APOSTILA - BIOQUÍMICA

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  • COLGIO META

    BIOQUMICA

    Prof. ABEL SCUPELITI ARTILHEIRO

    SO PAULO

    2012

  • 1

    Bioqumica Prof. Abel Scupeliti Artilheiro

    BIOQUMICA

    CAPTULO 1 - BIOQUMICA E ORGANIZAO CELULAR

    Todos os seres vivos usam o mesmo tipo de molculas e energia em seu metabolismo. Todas

    as clulas e biomolculas das quais as clulas so sintetizadas foram originadas a partir de molculas

    muito simples como H2O, CO2 , N2, NH3 e outras. O aparato celular de organismos vivos construdo

    a partir de compostos orgnicos (as biomolculas).

    1) BIOMOLCULAS

    As biomolculas so molculas de compostos orgnicos que constituem os seres vivos como:

    protenas, cidos nuclicos, polissacardeos. Os polmeros formados por algumas molculas orgnicas

    so importantes para a construo do organismo pois atravs deles que se formam as biomolculas

    polimricas.

    Os polmeros so formados pelos monmeros (pequenas molculas orgnicas que se

    polimerizam). Os principais monmeros que constituem os organismos vivos so: aminocidos,

    nucleotdeos e os monossacardeos.

    Os aminocidos reagem entre si dando origem s protenas que constituem grande parte das

    clulas. A Figura 2 mostra a formao de um dipeptdio. As protenas so importantes no controle do

    transporte de substncias pela membrana, na atividade dos genes, na contrao muscular e nos

    movimentos internos da clula. A representao geral dos aminocidos mostrada na Figura 1.

    H2N CH C

    R

    OH

    O

    FIGURA 1 Estrutura geral dos aminocidos.

    H2N CH C

    CH3

    OH

    O

    + H2N CH C

    CH3

    OH

    O

    H2N CH C

    CH3

    NH

    O

    CH C

    CH3

    OH

    O

    + H2O

    FIGURA 2 - Representao de um dipeptdeo.

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    Os nucleotdeos so estruturas formadas por trs substncias qumicas: base nitrogenada,

    pentose e fosfato como mostra a Figura 3. So os nucleotdeos que se encadeiam e do origem aos

    cidos nuclicos (DNA e RNA) que desempenham papel fundamental no ncleo.

    N

    NH2

    ON

    O

    OHOH

    HH

    HH

    OP-O

    O-

    O

    base nitrogenada

    pentose

    fosfato

    FIGURA 3 - Representao de um nucleotdeo.

    O DNA forma os genes, que do origem aos cromossomos, e responsvel pela transmisso

    das caractersticas hereditrias e com o auxlio do RNA, controla a produo de protenas das clulas

    determinando as caractersticas dos seres vivos.

    Nos cromossomos encontramos o cdigo gentico que a relao entre a seqncia de

    nucleotdeos nos cidos nuclicos e a seqncia de aminocidos em uma protena. Esse cdigo de

    grande importncia pois a partir dele que surgem as diferenas entre os organismos vivos. De

    acordo com a seqncia de bases nitrogenadas e a sua quantidade em uma fita de DNA gera-se uma

    informao gentica para a sntese de uma protena especfica que construir a clula. Com um

    conjunto de informaes que varia muito, forma-se uma grande variedade de organismos vivos.

    Os polissacardeos so glicdios de longa cadeia constitudos pela unio de vrios

    monossacardeos (acares) como mostra a Figura 5. Esses polissacardeos so importantes pois so

    fontes de energia para o organismo e constituem certas estruturas importantes nos organismos.

    O

    H

    HO

    OH

    H

    H

    OH

    OHHH

    OH

    FIGURA 4 Estrutura da glicose.

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    O

    H

    HO

    OH

    H

    H

    OH

    OHHH

    OH

    +O

    H

    HO

    OH

    H

    H

    OH

    OHHH

    OH

    O

    H

    O

    OH

    H

    H

    OH

    OHHH

    OH

    O

    H

    OH

    H

    H

    OH

    HO HH

    OH + H2O

    FIGURA 5 - Representao da sacarose.

    Esquema geral

    aminocidos protenas membrana plasmticaformam formam

    nucleotdeoscidos nucleicos

    (DNA e RNA)cromossomo

    formam formam

    monossacardeos polissacardeoscelulose (reforo externo

    da parede celular vegetal)

    formam formam

    2) ORGANIZAO E ESTRUTURA CELULAR

    Os seres vivos podem se classificar de acordo com sua estrutura celular em procariontes e

    eucariontes.

    As clulas procariticas tm uma estrutura muito simples pois no possuem membrana

    nuclear nem a maioria das organelas, possuindo apenas uma nica membrana plasmtica.

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    As clulas eucariticas so muitos maiores em tamanho que as anteriores, possuem um

    ncleo delimitado por uma membrana e diversos compartimentos especializados para cada funo

    (complexo de Golgi, mitocndria e outros) como mostram as Figuras 6 e 7.

    Dentro de uma clula eucaritica encontram-se:

    Ribossomo sntese de protenas;

    Aparelho de Golgi eliminao de secreo celular;

    Lisossomo digesto celular;

    Membrana plasmtica proteo e transporte de substncias na clula;

    Mitocndria respirao celular;

    Centrolos fazem parte da diviso celular;

    Parede celular esqueleto de sustentao da clula vegetal;

    Retculo endoplasmtico liso sintetiza lipdeos e armazena clcio no msculo;

    Retculo endoplasmtico rugoso facilita o transporte de substncias na clula e produz protenas da

    membrana;

    Vacolo contrtil cavidades do citoplasma que se encarregam de eliminar gua;

    Vacolo de suco celular cavidades que acumulam gua em vegetais;

    Cloroplasto responsvel pela sntese de protenas e reproduo na clula vegetal.

    FIGURA 6 Representao da clula animal.

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    FIGURA 7 Representao da clula vegetal.

    3) INTERAO ENTRE AS BIOMOLCULAS

    As interaes entre as biomolculas podem ser do tipo covalente ou intermolecular.

    Nas ligaes covalentes o par de eltrons compartilhado por dois tomos. Podemos citar

    como exemplo a ligao peptdica entre dois aminocidos, as pontes dissulfeto entre dois tomos de

    enxofre presentes nas estruturas tercirias de algumas protenas e a ligao glicosdica entre dois

    monossacardeos.

    As foras intermoleculares so no-covalentes e mais fracas que as covalentes pois no

    ocorre o compartilhamento de um par de eltrons. Nessas foras ocorre a atrao entre as cargas

    parcias positivas e negativas de dois tomos de molculas diferentes fazendo com que as molculas

    se aproximem. Existem quatro principais tipos de foras intermoleculares: foras de Van der Waals,

    eletrosttica, ligao de hidrognio, interao dipolo-dipolo.

    3.1) FORAS DE VAN DER WAALS

    Nesse tipo de interao intermolecular, a distribuio de cargas em torno de uma molcula

    muda com o tempo, dessa forma em um dado momento a distribuio de cargas no simtrica e

    um lado da molcula apresentar uma grande quantidade de cargas negativas, por exemplo,

    induzindo dessa forma que uma outra molcula vizinha apresente uma quantidade de cargas

    positivas correspondente de um lado da molcula, ocorrendo dessa forma a atrao entre esses

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    dipolos formados nas molculas, como mostra a Figura 8. Nessa interao, uma molcula induz a

    formao de um dipolo na outra sendo consideradas as interaes mais fracas existentes. Esse tipo

    de interao ocorre entre os grupos R de aminocidos apolares.

    Molculas Apolares

    Distribuio desigual da carga eletrnica

    FIGURA 8 Foras de Van der Waals.

    3.2) INTERAO DIPOLO-DIPOLO

    As foras dipolo dipolo so interaes entre molculas polares sendo consideradas foras

    intermedirias. A figura 9 exemplifica esse tipo de interao. Na molcula da acetona o tomo de

    oxignio, mais eletronegativo, faz uma dupla ligao com o tomo de carbono, menos

    eletronegativo. Dessa forma h a formao de um dipolo na molcula pois o par de eltrons da

    ligao C=O estar mais prximo do tomo de oxignio pois este o tomo mais eletronegativo. Este

    adquire carga parcial negativa e deixa o outro lado da molcula (tomo de carbono) com carga

    eltrica parcial positiva. O lado negativo de uma molcula atrai o positivo da outra e dessa forma

    ocorre a interao entre as molculas.

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    FIGURA 9 Interao do tipo dipolo-dipolo.

    3.3) ATRAO ELETROSTTICA

    Esse tipo de interao o resultado das foras atrativas entre cargas opostas efetivas de

    funes polares, ou seja, ocorre devido a atrao de uma molcula carregada positivamente com

    outra molcula carregada negativamente. Essas interaes so consideradas as mais fortes

    existentes e ocorrem entre radicais carregados de aminocidos.

    3.4) LIGAO DE HIDROGNIO

    A ligao de hidrognio a interao entre o tomo de hidrognio ligado a um tomo de O, N

    ou F de uma molcula com o tomo de N, O ou F de outra molcula. A ligao de hidrognio uma

    fora intermolecular mais fraca que a on-on mais mais forte que as foras de Van der Waals ou

    dipolo dipolo.

    Uma explicao plausvel para a formao das ligaes de hidrognio a de que o par de

    eltrons que liga um tomo de hidrognio a um tomo altamente eletronegativo est efetivamente

    afastado do ncleo do hidrognio, diminuindo muito a densidade de carga negativa ao redor do

    ncleo de hidrognio que um simples prton. Assim, o prton no blindado atrai eltrons que

    circundam o tomo eletronegativo de uma molcula vizinha. A Figura 10 ilustra esse tipo de

    interao. So consideradas interaes de fora intermediria e ocorrem entre grupos polares sem

    carga dos aminocidos polares.

