Química das biomoléculas

mioglobina de baleia

• BOCA

• dentes e língua: mastigação;

- saliva: amilase salivar e sais (pH = 6,7);

• ESTÔMAGO

• -muco;

• -absorve álcool etílico, sais e água;

• -gastrina - suco gástrico (0,9>pH<2,0): líquido claro, transparente, altamente ácido, muco, sais e enzimas (pepsina, renina).

hormônio local de produção órgão-alvo função

Gastrina Estômago EstômagoEstimula a produção de suco

gástrico

Secretina Intestino PâncreasEstimula a liberação de

bicarbonato

Colecistoquinina IntestinoPâncreas 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 digestivoEnzimas Substratos Produtos

Saliva Amilase salivar Amido Maltose

Suco gástricoPepsinaRenina

Proteínas Peptídios e aminoácidos livres

Suco pancreátco

AmilaseLipase

NucleasesTripsina

Quimiotripsina

AmidoTriglicerídeos

Ácidos NucléicosProteínasProteínas

MaltoseGlicerol e ácidos graxos

nucleotídiosPeptídiosPeptídos

Suco entéricoEnteroquinaseDissacaridases

PeptidasesDissacarídeos

PeptídiosMonossacarídeosAminoácidos livres

• INTESTINO DELGADO (duodeno, jejuno e íleo)

• -hidrolisa e absorve a maioria dos nutrientes

• (carboidratos, proteínas, gorduras e ácidos nucléicos);

• -bile (produzida no fígado e armazenada na vesícula biliar): sais biliares.

• - suco pancreático (9,0>pH<8,5):

• água, bicarbonato de sódio e enzimas.

• -suco entérico: pH ~neutro

• INTESTINO GROSSO

• -absorção de água;

• -diversas bactérias produtoras de vitaminas.

• MASSA FECAL: peso seco - 30% bactérias, 70% sais, muco, fibras, celulose e outros.

• ABSORÇÃO

• Aminoácidos e acúcares

(atravessam o revestimento intestinal) – sangue – todas as células – excesso (glicogênio no fígado)

• Glicerol e ácidos graxos – quilomícrons – vasos linfáticos – corrente sanguínea – células – excesso (adipócitos).

Ácidos graxos e outros produtos de degradação são captados pelas células da mucosa intestinal e reconvertidos em triacilgliceróis.

12

ENZIMAS

Definição Proteínas

– 1980: ribozima Catalisadores em sistemas biológicos.

CaracterísticasAlto poder catalítico -aumenta a velocidade em

pelo menos 106

Alta especificidadeFuncionam em solução aquosaAtividade em temperatura e pH fisiológicosReduz a energia livre de ativação de reações

químicas.

13

Holoenzima

Proteína

Apoenzima ouApoproteína

Cofator

Pode ser:• íon inorgânico• molécula orgânica

Se covalente

Coenzima

Grupo Prostético

Metaloenzimas: citocromos, ATPase etc

Coenzimas: NAD, FADH, CoA etc

Lactato desidrogenase

Equação de Michaelis - Menten

22

V. INIBIÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA

•pequenas moléculas e íons específicos;

•medicamentos e agentes tóxicos.

IRREVERSÍVEL

Se dissocia muito lentamente de sua enzima-alvo porque fica ligado muito fortemente à enzima, covalentemente ou não.

Ex.: gases neurotóxicos sobre a acetilcolinesterase.

REVERSÍVEL

Rápida dissociação do complexo enzima-inibidor.

REGULAÇÃO ENZIMÁTICA – enzimas alostéricas

27

CARBOIDRATOS

sinônimos: glicídeos, sacarídeos, oses.

I. INTRODUÇÃO

Definição

São compostos aldeídicos (ex. glicose) ou cetônicos (ex. frutose) com duas ou mais hidroxilas.

Fórmula empírica: (CH2O)n

n=3, gliceraldeído e di-hidroxiacetona

Importância Biológica

Reservas energéticas;

Arcabouço estrutural do DNA e RNA;

Estrutural e Proteção;

Lubrificantes.

