FUNDAMENTOS DE BIOQUIMICA PARA CIENCIAS BIOLOGICAS ... · Adenosine triphosphate (ATP), the energy currency or coin of the cell, transfers energy from chemical bonds to endergonic

FUNDAMENTOS DE

BIOQUIMICA PARA

CIENCIAS BIOLOGICAS

CIENCIAS DOS

ALIMENTOS

AGRONOMICAS E

FLORESTAIS

Eacute PERMITIDO A REPRODUCcedilAtildeO

DESDE QUE SEM FINS LUCRATIVOS Prof Dr Luiz Antonio Gallo Prof Dr Luiz Carlos Basso MARCcedilO DE 2012

1

ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA ldquoLUIZ DE QUEROZrdquo

UNIVERSIDADE DE SAtildeO PAULO

ESALQ USP

FUNDAMENTOS DE BIOQUIMICA PARA CIENCIAS BIOLOGICAS

CIENCIAS DOS ALIMENTOS AGRONOMICAS E FLORESTAIS

MATERIAL DIDATICO PARA OS ALUNOS DE GRADUACcedilAtildeO

CONTEM TEXTOS DA INTERNET

MATERIAL INCOMPLETO

AINDA EM FASE DE REDACcedilAtildeO

PROFS

LUIZ ANTONIO GALLO

LUIZ CARLOS BASSO

Departamento de

CIENCIAS BIOLOGICAS

PIRACICABA

=2012=

2

IacuteNDICE

Conceitos se objetivos1

Carboidratos 3

Lipiacutedios 13

Aminoaacutecidos 22

Proteiacutenas 35

Aacutecidos Nucleacuteicos 44

Energeacutetica Bioquiacutemica 52

Enzimas 60

Glicoacutelise 76

Ciclo de Krebs 82

Cadeia Respiratoacuteria 86

Via Pentose Fosfato 90

Metabolismo dos Trigliceriacutedios 93

Metabolismo Degradativo das Proteiacutenas e Aminoaacutecidos 99

Integraccedilatildeo do Metabolismo 106

Excreccedilatildeo do Nitrogecircnio 111

Fotossiacutentese 116

Ciclo do Nitrogecircnio 135

Biossiacutentese de Proteiacutenas 157

3

BIOQUIacuteMICA ELEMENTAR

CONCEITO E OBJETIVOS

A Bioquiacutemica eacute o ramo da quiacutemica que se preocupa com as transformaccedilotildees moleculares

dos constituintes celulares Ao conjunto dessas transformaccedilotildees denominamos ldquoMetabolismordquo

Dependendo da organizaccedilatildeo estrutural atingida pelas moleacuteculas o metabolismo pode ser

dirigido no sentido de siacutentese (anabolismo) ou de degradaccedilatildeo (catabolismo) Durante o

metabolismo degradativo moleacuteculas estruturalmente complexas satildeo demolidas em entidades

mais simples ao passo que a fase anaboacutelica se caracteriza pela formaccedilatildeo de estruturas

moleculares mais complicadas a partir dessas entidades mais simples O anabolismo e o

catabolismo ocorrem concomitantemente numa ceacutelula viva

Esses constituintes celulares tambeacutem denominados de biomoleacuteculas se apresentam em

elevado nuacutemero nas diferentes espeacutecies Assim estima ndash se que em uma ceacutelula da bacteacuteria E

coli existam 3000 diferentes proteiacutenas e nenhuma delas semelhantes agraves 100000 diferentes

proteiacutenas encontras na ceacutelula humana Levando ndash se em consideraccedilatildeo o nuacutemero de espeacutecies

animais e vegetais calcula ndash se em 1010

ou 1012

o nuacutemero de diferentes proteiacutenas

Embora as macro biomoleacuteculas sejam extremamente numerosas elas satildeo formadas de

um nuacutemero relativamente pequeno de algumas moleacuteculas simples (os blocos construtivos)

Assim todas as inuacutemeras proteiacutenas satildeo formadas pela uniatildeo de 20 diferentes

aminoaacutecidos Os aacutecidos nucleacuteicos satildeo formados por 8 diferentes nucleotiacutedeos Os aacutecidos

nucleacuteicos satildeo formados de glicerol e alguns aacutecidos graxos e os polissacariacutedios por uns poucos

monossacariacutedios

Todas as moleacuteculas encontradas na ceacutelula desempenham uma ou mais funccedilotildees dentre as

quais podemos mencionar

a funccedilatildeo estrutural constituem o arcabouccedilo ou envoacutelucro como as membranas

limitando mateacuteria viva (protoplasma) e as vezes compartimentalizando os processos

bioquiacutemicos ou quer como esqueleto sustentando e dando forma ao organismo

b Funccedilatildeo energeacutetica quando atraveacutes da degradaccedilatildeo de tais compostos a energia quiacutemica

encerrada nas ligaccedilotildees covalentes (C-C C-H e C-OH) eacute de alguma forma utilizada para a

siacutentese de ATP (adenosina ndash Trifosfato) O ATP eacute posteriormente empregado na realizaccedilatildeo

4

dos diversos trabalhos fisioloacutegicos (contraccedilatildeo muscular excreccedilatildeo transporte ativo etc) bem

como nas atividades de biossiacutentese ou anabolismo

A bioquiacutemica embora uma ciecircncia recente natildeo pode ser considerada uma extensatildeo da

Quiacutemica Orgacircnica se reduzindo agrave uma coleccedilatildeo dos compostos orgacircnicos encontrados na

ceacutelula e suas propriedades Atualmente assentada em seus proacuteprios princiacutepios fundamentados

na Loacutegica molecular da vida a Bioquiacutemica eacute a ciecircncia que tem por objetivo estudar no seu

maior grau de intimidade ou seja ao niacutevel molecular a natureza dos diversos processos

bioloacutegicos (respiraccedilatildeo crescimento transmissatildeo da hereditariedade fotossiacutentese etc) que

ocorrem nos organismos vivos quer animais ou vegetal superiores ou inferiores

FUNDAMENTOS DE QUIMICA ORGANICA

FUNCcedilOtildeES

Como se forma o nome do composto

Com base na estrutura ou cadeia fundamental vamos indicar as caracteriacutesticas especiais do

composto Estas caracteriacutesticas satildeo indicadas por meio de prefixos e sufixos e por meio de

nuacutemeros (para as localizar) Quando existe mais do que um tipo de substituinte aplicam-se as

regras de prioridade indicadas na tabela seguinte O grupo principal eacute indicado pelo sufixo

correspondente Os outros grupos funcionais eventualmente presentes na moleacutecula seratildeo

indicados por prefixos

Priori

dade Classe Grupo Sufixo Prefixo

1 Catiotildees -oacutenio

2 aacutecidos carboxiacutelicos -COOH

-(C)OOH

aacutecido carboxiacutelico

aacutecido oacuteico Carboxi-

3 aacutecidos sulfoacutenicos -SO2OH aacutecido sulfoacutenico Sulfo-

4 Sais -COOM

-(C)OOM

carboxilato de M

-(o)ato de M

Carboxilato de

M

5 eacutesteres -COOR

-(C)OOR

carboxilato de R

-(o)ato de R R-oxicarbonil

6 Halogenetos de aacutecidos -COX

-(C)OX

halogeneto de

carbonilo

halogeneto de (o)ilo

Haloformil-

7 Amidas -CONH2

-(C)ONH2

-carboxamida

-amida Carbamoil-

8 Amidinas -C(=NH)NH2 -carboxamidina Amidino-

5

-

(C)(=NH)NH2

-amidina

9 Nitrilos -CN

-(C)N

-carbonitrilo

-nitrilo Ciano-

10 Isocianetos -NC -isonitrilo Isociano-

11 Aldeiacutedos -CHO

-(C)HO

-carbaldeiacutedo

-al

Formil-

Oxo-

12 Cetonas -(C)O -ona Oxo-

13 Alcooacuteis -OH -ol Hidroxi-

14 Fenoacuteis -OH -ol Hidroxi-

15 Tioacuteis -SH -tiol Mercapto-

16 Aminas -NH2 -amina Amino-

17 Iminas =NH -imina Imino-

(Os aacutetomos de carbono entre parecircntesis fazem parte da cadeia (ou estrutura) do composto

primitivo pelo que satildeo incluiacutedos no nome do composto primitivo e natildeo no sufixo)

Nombres de grupos Funcionales en orden de prioridad

El grupo funcional que se encuentre maacutes abajo de la tabla seraacute el de mayor orden de prioridad y se usaraacute como sufijo Si mas de un grupo funcional se encuentra presente el que tenga mayor prioridad se usaraacute como sufijo y los otros como prefijos

Modelo Sufixo Prefixo

- NH2 -amina Amino

- SH -tiol mercapto

- OH -ol Hidroxi

-tiona Tiol

-ona oxo

-al Oxo

6

-nitrilo ciano

-amida -

Haleto de -anoila -

Ac -sulfonico Sulfo

Acido -oico carboxi

-oato -

Estos prefijos el nombre incluye el carbono del grupo funcional Cuando se cuente no debe de contarse este carbono

1- Efeito Indutivo na cadeia carbocircnica

Analise o esquema abaixo

Na ligaccedilatildeo C - C numa sucessatildeo soacute de aacutetomos de carbono os eleacutetrons da

ligaccedilatildeo estatildeo equidistantes de cada aacutetomo Jaacute numa sucessatildeo de carbonos

terminada por um elemento muito eletronegativo como o cloro por exemplo

ocorre uma deslocalizaccedilatildeo de eleacutetrons das ligaccedilotildees C - C por causa do efeito da

ligaccedilatildeo C - Cl Esse efeito eacute chamado efeito indutivo O cloro funciona com um

ponto de atraccedilatildeo eletrocircnica puxando para si os eleacutetrons da ligaccedilatildeo com o

carbono ligado a ele Eacute como uma trilha de dominoacute em que as peccedilas caem umas

sobre as outras o cloro atrai para si os eleacutetrons da ligaccedilatildeo com o carbono ligado a

7

ele este por sua vez fica com uma certa deficiecircncia eletrocircnica e por isso

atrai para si os eleacutetrons da ligaccedilatildeo com o carbono seguinte tentando compensar

essa deficiecircncia e assim sucessivamente Isso acaba gerando uma polarizaccedilatildeo na

cadeia carbocircnica

Do ponto de vista do efeito indutivo existem duas espeacutecies de grupos que

podem se ligar a uma cadeia carbocircnica

Grupos eleacutetron-atraentes (efeito indutivo -I) Satildeo aqueles que atraem os

eleacutetrons das ligaccedilotildees em sua direccedilatildeo Os mais importantes grupos eleacutetron-

atraentes satildeo aqueles que possuem elementos muito eletronegativos em relaccedilatildeo

ao carbono (F O N Cl Br I etc) ou radicais insaturados Os radicais

insaturados possuem ligaccedilotildees pi que por efeito de ressonacircncia iratildeo atrair os

eleacutetrons das ligaccedilotildees em sua direccedilatildeo

Grupos eleacutetron-repelentes (efeito indutivo +I) Satildeo aqueles que

empurram os eleacutetrons das ligaccedilotildees em direccedilatildeo oposta a eles Os mais

importantes grupos eleacutetron-repelentes satildeo os radicais saturados (alquila) e os que

possuem carga eleacutetrica negativa Nos radicais alquila quanto mais aacutetomos de C e

H (com simples ligaccedilotildees) tiver o radical mais eleacutetron-repelente ele seraacute

2- Algumas consequecircncias do Efeito Indutivo

21) A estabilidade dos carbocaacutetions

Uma consequecircncia importantiacutessima do efeito indutivo relaciona-se com a

estabilidade do carbocaacutetion numa reaccedilatildeo quiacutemica em que haacute formaccedilatildeo desta

espeacutecie como intermediaacuteria no processo O tipo de carbocaacutetion formado pode

determinar que produtos seratildeo formados e em que proporccedilotildees relativas O

carbocaacutetion eacute um iacuteon que possui um carbono com apenas trecircs ligaccedilotildees (sp2) isto eacute

possui uma carga positiva Experimentalmente verifica-se uma grande facilidade

de se formarem carbocaacutetions terciaacuterios (cuja carga positiva estaacute num carbono

terciaacuterio) em relaccedilatildeo a carbocaacutetions secundaacuterios ou primaacuterios Essa estabilidade

diminui do carbocaacutetion terciaacuterio para o secundaacuterio e deste para o primaacuterio Veja

abaixo a possiacutevel explicaccedilatildeo para esse fato

8

Nesse caso a carga positiva funciona como o centro de atraccedilatildeo eletrocircnica

na cadeia Perceba que no carbocaacutetion primaacuterio apenas um sentido de corrente

eletrocircnica estaacute disponiacutevel para compensar a deficiecircncia de eleacutetrons do carbono

sp2 Jaacute no secundaacuterio existem dois sentidos de corrente e no terciaacuterio trecircs

sentidos Logicamente quanto maior a disponibilidade eletrocircnica para compensar

a carga positiva maior a facilidade do carbocaacutetion e maior a facilidade de ser

formado Muitas vezes devido agrave alta instabilidade os carbocaacutetions primaacuterios nem

chegam a se formar A natildeo ser que as condiccedilotildees do meio em que ocorre a reaccedilatildeo

sejam favoraacuteveis agrave sua formaccedilatildeo Maiores detalhes seratildeo vistos adiante nas

reaccedilotildees quiacutemicas que passam por carbocaacutetions

22) Forccedila de aacutecidos e bases

Outra consequumlecircncia interessante do efeito indutivo relaciona-se com a

forccedila de aacutecidos e bases orgacircnicos

Caraacuteter aacutecido - Vejamos um aacutecido carboxiacutelico que possui um grupo de

induccedilatildeo ligado agrave cadeia Esse grupo pode ser eleacutetron-atraente ou eleacutetron-

repelente

No primeiro caso (a) o grupo X eacute eleacutetron-atraente O efeito indutivo eacute -I

e portanto deixa a carbonila com deacuteficit eletrocircnico o que leva a um

9

enfraquecimento da ligaccedilatildeo com o hidrogecircnio aacutecido Logo seraacute mais faacutecil a

liberaccedilatildeo do proacuteton Assim o caraacuteter aacutecido aumenta

No segundo caso (b) o grupo X eacute eleacutetron-repelente O efeito indutivo eacute +I

e portanto deixa a carbonila com superaacutevit eletrocircnico o que leva a um aumento

da forccedila de ligaccedilatildeo com o hidrogecircnio aacutecido Logo seraacute mais difiacutecil a liberaccedilatildeo do

proacuteton Assim o caraacuteter aacutecido diminui

Caraacuteter baacutesico - Vejamos agora o que ocorre com uma amina (base

orgacircnica)

Segundo a teoria de Lewis base eacute uma espeacutecie quiacutemica que possui um ou

mais pares eletrocircnicos natildeo-ligantes ou seja eacute capaz de coordenar pares

eletrocircnicos Dessa forma assim como a forccedila de um aacutecido estaacute relacionada com a

sua capacidade de receber eleacutetrons a forccedila de uma base relaciona-se com sua

capacidade de coordenar eleacutetrons Logo quanto maior a disponibilidade eletrocircnica

em uma espeacutecie quiacutemica maior seraacute seu caraacuteter baacutesico


e portanto deixa o grupo amino com deacuteficit eletrocircnico o que leva a uma

diminuiccedilatildeo do seu caraacuteter baacutesico


e portanto deixa o grupo amino com superaacutevit eletrocircnico o que leva a um

aumento do seu caraacuteter baacutesico

10

CARBOIDRATOS

1 CONCEITO

Quimicamente podem ser definidos como aldeiacutedos ou cetonas poliidroxilados ou

substacircncias que mediante hidroacutelise liberem tais compostos Apresentam uma formulaccedilatildeo geral

Cx (H2O) Y com raras exceccedilotildees Assim a desoxirribose (encontrada no DNA) apresenta

foacutermula C5H1004 onde a relaccedilatildeo HO natildeo eacute de 21 Igualmente pode nos encontrar

carboidratos com outros elementos aleacutem do C H eacute O Embora natildeo muito frequumlente N S e P

podem integrar moleacuteculas de carboidratos Outras denominaccedilotildees hidratos de carbono

accediluacutecares gluciacutedios e gluacutecides

2 ESTEREOISOMERIA OacuteTICA

Eacute um fenocircmeno muito difundido entre os carboidratos e vem a ser decorrecircncia do composto

apresentar um ou mais aacutetomos de carbono assimeacutetrico na moleacutecula Aacutetomo de carbono

assimeacutetrico eacute aquele que se liga a 4 radicais diferentes e resulta geralmente que os

compostos que os apresentam se mostram oticamente ativos ou seja desviam o plano da luz

polarizada Se o desvio for para a direita o composto eacute dito de ldquodextrorrotatoacuteriordquo (+) e se

para a esquerda ldquolevorrotatoacuteriordquo (-) Como referecircncia utilizando o gliceraldeido que

apresenta 2 isocircmeros oacuteticos

11

As configuraccedilotildees D e L estatildeo relacionadas com o posicionamento da hidroxila (OH) do

carbono assimeacutetrico mais distante do grupo funcional (aldeiacutedo ou cetona) e necessariamente

nada tem com as propriedades dextro ou levorrotatoacuteria desses compostos exceto para o

gliceraldeiacutedo

3 CICLIZACcedilAtildeO DE PENTOSES E HEXOSES

Dependendo do comprimento da cadeia carbocircnica os carboidratos podem adquirir uma

estrutura ciacuteclica mantida pela ligaccedilatildeo hemiacetal Esta ligaccedilatildeo explica a baixa reatividade dos

grupamentos aldeiacutedos e cetonas de alguns accediluacutecares

Assim a moleacutecula de glicose pode se dobrar de modo a permitir uma aproximaccedilatildeo entre o

grupo aldeiacutedo do carbono 1 com a hidroxila do carbono 5 estabelecendo a ligaccedilatildeo hemiacetal

