A qumica da vida Mdulo 6 Bioqumica Substncias

A química da vida Módulo 6

Bioquímica • Substâncias inorgânicas: água (75 -80%) e sais minerais • Substâncias orgânicas: carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucléicos Os compostos orgânicos, têm em sua composição o carbono e o hidrogênio. Compostos que tenham carbono, mas sem hidrogênio, são considerados compostos de transição. Os inorgânicos não contém carbonos.

Água • 2 átomos e hidrogênio e 1 de oxigênio; • Zona positiva e zona negativa (moléculas polares) • Ligações de hidrogênio: coesão (tensão superficial)

• Adesão: união de moléculas de água a outras moléculas polares; • Apolares não aderem: lipídios; • Ao congelar: se expande e fica menos densa vida em locais aquáticos frios; • Poder de dissolução: solvente universal (moléculas polares e sais minerais)

Sais minerais • Ligação iônica: um ou mais elétrons são transferidos de um átomo para outro (formação de cátions ‘+’ e ânions ‘-’) • A presença de cargas promove atração entre os íons • Sódio+Cloro= Cloreto de sódio (sal de cozinha) • Dissociação iônica: formação de íons (ânios e cátions) • Sais mineirais: composição estrutural dos seres vivos • Na forma de íons: controlam mecanismos bioquímicos.

Cálcio • Formação e manutenção dos ossos; • Transmissão dos impulsos nervosos, batimentos cardíacos; • Regulação das contrações musculares.

Fósforo • Formação e manutenção das estruturas ósseas; • Faz parte dos ácidos nucléicos • ATP – reserva de energia

Potássio • • • Contração muscular; Pressão sanguínea; Impulsos nervosos; Equilíbrio hídrico (osmótico); Síntese do glicogênio, proteínas; Metabolismo energético

Sódio • Regulação do equilíbrio hídrico; • Transmissão de impulsos nervosos; • Relaxamento muscular.

Cloro • Manutenção do equilíbrio hídrico

Magnésio • Contração muscular; • Ativa sistemas produtores de energia; • Assimilação de energia luminosa.

Ferro • Componente da hemoglobina e da mioglobina – grande afinidade com gases respiratórios

Zinco • Constituinte das enzimas e dos hormônios das principais vias metabólicas; • Processo de cicatrização; • Componente das enzimas digestivas.

Cobre • Componente das enzimas que participam do metabolismo da hemoglobina junto ao ferro

Iodo • Hormônios da tireóide – Hipertireoidismo – Hipotireoidismo bócio

Flúor • Estrutura dos ossos • Esmalte dos dentes

Cromo • Metabolismo energético e da glicose

Selênio • Associado à vitamina E

Manganês • Contribui na utilização da glicose para o fornecimento de energia

Molibdênio • Componente de algumas enzimas Questão 4

Vitaminas • Auxiliam o trabalho de enzimas (coenzimas). – Substâncias reguladoras – Hipervitaminoses – Avitaminoses – Hidrossolúveis – B 1, B 2, B 3, B 4, B 5, B 6, B 8, OU H, B 9, B 12, C – Lipossolúveis – K, E, D, A Questão 15 Questão 13

B 1 - Tiamina • Metabolismo de carboidratos e gorduras; • Respiração celular; • Condução dos impulsos nervosos • Beribéri – inflamação e degeneração de nervos, • Insuficiência cardíaca • Distúrbio mental

B 2 - Riboflavina • Respiração celular (FAD) • Produção de glóbulos vermelhos • Fissuras na pele – rachaduras no canto da boca; • Anemia

B 3 – Niacina ou nicotinamida, vitamina PP • Respiração celular • Células da epiderme, epitélio intestinal e nervos; • Pelagra – lesões na pele, diarréia e distúrbios nervosos

B 5, Ácido pantotênico • • • Respiração celular Metabolismo das gorduras Anemia Fadiga Formigamento nas mãos e pés

B 6 - Piridoxina • Metabolismo das proteínas; • Síntese de hemoglobina; • Sistema nervoso; • Anemia • Convulsões • Contrações musculares involuntárias

B 8 ou H - Biotina • Síntese de queratina • Inflamações na pele • Distúrbios neuromusculares

B 9 – Ácido Fólico • • Formação do tubo neural Anemia Má – formação do feto Sintetizados pelas nossas bactérias

B 12 - Cobalamina • • • Neurônios Glóbulos vermelhos Anemia perniciosa (pode ser congênita) Distúrbios no SN Hemácias mal formadas