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    FIGURA 10 Ligao de hidrognio entre as molculas de gua.

    3.5) INTERAO HIDROFBICA

    Alm desses quatro tipos, existem ainda as interaes hidrofbicas que so atribudas devido

    a forte tendncia das molculas de gua exclurem grupos ou molculas apolares. Essas interaes

    ocorrem entre solutos no polares e a gua como mostra a figura 11. Molculas apolares de solutos

    se aglomeram entre si na presena de gua, no porque tenham primariamente uma alta afinidade

    uma pela outra, mas porque a gua liga-se fortemente a si mesma.

    FIGURA 11 Interao hidrofbica entre solvente apolar e a gua.

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    EXERCCIOS

    1) Defina biomolculas, cite 3 exemplos e a importncia de cada uma para os organismos vivos.

    2) Diferencie seres eucariontes de seres procariontes.

    3) Qual a funo das seguintes organelas celulares mostradas a seguir: ribossomo, membrana

    plasmtica, centrolos, mitocndria e lisossomo?

    4) Qual a diferena entre ligao covalente e interao intermolecular?

    5) Quais os tipos de foras intermoleculares existentes?

    6) Apresente quais o tipo de interao intermolecular entre:

    a) molculas de gua;

    b) molculas de gua e leo;

    c) molculas de glicose e gua;

    d) os grupamentos metila (-CH3 dos radicais R) de duas protenas;

    e) entre molculas de aminocidos em pH 7,4 (que apresentam a estrutura abaixo)

    H3N CH C

    CH3

    O-

    O

    +

    6) Defina ligao de hidrognio.

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    CAPTULO 2 - GUA: SOLVENTE DAS REAES BIOQUMICAS

    A gua a substncia encontrada em maior quantidade no planeta Terra, constituindo cerca

    de 70 a 90% dos seres vivos.

    A molcula de gua composta por dois tomos de hidrognio e um de oxignio, com

    estrutura angular sendo considerada uma molcula polar como mostra a Figura 1.

    O

    H H

    FIGURA 1 Estrutura da molcula de gua.

    Na natureza, a gua o componente qumico que est presente em maior quantidade nos

    seres vivos e, juntamente com os sais minerais, constitui os componentes inorgnicos das clulas. As

    substncias orgnicas predominam em variedade, pois grande o nmero de protenas, cidos

    nuclicos, lipdios e carboidratos diferentes que formam a estrutura das clulas e dos organismos.

    1) PROPRIEDADES DA GUA

    1.1) PONTO DE FUSO E EBULIO

    As molculas de gua se unem por ligaes de hidrognio na qual um tomo de hidrognio

    polarizado com carga parcial positiva atrado por um tomo de oxignio de outra molcula com

    carga parcial negativa. A formao de dipolos na molcula resultante da grande diferena de

    eletronegatividade entre os tomos de hidrognio e o de oxignio.

    Devido a essas interaes (ligao de hidrognio) a gua apresenta alto ponto de fuso e

    ebulio sendo considerada um excelente solvente para substncias inicas e outras molculas

    polares que faam ligao de hidrognio com a gua como aldedos, lcool, cetonas e acares.

    1.2) SOLUBILIDADE E TRANSPORTE

    A gua considerada como solvente universal pois tem a capacidade de solubilizar inmeros

    compostos orgnicos e inorgnicos, transportando-os pelo organismo. As substncias dissolvidas em

    gua reagem mais facilmente pois suas partculas espalhadas e em contnuo movimento tm uma

    possibilidade maior de entrar em contato com outras partculas. o solvente do sangue, da linfa, dos

    lquidos intersticiais nos tecidos e das secrees como a lgrima, o leite e o suor.

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    A polaridade e a capacidade de formao de ligao de hidrognio da gua faz dela uma

    molcula com alto poder de interao como mostra a Figura 2. A gua um excelente solvente para

    a maioria das molculas polares pois enfraquece as ligaes eletrostticas e ligaes de hidrognio

    entre esses grupamentos e passa a interagir com eles, como por exemplo entre carbonila e amida

    como mostra a Figura 3.

    FIGURA 2 Ligao de hidrognio entre as molculas de gua.

    FIGURA 3 Ligao de hidrognio entre as molculas de gua e outros grupamentos polares.

    a fase dispersante de todo material citoplasmtico. O citoplasma nada mais do que uma

    soluo coloidal de molculas proticas, glicdicas e lipdicas imersas em gua. Atua no transporte de

    substncias entre o interior da clula e o meio extracelular.

    A gua impregna todos os tecidos sendo, dessa forma, o meio de transporte dos elementos

    nutritivos para a clula; transporta as substncias solveis que atravessam as membranas celulares

    devido ao mecanismo das presses osmticas. Todas as reaes bioqumicas se processam em meio

    aquoso j que a gua indispensvel s interaes entre as biomolculas.

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    1.3) CALOR ESPECFICO

    A gua tem um alto calor especfico, o que tambm justificado pela formao de ligaes

    de hidrognio. Assim, a gua tem capacidade de absorver muito calor e mudar pouco de

    temperatura; isso ocorre devido dificuldade de se romper as pontes de hidrognio para que as

    molculas de gua aumentem sua energia cintica e, por conseqncia, sua temperatura.

    Pelo seu elevado calor especfico, a gua contribui para a manuteno da temperatura nos

    animais como aves e mamferos, ou seja, uma pessoa em estado febril tem sua sudorese aumentada

    para que a evaporao da gua contida no suor absorva o calor corpreo, para diminuio da

    temperatura do indivduo. Essa caracterstica fundamental para a manuteno da homeostase dos

    organismos vivos.

    A homeostase a propriedade de um sistema, seres vivos especialmente, de regular o seu

    ambiente interno para manter uma condio estvel, mediante mltiplos ajustes de equilbrio

    dinmico controlados por mecanismos de regulao interrelacionados.

    2) GUA E O METABOLISMO

    Tecidos de um mesmo organismo variam os teores de gua de acordo com um menor ou

    maior metabolismo. Quanto maior o metabolismo tecidual, maior o teor percentual de gua, uma vez

    que a gua o meio para o metabolismo, ou seja, o solvente das reaes bioqumicas. Assim, em

    animais, msculos tm maior atividade metablica que ossos, possuindo maior teor de gua (70 a

    80% enquanto no tecido sseo essa quantidade de 25%), bem como, em plantas, folhas tm maior

    atividade metablica que sementes, possuindo ento maior teor de gua.

    Alm de a gua ser o solvente no qual ocorrem as reaes metablicas corporais, a gua

    participa diretamente de vrias reaes qumicas como reagente ou produto, como as snteses nas

    quais ocorrem desidratao intermolecular, hidrlise, respirao aerbica e fotossntese.

    2.1) DESIDRATAO

    A desidratao trata-se de um problema de sade, uma disfuno de nosso organismo,

    decorrente de uma deficincia da concentrao de gua em nosso corpo, o que inviabiliza a boa

    manuteno do mesmo.

    A desidratao ocorre quando acontece uma perda de lquidos corporais, principalmente

    quando h uma perca de gua superior ao montante que foi tomado, com isso, sai mais gua das

    nossas clulas e, em seguida, do nosso corpo.

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    Perdemos gua todos os dias sob a forma de vapor de gua no ar quando expiramos, e

    atravs do nosso suor, urina e fezes. Juntamente com a gua, tambem so perdidas pequenas

    quantidades de sais.

    Quando perdemos muita gua e esta no reposta, o organismo fica fora de equilbrio ou

    desidratado. A desidratao severa pode levar morte. por isso que devemos ter cuidados e

    ateno desidratao.

    Dentre as principais causas da desidratao pode-se citar: baixa ingesto de lquidos

    (principalmente a gua que participa da maior parte dos processos vitais em nosso organismo);

    perda excessiva de lquidos corporais, como por: vmitos, diarria, produo excessiva de urina e

    exposio prolongada luz solar.

    Os principais sintomas so: aumento da sede e reduo da urina, fraqueza e fadiga, tontura e

    dores de cabea, boca e/ou lngua seca, pode prejudicar as atividades renais, irritabilidade ou apatia

    (falta de energia).

    No caso de algum que se encontre desidratado, deve-se administrar o soro caseiro ou

    industrializado a fim de que o mesmo possa recuperar o lquido e os sais perdidos. A melhor forma de

    evitar a desidratao tomar gua com freqncia e de preferncia 1,5 L por dia, alm de sucos

    naturais, leite e comer frutas.

    3) INTERAES HIDROFBICAS

    Apesar de solubilizar uma grande parte dos solutos, existem molculas que interagem de

    forma diferente com a gua pois no so solubilizados pela mesma. Solutos no polares ou grupos

    funcionais no polares em macromolculas biolgicas no fazem ligao de hidrognio com a gua.

    Dessa forma, essas molculas tendem a se aglomerarem em gua constituindo as interaes

    hidrofbicas.

    Consideremos a introduo de uma molcula de hidrocarboneto em gua. Cria-se uma

    cavidade na gua, o que desfaz temporariamente algumas ligaes de hidrognio entre as molculas

    de gua. As molculas de gua deslocadas orientam-se, ento, para formar o nmero mximo de

    novas ligaes de hidrognio. Isso conseguido a um preo: o nmero de modos de formao de

    ligao de hidrognio na cavidade em torno da molcula do hidrocarboneto muito menor que na

    gua pura sendo que as molculas de gua em torno da molcula do hidrocarboneto so muito mais

    ordenadas do que em outros locais na soluo. A gua altamente coesa na qual as molculas

    vizinhas de gua tm alta afinidade umas pelas outras. A interao hidrofbica mostrada na Figura

    4.

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    FIGURA 4 Interaes hidrofbicas entre composto apolar e a gua.

