 13.  A que “projeto” servem essas propriedades?  Como são mantidas?  Como são reguladas?  Como o micro determina o macro?
  • 14. Reducionismo Fatores de Transcrição População Individuo Orgão, Tecido Fisiologia Bioquímica Genes Estrutura Molecular Seqüências Gênicas Sinalização Cinética Expressão Gênica
  • 15. Redução Reconstrução Fatores de Transcrição População Individuo Orgão, Tecido Fisiologia Genes Estrutura Molecular Seqüências Gênicas Sinalização Cinética Expressão Gênica
  • 16. Grande número de componentes Grande número de processos Processos são não-lineares Mudanças quantitativas nos parâmetros causam mudanças quantitativas nas respostas Desafios de Reconstrução (i.e., Biologia dos Sistemas: Complexidade Organizacional
  • 17. • Vários milhares de proteínas em E. coli • 6,000 genes em S. cerevisiae • 100 bilhões de componentes neuronais no cérebro • Centenas de trilhões de interconecções entre os neurônios • 5 octilhões* de átomos no corpo humano 5,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000
  • 18.
  • 19.  Fotótrofos usam luz para dirigir a síntese de moléculas orgânicas  Heterótrofos usam estas como blocos de construção  CO2, O2, e H2O são reciclados
  • 20.  Energia que vem de fótons solares altamente energéticos entram na biosfera como luz visível e passam a existir como calor que irradia de volta na superfície gelada do espaço externo.  Entre a energia que entra e a que sai, fótons são capturados pela fotossíntese. É o início do processo que gera toda a vida no planeta. 6 CO2+ 6 H2O + energia solar -> C6H12O6 + 6 O2
  • 21.
  • 22. Calor para aquecer o corpo, não para o metabolismo Energia eletromagnética capturada pela fotossíntese PRODUTORES Plantas verdes Substancias essenciais abióticos Solo, água e atmosfera Água e Oxigênio Consumidores Herbívoros Carnívoros Lixo Energia dissipada como calor Dióxido de Carbono Quebra de matéria orgânica Decompositores
  • 23.  Centenas de reações enzimáticas organizadas em vias metabólicas  Substratos são transformados em produtos através de muitos intermediários específicos A soma das modificações químicas que ocorrem na célula, que convertem nutrientes em energia e produtos quimicamente complexos Metabolismo
  • 24.
  • 25.
  • 26.  Vias consistem de passos sequenciais:  Ex: A B C D E F Onde: A é o substrato F é o produto B, C, D e E são os intermediários Organização em Vias Metabólicas
  • 27.
  • 28. As enzimas podem estar separadas ou formar complexos multienzimáticos Podem estar livres ou ser encontradas como um sistema ligado à membrana Existem indicações que os complexos multienzimáticos sejam mais comuns Enzimas catalisam cada reação de uma via metabólica
  • 29. A velocidade da reação enzimática depende da concentração de substrato A afinidade de uma enzima pelo substrato é dada pelo Km (constante de Michaelis) Quanto maior o Km , menor a afinidade da enzima pelo substrato. O Km de uma enzima é a concentração de substrato necessária para que a enzima atinja a metade da sua velocidade máxima
  • 30. A atividade de uma enzima pode variar em função do pH e temperatura
  • 31.  O metabolismo pode ser dividido em catabolismo e anabolismo  Catabolismo: vias degradativas  Usualmente liberadoras de energia!  Anabolismo: vias biossintéticas  requeridoras de energia!
  • 32.
  • 33.  Vias Catabólicas convergem a uns poucos produtos finais  Vias Anabólicas divergem para sintetizar muitas biomoléculas  Vias Anfibólicas servem tanto para o catabolismo quanto para o anabolismo -
  • 34.
  • 35.  Vias Anabólicas & Catabólicas envolvendo o mesmo produto não são a mesma via!!!!!  Alguns passos podem ser comuns a ambas….  Outros podem ser diferentes - assegurar que cada via ocorra espontaneamente  Isto também permite mecanismos de regulação para desligar um caminho e ligar outro.  REGULAÇÃO É A PALAVRA CHAVE!!!!!!