Configuraccedilotildees e conformaccedilotildees

Aacutelcools reagem com grupos carbonilas de aldeiacutedos e cetonas formando um hemiacetal ou um

hemicetal respectivamente (figura 4) Da mesma forma a hidroxila e o grupo aldeiacutedo ou

grupo cetona de um monossacariacutedeo podem reagir intramolecularmente para formar

hemiacetais ou hemicetais ciacuteclicos Tais configuraccedilotildees podem ser representadas atraveacutes da

projeccedilatildeo de Haworth

Um monossacariacutedeo composto por um anel de seis membros eacute chamado de piranose enquanto

um monossacariacutedeo formado por uma anel de cinco membros eacute chamado de furanose (figura

5)

12

13

4 CLASSIFICACcedilAtildeO DOS CARBOIDRATOS

Segundo uma complexidade satildeo estrutural os carboidratos podem ser classificados em

monossacariacutedios oligossacariacutedios e polissacariacutedios

41 Monossacariacutedios Satildeo os mais simples dos accediluacutecares natildeo sofrem hidroacutelise possuem

baixo peso molecular e satildeo soluacuteveis em aacutegua Apresentam sabor doce satildeo cristalinos

quando no estado soacutelido Satildeo todos considerados ldquoaccediluacutecares redutoresrdquo

Os monossacariacutedios se subdividem segundo o nuacutemero de aacutetomos de carbono na moleacutecula

Ndeg de aacutetomos de C Nome geneacuterico Representantes de importacircncia

fisioloacutegica

2 diose glicaldeido

3 triose gliceraldeido dihidroxiacetona

4 tetrose eritrose treose

5 pentose xilose xilulose ribose

6 hexose glicose frutose manose galactose

7 heptose sedoheptulose

8 octose _ _

9 nonose _ _

14

15

42 Oligossacariacutedios Satildeo accedilucares compostos que hidrolisados originam

monossacariacutedios satildeo classificados de acordo com o nuacutemero de monossacariacutedios que

16

satildeo liberados por moleacuteculas dissacariacutedios trissacariacutedios tetrassacariacutedios

pentassacariacutedios e hexassacariacutedios Estudaremos apenas alguns dissacariacutedios

sacarose - glicose - 12 rarr - frutose

maltose - glicose - 14 rarr - glicose

lactose - galactose ndash 14 rarr glicose

celobiose glicose ndash 14 rarr glicose

trehalose glicose ndash 11 rarr glicose

Maltose

celobiose

17

Os dissacariacutedeos satildeo formados por dois monossacariacutedeos unidos por ligaccedilatildeo covalente

Existem vaacuterios dissacariacutedeos presentes na alimentaccedilatildeo como por exemplo

Trealose = glicose + glicose a (1-1)

Celobiose = b-glicose + b-glicose (1- 4)

Maltose(1 - 4) e a Iso-maltose (1 - 6) duas moleacuteculas de glicose e estatildeo presente

no malte (maltose) e satildeo subproduto da digestatildeo do amido e glicogecircnio (iso-maltose)

Lactose glicose + galactose (1- 4) eacute o principal carboidrato do leite

Sacarose glicose + frutose (1 - 2) sendo a forma mais comum de accediluacutecar obtida da

cana-de-accediluacutecar

Accediluacutecar redutor eacute aquele que apresenta um grupo aldeiacutedo ou um grupo cetocircnico livre isto eacute

natildeo participante de ligaccedilatildeo glicosiacutedica A ligaccedilatildeo hemiacetal responsaacutevel pela estrutura

ciacuteclica de alguns accedilucares natildeo compromete o caraacuteter redutor Os accedilucares redutores satildeo assim

chamados por poderem reduzir o iacuteon Cu++

em meio alcalino

18

reativo detecta coloraccedilatildeo

1 - Tese de Fehling sol

Cupro alcalina

accedilredutores vermelho

2 - Teste de Benedict glicose azul

3 - Reaccedilatildeo de Molish geral AR anel puacuterpura

4 - ldquo de Bial pentoses azul

5 - ldquo de Tollens pentoses rosa

6 - ldquo de Seliwanoff frutose vermelho

43 Polissacariacutedios Satildeo compostos que por hidroacutelise liberam grande nuacutemero de

monossacariacutedios Satildeo insiacutepidos insoluacuteveis em aacutegua e amorfos no estado soacutelido Apresentam

elevado peso molecular Diversos representantes desempenham funccedilotildees estrutural e energeacutetica

nos diversos organismos

a Amido reserva energeacutetica dos organismos vegetais constituiacutedo de amilose e

amilopectina

A amilose eacute constituiacuteda de - glicose mantida pela ligaccedilatildeo - 14 glicosiacutedica apresentando

peso molecular entre 4000 e 150000

A amilopectina eacute formada de - glicose mantida por ligaccedilotildees - 14 e - 16 com peso

molecular de ateacute 500000

19

b Glicogecircnio Reserva energeacutetica dos organismos animais estruturalmente semelhantes

agrave amilopectina poreacutem mais ramificado isto eacute com maior proporccedilatildeo de ligaccedilotildees -

16 o que torna a moleacutecula mais compacta Apresenta peso molecular de ateacute

2000000

c Celulose Formada de - glucose unidas pela ligaccedilatildeo - 14 constitui a parede celular

das ceacutelulas vegetais

20

d Quitina Constitui a carapaccedila (exoesqueleto) dos insetos e crustaacuteceos Eacute um poliacutemero

de N ndashacetil - - glicosamina altamente insoluacutevel

Sob o mar

Descobrindo a rentabilidade que existe nos desperdicios marinhos

Por Nancy Garcia

A quitina eacute um polissacariacutedeo formadora da carapaccedila dos insetos e crustaacuteceos Eacute um

produto do processamento industrial de camarotildees siris lagostas e tem novas e prometedoras

aplicaccedilotildees industriais

A quitina eacute um polissacariacutedeos formado pela polimerizaccedilatildeo de resiacuteduos de N-acetil

glicosamina Eacute o segundo produto orgacircnico mais abundante que existe na natureza depois da

celulose Eacute o principal componente da cutiacutecula dos artropodos crustaacuteceos e insetos estando

presente em moluscos e forma parte das paredes celulares de alguns microorganismos como

fungos e leveduras Entre suas principaius caracteriacutesticas esta a abundancia ser biodegradaacutevel

e natildeo toacutexica

A carapaccedila dos crustaceos e camarotildees representam a primeira fonte para se obter quitina As

carapaccedilas alem de conter quitina tambeacutem contem pigmentos vermelhos e proteiacutenas com a

mesma qualidade da carne do crustaacuteceo

A quitina e um poliacutemero muito grande parecido com a celuilose Por natildeo ser degradaacutevel em

aacutegua e necessariose modificar a estrutura do poliacutemero para se obter seus derivos soluacuteveis

Dentre estes derivados estatildeo a qutinase empregada como biocida como bactericida

fungicida e herbicida e o quitosam que serve para o tratamento de aacuteguas industriais e como

um ingrediente nutritivo pois ajuda a eliminar o colesterol ajuda previnir doenccedilas

cardiovasculares e tem efeito anti gaacutestrico e anti atritico

21

O quitosan aplicado em industrias papeleiras permite que a polpa tenha maior forccedila para fixar

as tintas e os corantes dostecidos Na industria de alimentos eacute empregado como espumante e

emulsificante

A traveacutes de dicho poliacutemero se encapsulan medicamentos de liberacioacuten prolongada Se

emplea como biomaterial para hacer lentes de contacto hilos de sotura y proacutetesis ya que tiene la propiedad de ayudar a la regeneracioacuten de huesos En el aacuterea de la cirugiacutea plaacutestica ayuda al reestablecimiento de los tejidos evita la mala cicatrizacioacuten sirve para la fabricacioacuten de piel sinteacutetica y es un agente que inhibe las infecciones en heridas

Es material para la creacioacuten de peliacuteculas envolventes que prolongan la vida de los alimentos perecederos como envases biodegradables (Para ahondar en este tema consulte la seccioacuten Marketing de esta edicioacuten y considere los beneficios de emplear estos envases en su negocio)

Las oportunidades Meacutexico es uno de los paiacuteses con mayor produccioacuten de camarones al ocupar el seacuteptimo lugar a nivel mundial (casi 100 mil toneladas de peso vivo durante 2001 seguacuten datos de Sagarpa)

Tambieacuten se producen en promedio 20 mil toneladas anuales de jaiba tres mil 500 de langostino y casi tres mil toneladas de langosta (todos en peso vivo) Es posible capturar estas especies en la regioacuten comprendida del Atlaacutentico la peniacutensula de Yucataacuten y el Golfo de Meacutexico

En la regioacuten al Este de la Repuacuteblica se ha reportado la produccioacuten de una langostilla que debido a su tamantildeo pequentildeo no sirve para consumo y se considera maacutes una plaga al ser capturada junto con el camaroacuten y causar un sobrepeso que rompe las redes Esta langostilla no se ha aprovechado ampliamente (soacutelo se le utiliza para la creacioacuten de harina para granjas camaroneras) sin embargo se ha calculado que tiene una produccioacuten anual de 250 mil toneladas que se queda varada en las costas originando un

verdadero problema ambiental Seriacutea ideal utilizarla para producir quitina

En la captura de crustaacuteceos soacutelo se aprovecha su carne quedando los caparazones como desperdicios Escudero expresa que a partir de este desperdicio se puede comenzar toda una industria dedicada a la produccioacuten de quitina y sus diferentes derivados Por su parte Patricia Miranda comenta que el costo de una empresa dedicada a la produccioacuten de quitina se calcula alrededor de dos millones de pesos por el tipo de instalaciones y equipo

que se usa en el proceso

Escudero comenta que para instalarla se necesita baacutesicamente un reactor de desmineralizacioacuten otro de desproteinizador molino secador y fermentador Los productos pueden ser refinados lo cual aumenta su valor por lo que se debe contar con espectrofotoacutemetro centrifugadora balanza autoclave y agitadora La inversioacuten en maquinaria es de alrededor de un milloacuten de pesos El precio de la materia prima las

cutiacuteculas de los crustaacuteceos no se ha establecido al ser un desperdicio por lo mismo

22

ambas investigadoras afirman que se puede llegar a un acuerdo con las cooperativas camaroneras para determinar un valor

La quitina en el mercado tiene un costo aproximado de US$20 por kilo la quitinasa refinada con alto grado de desacetilacioacuten tiene un precio de US$300 diez gramos mientras que el quitosaacuten de baja calidad llega a US$70 por kilo

Una de las ventajas es que no se necesita personal especializado soacutelo capacitado para poder operar los reactores y conocer el proceso afirma Miranda

Los mercados De acuerdo con Escudero la quitina y sus derivados tienen uso potencial en diferentes paiacuteses principalmente Japoacuten China y Estados Unidos En todos ellos ya existe una industria consolidada alrededor de este poliacutemero siendo China el principal productor y exportador de quitina Chile y Espantildea estaacuten en una fase incipiente a la par de Ameacuterica

Latina

En Meacutexico es praacutecticamente un tema nuevo no obstante ya existe una empresa que comienza a abrirse camino en este campo Neptuno ubicada en Sonora

Representantes de Neptuno comentaron que junto con un grupo de investigadores llevan a cabo una serie de actividades como participar en exposiciones o en conferencias para promover sus productos a pesar de que mundialmente el uso de la quitina y sus derivados va en aumento De hecho hay amplias posibilidades de exportarlo a la Unioacuten Americana y algunos paiacuteses latinoamericanos

Recoleccioacuten de caparazones Una posibilidad para poder entrar en el negocio sin tener que realizar una inversioacuten tan importante al inicio consiste en recolectar los caparazones limpiarlos y molerlos que es el proceso primario para la elaboracioacuten de la quitina El caparazoacuten molido se puede vender a las empresas que elaboran el compuesto y de ahiacute capitalizar para adquirir el equipo necesario para la fabricacioacuten del polisacaacuterido De hecho empresas como Neptuno y otras en Estados Unidos estaacuten dispuestas a comprar los caparazones limpios sin necesidad de molerlos

Para ello soacutelo se necesita establecer las formas de recoleccioacuten sin dejar de considerar que entre maacutes joacutevenes sean los crustaacuteceos mayor seraacute la cantidad y calidad de las sales de calcio contar con secadoras y grandes cantidades de agua

En caso de no contarse con los secadores se pude secar al sol en un terreno amplio y colocar limpios los caparazones

Existen institutos y empresas dedicadas al disentildeo de envase y embalaje (Instituto Mexicano de Profesionales en Envase y Embalaje) que en estos casos dan asesoriacutea para enviar el producto con costos reducidos

El ejemplo de la quitina es uno de los tantos avances cientiacuteficos que ha tenido una aplicacioacuten praacutectica en la industria y por ende abre brecha para desarrollar maacutes de uno de los tantos negocio del futuro

23

Cientos de posibilidades El quitosaacuten sirve para

En tratamiento de aguas residuales En la elaboracioacuten de pulpa para papel estaacutendar fotograacutefico y carboacuten En el campo meacutedico y de salud se le emplea en la creacioacuten de vasos sanguiacuteneos

artificiales como antinflamatorio inhibidor de tumores y de placa dental antiviral y procesos de cicatrizacioacuten Tambieacuten se usa en la formacioacuten de esponjas y vendas para

heridas asiacute como en la confeccioacuten de ropa esteacuteril para personas convalecientes Es un material que protege contra la radiacioacuten En el sector de alimentos es un aditivo para la estabilizacioacuten del color conservadores y remocioacuten de soacutelidos En el aacuterea cosmeacutetica se usa para fabricar polvo para maquillaje barniz de untildeas humectante fijadores para el cabello crema humectante pasta de dientes En la agricultura se utiliza para el recubrimiento de semillas y hojas fertilizantes y

liberacioacuten de controlada de agroquiacutemicos

La quitina y su potencial industrial

Como un escudo de alta eficiencia construido con pura

quiacutemica una sustancia que forma parte del carapazoacuten defiende

a insectos crustaacuteceos moluscos y otros seres vivos de su

contacto con lo externo La poseen en diversa cantidad jaibas

camarones langostas arantildeas y cucarachas Incluso algunos

hongos y algas Se llama quitina y es un compuesto natural

con variados beneficios para el ser humano uacutetil en las industrias farmaceacuteutica de alimentos

cosmeacutetica y de empaques

De basura a materia prima que filtra agua contaminada ofrece consistencia a alimentos

procesados atrapa grasa es antibactericida y sirve como envoltura biodegradable entre otros

beneficios la quitina estaacute involucrada en la proteccioacuten de varias especies Su nombre

derivado del griego kiacutetos significa cavidad o boacuteveda y el sitio en que se encuentra el

caparazoacuten de muchos artroacutepodos tambieacuten refiere su capacidad para enfrentar a diversos

agentes externos

Despueacutes de la celulosa es el segundo poliacutemero maacutes abundante en el planeta por lo que su

utilizacioacuten a gran escala en Meacutexico es muy prometedora como lo ha sido en Japoacuten en donde

alrededor de 250 empresas explotan la quitina

Una investigadora de la Universidad Nacional Autoacutenoma de Meacutexico (UNAM) la maestra en

ciencias Patricia Miranda Castro estudia desde hace siete antildeos la quitina y su principal

derivado el quitosaacuten En el Laboratorio de Biotecnologiacutea de la Facultad de Estudios

Superiores Cuautitlaacuten (FES-C) esta quiacutemica farmacobioacuteloga ha logrado una metodologiacutea

24

propia para extraer la quitina y el quitosaacuten del camaroacuten utilizando caparazones y cabezas de

los crustaacuteceos que para la industria pesquera son desechos

Meacutexico es el seacuteptimo productor de camaroacuten en el mundo asiacute que muchas toneladas de

cabezas del crustaacuteceo regresan al mar cada antildeo y grandes cantidades de caparazones se t iran

diacutea a diacutea en las marisqueriacuteas de todo el paiacutes Nos parece interesante sumarnos a un proceso en

donde la sustancia que buscamos estaacute en lo que otros consideran basura explica la maestra

Miranda quien en su laboratorio ha ensayado durante varios antildeos una forma eficiente para

obtener la quitina

La patente de esta metodologiacutea para la extraccioacuten obtencioacuten y purificacioacuten de la quitina y el

quitosaacuten estaacute en traacutemite ante el Instituto Mexicano de Propiedad Industrial y de otorgarse la