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    EXERCCIOS

    1) Quais so os compostos orgnicos e inorgnicos presentes nas clulas?

    2) Explique a importncia da gua como solvente e transportador de substncias pelas clulas.

    3) Explique qual a relao entre o calor especfico da gua e sua funo no organismo.

    4) Defina homeostase.

    5) Explique porque tecidos que possuem maior atividade metablica possuem maior teor de gua

    que outros com menor atividade.

    6) Explique o que ocorre em termos de interaes quando adiciona-se uma gota de leo em gua.

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    CAPTULO 3 - AMINOCIDOS E PROTENAS

    1) PROTENAS

    As protenas so biopolmeros formados pela unio de aminocidos. As protenas so de

    fundamental importncia nos processos biolgicos alm de serem as molculas mais diversificadas

    quanto sua forma e funo.

    1.1) FUNES

    As principais caractersticas das protenas so: a) catlise enzimtica: a maioria das reaes qumicas nos organismos vivos so catalisadas por

    enzimas que tem a funo de aumentar a velocidade dessas reaes fazendo com que ocorram em

    tempo, velocidade e pH adequados. A anidrase carbnica um exemplo de enzima que catalisa a

    hidratao do CO2 no processo de troca gasosa do organismo com o meio exterior;

    b) transporte e armazenamento: muitas molculas pequenas ou ons so transportados por protenas

    especficas a diversas partes do corpo como a hemoglobina que transporta O2 do pulmo aos tecidos;

    c) movimento coordenado: as protenas so o principal componente do msculo sendo que a

    contrao muscular levada a efeito pelo movimento deslizante de dois tipos de filamentos

    proticos;

    d) sustentao mecnica: a estrutura de certas protenas, como o colgeno (protena fibrosa), d alta

    fora de tenso e sustentao pele e aos tecidos;

    e) proteo imunolgica: os anticorpos so protenas altamente especficas que reconhecem e se

    combinam com substncias estranhas tais como vrus e bactrias, destruindo-os;

    f) gerao e transmisso de impulsos: a resposta das clulas nervosas a estmulos especficos feita

    atravs de protenas receptoras, como a rodopsina que a protena sensvel luz nos bastonetes da

    retina;

    g) crescimento e diferenciao: so controlados por fatores proticos de crescimento. As atividades

    de diferentes clulas em organismos multicelulares so coordenadas por hormnios como, por

    exemplo, a insulina.

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    2) AMINOCIDOS

    Os aminocidos so as unidades estruturais bsicas das protenas. O aminocido

    composto por um grupamento carboxila, um grupamento amino, um hidrognio e um grupo R que

    diferencia os aminocidos, todos ligados a um nico tomo de carbono, como mostra a Figura 1.

    H2N CH C

    R

    OH

    O

    FIGURA 1 Estrutura geral dos aminocidos.

    As protenas, apesar de apresentarem estruturas e funes to diversificadas, so

    sintetizadas por 20 aminocidos. Todas as protenas de todos os organismos vivos so construdas a

    partir desses 20 aminocidos. A notvel gama de funes exercidas por elas resulta da diversidade e

    da versatilidade desses aminocidos.

    2.1) LIGAO PEPTDICA

    As protenas so polmeros que se unem atravs da ligao do grupo carboxila de um

    aminocido com o grupo amino do outro. Essa ligao chamada de peptdica e obtida por

    excluso de uma molcula de gua, como mostra a Figura 2.

    H2N CH C

    CH3

    OH

    O

    + H2N CH C

    CH3

    OH

    O

    FIGURA 2 Formao da ligao peptdica. A unio de vrios aminocidos por ligaes peptdicas d origem a uma cadeia polipeptdica.

    Uma cadeia peptdica tem um sentido pois seus componentes tm extremidades diferentes.

    Convencionou-se que a ponta amnica considerada como sendo o incio da cadeia. Portanto,

    alanina-glicina-lisina um peptdeo diferente de glicina-lisina-alanina.

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    A Figura 3 mostra a unio de diferentes aminocidos pela ligao peptdica.

    FIGURA 3 - Estrutura de uma cadeia polipeptdica.

    2.2) CLASSIFICAO DOS AMINOCIDOS

    Os 20 aminocidos existentes diferem entre si pelo grupamento R da cadeia lateral. So vinte

    cadeias que variam em forma, tamanho, carga, capacidade de formao de interaes intermolecular

    e reatividade qumica. Dessa forma os aminocidos so classificados em:

    a) apolares: possuem cadeia lateral constituda por molculas orgnicas com carter de

    hidrocarboneto que no interagem com a gua. So exemplos desses tipos de aminocidos: glicina,

    alanina, valina, leucina, isoleucina, metionina, fenilalanina, triptofano e prolina;

    b) polares: possuem cadeia lateral com grupos que possuem carga parcial e so capazes de fazer

    ligao de hidrognio com a gua. So exemplos desses tipos de aminocidos: asparagina,

    glutamina, serina e treonina;

    c) cidos: possuem cadeia lateral com grupos que apresentam carga negativa, em soluo neutra,

    apresentando caractersticas cidas. So exemplos desses tipos de aminocidos: aspartato, cistena,

    glutamato e tirosina;

    d) bsicos: possuem cadeia lateral com grupos carregados positivamente, em soluo neutra, que

    apresentam caractersticas bsicas. So exemplos desses tipos de aminocidos: arginina, lisina e

    histidina.

    A Tabela 1 mostra a estruturas dos 20 aminocidos existentes.

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    TABELA 1 Estrutura e classificao dos aminocidos.

    GLICINA

    ALANINA

    VALINA

    LEUCINA

    TRIPTOFANO

    FENILALANINA

    METIONINA

    ISOLEUCINA

    PROLINA

    ASPARAGINA

    GLUTAMINA

    TREONINA

    SERINA

    ASPARTATO

    GLUTAMATO

    TIROSINA

    CISTENA

    HISTIDINA

    LISINA

    ARGININA

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    2.2.1) Aminocidos essenciais e no essenciais

    Os aminocidos no essenciais so aqueles que o organismo pode fabricar, como por

    exemplo: alanina, asparagina, cido asprtico, cistena, cido glutmico, glutamina, glicina, prolina,

    serina e tirosina.

    Os aminocidos essenciais so aqueles que no podem ser produzido pelos organismos vivos

    e, por isso, devem ser ingeridos na alimentao, como por exemplo: arginina, histidina, isoleucina,

    leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina.

    2.3) FUNES DOS AMINOCIDOS

    Os aminocidos so de extrema importncia no organismo por diversos fatores, cada um

    atuando de uma forma diferente. A Tabela 2 mostra os principais tipos de aminocidos e suas

    funes.

    TABELA 2 Principais aminocidos e suas funes no organismo.

    AMINOCIDO FUNO ALIMENTO

    Lisina Auxilia na formao do colgeno, no crescimento sseo e

    ajuda na inibio dos vrus.

    Queijo e

    derivados

    Glutamina Ajuda no crescimento do tecido muscular, essencial nas

    funes do sistema imunolgico, ajuda a memria e

    estimula a inteligncia.

    Carne / Peixe

    derivados do leite

    Leucina Aumenta a resistncia e diminui a fadiga durante o exerccio fsico. Ajuda a diminuir

    a perda de massa muscular na velhice.

    Soja / Feijo

    Triptofano Atua como neurotransmissor responsvel

    pela sensao de bom humor.

    Chocolate amargo

    cido glutmico Atua como neurotransmissor do sistema nervoso.

    Utilizado na indstria, na forma de glutamato,

    para realar o sabor dos alimentos.

    Glten

    Fenilalanina Elemento principal na formao do colgeno. Utilizado na

    indstria como adoante.

    Peixe/Frango

    Tirosina Precursor de neurotransmissores,

    aumenta a sensao de bem-estar.

    Nozes / Castanhas

    Cereais integrais

    3) ESTRUTURA PROTICA

    A organizao espacial das protenas resultante dos tipos de aminocidos que as

    compem e de como eles esto dispostos uns em relao aos outros. A seqncia dos aminocidos

    ir determinar o tipo de interao possvel entre as cadeias laterais, que determinar a forma da

    protena.

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    3.1) ESTRUTURA PRIMRIA

    A estrutura primria corresponde seqncia de aminocidos que formam a cadeia

    polipeptdica, ou seja, o esqueleto da protena. Essa seqncia determinada geneticamente e

    especfica de cada protena. A Figura 4 mostra um exemplo desse tipo de estrutura.

    FIGURA 4 Estrutura primria da protena.

    3.2) ESTRUTURA SECUNDRIA

    A estrutura secundria descreve as estruturas bidimensionais formadas por elementos da

    estrutura da cadeia polipeptdica. Essa seqncia se refere ao arranjo espacial de segmentos de

    aminocidos que estejam prximos um dos outros na seqncia linear. As duas principais

    conformaes assumidas so denominadas -hlice e folha -pregueada. Essas estruturas se

    estabilizam por ligaes de hidrognio entre o hidrognio do grupamento -NH e o oxignio do

    grupamento C = O.

    3.2.1) Estrutura em -hlice

    A -hlice uma estrutura semelhante a um basto. A cadeia polipeptdica principal

    fortemente helicoidizada formando a parte interna do basto, e as cadeias laterais projetam-se para

    fora em uma disposio helicoidal. A -hlice estabilizada por ligaes de hidrognio entre os

    grupamentos NH e CO da cadeia principal. O grupamento CO de cada aminocido forma ligao de

    hidrognio com o grupamento NH do aminocido que est situado a quatro unidades abaixo na

    seqncia linear. Assim, todos os grupamentos CO e NH formam ligaes de hidrognio. As cadeias

    laterais dos aminocidos projetadas para fora no participam das ligaes de hidrognio

    estabelecidas unicamente entre os grupamentos das unidades peptdicas. O elevado nmero de

    ligaes de hidrognio confere grande estabilidade a estrutura em -hlice. Por esta razo, a

    estabilidade dessa estrutura independe, at certo ponto, do tipo de cadeia lateral do aminocido. No

    entanto, h casos que, devido a forte repulso de grupos carregados com a mesma carga na cadeia

    lateral, no possvel que a estrutura espacial da protena seja em -hlice. A Figura 5 mostra

    exemplo da estrutura em -hlice.