  • 36. A ATIVAÇÃO DE UM MODO É ACOMPANHADA PELA INIBIÇÃO DO OUTRO MODO MODO CATABÓLICO MODO ANABÓLICO Passo regulado Passo regulado + +
  • 38.  Através de controle da expressão gênica  Por modificação covalente  fosforilação/defosforilação; ativação por proteólise,  Através de reguladores  Enzima alostérica  Inibição por feedback  Inibição competitiva  Inibição não competitiva
  • 40.
  • 41. A T P
  • 42.  ATP é a moeda de energia das células  Fotótrofos transformam energia luminosa em energia química na forma de ATP  Em heterótrofos, o catabolismo produz ATP, que dirige as atividades celulares  O ciclo do ATP carreia energia da fotossíntese ou do catabolismo, para os processos celulares que requerem energia ADP + Pi ATP
  • 43. O ciclo do ATP
  • 44.  NAD+ coleta os elétrons liberados no catabolismo  O Catabolismo é oxidativo - substratos perdem equivalentes redutores, usualmente íons H  Anabolismo é redutor - NADPH fornece poder redutor (elétrons) para os processos anabólicos
  • 45.
  • 46.  Proteína é uma fonte rica em nitrogênio e também fornece amino ácidos essenciais  Carbohidratos fornecem energia e componentes essenciais para a síntese de nucleotídeos e ácidos nucleicos  Lipídeos fornecem ácidos graxos essenciais que são componentes chaves de membranas e também são importantes moléculas de sinalização
  • 47.  Muitas vitaminas são "coenzimas" - moléculas que possibilitam uma química não usual no sítio ativo da enzima  Vitaminas e coenzimas são classificadas como ”solúveis em água" e ”insolúveis em água"  As coenzimas solúveis em água participam de muitas reações enzimáticas
  • 48. Todas usam a adenina somente para ligar a enzima!  Classes de coenzimas:  piridina dinucleotídeos  flavina mono- e di-nucleotídeos  coenzime A
  • 49. Estas coenzimas são carreadoras de dois electrons  Eles transferem o aníon hidreto (H- ) para e dos substratos  2 importantes coenzimas nesta classe:  Nicotinamida adenina dinucleotideo (NAD+ )  Nicotinamida adenina dinucleotideo fosfato (NADP+ )
  • 50.
  • 51. Características estruturais e mecanísticas  O nitrogênio quaternário do anel da nicotinamida atua como um ralo de pia para os elétrons, o que facilita a transferência do hidreto  A tranferência de hidreto é sempre estereoespecífico!
  • 52.
  • 53.  Nicotinamida foi primeiro isolada em 1937 por Elvehjem na Universidade de Wisconsin  Para impedir as confusões (e funções!), o nome niacina (de: nicotinic acid vitamin) foi sugerido por Cowgill da Universidade de Yale. (nicotinic acid, nicotinamide and nicotine)
  • 54. Vitamina B2  Todas essas substâncias contêm ribitol e uma flavina ou um anel isoaloxazine  Formas ativas são flavina mononucleotideo (FMN) e flavina adenina dinucleotideo (FAD)  FMN não é um nucleotídeo verdadeiro  FAD não é um dinucleotídeo
  • 55.