UNAM podraacute realizar transferencias tecnoloacutegicas con este producto de origen natural

De la marisqueriacutea al laboratorio

La quitina es un poliacutemero es decir una moleacutecula de gran tamantildeo constituida esencialmente de

azuacutecares (es un polisacaacuterido) y oxiacutegeno Sus moleacuteculas son fibrosas y logran un material de

gran resistencia quiacutemica y mecaacutenica

Las caracteriacutesticas maacutes uacutetiles para la industria estaacuten en el quitosaacuten un derivado de la quitina

Asiacute que lo primero que hicimos fue conseguir en las marisqueriacuteas caparazones de diversos

animales estudiar en donde existe la sustancia en mayor cantidad y desarrollar un meacutetodo

propio para extraer la quitina y transformarla en quitosaacuten Encontramos que los caparazones

de jaibas y langostas tienen maacutes calcio y menos quitina mientras que las de camaroacuten maacutes

blandas contienen mayor cantidad de la sustancia explica la especialista

Ya en el laboratorio los caparazones se limpian se muelen hasta pulverizarse y se someten a

un proceso de hidroacutelisis aacutecida utilizando aacutecido clorhiacutedrico el cual convierte a los carbonatos

en cloruros y solubiliza los minerales baacutesicamente el calcio

Ya desmineralizado se aplica una hidroacutelisis alcalina pues el aacutelcali que se usa rompe la

estructura de la matriz y hace solubles las proteiacutenas las cuales arrastran consigo grasas y

pigmentos componentes todos que constituyen el caparazoacuten Los pigmentos ya separados (de

colores rosa y anaranjado) son un subproducto del proceso que pueden utilizarse para

alimentar flamingos y salmones especies a las que les ayuda a mantener su color

caracteriacutestico

Despueacutes de ambas etapas se obtiene la quitina en polvo que no es soluble en agua lo que lo

hace poco praacutectica para su aplicacioacuten Asiacute que se somete a un proceso llamado desacetilar

que significa quitar de la sustancia una parte de su estructura el grupo acetilo Con esto se

obtiene como derivado el quitosaacuten presente en el 70 por ciento de la quitosina pero ahora ya

aislado y purificadoEsta metodologiacutea es una innovacioacuten tecnoloacutegica de la maestra Patricia

Miranda Castro

Las cualidades del quitosaacuten

25

El quitosaacuten es soluble en agua acidificada Esta solubilidad y su viscosidad (que puede hacerse

maacutes espesa o maacutes ligera seguacuten se requiera) son caracteriacutesticas que lo hacen aplicable a usos

variados asiacute como su accioacuten de imaacuten bioquiacutemico capaz de detectar sustancias nocivas Por

ejemplo en el estoacutemago humano atrapa grasas como el colesterol y los trigliceacuteridos a los que

conduce por el intestino capturados hasta evacuarlos Asiacute que una aplicacioacuten farmaceacuteutica lo

utiliza como regulador del peso corporal mientras que tambieacuten sirve como regulador de la

presioacuten arterial consecuente a la disminucioacuten de grasas

En la industria de alimentos este derivado de la quitosina se utiliza para dar consistencia y

viscosidad a los aderezos para ensaladas y mayonesas mientras que en las frutas y verduras

frescas sirve como un protector antimicrobiano

Otras aplicaciones estaacuten en la industria de los cosmeacuteticos en donde el quitosaacuten se introduce en

cremas humectantes pues es una moleacutecula que absorbe el agua Algunos fabricantes de

shampoo lo utilizan como ingrediente ya que desarrolla una peliacutecula que da proteccioacuten y

brillo al cabello

En la industria papelera donde el principal insumo es la celulosa el quitosaacuten sirve para fijar y

dar resistencia al papel mientras que una de sus maacutes prometedoras aplicaciones podriacutea ser

como plaacutestico biodegradable sustituyendo al plaacutestico tradicional derivado del petroacuteleo uno de

los materiales maacutes utilizados en el mundo y maacutes difiacuteciles de degradarse lo que genera mucha

contaminacioacuten

Como material plaacutestico alternativo el quitosaacuten ya ha sido sometido a pruebas en el

Laboratorio de Biotecnologiacutea de la maestra Patricia Miranda Castro quien desarrolloacute una

especie de celofaacuten a partir de esta sustancia natural una envoltura que incluso podriacutea

comerse finaliza la especialista universitaria

e Outros polissacariacutedios estruturais e de reserva

Entre os principais polissacariacutedeos de reserva em plantas estatildeo o amido os frutanos e os

polissacariacutedeos de reserva de parede celular (PRPC)

Como compostos de reserva o amido e os frutanos possuem as vantagens de serem formados

por glucose e frutose respectivamente Esses accediluacutecares satildeo prontamente utilizados pelo

metabolismo de geraccedilatildeo de energia e tambeacutem fornecem carbono para a biossiacutentese da maioria

das biomoleacuteculas presentes em ceacutelulas vegetais

Cada um dos principais polissacariacutedeos de reserva apresenta caracteriacutesticas que fazem com

que eles sejam mais convenientes para o metabolismo em certas situaccedilotildees Uma dessas

caracteriacutesticas eacute o fato que nenhum deles possui radicais livres Esta eacute uma vantagem quando

comparada ao acuacutemulo de monossacariacutedeos uma vez que a presenccedila de tais compostos

26

poderia levar agrave glicosilaccedilatildeo inespeciacutefica de elementos celulares Outra vantagem eacute a relativa

inatividade osmoacutetica dos poliacutemeros

A tabela a seguir resume as principais caracteriacutesticas dos trecircs tipos de grupos mais

importantes de polissacariacutedeos de reserva de plantas Estas evidenciam diferentes funccedilotildees

considerando como eles satildeo degradados e seus locais de deposiccedilatildeo na ceacutelula e na planta

Composto de

reserva

Biossiacutentese Mobilizaccedilatildeo Localizaccedilatildeo

celular

Localizaccedilatildeo na planta

Amido A partir de ADP-

glucose

Hidroacutelise por

fosforilaccedilatildeo

Plastiacutedeos e

gracircnulos no

citossol

Sementes caule

folhas frutos e oacutergatildeos

Frutanos A partir de

sacarose por

transglicosilaccedilatildeo

Hidroacutelise Vacuacuteolos e

fluido

apoplaacutestico

Folhas raiacutezes caules e

oacutergatildeos subterracircneos

PRPC A partir de

UDPGDP accediluacutecares

no complexo de

Golgi

Hidroacutelise e

transglicosila

ccedilatildeo

Parede celular Sementes e oacutergatildeos

subterracircneos

Dextrana ndash polissacariacutedios elaborado pelo Leuconostoc mesenteroides a partir de sacarose

Causa viscosidade no caldo de cana bem como diminui o rendimento da cristalizaccedilatildeo da

sacarose

27

POLISSACARIacuteDEOS DE PAREDE CELULAR (PRPC)

Os polissacariacutedeos de reserva de parede celular (PRPC) satildeo relativamente inertes no que concerne agrave sua reatividade quiacutemica e apresentam diferentes graus de solubilidade em aacutegua Essas caracteriacutesticas conferem alta compactaccedilatildeo e baixa reatividade e tornam possiacutevel a existencia de um compartimento celular ( a parede celular) que permite o fluxo de aacutegua com um grau de liberdade consideraacutevel

O custo para produzir tais poliacutemeros eacute alto pois tais compostos necessitam de um complexo sistema de biossiacutentese secreccedilatildeo e montagem no meio extracelular A biossiacutentese dos polissacariacutedeos de parede celular requer nucleotiacutedeo-accediluacutecares como doadores de monossacariacutedeos Na tabela a seguir estatildeo relacionados alguns dos polissacariacutedeos de parede e seus respectivos nucleotiacutedeo-accediluacutecares doadores

Polissacariacutedeos Nucleotiacutedeos-accediluacutecares

Celulose UDP-glucose Calose UDP-glucose Glucanos de cadeia mista UDP-glucose Xiloglucano UDP-glucose UDP-galactose UDP-

xilose e GDP-fucose Galactomanano GDP-manose UDP-galactose Glucoronoarabinoxilanos UDP-arabinose UDP-xilose UDP-aacutedico

galacturocircnico Ramnogalacturonano GDP-ramnose UDP-aacutedico galacturocircnico

FRUTANOS

Os frutanos encontram-se entre os carboidratos alternativos de reserva mais amplamente distribuiacutedos entre as plantas superiores sendo encontrados em aproximadamente 15 das angiospermas A presenccedila de frutanos em Asteraceae foi amplamente documentada para a flora de regiotildees temperadas e para a flora tropical e subtropical em regiatildeo restrita do cerrado brasileiro A maioria das espeacutecies ricas em frutanos encontra-se fora da regiatildeo tropical sendo mais abundantes em aacutereas onde o crescimento eacute sazonal Vaacuterios autores sugerem que o acuacutemulo de altas concentraccedilotildees de frutanos e de accediluacutecares soluacuteveis pode contribuir para o aumento do potencial osmoacutetico das ceacutelulas e por conseguinte promover toleracircncia agrave seca e ao congelamento Os frutanos satildeo acumulados em oacutergatildeos fotossintetizantes como folhas e caules em oacutergatildeos subterracircneos de reserva como raiacutezes tuberosas tubeacuterculos e bulbos e em inflorescecircncia e sementes Nas ceacutelulas os frutanos e as enzimas envolvidas em seu

28

metabolismo satildeo encontrados nos vacuacuteolos embora recentemente sua presenccedila e a da enzima frutaexohidrolase tenham sido detectadas no fluido apoplaacutestico

Frutanos consistem de seacuteries homoacutelogas de oligo e polissacariacutedeos natildeo redutores onde cada membro da seacuterie conteacutem um resiacuteduo a mais de frutose do que o membro anterior Esses poliacutemeros de D - frutose carregam um resiacuteduo de D - glucose

geralmente localizado na extremidade da cadeia unido por uma ligaccedilatildeo do tipo 12 como na sacarose sendo assim o frutano mais simples eacute um monofrutosil sacarose um trissacariacutedeo O trissacariacutedeo que daacute origem agrave seacuterie da inulina a 1- cestose ou 1-

cestotriose (1 - F - frutosil sacarose -glu-12--fru-12-fru) foi o primeiro a ser caracterizado por Bell e colaboradores (Pollock et al 1996 e referecircncias ali contidas) A 1-cestose eacute encontrada em todas as espeacutecies que acumulam frutanos mesmo naquelas onde a seacuterie predominante apresenta outro tipo de ligaccedilatildeo entre os resiacuteduos de frutose Cinco classes estruturais de frutanos foram identificadas (figura 11) a)

frutano baseado em 1-cestose com ligaccedilotildees - 21 (inulina) encontrado principalmente em Asterales (ex tubeacuterculos de Helianthus tuberosus) b) frutano

baseado em 6-cestose com ligaccedilotildees - 26 (levano) caracteriacutestico de Poales (ex folhas de Phleum pratense) c) frutano com ligaccedilotildees mistas e ramificados com glucose na extremidade da cadeia tambeacutem encontrado em Poales ( ex Triticum) d) frutano

baseado em neocestose com ligaccedilotildees - 21 encontrado em Liliaceae ( ex Asparagus

) e e) frutano baseado em neocestose com ligaccedilotildees -26 presente em alguns membros de Poales ( ex Avena )

Pectinas A pectina eacute o maior constituinte da parede celular primaacuteria e tambeacutem estaacute presente na lamela meacutedia entra as ceacutelulas de todos os tipos Contecircm uma alta concentraccedilatildeo de resiacuteduos de aacutecido D- -4) Dentre as pectinas encontrados Homogalacturonanos que apresentam predominante ou exclusivamente esta

estrutura (aacutecido galacturocircnico e resiacuteduos metilgalacturonados) como mostrado na figura 15

ramnogalactoruronanos conteacutem resiacuteduos de L-ramnose Neste caso o aacutecido galacturocircnico se li -2) e a ramnose ao outro resiacuteduo

-4) Os resiacuteduos de ramnose servem como pontos de ancoragem para cadeias laterais se unirem ramificando o poliacutemero

(figura 16) Galactanos Existem dois t -13-

-14 e o outro mais frequente eacute composto (figura 17) -14 com ramificaccedilotildees de L-arabinofuranose a cada 16-21 resiacuteduos

da cadeia principal Apoacutes a germinaccedilatildeo maior parte da galactose e arabinose eacute

29

removida da parede deixando um material residual enriquecido em ramnose aacutecido urocircnico e glucose Matheson e Saini (1977) reportaram a presenccedila de duas

- -galactosidases em cotilecircdones de Lupinus luteus estas enzimas aumentaram apoacutes a germinaccedilatildeo e os autores levantaram a possibilidade do galactano estar envolvido no controle da expansatildeo celular aleacutem de ser um polissacariacutedeo de reserva

Hemicelulose Alguns autores consideram hemicelulose o material extraiacutedo da parede por extraccedilatildeo alcalina Para outros trata-se de um poliacutemero da parede celular com um tipo particular de estrutura molecular e com provaacutevel funccedilatildeo de mobilidade Dentre as hemiceluloses encontramos

Galactoglucomananos (figura 18) moleacutecula linear cadeia cam resiacuteduos de D-glucopiranose e D- -4) Difere da celulose pela presenccedila dos resiacuteduos de manose A razatildeo manosilglucosil eacute geralmente 3 A cadeia de glucomanano apresenta curtas ramificaccedilotildees resiacuteduos de D-

-6) aos resiacuteduos de manose Arabino-4-O-metilglucuronoxilano poliacutemero linear de D-xilose unidos por

-4) com cadeias laterais de dois tipos resiacuteduos de 4-O-metil D-glucurocircnico unidos agrave xilose po -2) ou resiacuteduos de L-arabinose unidos

-3) () 4-O-metilglucuronoxilano cadeia de resiacuteduos de D-xilopiranose unidos por

-4) e substituiacutedo por resiacuteduos de 4-O-metil-D-glucurocircnico unidos por ligaccedilatildeo -2) na cadeia de xilose

Glucomananos semelhantes agrave estrutura de galactoglucomananos com a glucose e -4)

Xilanos de parede secundaacuteria de gramiacuteneas () aparece grande variedade de cadeias laterais curtas1-4) D-xilano) incluindo

L-arabinofuranose no carbono 2 ou 3 da xilose - D -glucosano e -O-metil-D-glucuronopiranose no carbono 2 da xilose

cadeias laterais mais complexa contendo galactose e xilose Glucanos de cadeias mistas (1-3) e (1-4) -D-14-glucano

-16 por resiacuteduos de D- -D-galactopiranosiacutedeos-(12)-D-xilopiranosiacutedeos (figura 22) Exceto pela ausecircncia de terminais fucosil -L- -D-galactosiacutedeos existe uma grande semelhanccedila entre xiloglucanos de reserva (em sementes) e xiloglucanos estruturais de paredes primaacuterias Teriam funccedilotildees no controle da embebiccedilatildeo de aacutegua e xeroproteccedilatildeo Foi proposta uma nomenclatura para os blocos estruturais de xiloglucano com base na cadeia principal Glucoses natildeo substituiacutedas satildeo

30

denominadas G glucoses ramificadas com xilose satildeo denominadas X e se a galactose estaacute ligada agrave xilose o trissacariacutedeo eacute denominado L As proporccedilotildees entre estas unidades demonstraram a existecircncia de estruturas finas (distribuiccedilatildeo das ramificaccedilotildees de galactose) especiacuteficas entre as diferentes espeacutecies e entre populaccedilotildees de mesma espeacutecie crescidas em diferentes ambientes Apesar das diferenccedilas em estrutura fina todos os xiloglucanos de sementes examinados apresentam proporccedilatildeo de monossacariacutedeos muito proacutexima preservando desse modo o total de ramificaccedilotildees com galactose de forma independente da sua distribuiccedilatildeo Jaacute foram isoladas as quatro principais enzimas responsaacuteveis pela degradaccedilatildeo de xiloglucano em Tropaeolum majus sendo uma endo- -14-glucanase especiacutefica para xiloglucano ou xiloglucano endo-transglicosilase (XET)

- -xilosidase ou oligoxiloglucano exo-hidrolase especiacutefica para oligossacariacutedeos de

-glucosidase No modelo proposto por Crombie et al (1998) as quatro enzimas atacam o poliacutemero de um modo sincronizado produzindo galactose glucose e xilose livres Embora nenhuma evidecircncia direta indique ainda que os xiloglucanos de sementes tenham dupla funccedilatildeo esta proposiccedilatildeo pode ser feita com base no fato de que os xiloglucanos possuem propriedades hidrodinacircmicas muito semelhantes agraves encontradas em galactomananos isto eacute os xiloglucanos teriam funccedilotildees no controle da embebiccedilatildeo de aacutegua e xeroproteccedilatildeo Eacute interessante observar que as relaccedilotildees entre estrutura e funccedilatildeo em xiloglucano estatildeo nas mudanccedilas de estrutura fina que satildeo tambeacutem relacionadas com o posicionamento das galactoses na moleacutecula