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    FIGURA 5 Estrutura protica em -hlice.

    a) Representao da estrutura em -hlice helicoidizada

    b) Ligaes de hidrognio que mantm a estrutura em -hlice

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    Os principais exemplos de protenas que possuem 75 a 80% de sua estrutura em -hlice so:

    mioglobina e hemoglobina.

    3.2.2) Estrutura em folha -pregueda

    A estrutura em folha -pregueada difere muito da -hlice pois consiste em uma cadeia

    peptdica quase totalmente distendida ao invs de firmemente enrolada. Essa estrutura estabilizada

    por ligaes de hidrognio entre grupamentos NH e CO em fitas peptdicas diferentes, enquanto na -

    hlice as ligaes de hidrognio entre os grupamentos NH e CO so no mesmo filamento. As cadeias

    em folha -pregueada exibem uma conformao mais distendida e dispem-se lado a lado, o que d

    estrutura formada o aspecto de uma folha pregueada. As ligaes de hidrognio so

    perpendiculares ao eixo das cadeias, e os grupos R dos aminocidos projetam-se para cima e para

    baixo do plano da folha pregueada, como mostra a Figura 6. As protenas que apresentam sua

    estrutura em folha -pregueada so: insulina e a concanavalina A (protena vegetal).

    FIGURA 6 Estrutura protica em folha -pregueada.

    3.3) ESTRUTURA TERCIRIA

    Essa estrutura descreve o dobramento final da cadeia polipeptdica por interaes entre os

    grupos R de seus aminocidos. Neste nvel de organizao, segmentos distantes da estrutura

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    primria podem aproximar-se e interagir atravs de ligaes no-covalentes entre as cadeias laterais

    dos resduos de aminocidos. Estas ligaes so consideradas fracas em relao s covalentes. O

    nico tipo de ligao covalente que une os radicais na estrutura terciria so as pontes dissulfeto. Os

    tipos de ligaes no covalentes que unem esses radicais so:

    a) ligaes de hidrognio: so estabelecidas entre os grupos R de aminocidos polares e no

    apresentam um padro regular como na estrutura secundria;

    b) interaes de Van der Waals: so estabelecidas entre as cadeias laterais hidrofbicas dos

    aminocidos apolares. As cadeias hidrofbicas localizam-se geralmente no interior apolar da protena

    pois no interagem com a gua;

    c) ligaes eletrostticas: a maioria dos grupos carregados de uma protena localizam-se na

    superfcie, estabelecendo interaes on-dipolo com a gua. Essas interaes tambm podem ocorrer

    entre grupos carregados com cargas diferentes de radicais de aminocidos.

    A Figura 7 ilustra os vrios tipos de interaes que constituem a estrutura terciria de uma

    protena.

    FIGURA 7 Estrutura terciria da protena.

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    3.4) ESTRUTURA QUATERNRIA

    A estrutura quaternria descreve a associao entre cadeias polipeptdicas que compem

    uma protena funcional como a hemoglobina. Essa estrutura mantida por ligaes no-covalentes

    entre as subunidades, parecido com o que ocorre com a estrutura terciria. Essas subunidades podem

    ser iguais ou diferentes entre si. A Fgiura 8 mostra todas as estruturas da hemoglobina.

    FIGURA 8 Estrutura da hemoglobina.

    4) PROTENAS GLOBULARES E FIBROSAS

    As protenas so chamadas de globulares ou fibrosas segundo suas formas. As protenas que

    apresentam uma ou mais cadeias polipeptdicas organizadas em uma forma final aproximadamente

    esfrica so chamadas globulares. So geralmente solveis e desempenham vrias funes

    dinmicas importantes no organismo. A mioglobina e a hemoglobina so exemplos de protenas

    globulares.

    As protenas fibrosas apresentam forma alongada, so geralmente insolveis e

    desempenham um papel basicamente estrutural nos sistemas biolgicos. Ao contrrio das globulares,

    so formadas pela associao de mdulos repetitivos, possibilitando a construo de grandes

    estruturas. A queratina e o colgeno so exemplos de protenas fibrosas.

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    5) DESNATURAO

    Quando uma protena sintetizada na clula, sua estrutura primria dobra-se

    espontaneamente, originando as estruturas secundria e terciria. Se a protena possuir estrutura

    quaternria, esta tambm se organiza espontaneamente, assim que a estrutura terciria das

    subunidades componentes formada. A protena, ento, assume sua forma nativa. Essa estrutura

    bem organizada responsvel pela funo que a protena exerce no organismo. Caso essa estrutura

    seja desmanchada, a protena perde a sua funo biolgica se desnaturando, como mostra a Figura

    9. A protena dita desnaturada quando sua conformao nativa destruda devido quebra de

    ligaes covalente ou perda de interaes intermoleculares, resultando em uma cadeia polipeptdica

    distendida.

    A desnaturao de uma protena pode ser causada por fatores fsicos, como aumento de

    temperatura, ou qumicos, como, por exemplo, pelo aumento do valor de pH da soluo ou adio de

    outra espcie ao meio, como por exemplo solventes orgnicos. As estruturas afetadas pela

    desnaturao, nas condies citadas acima, so a terciria e quaternria.

    Um exemplo de desnaturao ocorre na protena do ovo, a albumina. Essa protena, ao ser

    aquecida, perde sua forma original e se desnatura.

    A temperatura de desnaturao da maioria das protenas situa-se abaixo de 100oC pois sua

    estrutura afetada. Valores de pH muito altos ou baixos afetam a ionizao dos grupamentos das

    protenas fazendo com que ocorram alteraes em sua conformao. A adio de compostos

    orgnicos capazes de fazerem ligao de hidrognio determina a desnaturao da protena porque

    estes ltimos agentes estabelecem ligaes de hidrognio com radicais da protena substituindo

    ligaes que mantinham a estrutura nativa.

    FIGURA 9 Desnaturao da estrutura protica.

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    6) MUTAO

    A substituio de aminocidos em protenas pode alterar as suas funes, fazendo com

    que ocorra uma mutao. Essa mutao causada pela substituio de um aminocido por outro em

    uma posio crtica da protena pode ter resultados desastrosos para o funcionamento do organismo

    pois a estrutura da protena alterada fazendo com que essa perca sua funo original e se torne

    inativa.

    Uma doena muito conhecida, advinda desse problema, a anemia falciforme. A

    substituio, nas cadeias da hemoglobina, de um resduo de glutamato, cujo radical polar negativo

    localiza-se na superfcie externa da molcula, por valina, com grupo R apolar, causa esse problema.

    As molculas da hemoglobina substituda, quando desoxigenadas, agregam-se atravs de interaes

    hidrofbicas envolvendo os radicais apolares de valina. Os agregados formam um precipitado fibroso

    que distorce as hemcias, que adquirem forma de foice e por isso a hemoglobina alterada, como

    mostra a Figura 10. Estas clulas deformadas obstruem os capilares, impedindo a oxigenao

    adequada dos tecidos sendo tambm mais frgeis que as normais, ocasionando anemia.

    FIGURA 10 Precipitado fibroso na forma de foice.

    7) PROTENAS ESSENCIAIS

    As protenas so muito importantes nos processos biolgicos e desempenham funes

    variadas no organismo dependendo de sua estrutura. Nesse captulo abordaremos algumas das

    principais protenas presentes em organismos vivos.

    7.1) COLGENO

    O colgeno o principal componente fibroso de pele, osso, tendo, cartilagem e dentes,

    sendo a molcula mais abundante dos vertebrados. Esse tipo de protena possui um tipo especial de

    hlice, ou seja, contm trs cadeias peptdicas helicoidais, cada uma com aproximadamente 1000

    aminocidos de comprimento. A Figura 11 mostra a estrutura da estrutura proteca do colgeno.

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    A seqncia de aminocidos no colgeno extremamente regular sendo que a glicina

    aparece a cada trs aminocidos e a prolina aparece em quantidade bem maior do que na maioria de

    outras protenas. Alm disso, est presente tambm a hidroxiprolina, como mostra a Figura 12.

    O colgeno uma molcula em forma de basto e sua estrutura difere em parte da estrutura

    em -hlice pois as ligaes de hidrognio entre os tomos de um mesmo filamento esto ausentes.

    Em vez disso, cada uma das trs hlices do colgeno estabilizada pela repulso estrica dos anis

    pirrolidona das cadeias laterais de prolina e hidroxiprolina. Os anis pirrolidina se mantm longe um

    do outro quando a cadeia peptdica assume essa forma helicoidal, que muito mais aberta que a -

    hlice enrolada.

    FIGURA 11 Estrutura fibrosa do colgeno.

    FIGURA 12 Sequncia de aminocidos de parte da estrutura protica do colgeno.

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    As trs se enrolam uma em torno da outra, formando um cabo superelicoidal. Em cada

    giro h aproximadamente trs aminocidos. Os trs filamentos formam ligaes de hidrognio um

    com o outro. Os doadores de hidrognio so os grupamentos NH peptdicos das glicinas, e os

    aceptores de hidrognio so os grupamentos CO peptdicos de outras cadeias.

    A glicina ocupa a posio de trs em trs aminocidos em um trecho de 1000 aminocidos

    que forma a regio helicoidal do colgeno. O interior do cabo helicoidal trifilamentar muito estreito

    e, de fato, a glicina o nico aminocido que poderia caber em uma regio to pequena. Enquanto

    isso, os aminocidos de cada lado da glicina se localizam no exterior do cabo, onde h espao para

    anis volumosos como a prolina e hidroxiprolina.