C – Ácido ascórbico • Síntese de colágeno • Antioxidante • Escorbuto (lesões na mucosa intestinal com hemorragias, sangramento de gengivas, fraqueza)

A- Retinol • Plantas não possuem retinol • Seus pigmentos carotenóides são transformados no fígado em retinol • Integridade da pele • Epitélios respiratório, intestinal e urinário; • Síntese de pigmentos da retina • Cegueira noturna

D - Calciferol • Produzida pele humana – Raios solares • Produzida no fígado – Substância precursoras • Laticínios • Ovos • Vegetais ricos em óleos

E- tocoferol • Antioxidante • Deficiência – esterilidade e anemia

K - Filoquinona • Produzido por bactérias da flora intestinal humana • Coagulação sanguínea • Ausência de formação de coágulos e hemorragias Questão 45

Glicídios/ Carboidrados/ Hidratos de carbono • Composto orgânico (C, H e O); – Monossacarídeo: Cn(H 2 O)n • Trioses, tetroses, pentoses, hexoses e heptoses – Glicose, galactose: C 6 H 12 O 6 – Oligossacarídeo: união de até 10 monossacarídeos • União de dois monossacarídeos= dissacarídeo. Ex: maltose, sacarose, lactose. . . – Polissacarídeo: união de mais de 10 monossacarídeos • Amido, celulose, quitina, glicogênio. . . » *n: varia de 3 a 7 Questão 18

Lipídeos • Ácidos Graxo (AG)+ álcool – AG: cadeia longa de carbonos e hidrogênios com um grupamento ácido carboxílico (COOH) • Saturado: ligações simples; • Insaturado: pelo menos uma ligação dupla. – Álcool: substância que possui uma ou mais hidroxilas (OH) ligados à átomos de carbono saturados

Álcool Lipídio Ácido graxo

• Inteiração entre hidroxila do álcool e o grupo ácido carboxílico do ácido graxo libera uma molécula de água: ESTERIFICAÇÃO *o produto da esterificação pode ser:

Um lipídeo: • Glicerídeo: se álcool for o glicerol – Triacilglicerídeos: óleos e gorduras • Cerídeo: outro álcool de cadeia aberta – Ceras • Esteróide/ esterídeo: álcool de cadeia fechada – hormônios

Carotenóides • Pigmentos de plantas e algas – Alaranjados: carotenos – Xantofilas: marrom-avermelhado • Precursores da vitamina A, importante para a visão – cegueira noturna

Triacilglicerídeos • Dobro de energia que um carboidrato • Gorduras e óleos – Óleos (ácido graxo insaturado): plantas – Gorduras (ácido graxo saturado): animais • Margarinas óleos vegetais hidrogenados= gorduras trans: efeitos tão nocivos quanto os das gorduras saturadas.

Lipídeos Esteróides • Esteróide mais abundante: colesterol • Produzido no fígado (naturalmente) • Composição química das membranas celulares e precursor da testosterona, do estrógeno, dos sais biliares e da vitamina D. – Produzida e ingerida

• Transporte sanguíneo realizado por lipoproteinas: – LDL (low density lipoprotein): fornece/deposita • arterosclerose – HDL (high density lipoprotein): remove para o fígado-> excretado sob forma de sais biliares • Plantas e fungos não contém colesterol

• Esteroides anabolizantes promovem crescimento e divisão das células: desenvolvimento do tecido muscular – Reposição da testosterona: uso médico; – Aumento de força, resistência e massa muscular • Acne, fígado, pressão alta, elevação de LDL e redução do HDL; alterações no ciclo menstrual, crescimento de pêlos na face; óbito. Questão 21

• Funções: – Energética: cada grama de lipídeo fornece o dobro da energia que a mesma quantidade de glicídeo (carboidrato)-porém, são dificilmente decompostos; – Estrutural: membranas celulares (fosfolipídeos= glicerol+dois ácidos graxos) – Hormonal: construídos a partir do colesterol; – Isolante: camada de gordura evita perda de calor excessivo – Impermeabilizador: impermeabilidade de folhas vegetais – Amortecedor: choques traumáticos

• fosfolipídios (porção polar -grupo fosfato e radicais- e poção apolar- ácido graxo: Moléculas anfipáticas) • Micelas: película sobre a superfície da água: região hidrófoba procura ficar longe da água.