O grau de ramificaccedilatildeo dos mananos define suas relaccedilotildees estrutura-funccedilatildeo Quanto menos ramificado maior a indicaccedilatildeo de que a funccedilatildeo bioloacutegica estaacute relacionada com a dureza e a proteccedilatildeo do embriatildeo Por outro lado quanto maior o grau de ramificaccedilatildeo mais soluacutevel o polissacariacutedeo e maior a participaccedilatildeo deste em funccedilotildees como as relaccedilotildees hiacutedricas

Mananos e galactomanos satildeo moleacuteculas multifuncionais desempenhando suas funccedilotildees durante fases distintas do crescimento e desenvolvimento das plantas

Mananos puros satildeo artificialmente definidos como contendo mais de 90 de

natildeo o restante estar ramificado com galactose Satildeo estruturalmente relacionados aos galactomananos apenas apresentando um grau menor de ramificaccedilatildeo com galactose Abaixo de 10 de ramificaccedilotildees os mananos tornam-se insoluacuteveis e precipitam rapidamente em soluccedilatildeo aquosa Assim os mananos satildeo estruturalmente relacionados aos galactomananos apenas apresentando um grau menor de ramificaccedilatildeo com galactose Os mananos portanto apresentam alto grau de interatividade intermolecular formando cristais na parede celular o que

31

confere dureza e diminui sua solubilidade Satildeo encontrados em endospermas de sementes de espeacutecies como Phoenix dactylifera Phytelephas macrocarpa e Coffea arabica Aparentemente tem outras funccedilotildees aleacutem de reserva eles conferem dureza agraves sementes que os acumulam e isso pode ser associado com um sistema de proteccedilatildeo do embriatildeo contra danos mecacircnicos Sendo assim os mananos exerceriam as funccedilotildees de constritor e protetor mecacircnico do embriatildeo e tambeacutem de polissacariacutedeos de reserva

Galactomananos satildeo compostos por uma cadeia linear de resiacuteduos de manose -14 agrave qual resiacuteduos de galactose estatildeo unidos

em endospermas de sementes de leguminosas A razatildeo manosegalactose e a distribuiccedilatildeo dos resiacuteduos de galactose ao longo da cadeia de manose variam de espeacutecie para espeacutecie sendo importante para estudos quimiotaxonomicos e evolutivos As trecircs famiacutelias de Leguminosae podem ser distinguidas utilizando-se este paracircmetro A mobilizaccedilatildeo de galactomananos foi estudada em leguminosas

-galactosidase endo- --manosidase) confirmando que a mobilizaccedilatildeo do galactomanano

ocorre atraveacutes da hidroacutelise Em todos os casos estudados o polissacariacutedeo eacute desmontado ateacute seus monossacariacutedeos constituintes (manose e galactose) ao mesmo tempo em que haacute produccedilatildeo de sacarose Aleacutem do papel de reserva o galactomanano influencia no fluxo de aacutegua devido a sua maior solubilidade nos primeiros estaacutegios da germinaccedilatildeo Este polissacariacutedeo absorve grande quantidade de aacutegua e redistribui ao redor do embriatildeo O endosperma embebido protege o embriatildeo contra perda de aacutegua atraveacutes de um efeito conhecido como ldquotampatildeo de aacuteguardquo durante periacuteodos de seca poacutes-embebiccedilatildeo

5 FATORES ANTINUTRITIVOS DE NATUREZA GLUCIacuteDICA

a Linamarina carboidratos cianogecircnio encontrado em certas variedades

Mecanismo de detoxicaccedilatildeo da planta

CN + S2O3 = SCN

+ SO3 =

O tiocianato (SCNmacr) impede a captaccedilatildeo de iodo pela tireoacuteide causando o boacutecio

A intoxicaccedilatildeo crocircnica com cianeto (CNmacr) acarreta a Neuropatia Tropical que se caracteriza

por alteraccedilatildeo irreversiacuteveis das ceacutelulas nervosas provocando falta de coordenaccedilatildeo dos

movimentos e uma apatia generalizada A ocorrecircncia de boacutecio no litoral nordeste brasileiro

pode ser atribuiacutedo ao elevado consumo de produtos de mandioca

b Fatores causadores de flatulecircncia Muitos legumes ( feijatildeo soja etc ) apresenta os

oligossacariacutedios rafinose estaquiose e verbascose que escapam aacute digestatildeo por natildeo

32

termos a enzima galactosidase natildeo sendo pois absorvidos ao niacutevel do intestino

delgado As bacteacuterias do intestino grosso metabolizam esses accedilucares produzindo CO2

H2e abaixando o ph Satildeo pois responsaacuteveis pela flatulecircncia quando daacute ingestatildeo de

legumes

c Glucosinolatos Substacircncias encontradas nas cruciacuteferas especialmente do gecircnero

Brassica que diminuem o valor bioloacutegico dos alimentos Manifestam atividades

bociacutegena acarretando hipertrofia das tireoacuteides Satildeo comumente encontradas em couve

repolho nabo mostarda colza etc

El potencial terapeacuteutico de algunas verduras

Por el Dr Heacutector E Soloacuterzano del Riacuteo

Coordinador de Medicina Ortomolecular del Centro de Estudios de Medicina

Integradora de la Universidad Autoacutenoma de Guadalajara y Presidente de la Sociedad

Meacutedica de Investigaciones Enzimaacuteticas AC

El indol-3-carbinol es un producto derivado de la glucobrasicina glucosinolato tambieacuten

conocido como indol-3-glucosinolato Los glucosinolatos se encuentran principalmente en los

vegetales cruciacuteferos (broacutecoli col col de Bruselas coliflor col rizada nabos etc)

Entre las recomendaciones que se dan para seguir una buena dieta estaacute el consumir

diariamente 5 raciones de verduras frescas y 5 raciones de frutas frescas

En un antiguo tratado Romano de medicina se afirma que si aparece una uacutelcera cancerosa en

las mamas apliacutequese una hoja de col machacada y se pondraacute bien Con el machacar una hoja

de col el indol-3-glucosinolato se convertiriacutea en indol-3-carbinol entre otras reacciones

(Albert-Puleo M Physiological effects of cabbage with reference to its potential as a dietary

cancer-inhibitor and its use in ancient medicine J Ethnopharm 1983 9261-272)

El propio I-3-C no es activo Cuando el I-3-C entra en contacto con el aacutecido gaacutestrico se

convierte en sus metabolitos activos el diindoilmetano y el indoilcarbazol Por eso el I-3-C

administrado parenteralmente no produce metabolitos activos

En la actualidad sabemos que el I-3-C puede modular el metabolismo de los estroacutegenos

Tambieacuten puede tener efectos anti-aterogeacutenicos antioxidantes y anticanceriacutegenos

El I-3-C puede estimular a las enzimas naturales desintoxicantes de nuestro cuerpo

Se ha demostrado que los metabolitos estrogeacutenicos 16 alfa-hidroxiestrona y 4-hidroxiestrona

son canceriacutegenos y se cree que son responsables los posibles efectos canceriacutegenos del

estroacutegeno Por otro lado se ha descubierto que el metabolito estrogeacutenico 2-hidroxiestrona es

protectora contra varios tipos de caacutencer incluyendo el caacutencer de mamaacute Se ha demostrado que

el I-3-C aumenta la relacioacuten de 2-hidroxiestrona a 16 alfa-hidroxiestrona y tambieacuten inhibe la

4-hidroxilacioacuten del estradiol (Bailey GS Hendricks JD Shelton DW et a Enhancement of

33

carcinogenesis by the natural anti-carcinogen indole-3-carbinol J Natl Cancer Inst 1987

78931-934)

Algunos estudios han demostrado que el I-3-C restaura la funcioacuten del gen supresor p21

retrasa la propagacioacuten de ceacutelulas aberrantes de proacutestata y mama e induce la apoptosis de

ceacutelulas aberrantes

Como ya lo mencioneacute arriba el I-3-C induce la siacutentesis de 2-hidroxiestrona Se he descubierto

que la 2-hidroxiestrona inhibe la oxidacioacuten de la lipoproteiacutena de baja densidad Esto nos indica

que el I-3-C tiene un efecto antioxidante indirecto Parece que la 2-hidroxiestrona tambieacuten

tiene la capacidad de inhibir la proliferacioacuten del muacutesculo liso La inhibicioacuten de la proliferacioacuten

de muacutesculo liso y la inhibicioacuten de la oxidacioacuten de LDL son importantes para los efectos anti-

aterogeacutenicos del I-3-C

Algunas de nuestras investigaciones nos han demostrado que el I-3-C puede ser uacutetil para

inhibir la formacioacuten de quistes de papilomatosis causados por el virus del papiloma humano

incluyendo en la boca los pulmones y las cuerdas vocales

Parece que el tratamiento con I-3-C durante 12 semanas causa una regresioacuten completa de la

neoplasia intraepitelial cervical en el 50 de las pacientes con estadio II-III de la NIC (Bell

MC Crwoley Nowick P Bradlow HL et al Preliminary results of the use of indole-3-carbinol

in the treatment of CIN Gynecol Oncol 2000 78123-9)

Hay un estudio que reporta por primera vez que el I-3-C ejerce efectos anticancerosos en las

ceacutelulas tumorales pancreaacuteticas in vitro Se ha demostrado que el I-3-C inhibe el crecimiento de

varias liacuteneas de ceacutelulas cancerosas ovaacutericas lo mismo que sobre el caacutencer de mama y de

proacutestata

El ensayo mencionado se enfocoacute en los efectos anticanceriacutegenos en varios biomarcadores

moleculares y celulares del caacutencer de paacutencreas Se investigaron los efectos del I-3-C sobre la

proliferacioacuten celular la apoptosis la expresioacuten de la DT-diaforasa la expresioacuten de Cox-1 y 2

la expresioacuten de NFkappaB y sus efectos sobre la invasioacuten celular tumoral

Una de las claves acerca de la causa del envejecimiento es que los animales senectos

desarrollan autoinmunidad La autoinmunidad consiste en que el cuerpo se hace aleacutergico a sus

propias ceacutelulas y empieza a destruirlas Los autoanticuerpos provocan una respuesta

inflamatoria croacutenica Cuando los autoanticuerpos atacan por ejemplo a las articulaciones se

presenta la artritis reumatoide Se conocen aproximadamente 60 enfermedades autoinmunes

Entre eacutestas encontramos a la esclerosis muacuteltiple la alopecia areata el vitiacuteligo la espondilitis

anquilosante etc

El tratamiento convencional se basa en la administracioacuten de corticoides e inmunosupresores

lo cual causa graves efectos adversos (Alving CR Swartz GM Jr Antibodies to cholesterol

cholesterol conjugates and liposomes implications for atherosclerosis and autoimmunity Crit

Rev Immunol 199110(5)441-53

Varios estudios realizados en algunas universidades en ratones autoinmunes -- los cuales

usualmente desarrollan enfermedad renal mortal autoinmune-- mostraron buenos resultados

con el I-3-C

34

El I-3-C tiene un efecto importante protector contra la autoinmunidad Las pruebas

demostraron que este complemento alimenticio redujo draacutesticamente la enfermedad renal

autoinmune Despueacutes de un antildeo todos los animales que recibieron el complemento todaviacutea

estaban vivos comparado con solamente el 30 de los controles Dos meses maacutes tarde todos

los controles habiacutean muerto mientras que muchos de los ratones que recibieron el I-3-C

sobrevivieron otros 6 meses y unos pocos sobrevivieron durante maacutes de 20 meses casi el 50

maacutes que los ratones controles

Se ha notado en forma interesante que la restriccioacuten caloacuterica podriacutea tener los mismos efectos

en los ratones autoinmunes (Ogura M Ogura H Lorenz E Ikehara S Good RA

Undernutrition without malnutrition restricts the numbers and propor tions of Ly-1 B

lymphocytes in autoimmune (MRLI and BXSB) mice Proc Soc Exp Biol Med 1990

Jan193(1)6-12) La restriccioacuten caloacuterica revierte la autoinmunidad y extiende el periacuteodo de

vida

Pues bien se cree que el I-3-C puede imitar los efectos de la restriccioacuten caloacuterica y prolongar el

periacuteodo de vida (Howitz KT Bitterman KJ Cohen HY et al Small molecule activators of

sirtuins extend Saccharomyces cerevisiae life span Nature 2003 Sep 11425 (6954)191-6

Epub 2003 Aug 24) El I-3-C y la restriccioacuten caloacuterica afectan a un proceso conocido como

metilacioacuten (Morse MA LaGreca SD Amin SG Chung FL Effects of indole-3-carbinol on

lung tumorigenesis and DNA methylation induced by 4-(methylnitrosamino)-1-(3- pyridyl)-1-

butanone (NNK) and on the metabolism and disposition of NNK in AJ mice Cancer Res

1990 May 150(9)2613-7) Puedo mencionar que la metilacioacuten es una reaccioacuten bioquiacutemica

que sucede en forma natural dentro de nuestro cuerpo Este proceso disminuye con la edad y

se altera con la autoinmunidad (Yung R Ray D Eisenbraun JK et al Unexpected effects of

heterozygous dnmt1 null mutation on age-dependent DNA hypomethylation and

autoimmunity J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2001 Jun56(6)B268-76)

Las uacuteltimas tendencias en la investigacioacuten nutricional y oncoloacutegica estaacuten examinando coacutemo

ciertos compuestos fitoterapeacuteuticos afectan a los genes utilizando microarreglos de ADN Los

microarreglos para el I-3-C muestran que esta substancia natural ejerce un potente efecto en

los genes relacionados con el caacutencer Entre otras cosas estas substancias activan a los genes

tumorales supresores a otros genes que destruyen a las ceacutelulas cancerosas y a los genes que

nos desintoxican de agentes quiacutemicos Tambieacuten el I-3-C suprime genes que capacitan a las

ceacutelulas cancerosas a comunicarse con otras ceacutelulas Esta capacidad para entrar en las ceacutelulas

cancerosas y activar o desactivar genes es una poderosa arma contra el crecimiento del caacutencer

Esta habilidad para ejercer estos efectos sin alguna toxicidad (como lo hace el I-3-C) lo

convierte en un agente quimiopreventivo extremadamente deseable

En pocas palabras el I-3-C se usa para la prevencioacuten y tratamiento del caacutencer de mama

caacutencer de colon y otros tipos de caacutencer Tambieacuten se usa oralmente para fibromialgia

papilomatosis lariacutengea displasia cervical y en varias enfermedades autoinmunes como el

lupus eritematoso sisteacutemico Varios estudios demuestran que es uacutetil para equilibrar los niveles

hormonales desintoxicar a los intestinos y el hiacutegado y para apoyar al sistema inmunoloacutegico

35

Couve-broacutecolo - potenciais efeitos anticanceriacutegenos Ana Sofia Rodrigues (1) Eduardo Rosa (2) (1)Escola Superior Agraacuteria de Ponte de

Lima Mosteiro de Refoios 4990-706 Ponte de Lima Portugal (2) Universidade

Traacutes-os-Montes e Alto Douro Dpt Fitoteacutecnia Apartado 202 5001-911 Vila Real

Portugal

Resumo

As plantas da famiacutelia Brassicaceae incluindo a couve-broacutecolo apresentam um

grupo de compostos secundaacuterios os glucosinolatos com reconhecidas

propriedades anticanceriacutegenas especialmente os hidrolisados do glucosinolato

glucorafanina e dos glucosinolatos indoacutelicos Contudo os potenciais benefiacutecios na

sauacutede dependem das concentraccedilotildees destes compostos que por sua vez dependem

das variedades consumidas e das condiccedilotildees de crescimento da cultura

Neste estudo avaliou-se a variaccedilatildeo do teor em glucosinolatos nas inflorescecircncias

primaacuterias e secundaacuterias de onze cultivares de couve-broacutecolo em duas estaccedilotildees de

crescimento Primavera-Veratildeo e Veratildeo-Inverno Os teores em glucosinolatos

foram significativamente superiores no Veratildeo-Inverno Nesta estaccedilatildeo os teores

mais elevados ocorreram nas inflorescecircncias secundaacuterias O grupo dos

glucosinolatos indoacutelicos representou entre 19 e 77 dos totais A glucorafanina foi

o glucosinolato que surgiu em maior concentraccedilatildeo (gt500 moles100 g-1 PS) em

todas as cultivares Considerando o potencial efeito anticanceriacutegeno do

isotiocianato derivado da glucorafanina sulforafano a cultivar Shogun destaca-se

das outras por apresentar maiores teores desse glucosinolato

3- Butenilglucosinolato (GLUCONAPINA)

36

37

38

39

2- Hidroacutexi ndash3- butenil glucosinolato (PROGOITRINA)

CH2 = CH ndash CH ndash CH2 ndash NCS + HSO

4 + C6H12O6 ( - glicose)

OH

2- Hidroacutexi ndash3- butenil isotiocianato

5- Vinil oxazolidina ndash2- tiona

(5-vinil-2-tioxazolidina)

(GOITRINA)