    As hlices trifilamentares formadas se associam por ligaes covalentes, como mostra a

    Figura 13, sendo que seu nmero aumenta no tecido com o aumento da idade do animal, sendo essa

    a razo que explica a maior rigidez da carne de animais mais velhos.

    FIGURA 13 Estrutura protica do colgeno.

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    A deficincia de colgeno no organismo denomina-se colagenose, acarretando alguns

    problemas como m formao ssea, rigidez muscular, problemas com crescimento, inflamao nas

    juntas musculares, doenas cutneas, entre outros.

    7.2) MIOGLOBINA

    A mioglobina tem como funo principal carregar e armazenar oxignio no msculo, sendo

    considerada uma protena globular. As maiores concentraes de mioglobina encontram-se no

    msculo esqueltico e no msculo cardaco, onde se requerem grandes quantidades de O2 para

    satisfazer a demanda energtica das contraes.

    A mioglobina uma molcula extremamente compacta sendo constituda principalmente de

    -hlice, das quais h oito. Cerca de 75% da cadeia principal esto enrolados em -hlice e grande

    parte do resto da cadeia forma alas entre as hlices, como mostra a Figura 14.

    FIGURA 14 Estrutura da mioglobina.

    Essa protena constituda por uma cadeia polipeptdica nica com 153 aminocidos que

    contm um grupo heme com um tomo de ferro cuja funo de armazenar e transportar oxignio.

    Dentro de uma cavidade hidrofbica da protena se encontra o grupo prosttico heme. Esta unidade

    no peptdica se encontra unida de maneira no covalente mioglobina sendo essencial para a

    atividade biolgica da unio de O2 da protena, alm de conferir sua colorao caracterstica. O grupo

    heme consta de uma parte orgnica e um tomo de ferro. Para a mioglobina e a hemoglobina a

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    oxidao do Fe+2 destri sua atividade biolgica. No grupamento heme, a molcula de O2 encontra-se

    ligada apenas ao tomo de ferro.

    O enovelamento da cadeia principal da mioglobina, como o de outras protenas, complexo.

    Contudo, um princpio global emerge da distribuio de cadeias laterais. O fato marcante que o

    interior constitudo quase inteiramente de radicais apolares, como os de leucina, valina, metionina e

    fenilalanina. O exterior da mioglobina composto tanto de radicais polares quanto de apolares.

    A ligao do oxignio mioglobina (Mb) pode ser descrita por um equilbrio simples:

    MbO2 Mb + O2

    Observa-se dessa forma que a mioglobina se liga ao oxignio do sangue e quando chega ao

    msculo se desoxigena para que este o utilize para produo de energia.

    7.3) HEMOGLOBINA

    A hemoglobina (principal constituinte das hemcias ou glbulos vermelhos) uma protena

    globular tida como eficiente transportadora de oxignio, alm de exercer um poderoso tampo no

    sangue evitando que os valores de pH sofram alteraes abruptas. A deficincia dessa protena no

    sangue causa a anemia.

    As hemoglobinas de vertebrados so constitudas de quatro subunidades (cadeias)

    polipeptdicas. As quatro cadeias da estrutura quaternria so mantidas juntas por atraes no

    covalentes. Cada cadeia contm um grupamento heme com um centro de ligao ao oxignio, como

    mostra a Figura 15.

    FIGURA 15 Estrutura da hemoglobina.

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    A molcula de hemoglobina praticamente esfrica e suas quatro cadeias esto

    empacotadas juntas, num arranjo tetradrico. Os grupamentos heme esto localizados em fendas

    perto do exterior da molcula, um em cada subunidade. Como o O2 pouco solvel em gua, o

    organismo tem uma protena que faz o transporte de O2 (hemoglobina) atravs do grupo heme.

    Assim como na mioglobina, na hemoglobina o oxignio se une ao tomo de Fe do grupamente heme

    para ser transportado. A estrutura do grupamento heme mostra a seguir.

    Comparando-se a estrutura da mioglobina com uma subunidade da hemoglobina,

    percebe-se que ambas so muito parecidas j que possuem funes semelhantes: carregar oxignio.

    Assim como a mioglobina, a hemoglobina formada por cerca de 75% de sua estrutura em -hlice e

    o enovelamento de suas subunidades tambm se assemelha ao da outra protena. Isso ocorre pois

    esta conformao coloca o grupamento heme num ambiente que o facilita a carregar o oxignio

    reversivelmente, como mostra a figura 16.

    FIGURA 16 Enovelamento da hemoglobina.

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    7.3.1) Transporte de oxignio

    Ao inspirarmos, instalamos O2 nos pulmes. Nos tecidos, o CO2 produzido pelo metabolismo

    celular difunde-se pelas hemcias onde hidratado rapidamente em uma reao catalisada pela

    anidrase carbnica, dando origem ao cido carbnico (H2CO3). No valor de pH do sangue o H2CO3

    dissocia-se em H+ e HCO3- .

    AC

    H2CO3CO2 + H2O H+

    + HCO3-

    A hemoglobina que sai do pulmo apresenta-se totalmente oxigenada e ao chegar aos

    tecidos libera o O2 (pois a pO2 muito baixa e h uma alta [H+]) e se liga aos ons H+ . O

    bicarbonato levado pelo sangue at os pulmes onde se combina com o on H+ (transportado pela

    hemoglobina e liberado no pulmo quando a mesma for oxigenada) produzindo H2CO3, que forma

    CO2 que exalado e gua.

    7.4) ALBUMINA

    Albumina refere-se de forma genrica a uma classe de protenas, e no uma protena em

    especfico, de alto valor biolgico. A estrutura secundria desta protena formada basicamente em

    -hlice, como mostra a Figura 17. Protenas desta classe so encontradas no plasma e diferem das

    outras protenas plasmticas porque no so glicosiladas. Essa classe de protenas solvel em gua

    e sofre desnaturao na presena de calor, estando presente no sangue, na clara do ovo e no leite.

    Esta protena a principal classe de protenas presente no plasma sanguneo e sintetizada pelo

    fgado.A concentrao normal de albumina no sangue fica entre 3,5 e 5,0 gramas por decilitro, e

    cerca de 50% das protenas plasmticas.

    FIGURA 17 Estrutura da albumina.

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    As albuminas so classificadas em: soroalbumina (presente no plasma sangneo),

    ovoalbumina (presente na clara do ovo), lactoalbumina (presente no leite).

    A albumina uma protena de fundamental importncia para os seres humanos devido a

    vrias funes importantes que exerce no organismo, como mostraremos a seguir.

    A soroalbumina fundamental para a manuteno da presso osmtica, necessria para a

    distribuio correta dos lquidos corporais entre o compartimento intravascular e o extravascular,

    localizado entre os tecidos, sendo tambm responsvel pela viscosidade do plasma. Caso os nveis

    desta protena estejam baixos no sangue, a gua que circula nos vasos se infiltra pelos tecidos e

    forma o edema, como mostra a Figura 18. Quando isso ocorre, o paciente urina pouco para poupar o

    lquido que no est no seu devido lugar, isto , circulando e fica inchado.

    FIGURA 18 Extravasamento do plasma sangneo pela baixa taxa de soroalbumina no plasma.

    Dentre outras funes da soroalbumina, pode-se citar: transporte de cidos graxos,

    frmacos, hormnios tiroidais e lipossolveis e controle do pH.

    Apesar de ser extremamente importante para o organismo, essa protena no deve ser

    ingerida de forma descontrolada pois seu consumo em excesso causa ganho de peso e doenas renais

    e hepticas.

    8) MUDANAS ESTRUTURAIS NAS PROTENAS

    A distribuio contrastante de radicais polares e apolares revela uma faceta importante da

    arquitetura das protenas. Em um meio aquoso, o enovelamento das protenas impulsionado pela

    forte tendncia dos aminocidos hidrfobos a se excluir da gua. A gua altamente coesiva e os

    grupamentos hidrfobos so mais estveis quando aglomerados no interior da molcula do que

    quando projetados para o meio aquoso. A cadeia polipeptdica, portanto, se enovela

    espontaneamente, de modo que suas cadeias laterais hidrfobas fiquem imersas e que suas

    cadeias polares carregadas fiquem na superfcie. O destino da cadeia principal que acompanha as

    cadeias laterais hidrfobas tambm importante. Um NH ou CO peptdico no pareado prefere

    mais gua ao meio apolar. O segredo para imergir um segmento de cadeia principal em um

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    ambiente hidrfobo parear todos os seus grupamentos NH e CO por ligaes de hidrognio. Esse

    pareamento conseguido em uma -hlice ou folha -pregueada. Ligaes de Van der Waals entre

    cadeias laterais hidrocarbonadas firmemente acondicionadas tambm contribuem para a

    estabilidade da protena.

    Na preparao da alimentao do dia a dia nos deparamos com a modificao dessas

    estruturas das protenas estudadas, principalmente quando cozinhamos carne bovina. Cozinhar

    modifica a cor e a textura da carne. A variao da cor devida a modificaes na mioglobina. Uma

    pequena quantidade de calor conduz a uma entrada de oxignio na mioglobina, mantendo-se a

    carne vermelha. Por adio de mais calor, o processo inverte-se e a mioglobina liberta o oxignio; a

    continuao da adio de calor causa a oxidao do ferro tornando-se a carne castanha. O calor

    provoca a desnaturao do colgeno conduzindo a uma carne mais macia. A desnaturao do

    colgeno pode ser tambm alcanada pela utilizao de enzimas tais como a bromelaina (do abacaxi)

    ou papaina (do mamo papaia).