Proteínas • Molécula orgânica de maior quantidade nos seres vivos • Macromoléculas: constituídas por cadeias menores que contém entre 50 e 3000 aminoácidos (aa) – Aa= grupamentos amina + ácido carboxílico • Naturais: alanina, arginina, asparagina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutâmico, glutamina, prolina, serina e tirosina • Essenciais: valina, leucina, isoleucina, fenilalanina, histidina, metionina, treonina, lisina e triptofano (adultos) • SE UNEM POR LIGAÇÕES PEPTÍDICAS

REAÇÃO DE DESIDRATAÇÃO! As porções amino-terminal e ácido-terminal se mantém no dipeptídeo. • Então. . . Aminoácidos Peptídeos Proteínas.

Nutrição proteica • Proteínas = fonte de aminoácidos ou energia; • Aminoácidos naturais x essenciais; • Alimentos de origem animal: alto teor protéico e valor nutricional: • Alta digestibilidade (efetivamente absorvido) • Contém aa essenciais; • GELATINA: alta digestibilidade e baixa qualidade • Vegetais: pouca proteína, baixa digestibilidade e deficiência em aminoácidos essenciais.

Relembrando e avançando. . . MÓDULO 6! • Ligação entre dois aminoácidos (aa): dipeptídeo; • Também apresentam grupo amino e ácido terminal; • Ligação peptídica= desidratação • Variabilidade protéica: tipo, quantidade e sequência dos aminoácidos; • Sequência linear dos aa: estrutura primária (ordem dos aa)

• A ordem em que os aa aparecem não é o único fator responsável pela “identidade” da proteína; mas determina as estruturas secundária, terciária e quartenária; Primária (determinada geneticamente)

Secundária Terciária Quartenária

Anemia falciforme: mutação genética • Substituição: aa glutamato por aa valina (pouco transporte de oxigênio); • Hemácia possui aspecto de foice: fragilidade.

• Temperatura: desnaturação (inativação) protéica. – Albumina: não rematura

• Proteínas simples: compostas apenas por aa • Proteínas conjugadas: grupo prostético (ferro da hemoglobina) – – Cromatoproteínas Glicoproteínas Lipoproteínas Nucleoproteínas Algumas proteínas importantes: insulina (hormonal), anticorpos (defesa), albumina (estrutural/proteção), fibrinogênio (coagulação), queratina (estrutural), colágeno, enzimas (catalizadora). .

Enzimas: catalisadores biológicos • Velocidade e não-desnaturação : enzimas – DIMINUEM A QUANTIDADE DE ENERGIA DE ATIVAÇÃO necessária para a ocorrência da reação!!

• Permanecem quimicamente intactas após uma reação, podendo estar disponíveis posteriormente.

• Reações podem ser reversíveis A+B C • Substrato + “ase” = nome da enzima – Lipase – Protease – Amilase. . . • Pepsina (estômago), tripsina (duodeno)

Fatores que influenciam a atividade enzimática • Temperatura

• Concentração de enzima e de substrato: – Há aumento proporcional da atividade enzimática em relação ao aumento da concentração da enzima ou do substrato, mas esse fenômeno não se dá indefinidamente: • [Enzima]: consumirá todo o substrato • [Substrato]: ocupará todas as enzimas Limitam a atividade enzimática! Ponto ótimo: ponto em que a enzima obtêm seu melhor desempenho.

• p. H (potencial hidrogeniônico) • p. H 7 = neutro (massa de íons H+ igual à massa de íons OH-). Pepsina: Questão 1 Para relembrar. . . RIBOZIMAS?

Ácidos Nucléicos • Ácido desoxirribonucléico (DNA) e ácido ribonucléico (RNA); • DNA: principal constituinte dos cromossomos. – genes: segmentos da molécula de DNA

• RNA: processo de síntese das proteínas (fita simples) • DNA e RNA são formados por vários nucleotídeos • Nucleotídeo: – Fosfato; – Açúcar (DNA=desoxiribose e RNA=ribose); – Base nitrogenada

• Bases nitrogenadas – Púrica (duas cadeias fechadas): adenina e guanina – Pirimídica (uma cadeia fechada com quatro átomos de carbono e dois de nitrogênio): timina, citosina e uracila DNA RNA Adenina (A) Bases púricas Guanina (G) Citosina (C) Timina (T) Uracila (U) Bases pirimídicas Açúcar (pentoses) Desoxiribose Ribose Questão 32

Energia: contando calorias! • 1 g carboidrato: 4 kcal • 1 g lipídeo: 9 kcal • Necessidade diária: ~2500 kcal – Para queimar um cheeseburger (470 kcal): 32 min de corrida – Para queimar uma fatia de pizza (185 kcal): 12 min – Para queimar uma bola de sorvete (255 kcal): 17 min – Para queimar uma maçã (70 kcal) : 5 min.