40

Lipiacutedios

1 CONCEITO

Os lipiacutedios constituem juntamente com os carboidratos e proteiacutenas outra classe de substacircncias

consideradas como alimento Os seus representantes satildeo compostos bastante heterogecircneos das

mais variadas funccedilotildees quiacutemicas que se caracterizam pela insolubilidade em aacutegua e

solubilidade em solventes orgacircnicos (eacuteter acetona aacutelcool clorofoacutermio etc) Essa natureza

hidrofoacutebica eacute consequumlecircncia da natureza quiacutemica da moleacutecula que possui extensas cadeias de

carbono e hidrogecircnio lembrando muito os hidrocarbonetos

Satildeo considerados os mais energeacuteticos dos alimentos devido a essas cadeias hidrocarbonetadas

apresentando o aacutetomo de carbono em estaacutegio bastante reduzido isto eacute com baixo nuacutemero de

oxidaccedilatildeo devido ao baixo teor de oxigecircnio na moleacutecula

Composiccedilatildeo quiacutemica elementar () K calg________

Classe C O H N____________________

Proteiacutena 53 23 7 16 4

Carboidratos 44 49 6 _ 4

Lipiacutedios 76 11 12 _ 9___________

Constituem portanto uma excelente opccedilatildeo para a ceacutelula viva ou organismo qualquer o

armazenamento de energia quiacutemica na forma de lipiacutedios

Do ponto de vista estrutural os lipiacutedios constituem as membranas de permeabilidade

diferencial como a membrana citoplasmaacutetica e as membranas que revestem as organelas e

outras entidades de atividade bioquiacutemica especializadas (como o retiacuteculo endoplasmaacutetico o

sistema lamelar dos cloroplastos etc) Alguns representantes dessa classe ainda

desempenham funccedilotildees altamente especializadas como algumas vitaminas e a clorofila

(pigmento receptor da energia radiante no processo fotossinteacutetico)

2 CLASSIFICACcedilAtildeO

Segundo suas propriedades quiacutemicas os lipiacutedios podem ser classificados em

21 Lipiacutedios neutros gliceriacutedios monogliceriacutedios

ceras digliceriacutedios

trigliceriacutedios

22 fosfatiacutedios

23 esfingolipiacutedios

24 glicolipiacutedios

25 lipoproteiacutenas

26 terpenoacuteides carotenoacuteides

esteroacuteides

41

3 TRIGLICERIacuteDIOS

Constituem a quase totalidade da fraccedilatildeo lipiacutedios de uma dieta alimentar ou uma reaccedilatildeo

animal Eacute tambeacutem a forma pela qual os organismos animais ou vegetais armazenam parte

significativa da energia quiacutemica

Quimicamente satildeo eacutesteres do glicerol e aacutecidos graxos produtos esses que satildeo obtidos

mediante hidroacutelise dos trigliceriacutedios

As propriedades fiacutesicondashquiacutemicas os trigliceriacutedios satildeo regidas pela natureza dos aacutecidos graxos

integrantes desde que o glicerol eacute comum a todos eles

31 Hidroacutelise dos trigliceriacutedios Existem 3 modalidades de se promover a hidroacutelise dos

trigliceriacutedios

1 hidroacutelise aacutecida (reversiacutevel)

2 hidroacutelise alcalina ou reaccedilatildeo de saponificaccedilatildeo (irreversiacutevel)

3 hidroacutelise enzimaacutetica (pela accedilatildeo das liacutepases)

Da hidroacutelise alcalina resulta um sal soacutedico ou potaacutessico (conforme se use NaOH ou

KOH para a hidroacutelise) do aacutecido graxo o qual eacute denominado de sabatildeo com propriedade

detergente Para que uma substacircncia manifeste propriedade detergente a mesma deve

apresentar em sua moleacutecula uma porccedilatildeo hidrofoacutebica (apolar) e outra hidrofiacutelica (polar) Os

detergentes estabelecendo uma ponte aproximando as moleacuteculas polares (aacutegua) das

moleacuteculas apolares (gordura) promove a solubilizaccedilatildeo ou emulsificaccedilatildeo das gorduras e dos

oacuteleos

32 Aacutecidos Graxos Satildeo aacutecidos carboxiacutelicos que apresentam um radical R de natureza

graxa ou apolar R ndash COOH onde R deve se apresentar com mais de 4 aacutetomos de carbono em

estaacutegio reduzido

De um modo geral aumentando-se o nuacutemero de aacutetomos de carbono na moleacutecula

aumenta-se o ponto de fusatildeo do aacutecido graxo (ateacute 8 aacutetomos de carbono os aacutecidos carboxiacutelicos

satildeo liacutequidos com 1 e 2 aacutetomos de C satildeo volaacuteteis)

A presenccedila da dupla ligaccedilatildeo na cadeia do aacutecido graxo diminui o ponto de fusatildeo do

mesmo

42

Aacutecidos graxos Estrutura Ponto de Fusatildeo

Saturados

Laacuteurico CH3(CH2)10COOH 44deg

Miriacutestico CH3(CH2)12COOH 54deg

Palmiacutetico CH3(CH2)14COOH 63deg

Esteaacuterico CH3(CH2)16COOH 70deg

Araquiacutedico CH3(CH2)18COOH 75deg

Beecircnico CH3(CH2)20COOH 80deg

Lignoceacuterico CH3(CH2)22COOH 84deg

Natildeo-saturados

Oleacuteico CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH

Vaccecircnico CH3(CH2)5CHCH(CH2)9COOH

Ricinoleico CH3(CH2)5CHOHCH2CHCH(CH2)7COOH

Linoleico CH3(CH2)4(CHCHCH2)2(CH2)6COOH

Linolecircnico CH3CH2(CHCHCH2)3(CH2)6COOH

Araquidocircnico CH3(CH2)4(CHCHCH2)4(CH2)2COOH

Pouco comuns

-alaioesteaacuterico CH3(CH2)3CHCHCHCHCHCH

Taririco (CH2)7COOH

Isacircnico CH3(CH2)10CequivC(CH2)4COOH

CH2CH(CH2)4CCCC(CH2)7COOH

CH2

Lactobacilico

Vernoacutelico

43

Os oacuteleos de origem vegetal satildeo trigliceriacutedios que apresentam elevada proporccedilatildeo de

aacutecidos graxos poliinsaturados que possuem baixo ponto de fusatildeo conferindo a esses

trigliceriacutedios o estado liacutequido aacute temperatura ambiente (20-25degC) Jaacute as gorduras de origem

animal se apresentam no estado soacutelido aacute temperatura ambiente pelo fato de haver

predominacircncia de aacutecidos graxos saturados

Uma dieta rica oacuteleos vegetais eacute aconselhaacutevel aacutes pessoas com distuacuterbios cardiovasculares

possuidoras de elevados teores de colesterol no sangue Tais problemas satildeo manifestados pela

arteriosclerose (endurecimento das arteacuterias) eou ateroesclerose (diminuiccedilatildeo da luz arterial)

Sabe-se que o colesterol no inferior da ceacutelula se encontra livre ao passo que fora dela (no

sangue por exemplo) se encontra asterificado por aacutecidos graxos Dependendo da saturaccedilatildeo do

aacutecido graxo o mesmo pode propiciar a disposiccedilatildeo do eacutester do colesterol na parede interna das

arteacuterias diminuindo a luz das mesmas causando os citados distuacuterbios cardiovasculares

Eacutester do colesterol com aacutec graxo saturado

Eacutester do colesterol com aacutecido graxo poli-insaturado

44

45

A margarina obtida pela hidrogenaccedilatildeo cataliacutetica do oacuteleos vegetais com a finalidade

de dar aos mesmos a consistecircncia soacutelida da manteiga natildeo se constitui num

substituto adequado desta quando se pretende evitar os inconvenientes da gordura

animal Isto porque a caracteriacutestica desejaacutevel dos oacuteleos vegetais (presenccedila de

aacutecidos graxos poliinsaturados) eacute alterada quando se efetua a hidrogenaccedilatildeo dos

mesmos para se obter um produto de maior ponto de fusatildeo

4 CEcircRAS

Quimicamente satildeo eacutesteres de aacutecidos graxos de cadeia longa com alcoois monohidroxilados

tambeacutem de cadeia longa (16 a 36 aacutetomos de carbono)

A cecircra de abelha (palmitado de miricila)

B cecircra de carnaacuteuba (cerotato de miricila)

Devido aacute natureza das cadeias tanto do aacutecido graxo como do aacutelcool tais compostos

satildeo bastante hidrofoacutebicos altamente insoluacuteveis em aacutegua razatildeo pela qual plantas e

animais optaram por uma camada cerosa para proteccedilatildeo e impermeabilizaccedilatildeo

Assim certas plantas apresentam uma camada de cecircra (cutiacutecula) para proteccedilatildeo da

epiderme aves aquaacuteticas efetuam a impermeabilizaccedilatildeo das penas com auxiacutelio de

mateacuteria cerosa das glacircndulas cericiacutegenas

5 FOSFATIacuteDIOS

Satildeo derivados do aacutecido fosfatiacutedico Um representante desse grupo eacute a lecitina que estaacute

associada aacutes membranas de permeabilidade diferencial com funccedilatildeo ainda pouco conhecida

talvez regendo o transporte de substacircncias atraveacutes dessas membranas

46

6 GLICOLIPIacuteDIOS

Citamos os galactolipiacutedios e sulfolipiacutedios encontrados no tecido fotossintetizador das plantas

Suas funccedilotildees natildeo satildeo bem conhecidas

7 LIPOPROTEIacuteNAS

Satildeo associaccedilotildees entre proteiacutenas e lipiacutedios especialmente fosfolipiacutedios que se arranjam

segundo a polaridade das moleacuteculas sem envolvimento de ligaccedilatildeo covalentes As membranas

de permeabilidade diferencial (citoplasmaacutetica e aquelas que revestem as organelas celulares

bem como o retiacuteculo endoplasmaacutetico e o sistema lamelar dos cloroplastos) satildeo constituiacutedos de

lipoproteiacutenas

8 TERPENOacuteIDES CAROTENOacuteIDES E OUTROS COMPOSTOS DE NATUREZA

LIPIacuteDICA

Como os lipiacutedios congregam compostos da mais variada natureza quiacutemica encontramos

representantes desempenhando funccedilotildees altamente especializadas aleacutem daquelas jaacute

mencionadas (funccedilotildees energeacutetica e estrutural)

Assim algumas vitaminas bem como pigmentos receptores de energia radiante no processo

fotossinteacutetico satildeo exemplo de lipiacutedios desempenhando outras funccedilotildees

AMINOACIDOS E PROTEINAS

AMINOAacuteCIDOS

1 CONCEITO

Como o nome indica os aminoaacutecidos satildeo compostos que carregam em suas moleacuteculas um

grupo amino (de caraacuteter baacutesico) e um grupo carboxiacutelico (de caraacuteter aacutecido) Satildeo eles as

entidades que constituem as proteiacutenas e o conhecimento de suas estruturas se reveste de um

particular interesse pelas propriedades que conferem aacute moleacutecula proteacuteica que integram

47

Ademais os aminoaacutecidos desempenham outras funccedilotildees especiacuteficas quer participando de

processos bioloacutegicos (ciclo da ureacuteia por exemplo) ou se constituindo em substrato para muitos

constituintes celulares

Os aminoaacutecidos encontrados normalmente nas proteiacutenas satildeo identificados com sendo - L-

aminoaacutecido Alfa () porque o grupo amino (-NH2) se prende ao carbono de posiccedilatildeo

adjacente aacute carboxila (-COOH) e L devido a configuraccedilatildeo do grupo amino tendo como

referecircncia o D-gliceraldeido

2 TITULACcedilAtildeO DE AMINOAacuteCIDOS E EVIDEcircNCIA DE SEU CARAacuteTER IOcircNICO

Os aminoaacutecidos via de regra satildeo soluacuteveis em aacutegua e insoluacuteveis em solventes orgacircnicos

(clorofoacutermio acetona eacuteter aacutelcool etc) Tal propriedade natildeo coaduna com a estrutura geral

formulada (R-CHNH2-COOH) Como sabe os aacutecidos carboxiacutelicos e as aminas orgacircnicas satildeo

pouco ou quase insoluacuteveis em aacutegua especialmente os compostos de cadeia alifaacutetica ou

aromaacutetica com diversos aacutetomos de carbono Outra propriedade fiacutesica interessante eacute o alto

ponto fusatildeo dos aminoaacutecidos em situaccedilatildeo oposta aos aacutecidos carboxiacutelicos e aminas que

apresentam baixo ponto de fusatildeo e bem definido

A real estrutura dos aminoaacutecidos pode ser visualizada em soluccedilatildeo considerando o seu

comportamento como eletroacutelito Assim um aminoaacutecido pelo fato de conter um grupo

carboxiacutelico e um grupo amino pode reagir tanto como uma base como um aacutecido sendo

considerado uma substacircncia anfoacutetera Se o amino aacutecido estiver dissolvido em um meio aacutecido

ele se torna carregado positivamente (migra para o caacutetodo num campo eletroforeacutetico) e se o

meio for alcalino ele se torna carregado negativamente

Para se melhor compreender o caraacuteter iocircnico dos aminoaacutecidos eacute inicialmente necessaacuterio

conhecer algumas caracteriacutesticas dos diversos grupos ionizaacuteveis Para tal estudaremos as

ionizaccedilotildees da carboxila de um aacutecido e do grupo amino de uma amina orgacircnica

21 Titulaccedilatildeo da carboxila de um aacutecido (aceacutetico) O aacutecido aceacutetico se ioniza liberando

proacuteton (H+) conforme a equaccedilatildeo

A constante de dissociaccedilatildeo (K) do aacutecido aceacutetico eacute

Para esse valor de K podemos afirmar que o aacutecido aceacutetico eacute um aacutecido fraco pois apenas uma

pequena fraccedilatildeo das moleacuteculas eacute que se ionizam proacuteton

48

Aplicando-se logariacutetimos

Quando o ph do meio for numericamente igual ao ph

Teremos

Portanto

Isto eacute as concentraccedilotildees das formas protonizada e desprotonizada se equivalem

Podemos concluir portanto que o ph de um grupo ionizaacutevel corresponde a um valor de ph no

qual coexistem as formas protonizada e desprotonizada em idecircnticas concentraccedilotildees Em outras

palavras eacute o ph que corresponde aacute semi-titulaccedilatildeo ou semi-neutralizaccedilatildeo do referido grupo

ionizaacutevel

Curva de titulaccedilatildeo do aacutecido aceacutetico

22 Titulaccedilatildeo do Grupo Amino (-NH2)

Seja a amina metilina que pode ceder proacuteton conforme a equaccedilatildeo

49

Curva de Titulaccedilatildeo da Metilamina

23 Titulaccedilatildeo de um amino aacutecido neutro (alamina)

Formas Iocircnicas

Carga eletroforeacutetica +1

Curva de titulaccedilatildeo da alamina

Problema Quais as formas iocircnicas existentes bem como as proporccedilotildees das mesmas para

alamina no pH fisioloacutegico (70)

Resposta a forma iocircnica da alamina mais abundante no pH fisioloacutegico (70) eacute a forma

=99 81 desprovida de carga eletroforeacutetica

24 Titulaccedilatildeo de um minoaacutecido dicarboxiacutelico aacutecido aspaacutertico

50

Curva de Titulaccedilatildeo do Aacutecido Aspaacutertico

3 Curva de titulaccedilatildeo obtida quendo 20 ml de aacutecido aspaacutertico HCI01M satildeo titulados com

NaOH01M

Problema Calcular as proporccedilotildees das formas iocircnicas do aacutecido aspaacutertico existentes no pH

fisioloacutegico (Ph=70)

PH=Pk+log R

PH=70

PK=pK3=98 (o mais proacuteximo de 70) do grupo -amino

R= cone da forma protonizada em relaccedilatildeo ao grupo amino= IV

coc da forma protonizada em relaccedilatildeo ao grupo amino III

Substituindo

7 = 98 +log IV

III

7 = 98 + log R

log R = 7-98 = -28

log 1 = 28

R

1 =629 ou R = _1_ =

R 629

R = __1_ = IV

51

629 III

III = 629 IV

III + IV = 100 (1)

substituindo o valor de III em (1) temos

629 IV ldquo+ IV = 100

630 IV = 100

IV = _100_ = 016

630

[III] = 629 X 016 (01587301)

[III] = 9984

Resposta A forma mais abundante (9984) eacute a forma III carregada negativamente

25 Titulaccedilatildeo de um aminoaacutecido baacutesico (lisina)

Problema Qual eacute e em que proporccedilatildeo se apresenta a forma iocircnica mais abundante do

aminoaacutecido lisina no pH fisioloacutegico (70)

PH = pK + log R

PH = 70

PK = Pk2 = 90 ( o mais proacuteximo de 70 corresponde ao grupo -amino)

R = conc da forma desprotonizada em relaccedilatildeo ao grupo -amino = [III]

conc da forma protonizada em relaccedilatildeo ao grupo -amino [II]

Substituindo

52

70 = 90 + log R

log R=70 ndash 90 = -20

log 1 = 2

R

1= 100 ou R = _1__

R 100

Portanto R = __1__ = _[III]_ ou

100 [II]

[II] =100 [III]