    9) OUTRAS PROTENAS ESSENCIAIS

    Alm das protenas citadas anteriormente, muitas outras so de extrema importncia para a

    boa manuteno do organismo. A Tabela 3 apresenta outras protenas importantes para a estrutura

    dos organismos vivos.

    TABELA 3 Protenas importantes para os organismos vivos.

    PROTENA IMPORTNCIA LOCALIZAO

    Queratina Impermeabilizante Fios de cabelo, pele e unhas

    Glten Absoro de gua Cereias

    Casena Fornecimento de aminocidos essenciais

    Principal protena do leite

    Actina e Miosina Contrao muscular Msculo

    Elastina Melhorar a elasticidade Pele

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    EXERCCIOS

    1) Defina o que so protenas e cite 4 propriedades que estas podem exercer no organismo.

    2) Explique o que so aminocidos, apresente sua estrutura geral, cite quais so as classes nas quais

    so classificados e dois exemplos de cada classe.

    3) Apresente o peptdio formado pela unio dos aminocidos valina-triptofano-serina-glutamato,

    indique a ligao peptdica com uma seta e classifique as cadeias laterais destes aminocidos. Qual

    o tipo de estrutura do peptdio responsvel pela unio destes aminocidos?

    4) Diferencie aminocidos essenciais e no essenciais. Cite 3 aminocidos, suas funes no

    organismo e a fonte na qual pode ser encontrado.

    5) Defina desnaturao e mutao. Quais fatores so responsveis pela desnaturao de protenas?

    Cite exemplos. Quais estruturas das protenas podem ser afetadas por essas condies de

    desnaturao.

    6) Diferencie protenas fibrosas e globulares.

    7) Qual a importncia do colgeno no organismo e o que a sua falta pode acarretar?

    8) A glicina ocupa a posio de trs em trs aminocidos em um trecho de 1000 aminocidos que

    forma a regio helicoidal do colgeno. O que poderia ocorrer se o organismo substitusse, na sntese

    do colgeno, um dos aminocidos glicina por tirosina? Qual o nome desse fenmeno?

    9) Qual a funo da mioglobina e da hemoglobina no organismo?

    10) Qual a importncia da soroalbumina para os seres humanos? Qual a protena presente no

    ovo?

    11) Cite outros 3 exemplos de protenas e em quais fontes podem ser encontradas.

    12) Explique como feito o transporte de oxignio nos seres humanos.

    13) A figura a seguir mostra parte de uma protena formada por uma cadeia polipeptdica .

    a) Preencha os espaos em branco indicando os tipos de interaes que esto mantendo essa

    estrutura;

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    b) Qual o tipo de estrutura da protena que mantida por esses tipos de interaes?

    c) O que poderia ocorrer se essa protena fosse colocada em meio de cido clordrico concentrado?

    Explique.

    d) O que poderia ocorrer se essa protena fosse submetida ao aquecimento? Qual o tipo de estrutura

    dessa protena poderia ser afetada?

    14) "Existem razes para supor que, nos animais e nas plantas, ocorrem milhares de processos

    catalticos nos lquidos do corpo e nos tecidos. Tudo indica que, no futuro, descobriremos que a

    capacidade de os organismos vivos produzirem os mais variados tipos de compostos qumicos reside

    no poder cataltico de seus tecidos." A previso de Berzelius estava correta, e hoje sabemos que o

    "poder cataltico" mencionado no texto deve-se:

    a) aos cidos nuclicos. b) aos carboidratos. c) aos lipdios. d) s protenas. e) s vitaminas.

    15) Considere as seguintes afirmaes:

    I - As protenas so molculas de grande importncia para os organismos - atuam tanto

    estruturalmente como tambm metabolicamente.

    II - As enzimas so protenas que atuam como catalisadores biolgicos.

    III - Existem protenas que atuam como linhas de defesa do organismo e algumas delas so

    conhecidas como anticorpos.

    Quais esto corretas?

    a) Apenas I b) Apenas II c) Apenas III d) Apenas II e III e) I, II, III

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    CAPTULO 4 - CARBOIDRATOS

    Carboidratos, tambm conhecidos como hidratos de carbono, so compostos formados por C,

    H e O que, em sua maioria, seguem a frmula Cn(H2O)n, ou seja, so poliidroxialdedos ou

    poliidroxicetonas ou, ento, substncias que, por hidrlise, liberam estes compostos. Os carboidratos

    so os compostos mais abundantes na matria orgnica na Terra e exercem diversas funes

    biolgicas importantes, dentre as quais pode-ser destacar:

    a) fonte energtica: o primeiro composto orgnico a ser oxidado pelos organismos vivos para

    produzir energia a glicose, ou seja, os carboidratos em geral so compostos que fornecem energia

    imediata para o metabolismo;

    b) reserva energtica: parte dos carboidratos que no so consumidos so armazenados nos

    organismos vivos na forma de glicognio (nos animais) ou amido (nas plantas). Quando os nveis de

    glicose esto baixos no sangue, o corpo promove a quebra das molculas do glicognio (polmero

    formado pela unio de vrias molculas de glicose) em glicose para gerao de energia;

    c) estrutural: os carboidratos fazem parte de estruturas de sustentao importantes na natureza

    como, por exemplo, a celulose que contribui para a conformao da parede celular vegetal e a

    pectina que oferece rigidez s cascas das frutas;

    d) integrar outras biomolculas: os acares esto presentes na estrutura de outras biomolculas

    como, por exemplo, na estrutura dos cidos nuclicos (DNA e RNA);

    e) interao clula-clula: as unidades glicdicas nas superfcies das clulas so participantes

    importantes nos processos de reconhecimento de clula a clula. A fertilizao comea com a

    ligao de um espermatozide a um sacardeo especfico na superfcie do vulo.

    1) CLASSIFICAO

    Os carboidratos podem ser classificados em: monossacardeos, dissacardeos e

    polissacardeos.

    1.1) MONOSSACARDEOS

    Os monossacardeos consistem de uma nica unidade de acar que no pode ser convertido

    em outro acar pela hidrlise com cido. Existem 2 famlias de monossacardeos. Se o acar

    contm um grupo aldedo, o monossacardeo chamado de aldose, se ele contm um grupo cetona, o

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    monossacardeo chamado de cetose. Dentre os principais monossacardeos pode-se destacar:

    glicose, frutose, galactose e a ribose. As estruturas da glicose e da frutose so mostradas na Figura 1.

    CHO

    C

    C

    C

    C

    CH2OH

    OHH

    HHO

    OHH

    OHH

    CH2OH

    C

    C

    C

    C

    CH2OH

    O

    HHO

    OHH

    OHH

    Glicose Frutose

    FIGURA 1 Frmula estrutural da glicose e frutose.

    Os monossacardeos so as unidades bsicas dos carboidratos e so constitudos por um

    grupamento cetona ou aldedo e hidroxilas ligadas estrutura principal da cadeia. Esses carboidratos

    so o principal combustvel para a maioria dos seres vivos.

    Os monossacardeos so classificados de acordo com a natureza qumica do grupo carbonila

    e pelo nmero de seus tomos de carbono. Os que possuem grupos aldedicos so chamados de

    aldoses e os que possuem grupos cetnicos so chamados de cetoses.

    1.1.1) Ciclizao de monossacardeos

    Em soluo aquosa menos de 1% das aldoses e cetoses se apresentam como estruturas de

    cadeia aberta. Os monossacardeos com 5 ou mais tomos de carbono ciclizam-se formando anis

    pela reao entre uma extremidade que contm a hidroxila e a outra que contm o grupo carbonlico,

    dando origem a hemiacetais ou hemicetais. A reao de ciclizao intermolecular torna os

    monossacardeos produtos mais estveis para serem armazenados nos organismos vivos devido sua

    forma mais compacta.

    Para ilustrar a ciclizao, pode-se citar como exemplo a estrutura da glicose como mostra a

    Figura 2. O aldedo em C1 na forma em cadeia aberta da glicose reage com a hidroxila em C5,

    produzindo um anel com 6 tomos. No caso das cetoses, ocorre a formao de um anel com 5

    tomos. Essas estruturas so conhecidas como projees de Haworth. O anel heterocclico

    representado perpendicular ao plano do papel enquanto os grupos presentes nas frmulas lineares

    direita esto projetadas abaixo do plano do anel e os que esto esquerda ficam acima.

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    FIGURA 2 Ciclizao da molcula de glicose.

    O carbono carbonlico (C1 em aldoses ou C2 em cetoses) do monossacardeo cclico

    chamado de carbono anomrico.

    Os monossacardeos como a frutose e a ribose ciclizam-se para dar origem a um anel de

    cinco membros como mostra a Figura 3.

    FIGURA 3 Ciclizao da molcula de frutose.

    1.1.2) Principais monossacardeos

    Os principais monossacardeos encontrados em alimentos e utilizados pelo homem so:

    glicose, frutose e a galactose. Todos esses monossacardeos apresentam frmula C6H12O6 e so fontes

    de energia para o organismo.

    A frutose um monossacardeo importante presente no organismo humano e na maioria das

    plantas sendo encontrada em frutas, vegetais e no mel. A frutose vem sendo empregada como

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    adoante de bebidas industrializadas, constituindo de 4,0% a 8,0% de seu peso, em decorrncia de

    algumas caractersticas como a maior solubilidade em solues aquosas e pelo fato de ser mais doce,

    cerca de 1,7 vez mais que a sacarose. Alimentos produzidos em confeitarias tm, em mdia, 1,0% a

    2,0% de frutose, porm se esses alimentos apresentarem frutas na composio, a quantidade de

    frutose pode aumentar para cerca de 11,0%. O mel fornece a maior concentrao de frutose (42,4%

    do peso), sendo considerado um adoante natural. Alm disso, muitos especialistas indicam a

    utilizao moderada da frutose por diabticos pois esta no necessita de insulina para entrar na

    clula.