INTOLERÂNCIA À LACTOSE

•Caráter autossômico recessivo

•Deficiência de lactase;

•A lactose acumula-se no intestino delgado, levando ao influxo de líquido.

Glicogênio

LIPÍDEOSI. INTRODUÇÃO

São caracterizados pela pequena solubilidade em água e considerável solubilidade em solventes orgânicos.

Possuem diversas funções biológicas, como:•fonte de energia•estruturais (membranas)•Hormônios esteróides•Mensageiros intracelulares•Prostaglandinas•Vitaminas lipossolúveis

LIPÍDIOS

Ácidos graxos e outros produtos de degradação são captados pelas células da mucosa intestinal e reconvertidos em triacilgliceróis e transportados por quilomícrons.

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.

C

-O O O

C

CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

-O

2

2

2

2

2

2

2

3

2

C

-O O

C

CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

-O

CH

CCH2 H

O

2

2

2

CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH3

2

2

2

• SATURADOS - 12:00 a 24:00 - cêras (T.A.);

• INSATURADOS - 12: ? a 24: ? - óleos.

Os saturados têm maior ponto de fusão que os insaturados “?”

Alimentos: óleos vegetais (óleo de oliva/milho); gordura bovina.

C

-O O

C

CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

-O

CH

CCH2 H

O

2

2

2

CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH3

2

2

2

C

-O O O

C

CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

CH2CH

-O

2

2

2

2

2

2

2

3

2

Membrana Biológica

MEMBRANAS BIOLÓGICAS

Estruturas laminares, com apenas poucas moléculas de espessura; 60 A (6 nm) a 100 A (10 nm)

Constituída principalmente de lipídeos e proteínas (1:4 a

4:1). Também contêm glicídeos;

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)

TriacilgliceróisHO

CH2CHCH2

OH

OH

Glicerol O

CO

O

COCO

OCH2 CH CH2

TRIACILGLICERÓIS

sinônimos: triglicerídeos, gorduras neutras• Armazenadores de energia mais vantajosos que os carboidratos (insolúveis, mais reduzidos, adipócitos);• Isolantes térmicos;

SABÕES = capacidade de solubilizar, ou manter em dispersão, substâncias insolúveis na água, pela formação de agregados microscópicos (micelas).

gorduraNaOH

ou KOH glicerolsais de ácido graxo

+ +=

lipídio insaturado

O2

* aldeídos +

ácidos carboxílicos+ =

b) REAÇÃO DE RANCIFICAÇÃO

a) REAÇÃO DE SAPONIFICAÇÃO

*cadeias menores, + voláteis

O P

CH2CHCH2O

O C

O

O C

O

O

O

X

Glicerofosfolipídios

X:

H

CH2 CH2 NH3+

CH2 CH2 N+(CH3)3

CH2 CH NH3+

COO-

CH2 CH CH2 OH

OH

etanolamina

colina

serina

glicerol

C

N+(CH3)3CH2

O

CH2OO

O C

O C

O

OCH2

CH

CH2

P

H H

O

CO

OCH2 CH CH2

XCH

CH

Esfingolipídios

X:

P

O

O

O

CH2 CH2 N+(CH3)3

Glc Gal

NeuNAc

Glc Gal GalNAc

Fosfocolina

Oligossacarídios

Subclasses•Esfingomielinas: bainha de mielina dos neurônios• Cerebrosídios• Gangliosídios: membrana da massa cinzenta

Esteróis

Hormônios sexuais e da córtex da adrenal. Ex.: testosterona

NUCLEOTÍDEOS

NUCLEOTÍDEOS

OCH2

H

O

H

OH

P

H

O-

-O

O

OH

H

H

1'

2'3'

4'

5'

Base Nitrogenada

• Definições• Ácido nucléico: DNA eRNA• Nucleotídio• Nucleosídio• Bases nitrogenadas

– Purina– Pirimidina

1'

2'3'

4'

5'

N

N N

N

NH2

OCH2

H

HO

H

O

H

O

H

PO O-

1'

2'3'

4'

5'