[II] + [III] = 100 (1)

Substituindo o valor de [II] em (1)

100 [III] + [III] = 100

101 [III] = 100[III] = _100_ = 099

101

Logo [II] = 100 X 099 = 99

Resposta A forma iocircnica mais abundante eacute a forma II na proporccedilatildeo de 99

Resumindo o que se observou para os 3 aminoaacutecidos temos

Aminoaacutecido pI forma iocircnica predominante no pH fisioloacutegico (70)

Neutro 7 sem carga eletroforeacutetica

Aacutecido lt 7 carregado negativamente

Baacutesico gt 7 carregado positivamente

4 CLASSIFICACcedilAtildeO DOS AMINOAacuteCIDOS

Os aminoaacutecidos satildeo classificados segundo a natureza do radical R vaacuterios criteacuterios de

classificaccedilatildeo podem ser adotados Assim quanto aacute estrutura do radical R eles podem ser

classificados em

a aminoaacutecidos alifaacuteticos

b aminoaacutecidos aromaacuteticos

c aminoaacutecidos heterociacuteclicos

53

Mais significativa entretanto eacute a classificaccedilatildeo baseada na polaridade do radical R uma vez

que ela enfatiza o papel funcional que cada aminoaacutecido desempenha na proteiacutenaAssim os 20

aminoaacutecidos comumente encontrados nas proteiacutenas satildeo classificados em

31 Aminoaacutecidos com Radical R natildeo Polar ou Hidrofoacutebico

32 Aminoaacutecidos com Radical R Polar sem Carga no pH Fisioloacutegico

A maioria desses aminoaacutecidos tem um radical polar que pode participar de pontes de

hidrogecircnio alguns possuem o grupo hidroxila (-OH) outros a sulfidrila (-SH) enquanto

asparagina e glutamina possuem grupos amida A glicina embora desprovida de radical R eacute

considerada uma moleacutecula polar pelo fato dos grupos amino e carboxila representar grande

parte da massa da moleacutecula

33 Aminoaacutecidos com Radical R Polar Carregados Negativamente no pH Fisioloacutegico

Nesta classe estatildeo aminoaacutecidos dicarboxiacutelicos

33 Aminoaacutecidos com Radical R Polar Carregado Positivamente no pH Fisioloacutegico

Trecircs aminoaacutecidos satildeo incluiacutedos nesta categoria lisina (com grupo adicional E ndash amino com

pK = 105 arginina com o grupo guanidiacutenico de pK = 125 e a histidina com o grupo imidazol

com pK = 60)

54

Outros aminoaacutecidos aleacutem desses podem ser encontrados Assim L-hidroxilisina e L-

hidroxiprolina sccedilao abundantes no colaacutegeno apenas e por isso denominados de aminoaacutecidos

proteacuteicos raros

Muitos aminoaacutecidos natildeo satildeo encontrados em proteiacutenas mas ocorrem na forma livre Satildeo os

aminoaacutecidos natildeo proteacuteicos que atualmente satildeo em nuacutemero de aproximadamente 200

encontrados comumente no reino vegetal Alguns desempenham funccedilotildees conhecidas (como a

ornitina e citrulina que participam do ciclo da ureacuteia em plantas e animais e a beta ndash alanina

que faz parte da estrutura do aacutecido pantotecircnico) enquanto a maioria natildeo tem uma funccedilatildeo

fisioloacutegica definida Alguns deles se mostram toacutexicos para animais e humanos como o aacutecido

- diaminobutiacuterico encontrado nas sementes da Lathirus sativus o qual causa o

Neurolatirismo (fraqueza muscular a paralizia dos membros inferiores)

Citrulina encontrado pela 1ordf vez em Citrullus vulgaris melancia

PROTEIacuteNAS

1 CONCEITO

Satildeo poliacutemeros formados pela uniatildeo dos aminoaacutecidos unidos que satildeo pela ligaccedilatildeo peptyacutedica

Tais poliacutemeros apresentam peso molecular entre 10000 a alguns milhotildees de Daltons

A ligaccedilatildeo peptiacutedica eacute aquela que se estabelece entre a carboxila (-COOH) de aminoaacutecido com

o grupo amino (-NH2) de outro aminoaacutecido

55

A ligaccedilatildeo peptiacutedica eacute de natureza covalente Se une dois aminoaacutecidos teremos um dipeptiacutedio

se une trecircs um tripeptiacutedio e assim por diante As proteiacutenas podem ser consideradas

polipeptiacutedios

2 NIacuteVEIS ESTRUTURAIS BAacuteSICOS

A cadeia polipeptiacutedica busca um estado de maior estabilidade termodinacircmica que eacute atingido

apoacutes rearranjos levando a proteiacutena aacute niacuteveis estruturais complexos Tais niacuteveis podem ser

estendidas como as seguintes estruturas

3 Estrutura primaacuteria eacute a sequumlecircncia de aminoaacutecidos na cadeia polipeptiacutedica Eacute mantida

pela ligaccedilatildeo peptiacutedica

Com os 21 aminoaacutecidos normalmente encontrado nas proteiacutenas podemos arranja-los formando

polipeptiacutedios com 100 ateacute alguns milhares de aminoaacutecidos Tais arranjos permitem a formaccedilatildeo

de um nuacutemero extremamente grande de diferentes moleacuteculas protecircicas que possivelmente

possam existir

22 Estrutura Secundaacuteria a cadeia polipeptiacutedica pode adquirir a forma de uma espiral

voltada aacute direita estrutura essa chamada de - heacutelice eacute estabilizada por pontes de hidrogecircnio

que se estabelece entre o grupo carbonilo (=C=O) de uma ligaccedilatildeo peptiacutedica com o grupo

imido (=NH) da 3ordf ligaccedilatildeo peptiacutedica na sequumlecircncia regular da cadeia A estrutura secundaacuteria

tambeacutem pode se manifestar na forma de ldquofolha pregueadardquo

23 Estrutura Terciaacuteria diz respeito ao dobramento da cadeia polipeptiacutedica sobre se mesma

se enovelando e adquirindo uma chamada estrutura globular mais compacta A manutenccedilatildeo

de tal estrutura eacute atribuiacuteda aacutes diferentes reatividades dos radicais R dos aminoaacutecidos

componentes e tal estrutura estaacute intimamente relacionada com as propriedades cataliacuteticas das

proteiacutenas biologicamente ativas como as enzimas

Entre as ligaccedilotildees envolvendo os radicais R e responsaacuteveis pela estruturaccedilatildeo terciaacuteria

podemos observar

a ligaccedilotildees ou interaccedilotildees eletrostaacuteticas ndash entre a carboxila dissociada (-COO-) e grupos

protonizados (amino guanidino ou amidazol)

b pontes de hidrogecircnio

c interaccedilatildeo hidrofoacutebica

56

d interaccedilatildeo dipolo ndash dipolo com radicais de polarizaccedilatildeo semelhantes)

e ligaccedilatildeo ou ponte de dissulfeto (ligaccedilatildeo covalente que se estabelece entre 2 aacutetomos de S

de dois resiacuteduos de cisteiacutena)

Alguns tipos de ligaccedilotildees natildeo ndash covalentes que estabilizam a estrutura proteacuteica

a) interaccedilatildeo eletrostaacutetica b) ligaccedilatildeo de hidrogecircnio entre resiacuteduos de tirosina e

grupos carboxiacutelicos nas cadeias laterais c)interaccedilatildeo hidrofoacutebica de cadeias

laterais natildeo ndash polares causada pela muacutetua repulsatildeo de solventes d) interaccedilatildeo

dipolo ndash dipolo e) ligaccedilatildeo de dissulfeto uma ligaccedilatildeo covalente [De acordo

com C B Anfinsen The Molecular Basic of Evolution John Wiley and Sons

Nova Iorque p 1021959]

Representaccedilatildeo esquemaacutetica das cadeias polipeptiacutedicos de proteiacutenas bem definidas C indica o

carboxilo de aminoaacutecido terminal N grupo amino livre do aminoaacutecido terminal os nuacutemeros

em parecircnteses satildeo os radicais de aminoaacutecidos -S- ligaccedilotildees de dissulfeto

24 Estrutura Quaternaacuterias eacute apresentada por apenas algumas proteiacutenas e quase sempre

biologicamente ativas tal estruturaccedilatildeo pode ser definida como o grau de polimerizaccedilatildeo de

unidades proteacuteicas formando diacutemeros triacutemeros tetracircmeros etc As forccedilas que manteacutem a

estrutura quaternaacuteria satildeo as mesmas responsaacuteveis pela manutenccedilatildeo da estrutura terciaacuteria Em

alguns casos caacutetions metaacutelicos (Ca++

K+ Mg

++ Mn

++ etc) auxiliam a manutenccedilatildeo da

estrutura quaternaacuteria

Assim a fosforilase ldquoardquo (tetracircmero) eacute formada pela uniatildeo de 4 subunidade proteacuteicas e

manifesta atividades cataliacutetica Jaacute na forma de diacutemero (fosforilase ldquobrdquo) a mesma eacute inativa

Um tetracircmero de unidades proteacuteicas ilustrado quaternaacuteria de uma proteiacutena globular complexa

3 DESNATURACcedilAtildeO DAS PROTEIacuteNAS

Vem a ser qualquer desarranjo nas estruturas secundaacuterias terciaacuterias ou quaternaacuteria de uma

proteiacutena As enzimas assim que desnaturadas perdem a atividade cataliacutetica Os agentes

57

desnaturantes das proteiacutenas satildeo aacutecidos bases forccedila iocircnica elevada calor solventes orgacircnicos

(apolares) agitaccedilatildeo mecacircnica etc

4 HIDROacuteLISE DAS PROTEIacuteNAS

Eacute o rompimento das ligaccedilotildees peptiacutedicas que manteacutem a estrutura primaacuteria e pode ser efetuada

por aacutecidos bases ou enzimas (genericamente denominadas de proteases ou enzimas

proteoliacuteticas) Tal hidroacutelise liberta os aminoaacutecidos na forma livre os quais podem ser

identificados e quantificados conhecendo-se assim a composiccedilatildeo aminoaciacutedica das proteiacutenas

5 FUNCcedilOtildeES BIOLOacuteGICAS DAS PROTEIacuteNAS

Devido ao nuacutemero incriacutevelmente elevado de diferentes moleacuteculas proteacuteicas que podem ser

fabricadas pelos organismos cujas propriedades seratildeo reflexo direto da sequumlecircncia de

aminoaacutecidos na cadeia polipeptiacutedica a natureza aproveitando-se desta particularidade atribui

inuacutemeras funccedilotildees para as proteiacutenas Assim podemos identificar classes de proteiacutenas de acordo

com suas funccedilotildees bioloacutegicas

51 Enzimas proteiacutenas com atividade cataliacuteticas acelerando reaccedilotildees no interior da ceacutelula

52 Proteiacutenas de Transporte A Hemoglobina transporta oxigecircnio lipoproteiacutenas do

plasma transportam lipiacutedios A passagem de iacuteons e outras substacircncias atraveacutes das

membranas (de permeabilidade diferencial) eacute auxiliada por proteiacutenas de transporte

53 Proteiacutenas Nutritivas ovoalbumina caseiacutena ferritina (armazenadora de ferro) etc

54 Proteiacutenas Contraacutecteis Actina miosina tubulina (dos ciliados e flagelados)

55 Proteiacutenas Estruturais colaacutegeno elastina fibroinas queratina etc

56 Proteiacutenas de Defesa imunoglobulinas (anticorpos) fibrinogecircnio e trombina

57 Proteiacutenas Reguladoras hormocircnios e repressores (regulam a siacutentese de enzimas)

6 CLASSIFICACcedilAtildeO DAS PROTEIacuteNAS

Diversos criteacuterios podem ser adotadas para a classificaccedilatildeo das proteiacutenas todos eles algo

subjetivo

61 Quanto aacute composiccedilatildeo

a proteiacutenas simples - quando formadas apenas de aminoaacutecidos (albuminas globulinas)

b proteiacutenas conjugadas ndash quando apresentam uma porccedilatildeo natildeo proteacuteica (denominado de

grupo prosteacutetico) precircso aacute cadeia polipeptiacutedica

proteiacutena conjugada grupo prosteacutetico glicoproteiacutena carboidrato

lipoproteiacutena lipiacutedios

nucleoproteyacutena aacutecido nucleacuteico

metaloproteiacutena metal

______________________________________________

58

62 Quanto aacute conformaccedilatildeo

a proteiacutenas globulares ndash aqueles cuja cadeia polipeptiacutedica se dobrou

consideravelmente adquirindo a forma esfeacuterica ou globular geralmente com os

radicais polares dos aminoaacutecidos na superfiacutecie externa e os apolares voltados para o

interior Em consequumlecircncia essas proteiacutenas globulares satildeo soluacuteveis no sistemas aquosos

e se difundem facilmente Enzimas hormocircnios e anticorpos satildeo exemplos de proteiacutenas

globulares e para a manifestaccedilatildeo de suas atividades bioloacutegicas a solubilidade eacute uma

propriedade desejada

b Proteiacutena fibrosas ndash essas proteiacutenas podem ser subdivididas em 3

classes segundo a estrutura detalhada das mesmas

- - heacutelice de passo direito (queratina da pele pecirclo unhas)

- folha - pregueada (seda)

- heacutelice tripla (coleacutegeno)

Tais proteiacutenas satildeo altamente insoluacuteveis caracteriacutestica necessaacuteria para as suas funccedilotildees

bioloacutegicas

7 FATORES ANTINUTRICIONAIS DE NATUREZA PEPTIacuteDICA

Os gratildeos de algumas leguminosas como feijatildeo e soja apresentam peptiacutedios de baixo peso

molecular que possuem habilidade de inativar as enzimas digestivas - amilase e a tripsina

Tais peptiacutedios jaacute identificados satildeo denominados de fator ldquoanti-amilaserdquo e fator ldquoanti-tripsinardquo

e satildeo responsaacuteveis pelo menos em parte pelo efeito toacutexico observado quando da indigestatildeo de

feijatildeo cru especialmente em animais domeacutesticos felizmente esses fatores antinutricionais satildeo

desnaturados pelo calor de modo que o cozimento dos alimentos destroacutei essa atividade

antitriacuteptica e antiamilaacutesica de muitos gratildeos de legumes e de alguns cereais Em alguns

legumes esses fatores satildeo termoestaacuteveis

59

QUESTIONAacuteRIO

1 Qual eacute o objetivo da Bioquiacutemica

2 O que vem a ser metabolismo

3 O que eacute um carboidrato

4 O que eacute uma ligaccedilatildeo hemiacetal O que eacute uma ligaccedilatildeo glicosiacutedica

5 O que vem a ser um accediluacutecar redutor

6 Por que a sacarose natildeo eacute redutora

7 Por que a ceacutelula prefere armazenar como reserva energeacutetica

carboidrato na forma de polissacariacutedio

8 Quais os fatores antinutricionais de natureza gluciacutedica encontrados

na mandioca nas cruciacuteferas e nos legumes O que causam tais

substacircncias

9 Cite carboidratos desempenhado funccedilatildeo estrutural e energeacutetica em

animais e vegetais

10 O que eacute um lipiacutedio

11 Por que satildeo os mais energeacuteticos dos alimentos

12 O que resulta da hidroacutelise de um trigliceriacutedio

13 Qual a relaccedilatildeo entre a resistecircncia aacutes geadas e a proporccedilatildeo de

aacutecidos graxos poliinsaturados nas membranas dos vegetais

14 Por que os oacuteleos vegetais satildeo recomendados aqueles que

apresentam distuacuterbios cardiovasculares

15 Como se classificam os lipiacutedios

16 A margarina eacute boa substituta da manteiga quando se pretende

evitar os inconvenientes da gordura animal

17 Cite lipiacutedios desempenhando funccedilatildeo estrutural funccedilatildeo energeacutetica

e outra funccedilatildeo especiacutefica

18 Por que os aminoaacutecidos satildeo estruturas polares

19 Qual eacute o significado do pk de um grupo ionizaacutevel

20 Cite alguns aminoaacutecidos natildeo proteacuteicos

21 Cite um aminoaacutecido toacutexico onde eacute encontrado e qual o distuacuterbio

de sua ingestatildeo

22 O que eacute uma ligaccedilatildeo peptiacutedica e como pode ser rompida

23 O que vem a ser estrutura primaacuteria secundaacuteria e terciaacuteria de uma

proteiacutena e quais as ligaccedilotildees que as manteacutem

24 O que vem a ser desnaturaccedilatildeo de uma proteiacutena e quais os agentes

que efetuam tal desnaturaccedilatildeo

60

ENZIMAS

1 INTRODUCcedilAtildeO

Uma peculiaridade interessante da ceacutelula viva eacute a de permitir que em seu interior ocorram

reaccedilotildees complexas a uma velocidade razoaacutevel aacute temperatura do meio Tais reaccedilotildees natildeo

ocorreriam ou se processariam muito lentamente aquela temperatura se na ausecircncia da ceacutelula

Isso eacute possiacutevel devido a presenccedila de catalizadores bioloacutegicos as enzimas ou biocatalizadores