    A galactose um dos acares mais abundantes, sendo encontrada principalmente na

    estrutura da lactose, um glicdio presente no leite. Este monossacardeo menos doce que a glicose e

    um constituinte de glicolipdeos e glicoprotenas. A Figura 4 mostra a estrutura desse acar.

    FIGURA 4 Estrutura da molcula de galactose.

    A glicose o carboidrato mais abundante e mais importante para os seres humanos pois

    atravs de sua oxidao que o organismo obtm energia. Tem funo de fornecer energia, participar

    das vias metablicas, alm de ser precursora de outras importantes molculas e estar presente na

    membrana celular.

    Juntamente com a frutose e a galactose, a glicose o carboidrato fundamental de

    carboidratos maiores, como sacarose e maltose. Outros polissacardeos, como o amido e celulose,

    so polmeros formados pela unio de vrias molculas de glicose. Esse acar industrialmente

    obtido a partir do amido.

    No metabolismo, a glicose uma das principais fontes de energia e fornece 4 calorias de

    energia por grama. A glicose um dos principais produtos da fotossntese e inicia a respirao celular

    em procariontes e eucariontes.

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    1.2) DISSACARDEOS

    Dissacardeos so carboidratos formados pela unio de 2 monossacardeos, ou seja,

    consistem de uma estrutura pequena de unidades de acar.

    Dois ou mais monossacardeos podem se unir atravs da ligao glicosdica em uma reao

    que h liberao de gua como mostra a Figura 5. A ligao glicosdica formada pela unio do

    tomo de carbono anomrico de um acar com um grupamento hidroxila do outro acar.

    O

    H

    HO

    OH

    H

    H

    OH

    OHHH

    OH

    +O

    H

    HO

    OH

    H

    H

    OH

    OHHH

    OH

    O

    H

    O

    OH

    H

    H

    OH

    OHHH

    OH

    O

    H

    OH

    H

    H

    OH

    HO HH

    OH + H2O

    FIGURA 5 Formao da ligao glicosdica.

    1.2.1) Principais dissacardeos

    Dentre os principais dissacardeos importantes para os seres vivos pode-se destacar: lactose

    e a sacarose.

    Lactose um dissacardeo presente no leite e seus derivados apresentando sabor fracamente

    doce. A lactose formada por dois carboidratos menores, chamados monossacardeos, a glicose e a

    galactose como mostra a Figura 6.

    O leite humano contm de 6-8% de lactose e o de vaca de 4-6%. Esse acar hidrolisado

    somente pela ao da lactase, uma enzima especfica que o transforma em glicose e galactose.

    Na maior parte dos mamferos, a enzima responsvel pela sua hidrlise (a lactase) s sintetizada

    durante o perodo de aleitamento. Na ausncia de lactase, a lactose no pode ser digerida, tornando-

    se por isso uma fonte de alimento abundante para a flora intestinal (que ento comea a crescer

    descontroladamente), e originando por isso nuseas e vmitos, assim como diarria.

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    FIGURA 6 Estrutura da lactose.

    A sacarose (C12H22O11), tambm conhecida como acar de mesa, um tipo de glicdio

    formado por uma molcula de glicose e uma de frutose, como mostra a Figura 7, produzida pela

    planta ao realizar o processo de fotossntese.

    FIGURA 7 Estrutura da sacarose.

    A sacarose amplamente distribuda entre as plantas superiores. Encontra-se na cana-de-

    acar e na beterraba, sendo que o suco da primeira, a garapa, contm de 15-20% e o da segunda de

    14-18% de sacarose. doce e a sua fermentao por leveduras muito utilizada comercialmente.

    O acar de mesa, sacarose, produzido comercialmente a partir de cana-de-acar ou de

    beterraba. Pelo menos metade da energia necessria para um indivduo viver seu dia-a-dia pode ser

    encontrada na natureza, sob a forma de acares e amidos.

    A produo brasileira de sacarose, ou acar comum, basicamente a partir da extrao do

    caldo da cana-de-acar. Em um processo industrial, a produo baseia-se em moer, filtrar e ferver o

    caldo para em seguida centrifugar o melado transformando-o em acar. A adio de compostos

    qumicos ao acar vo definir qual o tipo que ser produzido.

    1.3) POLISSACARDEOS

    Polissacardeos so biomolculas formadas pela polimerizao de vrias unidades de

    monossacardeos unidos entre si por ligaes glicosdicas que formam uma longa cadeia. Esses

    compostos so insolveis em gua e no apresentam sabor doce.

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    1.3.1) Principais polissacardeos

    Dentre os principais polissacardeos importantes para os seres vivos pode-se destacar:

    amido, glicognio e a celulose.

    O amido um polissacardeo depositado nos cloroplastos das clulas vegetais sendo a forma

    de armazenamento de glicose nas plantas e o combustvel utilizado pelas clulas do organismo. O

    organismo dos seres humanos consegue degradar amido pois possui enzimas especficas para exercer

    essa funo, a amilase.

    O amido contm 2 tipos de polmeros da glicose: a amilose e a amilopectina. A amilose

    consiste de cadeias longas no ramificadas de unidades de glicose conectadas por ligaes ( 1-4)

    como mostra a Figura 8. A amilopectina uma estrutura altamente ramificada formada por unidades

    de glicose unidas por ligaes glicosdicas ( 1-4), mas tambm por vrias ligaes ( 1-6), como

    mostra a Figura 9, nos pontos de ramificao que ocorrem entre cada 24 e 30 unidades.

    FIGURA 8 Estrutura da amilose.

    FIGURA 9 Estrutura da amilopectina.

    A celulose uma substncia fibrosa, resistente e insolvel em gua e encontrada na parede

    celular dos vegetais.

    A celulose um polmero de glicose formado por uma cadeia linear e no ramificada. As

    ligaes entre as unidades da glicose apresentam configurao 1-4. A celulose apresenta uma

    estrutura rgida decorrente disso, na qual vrias cadeias lineares estendidas lado a lado podem

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    formar uma rede estabilizadora de ligaes de hidrognio inter e intracadeias, resultando em fibras

    estveis, retas e resistentes tenso. Apresenta estrutura rgida devido estrutura linear de sua

    cadeia como mostra a Figura 10.

    FIGURA 10 Estrutura da celulose.

    Os seres humanos no conseguem degradar a celulose enquanto os ruminantes so capazes

    pois possuem bactrias no trato intestinal que possuem uma enzima chamada celulase que consegue

    degradar celulose.

    O glicognio um polissacardeo de armazenamento. Este polmero de glicose armazenado

    no fgado e funciona como reserva energtica. Este polissacardeo a mais importante forma de

    acar de reserva da glicose das clulas animais.

    O glicognio um polmero de subunidades de glicose unidas atravs de ligaes ( 1-4) com

    ligaes ( 1-6) nas ramificaes. Este polmero extensamente ramificado e mais complexo que o

    amido. A estrutura do glicognio assemelha-se da amilopectina, exceto pelo maior nmero de

    ramificaes que ocorrem no intervalo de 7 a 11 unidades de glicose, como mostra a Figura 11. Essa

    estrutura altamente ramificada torna suas unidades de glicose mais facilmente mobilizveis em

    perodos de necessidade metablica.

    FIGURA 11 Estrutura do glicognio.

    As ligaes ( 1-4) dos polissacardeos no amido e glicognio foram esses polmeros a

    assumirem uma estrutura helicoidal estreitamente compacta.

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    FIGURA 12 Estrutura helicoidal do glicognio.

    2) METABOLISMO CELULAR

    Os organismos dependem do meio ambiente para obter energia e molculas precursoras.

    Para se manterem vivos e desempenharem diversas funes biolgicas, os organismos necessitam

    continuamente de energia. De fato, qualquer organismo vivo constitui, no seu conjunto, um sistema

    estvel de reaes qumicas e de processos fsico-qumicos mantidos afastados do equilbrio; a

    manuteno deste estado contraria a tendncia termodinmica natural de atingir o equilbrio e s

    pode ser conseguida atravs de energia, retirada do meio ambiente. Como, por outro lado, os

    organismos perdem energia para o meio ambiente, sua estabilidade deve ser vista como um

    processo dinmico. Alguns organismos, chamados fototrficos, esto adaptados a obter a energia

    que necessitam da luz solar; outros, os quimiotrficos, obtm energia oxidando compostos

    encontrados no meio ambiente.

    As substncias oxidveis utilizadas pelos seres humanos, em particular, esto presentes nos

    seus alimentos, principalmente sob a forma de carboidratos, lipdios e protenas. H tambm reservas

    endgenas de carboidratos e lipdeos que so oxidados no intervalo entre as refeies.

    Os nutrientes, ao serem oxidados, perdem prtons e eltrons (H+ + e-) para o oxignio

    molecular, que ento convertido gua. A energia derivada desta oxidao utilizada para

    sintetizar um composto rico em energia, a adenosina trifosfato (ATP), a partir de adenosina difosfato

    (ADP) e fosfato inorgnico (Pi). a energia qumica do ATP que ser diretamente utilizada para

    promover os processos biolgicos que consomem energia. Em resumo, para que a energia derivada

    da oxidao dos alimentos possa ser aproveitada pelas clulas, ela deve estar sob a forma da ATP.

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    3) RESPIRAO CELULAR

    A respirao o processo de obteno de energia pela oxidao de molculas orgnicas,

    principalmente glicose. O processo global pode ser representado pela seguinte equao:

    Todas as clulas oxidam glicose a piruvato para obter ATP. O piruvato pode ser oxidado a

    CO2, aumentando muito a produo de ATP. Para obterem ATP a partir de glicose, todas as clulas

    lanam mo de sua oxidao parcial a piruvato. A converso de glicose a piruvato permite aproveitar

    somente uma pequena parcela da energia total da glicose, ficando a maior parte conservada como

    piruvato. De fato, a oxidao total da glicose libera uma quantidade de energia equivalente a 2870

    kJ.mol-1, mas a converso da glicose a piruvato libera apenas 200 kJ.mol-1. Nas clulas aerbias o

    piruvato subseqentemente oxidado, trazendo um enorme ganho na produo de ATP.

