Aulas_1_e_2 (1)

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<p>2202SCB – Bioquímica Metabólica</p><p>Gustavo Metzker</p><p>DQCA</p><p>2024</p><p>• Bioenergética e metabolismo</p><p>• Fosforilação Oxidativa e Fotofosforilação</p><p>• Metabolismo de Carboidratos (glicólise e glicogênese, via das pentoses fosfato,</p><p>metabolismo de glicogênio e amido)</p><p>• Metabolismo de Lipídeos</p><p>• Metabolismo Catabólico de Aminoácidos e Proteínas</p><p>• Ciclo da Ureia</p><p>• Biossinalização, Integração e Regulação do Metabolismo</p><p>Conteúdo Programático</p><p>Bibliografia</p><p>Obs.: Seguiremos a ordem dos Capítulos</p><p>do Livro e não a ordem proposta no</p><p>Conteúdo Programático</p><p>29-11-24</p><p>Prazo Final Notas e Freq.</p><p>06-12-24</p><p>Prazo Final Nota Exame</p><p>Exame: 05-12-24</p><p>Revisão: 06-12-24</p><p>Prova 1: 19-09-24</p><p>Prova 2: 21-11-24</p><p>Substitutiva: a definir</p><p>J</p><p>u</p><p>l</p><p>S</p><p>e</p><p>t</p><p>O</p><p>u</p><p>t</p><p>N</p><p>o</p><p>v</p><p>D</p><p>e</p><p>z</p><p>Calendário</p><p>Não Haverá Aula</p><p>26-09 e 03-10</p><p>Estarei em Congresso</p><p>A</p><p>g</p><p>o</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas</p><p>Primeira Lei da Termodinâmica: para qualquer mudança física ou química a quantidade</p><p>TOTAL de energia permanece CONSTANTE</p><p>Segunda Lei da Termodinâmica: A entropia do Universo sempre aumenta</p><p>Sistemas biológicos JAMAIS atingem o equilíbrio, mas podem se auto-organizar</p><p>Energia Livre de Gibbs (G): expressa a quantidade de energia capaz de realizar TRABALHO</p><p>durante uma reação a uma dada pressão e temperatura (Constantes)</p><p>G > O (Endergônica); G < 0 (Exergônica)</p><p>Entalpia (H): conteúdo de calor do sistema reagente.</p><p>H > O (Endotérmica); H < 0 (Exotérmica)</p><p>1Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas</p><p>Entropia (S): medida do grau de desordem do sistema</p><p>S > O (Aumento da Entropia); H < 0 (Diminuição da Entropia)</p><p>Quanto maior a Entropia, maior a variação da Energia Livre (G)</p><p>G = H - TS</p><p>2Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas</p><p>3Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas</p><p>Célula: SISTEMA ISOTÉRMICO (T e P constantes)</p><p>Fluxo de energia nas células é fruto das reações químicas, ou seja, das múltiplas reações</p><p>que ocorrem no metabolismo dos nutrientes</p><p>Reações químicas podem ocorrem em equilíbrio entre os reagentes:</p><p>A força motriz para as reações químicas é o deslocamento</p><p>do equilíbrio</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 4</p><p>ATENÇÃO!</p><p>Variação da Energia Livre Padrão (G’0) é diferente da Energia Livre de Reação (G)</p><p>GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO É A FORÇA MOTRIZ DAS REAÇÕE!!!!!!</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 5</p><p>Relação entre G e a Keq</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 6</p><p>Glicose</p><p>Ácido Palmítico</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 7</p><p>G’0 é uma propriedade ADITIVA</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 8</p><p>Como calcular o valor de Keq’ a partir do valor de G’0 ?</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 9</p><p>Quais reações ocorrem em meio biológico?</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 10</p><p>Quais reações ocorrem</p><p>em meio biológico?</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 11</p><p>Quais reações ocorrem</p><p>em meio biológico?</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 12</p><p>Quais reações ocorrem</p><p>em meio biológico?</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 13</p><p>Quais reações ocorrem</p><p>em meio biológico?</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 14</p><p>Quais reações ocorrem</p><p>em meio biológico?</p><p>Oxidação do C aumenta!!!</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 15</p><p>Elétrons são disponibilizados!!!</p><p>Quais reações ocorrem</p><p>em meio biológico?</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 16</p><p>O ATP</p><p>”Moeda energética” que</p><p>relaciona catabolismo e</p><p>anabolismo</p><p>Catabolismo: extração</p><p>da energia química</p><p>para sintetizar ATP</p><p>Anabolismo: uso da</p><p>energia para</p><p>construção de</p><p>moléculas complexas</p><p>Metabolismo: conjunto das</p><p>reações catabólicas e</p><p>anabólicas</p><p>17</p><p>O ATP</p><p>Na condição padrão!!!!!!!