As enzimas satildeo proteiacutenas sintetizadas pela proacutepria ceacutelula que aceleram reaccedilotildees

termodinamicamente possiacuteveis natildeo alterando a constante de equiliacutebrio (k) e nem a variaccedilatildeo de

energia livre da reaccedilatildeo (G) Como catalizadores operam em concentraccedilotildees extremamente

baixas em relaccedilatildeo aacute quantidade de substrato transformada

Sendo uma proteiacutena a enzima perde a sua atividade cataliacutetica assim que desnaturada (a

enzima fica inativa) Outra propriedade das enzimas vem a ser a sua especificidade milhares

de diferentes enzimas ocorrem no interior da ceacutelula

2 MODALIDADE DE SE AUMENTAR A VELOCIDADE DE UMA

REACcedilAtildeO

21 Pelo Aumento da Temperatura o aumento de temperatura causa um aumento na energia

cineacutetica das moleacuteculas (Ec) tornando-as mais aptas a transpor a barreira energeacutetica

estabelecida pela energia de ativaccedilatildeo (Ea)

22 Pela Diminuiccedilatildeo da Energia de Ativaccedilatildeo A energia de ativaccedilatildeo eacute uma quantidade de

energia que deve ser fornecida aacutes moleacuteculas reagentes para atingir o estado excitado e se

iniciar a reaccedilatildeo Supotildee-se que as enzimas como os demais catalizadores diminuam a energia

de ativaccedilatildeo requerida para que a reaccedilatildeo ocorra

Hidroacutelise da ureacuteia

CO (NH2)2 + H2O __H+__ CO2 + 2 NH3 Ea= 24600 calmol

CO (NH2)2 + H2O _ureacutease CO2 + 2 NH3 Ea= 6800 calmol

Decomposiccedilatildeo da aacutegua oxidada

H2O2 __Fe + +__ H2O + 1 O2 Ea= 10100 calmol

2

H2O2 __catalase__ H2O + 1 02 Ea= 1700 calmol

2

61

3 EQUACcedilAtildeO DE MICHAELIS ndash MENTEN

No inicio da reaccedilatildeo (tempo zero) existe apenas enzima e substratoApoacutes um lapso de tempo

ocorre a formaccedilatildeo do complexo enzima-substrato e daiacute a dissociaccedilatildeo do mesmo para formar o

produto da reaccedilatildeo (P) Durante o transcurso da reaccedilatildeo o produto deve ser formado com uma

velocidade constante estando a reaccedilatildeo no seu estado de equiliacutebrio dinacircmico

Para que a velocidade de formaccedilatildeo de produto seja constante a concentraccedilatildeo do complexo

enzima-substrato (ES) igualmente deveraacute ser constante

Para que [ES] seja constante a velocidade de sua dissociaccedilatildeo (v2+v3)

Experimentalmente em laboratoacuterio podemos controlar a concentraccedilatildeo de substrato [S] e a

concentraccedilatildeo de enzima adicionada [E]

Seja portanto

[E] = concentraccedilatildeo de enzima adicionada

[S] = concentraccedilatildeo de substrato

[ES] = concentraccedilatildeo do complexo enzima-substrato no estado de equiliacutebrio dinacircmico

[E] = [ES] = concentraccedilatildeo de enzima livre

Sabemos que V1= V2+V3 (I) para que [ES] seja constante

V1 = K1 [E] ndash [ES][S]

V2 = K2 [ES]

V3-K3 [ES] = velocidade de formaccedilatildeo de produto = v (medida experimentalmente)

Substituindo em I

K1 [E] ndash [ES] [S] = K2 [ES] + K3 [ES]

K1 [E] [S] - K1 [ES] [S] = [ES] (K2 + K3)

Dividindo-se por K1

[E] [S] ndash [ES] [S] = [ES] K2 + K3

K1

K2 + K3 = Km (constante de Michaelis)

K1

[E] [S]ndash [ES] [S] = [ES] Km

[ES] Km + [ES] [S] = [E] [S]

[ES] (Km + [S]) = [E] [S]

[ES] = _[E] [S]_

Km + [S]

Multiplicando-se ambos os membros por K3 teremos

K3 [ES] = _K3 [E] [S]_

62

Km + [S]

Ora K3 [ES] = V (Velocidade de formaccedilatildeo de produto a qual eacute medida experimentalmente)

K3 [E] = Vm (Velocidade maacutexima de reaccedilatildeo quando toda enzima adicionada [E] estiver na

forma do complexo enzima-substrato bdquoES Nessa ocasiatildeo [ES] = [E] ou seja eacute a maacutexima

concentraccedilatildeo do complexo enzima-substrato que se pode conseguir)

Logo V = _Vm [S]_

Km + [S]

Esta eacute uma equaccedilatildeo de hipeacuterbole quadraacutetica que representa ou melhor que se ajusta bem ao

tipo de curva observada experimentalmente

Assim lim _Vm [S]_ = 00 (indeterminaccedilatildeo matemaacutetica)

S Km + [S] 00

Levantando-se indeterminaccedilatildeo (dividindo-se por [S])

Lim _____Vm_____ ____Vm____

_Km _+ __[S]__ = lim Vm

[S] [S] S 00 _Km_ + 1

[S]

Ou seja aacute medida que a concentraccedilatildeo de substrato tende para o infinito (00) a velocidade de

reaccedilatildeo tende para a velocidade maacutexima

Quando V= Vm teremos

2

Vm = __Vm [S]__

Km + [S]

2 [S] = Km + [S] ou Km = [S]

Donde se conclui que para uma velocidade de reaccedilatildeo igual metade da velocidade maacutexima

(_Vm_) a concentraccedilatildeo de substrato corresponde numericamente aacute constante de Michaelis

2

(Km) Concluiacutemos tambeacutem que Km eacute a concentraccedilatildeo de semi-saturaccedilatildeo dos siacutetios ativos da

enzima Portanto a constante de Michaelis pode ser bioquimicamente interpretada como

sendo

a concentraccedilatildeo de substrato que satura 50 dos siacutetios ativos da enzimas presentes

b Um valor cujo inverso mede a afinidade entre a enzima e o substrato

c Um valor muito proacuteximo da constante de dissociaccedilatildeo do complexo enzima-substrato

63

A velocidade maacutexima (Vm) eacute aquela atingida quando toda enzima (100) estiver na forma do

complexo enzima-substrato ou seja quando todos os siacutetios ativos possuiacuterem substrato alojado

em seu interior Dizendo que foi atingida a saturaccedilatildeo dos siacutetios ativos

RETIFICACcedilAtildeO DA HIPEacuteRBOLE = TRANSFORMACcedilAtildeO DE LINEWEAVER E BURK

Experimentalmente eacute muito mais simples trabalhar uma equaccedilatildeo de reta do que curva

hiperboacutelica Daiacute a retificaccedilatildeo da hipeacuterbole

V = _Vm [S]_

Km + [S]

Tornando-se o inverso

_1_ = _Km + [S]_

V Vm [S]

_1_ = ___Km___ + ___[S]___

V Vm [S] Vm [S]

_1_ = _Km_ _1_ + _1_ (I)

V Vm [S] Vm

_1_ = variaacutevel dependente

V

_1_ = variaacutevel independente

[S]

_Km_ = coeficiente angular

Vm

_1_ = coeficiente linear

Vm

Para _1_ = 0 teremos a intersecccedilatildeo no eixo de _1_

V [S]

_1_ = - _Km_ x0 + __1__ _1_ = __1__

Vm Vm Vm V Vm

Por intermeacutedio deste tipo de anaacutelise graacutefica determinamos experimentalmente os paracircmetros

Km para uma reaccedilatildeo enzimaacutetica

64

4 FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DE UMA REACcedilAtildeO

ENZIMAacuteTICA

41 Efeito da Concentraccedilatildeo de Enzima

A velocidade maacutexima (Vm) eacute proporcional aacute concentraccedilatildeo de enzima [E] mas Km constante

que independe da concentraccedilatildeo de enzima

42 Efeito da Concentraccedilatildeo de Substrato foi estudado na equaccedilatildeo de Michaelis-Menten

43 Efeito da Concentraccedilatildeo Hidrogenioiocircnica (Ph) Em valores extremos de pH (maiores

que 10 e menores que 3) ocorre o efeito desnaturante do aacutecido ou da base sobre a enzima

igualmente o efeito da forccedila iocircnica elevada pode desnaturar a enzima

Jaacute em regiotildees proacuteximas ao pH oacutetimo pequenas alteraccedilotildees no pH acarretam alteraccedilotildees na

configuraccedilatildeo espacial dos siacutetios ativos facilitando ou dificultando a entrada do substrato no

mesmo

O pH no interior da ceacutelula estaacute ao redor da naturalidade (pH = 6 ou 7) sendo adequado para a

maioria das enzimas A ceacutelula regula o metabolismo exercendo um controle sobre o pH em

algumas regiotildees da ceacutelula Em algumas ocasiotildees as enzimas estatildeo adaptadas aacutes condiccedilotildees de

pH do meio nem sempre proacutexima aacute neutralidade

44 Efeito da Temperatura Sabe-se que a cada aumento de 10degC resulta numa duplicaccedilatildeo

da velocidade de uma reaccedilatildeo quiacutemica qualquer

Um aumento da temperatura aleacutem de aumentar a energia das moleacuteculas regentes promove a

termo-desnaturaccedilatildeo das enzimas tornando-as inativas Essa eacute a razatildeo existecircncia de uma

temperatura oacutetima onde a velocidade de reaccedilatildeo eacute maacutexima

65

A zero graus centiacutegrados podemos ter 100 das moleacuteculas enzimaacuteticas ativas aptas a

catalizarem a reaccedilatildeo mas as moleacuteculas possuem baixa energia cineacutetica e a reaccedilatildeo natildeo ocorre

Aumentando-se a temperatura aumenta-se a energia cineacutetica das moleacuteculas mas igualmente

aumenta-se proporccedilatildeo de enzimas desnaturada (inativa) Geralmente acima de 50C a

velocidade de reaccedilatildeo eacute nula pois que a despeito da elevada energia cineacutetica das moleacuteculas

reagentes todas as enzimas jaacute sofrem termodesnaturaccedilatildeo

Algumas enzimas satildeo particularmente resistentes aacute elevadas temperaturas como a

polifenoloxidase que manifesta atividade cataliacutetica mesmo a 80degC

45 Efeito de Inibidores Inibidores satildeo substacircncias da mais variada natureza quiacutemica que

penetram no siacutetio ativo das enzimas prejudicando a accedilatildeo da cataacutelise Tais substacircncias satildeo

geralmente estranhas ao metabolismo celular Dependendo do mecanismo de accedilatildeo eles podem

ser considerados inibidores competitivos ou inibidores natildeo competitivos

451 Inibidores Competitivos Tais inibidores apresentam semelhanccedila estrutural com o

substrato ocupando o siacutetio ativo sem sofrerem transformaccedilotildees Como exemplo desse tipo de

inibiccedilatildeo temos o aacutecido malocircnico inibindo a desidrogenase succiacutenica (enzima do ciclo de

Klebs) cuja cineacutetica de inibiccedilatildeo apresenta as seguintes caracteriacutesticas

A cineacutetica dessa inibiccedilatildeo demonstra que Vm eacute atingida mesmo na presenccedila do inibidor mas

Km eacute aumentada Concluiacutemos que o inibidor eacute deslocado do siacutetio ativo mediante aumento na

concentraccedilatildeo de substrato Tal tipo de inibiccedilatildeo eacute reversiacutevel

452 Inibidores natildeo Competitivos Esses inibidores se ligam de maneira irreversiacutevel no siacutetio

ativo mediante ligaccedilatildeo covalente natildeo sendo deslocados mediante aumento na concentraccedilatildeo

de substrato Tais conclusotildees satildeo obtidas da cineacutetica de inibiccedilatildeo que apresenta as seguintes

caracteriacutesticas

O fluoracetato (FCH2-COOH) encontrado em certas plantas toacutexicas do gecircnero Policourea os

metais pesados (Hg Pb Cd etc) o gaacutes de guerra (ou gaacutes dos nervos ou Lewisita) assim como

os inseticidas organo-fosforado satildeo potentes inibidores da acetil-colinesterase e de outras

66

enzimas que apresentam o grupo sulfidrila (-SH) no siacutetio ativo Tais inibidores se ligam de

maneira irreversiacutevel com a sulfidrila do siacutetio ativo

46 Efetores Alosteacutericos Satildeo substacircncias consideradas metaboacutelitos normais da ceacutelula que as

alojam no siacutetio alosteacuterico de algumas enzimas (que recebem a denominaccedilatildeo de enzima

alosteacutericas ou reguladoras) O efetor alosteacutetico entrando no siacutetio alosteacuterico causa uma

alteraccedilatildeo na conformaccedilatildeo espacial do siacutetio ativo podendo facilitar ou dificultar a entrada do

substrato no siacutetio ativo O seu efeito portanto eacute de acelerar ou retardar a velocidade de uma

reaccedilatildeo e o efetor eacute qualificado de positivo ou negativo respectivamente

A alosteria se constitui num mecanismo para a ceacutelula acelerar ou retardar a velocidade das

reaccedilotildees enzimaacuteticas com o propoacutesito de se controlar o metabolismo

Aumentando-se a concentraccedilatildeo do efetor alosteacuterico positivo aumenta-se a velocidade de

reaccedilatildeo

Aumentando-se a concentraccedilatildeo do efetor alosteacuterico negativo diminuiu-se a velocidade de

reaccedilatildeo

Um dentre os inuacutemeros exemplos de alosteria eacute o controle na arginina a partir de aacutecido

aspaacutertico

Tal mecanismo tambeacutem eacute denominado de retroinibiccedilatildeo inibiccedilatildeo pelo produto fina ou ldquofeed-

backrdquo Tem por objetivo evitar que o aacutecido aspaacutertico seja consumido desnecessariamente

(quando a siacutentese proteacuteica jaacute natildeo eacute necessaacuteria) visto que o mesmo tambeacutem eacute usado na siacutentese

de outros constituintes celulares

47 Cofatores Enzimaacuteticos Satildeo compostos da mais variada natureza quiacutemica que auxiliam a

cataacutelise Se subdividem em

a grupo prosteacutetico estrutura natildeo protecircica ligada covalentemente aacute proteiacutena enzimaacutetica

FMN = flavina-mononucleotiacutedio

FAD = flavina-adenina dinucleotiacutedio

67

A flavina eacute derivada da riboflavina (vitamina B2)

b coenzimas Satildeo estruturas natildeo proteacuteicas que natildeo estatildeo ligadas aacutes proteiacutenas enzimaacuteticas

NAD+ = nicotinamida-adenina-dinucleotiacutedio ou

DPN+ = difosforidina nucleotiacutedio

NADP+ = nicotinamida-adenina-dinucleotiacutedio fosfato ou

TPN+ = trifosfopiridina nucleotiacutedio

TPP = tiamina pirosfofato (vitamina B1)

Piridoxal fosfato (vitamina B6)

c Iocircnios ativadores muitas enzimas requerem ions para manifestar atividade cataliacutetica

Os mais frequumlentes satildeo Cl- K

+ Ca

++ Mg

++ Zn

++ Cu

++ Feacute

++ Mn

++ etc

As necessidades de algumas vitaminas (especialmente do complexo B) e sais minerais podem

ser explicadas em algumas situaccedilotildees pela funccedilatildeo dessas substacircncias de atuarem como

cofatores enzimaacuteticos

Exemplos de reaccedilotildees enzimaacuteticas com participaccedilatildeo de grupo prosteacutetico e coezima

respectivamente

O aacutecido succiacutenico se oxidou a aacutecido fumaacuterico para tal perdeu 2 eleacutetrons (e-) e 2 proacutetons (H

+)

O FAD recebeu os 2 e- e os 2 H

+ se reduzindo a FADH2

O aacutecido recebe 2H+ e 2 eleacutetrons provenientes do NAD

+ cedendo os H

+ e eleacutetrons

68

ENERGEacuteTICA BIOQUIacuteMICA

1 CICLO ENERGEacuteTICO CELULAR

Parte da energia quiacutemica liberada nos processos cataboacutelicos eacute utilizada para a siacutentese se ATP

(adenosina-trifosfato) O ATP eacuteposteriormente empregado na realizaccedilatildeo de trabalhos

fisioloacutegicos (excreccedilatildeo contraccedilatildeo muscular transporte ativo etc) e para atividades de

biossiacutentese de constituintes celulares (anabolismo)

2 CONCEITO DE ENERGIA LIVRE DE UMA REACcedilAtildeO

Seja uma reaccedilatildeo quiacutemica qualquer A B Os conteuacutedos de energia de A e B natildeo podem ser

medidos de modo absoluto mas eacute possiacutevel medir a variaccedilatildeo de energia quando A se

transforma em B

G = EB - EA

quando EA EB G eacute negativa e a reaccedilatildeo eacute exergocircnica

quando EBgt EA G eacute positiva e a reaccedilatildeo eacute endergocircnia

As reaccedilotildees espontacircneas satildeo espontacircneas satildeo exergocircnicas mas o valor de G natildeo se relaciona

com a velocidade de reaccedilatildeo a qual eacute funccedilatildeo da energia de ativaccedilatildeo (Ea)