N

N N

N

NH2

OCH2

H

HO

H

O

H

O

H

PO O-

1'

2'3'

4'

5'

N

N N

N

NH2

OCH2

H

O

H

OH

P

H

O-

-O

O

H

H

1'

2'3'

4'

5'

N

N N

N

NH2

OCH2

H

O

H

OH

P

H

O-

-O

O

H

H

1'

2'3'

4'

5'

N

N N

N

NH2

OCH2

H

O

H

OH

P

H

O-

-O

O

OH

H

1'

2'3'

4'

5'

N

N N

N

NH2

OCH2

H

O

H

OH

P

H

O-

-O

O

OH

H

RibonucleotídeoDesoxirribonucleotídeo

AMPc

Funçõesinformação genética síntese de proteínas

Ácidos Nucléicos

• Ligações Fosfodiéster• Estrutura

• dupla hélice• sulcos maior e menor• fitas antiparalelas• bases complementares• formas A, B e Z

Ácidos Nucléicos

Ácidos Nucléicos

• Alterações de estrutura• Desnaturação• Anelamento• mutações

Des

natu

raçã

oS

epar

ação

das

fitas

Ane

lam

ento

Par

eam

ento

A moeda universal de energia livre em sistemas biológicos é o ATP (a forma ativa geralmente complexada com Mg2+ ou Mn2+).

Outras Funções• “Transporte” de energia química

Outras funções: Coenzimas e Cofatores

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+

b) flavina adenina dinucleotídio ( FAD+ e FADH2)

Aceita um próton, além do íon hidreto. FAD + 2H+ + 2e- --- FADH2

Vitaminas do Complexo B

Tiamina ou vitamina B1Riboflaviana ou vitamina B2

Niacina ou vitamina B3Adenina ou vitamina B4

Ácido Pantotênico ou vitamina B5

Piridoxina ou vitamina B6Biotina ou vitamina B7

Ácido fólico ou vitamina B9Cobalamina ou vitamina B12

Tiamina ou Vitamina B1

• Importante para o bom funcionamento do sistema nervoso, dos músculos e do coração.

• Melhora a atitude mental e o raciocínio.

Riboflavina ou Vitamina B2

Riboflavina favorece o metabolismo dos lipídeos, carboidratos e proteínas. É necessária na síntese da flavina - adenina dinucleotídeo (FAD).

Niacina ou Vitamina B3

A designação "vitamina B3" também inclui a amida correspondente, ou seja a nicotinamida ou niacinamida.

Niacina ou Vitamina B3

• A niacina ou ácido nicotínico também conhecida como vitamina B3 ou vitamina PP é necessária na síntese da nicotinamida-adenina dinucleotídeo, coenzima importante no metabolismo energético celular e na reparação do DNA.

• Outras funções da niacina incluem remover substâncias químicas tóxicas do corpo e auxiliar a produção de hormônios esteróides.

Adenina ou Vitamina B4

Adenina ou Vitamina B4A 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.

Ácido Pantotênico ou Vitamina B5

Ácido Pantotênico ou Vitamina B5

• A vitamina B5 ajuda a controlar a capacidade de resposta do corpo ao estresse.

• 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.

Piridoxina ou Vitamina B6

Piridoxina ou Vitamina B6

• A vitamina B6 favorece a respiração das células e ajuda no metabolismo das proteínas.

• 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.

Biotina ou Vitamina B7

Biotina ou Vitamina B7

• A biotina, também conhecida como vitamina H, vitamina B7 ou vitamina B8 funciona como cofator enzimático.

• Funciona no metabolismo das proteínas e dos carboidratos. Ela age indiretamente na utilização dos carboidratos e proteínas.

Ácido fólico ou Vitamina B9

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.

Ácido fólico ou Vitamina B9

Cobalamina ou Vitamina B12

Cobalamina ou Vitamina B12

• A cobalamina (ou cianocobalamina) é necessária à eritropoiese, e em parte do metabolismo dos aminoácidos e dos ácidos nucléicos;

• Possui uma função indispensável na formação do sangue;

• Necessária para uma boa manutenção do sistema nervoso.