</p><p>Nas condições celulares, as</p><p>concentrações de ATP, ADP e</p><p>Pi são diferentes de 1,0 mol L-1</p><p>Gp</p><p>18</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 19</p><p>Outros compostos fosforilados que fornecem energia</p><p>Fosfoenolpiruvato</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 20</p><p>Outros compostos fosforilados que fornecem energia</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 21</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 22</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 23</p><p>ATP fornecendo energia</p><p>via transferência de grupo</p><p>Quebra e formação de ligação covalente também</p><p>é uma forma de transferência de energia</p><p>Hidrólise do ATP é uma das formas de</p><p>transferência de energia</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 24</p><p>ATP fornecendo energia</p><p>via transferência de grupo</p><p>G0’</p><p>Dependendo do substrato onde o grupo</p><p>fosfato (Pi) estiver ligado a sua hidrólise ou</p><p>transferência de grupo gerara maior ou</p><p>menor variação de energia livre</p><p>Grande parte do CATABOLISMO é voltado</p><p>para produção de compostos de fosfato</p><p>de alta energia</p><p>ATP é termodinamicamente INSTAVEL mas</p><p>cineticamente ESTAVEL</p><p>Enzimas regulam a reatividade do ATP</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 25</p><p>ATP pode ser clivado em várias posições</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 26</p><p>Demanda de ATP permite reações entre moléculas</p><p>PCr: fosfocreatina</p><p>Demanda súbita por ATP → não há tempo de gerar ATP via catabolismo</p><p>Uso de moléculas “de estocagem de Pi” para regenerar o ATP</p><p>Posteriormente catabolismo repõe o “estoque de Pi”</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 27</p><p>Polifosfato Inorgânico: doador de Pi</p><p>Bactérias e leveduras tem, geralmente, altas concentrações de Polifosfato</p><p>Enzimas são responsáveis por clivar o PoliP para gerar energia</p><p>Polifosfato-cinase-1</p><p>PPK-1</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 28</p><p>Reações de Oxido-Redução</p><p>Ponto Chave → FLUXO DE ELÉTRONS</p><p>E0 = 0,15V</p><p>E0 = -0,77V</p><p>E0 = -0,77V + 0,15V = -0,62V</p><p>n = número de elétrons</p><p>F = Constante de Faraday ( 96,5 kJ V-1 mol-1)</p><p>E’0 = variação do potencial padrão</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 29</p><p>Reações de Oxido-Redução</p><p>Potencial Padrão de Redução</p><p>Potencial é sempre tabelado</p><p>para a reação de REDUÇÃO</p><p>Na montagem das reações é</p><p>necessário identificar o redutor e o</p><p>oxidante e montar a reação, invertendo</p><p>o potencial da semi-reação</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 30</p><p>Reações de Oxido-Redução</p><p>E0 = 0,15V</p><p>E0 = -0,77V</p><p>E0 = -0,77V + 0,15V = -0,62V</p><p>Qual valor de G’0 para a reação redox acima?</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 31</p><p>Reações de Oxido-Redução</p><p>Gradiente de espécies redox gera potenciais diferentes</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 32</p><p>Reações de Oxido-Redução</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 33</p><p>Reações de Oxido-Redução</p><p>Algumas coenzimas são</p><p>transportadores universais</p><p>de elétrons</p><p>NAD, NADP, FMN e FAD são</p><p>coenzimas solúveis em H2O,</p><p>sofrem oxidação e redução</p><p>reversíveis</p><p>Bioenergética e Tipos de Reações Bioquímicas 34</p><p>Reações de Oxido-Redução</p><p>Enzima: álcool desidrogenase (oxidorredutase)</p><p>Slide 1</p><p>Slide 2</p><p>Slide 3</p><p>Slide 4</p><p>Slide 5</p><p>Slide 6</p><p>Slide 7</p><p>Slide 8</p><p>Slide 9</p><p>Slide 10</p><p>Slide 11</p><p>Slide 12</p><p>Slide 13</p><p>Slide 14</p><p>Slide 15</p><p>Slide 16</p><p>Slide 17</p><p>Slide 18</p><p>Slide 19</p><p>Slide 20</p><p>Slide 21</p><p>Slide 22</p><p>Slide 23</p><p>Slide 24</p><p>Slide 25</p><p>Slide 26</p><p>Slide 27</p><p>Slide 28</p><p>Slide 29</p><p>Slide 30</p><p>Slide 31</p><p>Slide 32</p><p>Slide 33</p><p>Slide 34</p><p>Slide 35</p><p>Slide 36</p><p>Slide 37</p><p>Slide 38</p><p>Slide 39</p>