    O processo de oxidao completa da glicose de forma simplificada mostrado na figura

    13. A etapa inicial, que consiste na converso de glicose a piruvato, ocorre atravs de uma seqncia

    de reaes denominada gliclise, uma via metablica que se processa no citossol. Seus produtos so

    ATP e piruvato. A posterior oxidao do piruvato feita no interior da mitocndria, nas clulas que

    dispem desta organela.

    Na mitocndria, o piruvato , portanto, totalmente oxidado a CO2, com a concomitante

    produo de grande quantidade de H+ + e-, sempre recebidos por coenzimas. Da oxidao destas

    coenzimas pelo oxignio (atravs da cadeia de transporte de eltrons), deriva-se a grande produo

    de ATP e que perfaz cerca de 90% do total obtido com a oxidao completa da glicose.

    FIGURA 13 Esquema simplificado da oxidao completa da glicose.

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    4) DIABETES

    De acordo com a Federao Internacional de Diabetes, o diabetes acomete mais de 250

    milhes de pessoas no mundo e, se nenhuma providncia for tomada, calcula-se que esse nmero

    alcance os 380 milhes at 2025. No Brasil, em 2006, j tnhamos mais de 10 milhes de pessoas com

    diabetes, sendo mais de 8 milhes com idade entre 30-69 anos e 1,5 milho acima de 69 anos.

    Atualmente, estima-se que cerca da metade deles ainda desconhece o prprio problema.

    Diabetes uma doena metablica caracterizada por um aumento anormal do acar ou

    glicose no sangue. A glicose a principal fonte de energia do organismo porm, quando em excesso,

    pode trazer vrias complicaes sade como por exemplo o excesso de sono no estgio inicial e

    cansao extremo. Quando no tratada adequadamente, podem ocorrem complicaes como

    insuficincia renal, problemas na viso, amputao do p e leses de difcil cicatrizao, dentre outras

    complicaes.

    Embora ainda no haja uma cura definitiva para diabetes, h vrios tratamentos disponveis

    que, quando seguidos de forma regular, proporcionam sade e qualidade de vida para o paciente

    portador.

    4.1) PNCREAS

    O pncreas uma glndula de aproximadamente 15 cm de extenso do sistema digestivo e

    endcrino de animais vertebrados que se localiza atrs do estmago e entre o duodeno e o bao. Ele

    tanto excrino (secretando suco pancretico que contm enzimas digestivas) quanto endcrino

    (produzindo muitos hormnios importantes como insulina e glucagon).

    O pncreas endcrino composto de aglomeraes de clulas especiais denominadas ilhotas

    de Langerhans. Essas ilhotas so compostas aproximadamente de 90% de dois tipos de clulas:

    clulas beta e clulas alfa.

    As clulas beta so responsveis pela produo de insulina enquanto as clulas alfa so

    responsveis pela produo de glucagon.

    A insulina humana um hormnio, ou seja, um polipeptdeo composto por uma nica cadeia

    polipeptdica composta por 51 aminocidos. Este hormnio age numa grande parte das clulas do

    organismo, como as clulas presentes em msculos. A insulina o canal de entrada da glicose na

    clula, ou seja, a insulina se liga glicose, reconhecida pela membrana e ento o acar entra na

    clula para que seja oxidado e produza energia.

    O glucagon um hormnio, ou seja, um polipeptdeo composto por uma nica cadeia

    polipeptdica composta por 29 aminocidos. Este hormnio ajuda a manter os nveis de glicose no

    sangue estveis durante longos perodos de jejum. Quando os nveis de glicose esto muito baixos

  • 49

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    no sangue, o glucagon se liga aos seus receptores nas clulas do fgado fazendo com que este

    libere glicose - armazenada na forma de glicognio - atravs de um processo chamado glicogenlise.

    Assim que estas reservas acabam, o glucagon faz com que o fgado sintetize glicose adicional

    atravs da gliconeognese. Esta glicose ento lanada na corrente sangunea. Estes dois

    mecanismos levam liberao de glicose pelo fgado, prevenindo o desenvolvimento de uma

    hipoglicemia. Em condies normais, a ingesto de glicose suprime a secreo de glucagon.

    A Figura 14 mostra a regulao da glicemia pelos hormnios insulina e glucagon.

    FIGURA 14 Regulao da glicemia pelos hormnios insulina e glucagon.

    4.2) CLASSIFICAO

    Dependendo da causa, o diabetes pode ser classificado principalmente de duas formas:

    diabetes do tipo I e diabetes do tipo II.

    No tipo I as clulas do pncreas que fabricam a insulina, o hormnio que ajuda a glicose a

    entrar na clula, foram destrudas, ou seja, o pncreas no produz mais insulina. Geralmente esse

    tipo diagnosticado na infncia ou na adolescncia e o prprio sistema imunolgico da pessoa que

    passa a destruir as clulas do pncreas produtoras de insulina.

    No tipo II, a produo de insulina no suficiente para promover a entrada de glicose na

    clula ou ento as clulas no conseguem aproveit-la da forma correta. Esse tipo mais freqente

    em adultos e h uma tendncia hereditria por trs do mal e uma forte conexo com a obesidade.

    Hoje sabe-se que o aumento de gordura no organismo provoca a resistncia insulina que a

    dificuldade das clulas de absorver a glicose. Nos dois casos, o excesso de glicose em circulao

    desencadeia vrias complicaes que, se no forem controladas, podem levar morte.

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    EXERCCIOS

    1) Defina o que so carboidratos e cite 3 funes desses compostos para os organismos vivos.

    2) Defina o que so monossacardeos, cite dois exemplos desses compostos juntamente com a

    importncia de cada um para os organismos vivos.

    3) Apresente a estrutura cclica da galactose.

    4) Defina o que so dissacardeos, cite dois exemplos desses compostos juntamente com a

    importncia de cada um para os organismos vivos.

    5) Defina o que so polissacardeos, cite dois exemplos desses compostos juntamente com a

    importncia de cada um para os organismos vivos.

    6) O que a ligao glicosdica? Cite 3 exemplos de carboidratos unidos por esse tipo de ligao.

    7) Qual a principal biomolcula e processo dos quais os seres humanos obtm a energia necessria

    para utilizarem no seu cotidiano?

    8) Apresente a equao global balanceada que representa o processo de respirao celular (oxidao

    da glicose) nos organismos vivos. Qual molcula gerada no processo de oxidao da glicose

    responsvel pela gerao de energia no organismo?

    9) Apresente um esquema global de todo o processo de respirao indicando onde esto localizados

    os reagentes e produtos da oxidao da glicose.

    10) O que diabetes e como ela gerada?

    11) Cite os dois tipos de diabetes existentes e suas respectivas causas.

    12) O que e qual a importncia da insulina nos seres humanos?

    13) O que e qual a importncia do glucagon nos seres humanos?

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    Bioqumica Prof. Abel Scupeliti Artilheiro

    CAPTULO 5 - LIPDIOS

    Os lipdios so biomolculas insolveis em gua e altamente solveis em solventes orgnicos

    sendo armazenados no tecido adiposo. A gordura deposita-se em clulas especiais, as clulas

    adiposas, que se encontram em volta dos rgos ou na parte mais profunda da pele, onde formam

    uma camada chamada de panculo adiposo. Essa camada tem tambm outra funo: atua como

    isolante trmico entre a temperatura do corpo e do meio ambiente.

    A famlia de compostos designados por lipdios muito vasta. Cada grama de lipdio

    armazena 9 kcal de energia, enquanto cada grama de glicdio ou protena armazena somente 4

    quilocalorias. Apesar desse potencial energtico, os lipdios no so os primeiros nutrientes utilizados

    pela clula quando ela gasta energia.

    Ao contrrio das demais biomolculas, os lipdios no so polmeros, isto , no so

    repeties de uma unidade bsica. Embora possam apresentar uma estrutura qumica relativamente

    simples, as funes dos lipdios so complexas e diversas, atuando em muitas etapas cruciais do

    metabolismo e na definio das estruturas celulares.

    Os lipdios tm vrias funes biolgicas, dentre as quais pode-se destacar:

    a) reserva energtica: os lipdios funcionam como uma eficiente reserva de energia pois, sua

    oxidao, gera aproximadamente o dobro de energia que os carboidratos; sempre que o organismo

    necessita de energia, esta ser obtida pela oxidao de carboidratos e posteriormente pela queima

    de gordura que est armazenada.

    b) alimento energtico: quando grande parte dos carboidratos j foram oxidados, o organismo

    comea a oxidar, propriamente dito, a gordura armazenada para obteno de energia; alguns

    animais, como o urso polar, so capazes de permanecer longos perodos em jejum pois utilizam as

    suas reservas de gorduras como fonte de energia;

    c) estrutural : os lipdios compem parte da membrana celular (as bicamadas lipdicas) que

    funcionam como barreira altamente seletivas entrada de compostos nas clulas; o grau de

    insaturao dos lipdios responsvel pela fluidez da membrana, ou seja, impede que a membrana

    celular seja rgida;

    d) proteo mecnica: a gordura age como suporte mecnico para certos rgos internos e sob a

    pele de aves e mamferos, protegendo-os contra choques e traumatismos;

    e) sinalizadores: atravs de reaes qumicas alguns lipdios sinalizam, ou seja, indicam algo no

    organismo como, por exemplo, as prostaglandinas que so os sinalizadores qumicos da dor nos

    processos inflamatrios.

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    Bioqumica