  • 56. Flavinas são agentes transferidores de um ou dois elétrons  O nome "flavina" vem do latim flavius que significa ”amarelo"  A forma oxidada é amarela, semiquinonas são azuis ou vermelhas e a forma reduzida é sem cor
  • 57. Ácido Pantotênico (vitamina B3) é um componente da Coenzima A  Funções:  Ativação de grupos acil para transferência via ataque nucleofílico  ativação do alfa-hidrogênio do grupo acil por abstração de um próton  As duas funções são mediadas pelo sítio reativo que apresenta o grupo SH- na CoA, que forma tioésters
  • 59. Energia usada para o crescimento e produção do animal, incluindo energia para se tornar adulto, reproduzir e estocar energia na forma de gordura CRESCIMENTO O que e quanto do que o animal come é convertido em equivalentes de enrgia ALIMENTO ATIVIDADE FEZES URINA Quanto de energia é usada nas atividades diárias. Pode ser dividido em: metabolismo de rotina energia usada para movimento e manutenção do corpo, encontrar o alimento, escapar dos predadores, nadar etc; e metabolismo de ação dinâmica específica energia usada para atividades fisiológicas específicas Quanto de energia é perdida na forma de fezes. Alguns alimentos são mais fáceis de dif]gerir e produzem menos fezes Energia perdida na forma de urina
  • 60.  É o estudo das transformações de energia que ocorrem nos organismos vivos.  A primeira característica termodinâmica de um organismo é que ele não é uma máquina usual.  Ele é um sistema isotérmico, o que significa que nenhum trabalho pode ser realizado por transferência de calor.  Que tipo de máquina é então um organismo vivo?  Harold Morowitz considera 4 tipos de máquinas: Bioenergética As três primeiras, a máquina de Carnot, a máquina industrial e a célula química, são todas dispositivos de equilíbrio. As duas primeiras máquinas operam por transferência de calor A célula química e a quarta, ambas longe do equilíbrio, são candidatas a modelos de sistemas vivos
  • 61.  Primeira Lei da Termodinâmica - energia não pode ser criada nem destruída, mas pode mudar de forma (ou qualidade). ∆H - entalpia ∆S - entropia http://www.mech.northwestern.edu/courses/389.S02/images/Junge.mov
  • 62. Segunda Lei da Termodinâmica - a entropia do universo está constantemente aumentando
  • 63. Energia Livre - energia que pode realizar trabalho ∆G = ∆H - T ∆S  < 0 - espontanea  0 - no equilíbrio  > 0 - não espontanea
  • 64. ∆Go – a energia livre muda em condições padrão (298 K, 1 M produto(s) and reagente(s), 1 atm, pH 7) ∆Go ’ – em condições padrão a energia livre é chamada de energia livre padrão.
  • 65. Reações Enzimáticas Acopladas - duas reações, uma espontânea e uma não espontânea, são acopladas por uma enzima, permitindo que a reação inteira seja espontânea
  • 66. A reação de fermentação em um organismo que produz lactato como único produto do metabolismo de glicose pode ser escrita como: glicose <=> 2 lactato -47 kcal. mol-1 (-197 kJ. mol-1 ) A reação da glicólise no citoplasma pode ser escrita como: glicose + 2 Pi + 2ADP <=> 2 lactato + 2ATP + 2H2 O -32.4 kcal. mol-1 A diferença entre essas duas reações é: 2 x ( ADP + fosfato inorgânico (Pi) <=> ATP + H2O ) 2 x 7.3 kcal. mol-1
  • 67. Enzima marcadora – Membrana plasmática – 5 – nucleotidase Aparato de Golgi – Tiamina pirofosfatase; glicosil transferase Membrana interna mitocondrial – citocromo oxidase Membrana externa mitocondrial – monoamina oxidase Lisossomo – fosfatase ácida Retículo endoplasmático – glicose-6-fosfatase Peroxissomo – catalase, ácido urico oxidase Estruturas Celulares – Glicólise – citoplasma Ciclo do ácido cítrico - Mitocôndria Síntese de Ácidos Graxos – citoplasma Oxidação de Ácidos Graxos – mitocôndria
  • 68. Erros inatos do metabolismo Traçadores Radioativos Organismos geneticamente manipulados
  • 69.  Substratos marcados com uma forma isotópica de algum elemento pode ser introduzido em uma célula e usado para elucidar sequências metabólicas  Isótopos Radioativos: 14 C, 3 H, 32 P  Isótopos “pesados” estáveis: 18 O, 15 N
  • 70.  Organismos mostram uma similaridade marcante em suas principais vias metabólicas  Existem evidências de que toda vida descende de uma forma ancestral comum  Existe também uma diversidade significativa  Autótrofos usam CO2; Heterótrofos usam carbono orgânico; Fotótrofos usam luz; Chemótrofos usam Glc, matéria inorgânica & S