Energia de ativaccedilatildeo eacute uma quantidade de energia necessaacuteria para que os reagentes adquiram o

estado excitado para que a reaccedilatildeo ocorra

Considere-se combustatildeo da glicose

C6-H2O6 + 6026C02 + 6H02 G= -686000 calmol

Numa reaccedilatildeo exergocircnica a variaccedilatildeo de energia livre eacute a quantidade maacutexima de energia que se

torna disponiacutevel a com a qual se pode realizar trabalho

69

A rigor H = G + TS ou G = H -TS onde

H= variaccedilatildeo de energia entalpia (variaccedilatildeo caloacuterica quando a reaccedilatildeo se processa sob pressatildeo

constante)

G= variaccedilatildeo de energia livre (utilizada para realizar trabalhos)

S= variaccedilatildeo de entropia (mede o grau de desordem de um sistema)

Os processos fiacutesicos e quiacutemicos se conduzem no sentido de se aumentar a entropia

Numa reaccedilatildeo em que A B podemos derivar a seguinte expressatildeo

G= G0 + RT1n B

A

onde G0 eacute a variaccedilatildeo de energia livre padratildeo R eacute a constante universal dos gases (1987

calmolgrau) T eacute a temperatura absoluta e B e A satildeo as concentraccedilotildees em molaridade

Para uma condiccedilatildeo de equiliacutebrio quiacutemico natildeo haacute conversatildeo liacutequida de A em B e portanto

G=O Igualmente a relaccedilatildeo B A corresponderaacute a constante de equiliacutebrio Keq Teremos

entatildeo

O=Go + RT 1n Keq

Go=-RT 1n Keq

Para uma condiccedilatildeo de 25oC portanto T= 273+25=2980K teremos

G0=-1987X298X1n Keq

Go= -1987x298x2303 log Keq=-1363 log Keq

A tabela abaixo relaciona Segundo a equaccedilatildeo acima a Keq com o correspondente valor de

Go

Relaccedilatildeo entre Keq e G0

Keq log1 0Keq G0= -1363 log1 0Keq (cal)

0001 -3 4089

001 -2 2726

01 -1 1363

10 0 0

10 1 -1363

100 2 -2726

1000 3 4089

Para uma situaccedilatildeo em que A=B = 1M temos

G=G0 + RT 1n 1

G=G0

70

ou seja G0 pode ser definida como a variaccedilatildeo de energia livre quando reagentes e produtos

estatildeo presentes em concentraccedilotildees unitaacuterias ou seja no ldquoestado padratildeordquo se H+ satildeo produzidos

ou utilizados na reaccedilatildeo a sua concentraccedilatildeo deve ser considerada 1M ou pH=O Como na ceacutelula

as reaccedilotildees natildeo ocorrem em pH=O mas sim ao redor de pH=70 o valor deGo eacute corrigido

para Go se a reaccedilatildeo em questatildeo envolver H+

Alguns metaboacutelitos e a variaccedilatildeo de energia livre de sua hidroacutelise satildeo apresentados na tabela

abaixo

____ Composto Goacute a pH 70 (calmol)___

fosfoenol piruvato -12800

13-difosfoglicerato -11800

ATP -8000

glicose-1-fosfato -5000

frutose-1-fosfato -3800


____________________________________________________

3 COMPOSTOS RICOS EM ENERGIA

Vem a ser qualquer composto que por hidroacutelise libere mais que 7000 calmol ou seja que

apresente G menor que ndash7000 calmol Entre tais compostos podemos identificar as

seguintes caracteriacutesticas

b compostos pirofosfatados (anidridos de aacutecido fosfoacuterico)

A repulsatildeo entre os aacutetomos de fosfoacuterico polarizados positivamente causa uma instabilidade

na moleacutecula que eacute aliviada pela hidroacutelise A hidroacutelise do primeiro radical fosfato eacute

acompanhada da liberaccedilatildeo de 8000 calmol

Estrutura do ATP

71

The Nature of ATP

Adenosine triphosphate (ATP) the energy currency or coin of the cell transfers

energy from chemical bonds to endergonic (energy absorbing) reactions within the

cell Structurally ATP consists of the adenine nucleotide (ribose sugar adenine

base and phosphate group PO4-2) plus two other phosphate groups

A 2-D stick view of the structure of ATP The above drawing of ATP is from EcoCyc at

httphapunaaisricom1555new-imagetype=COMPOUND-IN-PATHWAYampobject=ATP

A cartoon and space-filling view of ATP Image from Purves et al Life The Science of

Biology 4th Edition by Sinauer Associates (wwwsinauercom) and WH Freeman

(wwwwhfreemancom) used with permission

Energy is stored in the covalent bonds between phosphates with the greatest

amount of energy (approximately 7 kcalmole) in the bond between the second and

third phosphate groups This covalent bond is known as a pyrophosphate bond

We can write the chemical reaction for the formation of ATP as

a) in chemicalese ADP + Pi + energy ----gt ATP

b) in English Adenosine diphosphate + inorganic Phosphate + energy produces Adenosine

Triphosphate

The chemical formula for the expenditurerelease of ATP energy can be written as

a) in chemicalese ATP ----gt ADP + energy + Pi

72

b) in English Adenosine Triphosphate produces Adenosine diphosphate + energy + inorganic

Phosphate

An analogy between ATP and rechargeable batteries is appropriate The batteries

are used giving up their potential energy until it has all been converted into kinetic

energy and heatunusable energy Recharged batteries (into which energy has been

put) can be used only after the input of additional energy Thus ATP is the higher

energy form (the recharged battery) while ADP is the lower energy form (the used

battery) When the terminal (third) phosphate is cut loose ATP becomes ADP

(Adenosine diphosphate di= two) and the stored energy is released for some

biological process to utilize The input of additional energy (plus a phosphate

group) recharges ADP into ATP (as in my analogy the spent batteries are

recharged by the input of additional energy)

How to Make ATP | Back to Top

Two processes convert ADP into ATP 1) substrate-level phosphorylation and 2)

chemiosmosis Substrate-level phosphorylation occurs in the cytoplasm when an

enzyme attaches a third phosphate to the ADP (both ADP and the phosphates are

the substrates on which the enzyme acts)

73

Enzymes and the formation of NADH and ATP Images from Purves et al Life The

Science of Biology 4th Edition by Sinauer Associates (wwwsinauercom) and WH Freeman


Chemiosmosis involves more than the single enzyme of substrate-level

phosphorylation Enzymes in chemiosmotic synthesis are arranged in an electron

transport chain that is embedded in a membrane In eukaryotes this membrane is in

either the chloroplast or mitochondrion According to the chemiosmosis hypothesis

proposed by Peter Mitchell in 1961 a special ATP-synthesizing enzyme is also

located in the membranes Mitchell would later win the Nobel Prize for his work

74

75

A typical representation of an electron transport chain Images from Purves et al Life

The Science of Biology 4th Edition by Sinauer Associates (wwwsinauercom) and WH

Freeman (wwwwhfreemancom) used with permission

During chemiosmosis in eukaryotes H+ ions are pumped across an organelle

membrane into a confined space (bounded by membranes) that contains numerous

hydrogen ions The energy for the pumping comes from the coupled oxidation-

reduction reactions in the electron transport chain Electrons are passed from one

membrane-bound enzyme to another losing some energy with each tansfer (as per

the second law of thermodynamics) This lost energy allows for the pumping of

hydrogen ions against the concentration gradient (there are fewer hydrogen ions

outside the confined space than there are inside the confined space) The confined

hydrogens cannot pass back through the membrane Their only exit is through the

ATP synthesizing enzyme that is located in the confining membrane As the

hydrogen passes through the ATP synthesizing enzyme energy from the enzyme is

used to attach a third phosphate to ADP converting it to ATP

76

A generalized view of an electron transport system Image from Purves et al Life The



Usually the terminal phosphate is not simply removed but instead is attached to

another molecule This process is known as phosphorylation

W + ATP -----gt W~P + ADP where W is any compound for example

glucose + ATP -----gt glucose~P + ADP

Glucose can be converted into Glucose-6-phosphate by the addition of the

phosphate group from ATP

ATP serves as the biological energy company releasing energy for both anabolic

and catabolic processes and being recharged by energy generated from other

catabolic reactions

Learning Objectives | Back to Top

These learning objectives are taken from my Biology for Nonmajors class (BIO

102) I have tried to add a link to each that will direct you to a part of this chapter or

another website that will facilitate your completion of the objective

1 Describe the components organization and functions of an electron transport

system

2 ATP is composed of ribose a five-carbon sugar three phosphate groups and

adenine a nitrogen-containing compound (also known as a nitrogenous

77

base) What class of organic macromolecules is composed of monomers

similar to ATP

3 ATP directly or indirectly delivers energy to almost all metabolic pathways

Explain the functioning of the ATPADP cycle

4 Adding a phosphate to a molecule is called phosphorylation What two

methods do cells use to phosphorylate ADP into ATP

httpwwwemcmaricopaedufacultyfarabeeBIOBKBioBookATPhtml

Hidroacutelise dos nucleotiacutedios de adenosina

ATP + H2O ADP + H3PO4 (Pi) G = -8000 calmol

ADP + H2O AMP + Pi G = -6500 calmol

AMP + H2O Adenosina + Pi G = -2200 calmol

c acil fosfato como no caso do 13-difosfoglicerato aleacutem da repulsatildeo entre foacutesforo e

carbono positivamente polarizados pode-se mencionar a tendecircncia dos produtos da

reaccedilatildeo de se dissociarem deslocando o equiliacutebrio favorecendo a hidroacutelise

d Tioeacutester o enxofre impede a possibilidade de ressonacircncia aumentando a tendecircncia de

hidroacutelise

e Fosfatos enoacutelicos eacute o caso da hidroacutelise do fosfoenolpiruvato (PEP) com formaccedilatildeo de

um enol instaacutevel que instantaneamente tautomeriza na forma certo mais estaacutevel

f Fosfatos guanidiacutenicos fosfocreatina e fosfoarginina nos quais os produtos da

hidroacutelise apresentam um maior nuacutemero de formas de ressonacircncia

78

4 G EM REACcedilOtildeES DE OacuteXIDO-REDUCcedilAtildeO

As reaccedilotildees com transferecircncia de eleacutetrons satildeo denominadas de oacutexido-reduccedilatildeo A tendecircncia de

um composto em fornecer eleacutetrons eacute quantificada pelo potencial de reduccedilatildeo (Eo) expresso em

volts tornando-se como referecircncia o H2 (com Eo = OV a pH=O) O valor do potencial de

reduccedilatildeo corrigindo para pH 70 seria E‟o=-0420 V Em relaccedilatildeo a este valor padratildeo eacute possiacutevel

determinar o potencial determinar o potencial de reduccedilatildeo de qualquer composto capaz de se

oxidar ou se reduzir com referecircncia ao hidrogecircnio Quanto maior o potencial de reduccedilatildeo maior

eacute a tendecircncia do composto em aceitar eleacutetrons reduzindo-se portanto sendo tais compostos

bons agentes oxidantes Por outro lado os compostos com baixo potencial de reduccedilatildeo satildeo

bons agentes redutores

A tabela a seguir mostra o potencial de reduccedilatildeo de algumas reaccedilotildees de importacircncia bioloacutegicas

Potenciais de reduccedilatildeo de alguns hemi - reaccedilatildeo redox de importacircncia bioloacutegica

Hemi ndash reaccedilatildeo (escrita com uma reduccedilatildeo) E‟0 em Ph 70 (V)

1 +2H + 2e

- H2O 082

2

Fe3 +

+ 1e Fe2+

077

Citocromo a-Fe3+

1e- Citocromo a-Fe

2+ 029

Citocromo c-Fe3 + + 1e

- Citocromo c-Fe

2+ 025

Ubiquinona + 2H + + 2e

- Ubiquinona 010

Aacutecido deidroascoacuterbico + 2H+ + 2e

- Aacutecido ascoacuterbico 006

Glutation oxidado + 2H + + 2e

- 2 Glutation reduzido 004

Fumarato + 2H + + 2e

- Succinato 003

Citocromo b-Fe3 +

+ 1e- Citocromo b-Fe

2 + -004

Oxalacetato +2H + + 2e

- Malato -010

Enzima amarela + 2H + +2e

- Enzima amarela reduzida -012

Acetaldeido + 2H + + 2e

- Etanol -016

Piruvato + 2H + + 2e

- Lactato -019

Riboflavina + 2H + + 2e

- Riboflavina ndash H2 -020

Aacutecido13-difosfogliceacuterico + 2H + +2e

- Gliceraldeido ndash 3 ndash fosfato + Pi -029

NAD + + 2H

+ +2e

- NADH + H

+ -032

Acetil ndash CoA + 2H + +2e

- Acetaldeido + CoA ndash SH -041

H + +1e

- 1 H

2 -042

2

Ferredoxina ndash Fe3 + + 1e

- Ferredoxina ndash Fe

2+ -043

Acetato + 2H + + 2e

- Acetaldeido + H2O -047

Para uma reaccedilatildeo de oacutexido ndash reduccedilatildeo podemos deduzir

G= - nFE‟O‟

79

onde n= ndeg de eleacutetrons transferidos na reaccedilatildeo

F= constante de Faraday = 23063 calvolt Equiv

E‟O= diferenccedila entre os potenciais de reduccedilatildeo do agente oxidante e agentes redutor

Consideremos a reduccedilatildeo do acetaldeido a etanol uacuteltima reaccedilatildeo da fermentaccedilatildeo alcooacutelica cujo

agente redutor eacute o NADH+H+

CHO CH2OH

+ NADH+H+

CH3 CH3 + NAD+

Acetaldeido etanol

E‟O= potencial de reduccedilatildeo do acetaldeido (agente oxidante)- potencial de reduccedilatildeo do

NADH+H+ (agente redutor)

E‟O= -0163 ndash (-0320) = + 0157 volts

Portanto

G= -nFE‟o

G= -2 x 23063 x 0157 = -7240 calmol

REACcedilAtildeO ACOPLADAS

O ATP ocupa uma posiccedilatildeo intermediaacuteria entre os diversos metaboacutelitos considerados existindo

compostos que aprisionam energia com maior eficiecircncia Essa posiccedilatildeo intermediaacuteria responde

pela grande importacircncia do APT visto que o mesmo pode ser formado quando da hidroacutelise de

um metaboacutelito com G menor que ndash8000 calmol Igualmente o ATP pode fornecer energia

para fosforilar a glicose durante o catabolismo da mesma

80

METABOLISMO

CELLULAR METABOLISM AND FERMENTATION

Glycolysis the Universal Process

Nine reactions each catalyzed by a specific enzyme makeup the process we call

glycolysis ALL organisms have glycolysis occurring in their cytoplasm

At steps 1 and 3 ATP is converted into ADP inputting energy into the reaction as

well as attaching a phosphate to the glucose At steps 6 and 9 ADP is converted into

the higher energy ATP At step 5 NAD+ is converted into NADH + H+

The process works on glucose a 6-C until step 4 splits the 6-C into two 3-C

compounds Glyceraldehyde phosphate (GAP also known as

phosphoglyceraldehyde PGAL) is the more readily used of the two

Dihydroxyacetone phosphate can be converted into GAP by the enzyme Isomerase

The end of the glycolysis process yields two pyruvic acid (3-C) molecules and a

net gain of 2 ATP and two NADH per glucose

Graphic summary of the glycolysis process Image from Purves et al Life The Science

of Biology 4th Edition by Sinauer Associates (wwwsinauercom) and WH Freeman


Anaerobic Pathways | Back to Top

Under anaerobic conditions the absence of oxygen pyruvic acid can be routed by

the organism into one of three pathways lactic acid fermentation alcohol

fermentation or cellular (anaerobic) respiration Humans cannot ferment alcohol in

81

their own bodies we lack the genetic information to do so These biochemical

pathways with their myriad reactions catalyzed by reaction-specific enzymes all

under genetic control are extremely complex We will only skim the surface at this

time and in this course

Alcohol fermentation is the formation of alcohol from sugar Yeast when under

anaerobic conditions convert glucose to pyruvic acid via the glycolysis pathways

then go one step farther converting pyruvic acid into ethanol a C-2 compound

Fermentation of ethanol Image from Purves et al Life The Science of Biology 4th

Edition by Sinauer Associates (wwwsinauercom) and WH Freeman (wwwwhfreemancom)

used with permission

Many organisms will also ferment pyruvic acid into other chemicals such as lactic

acid Humans ferment lactic acid in muscles where oxygen becomes depleted

resulting in localized anaerobic conditions This lactic acid causes the muscle

stiffness couch-potatoes feel after beginning exercise programs The stiffness goes

away after a few days since the cessation of strenuous activity allows aerobic

conditions to return to the muscle and the lactic acid can be converted into ATP via

the normal aerobic respiration pathways

82

Fermentation of lactate (lactic acid) Image from Purves et al Life The Science of



Aerobic Respiration | Back to Top

When oxygen is present (aerobic conditions) most organisms will undergo two

more steps Krebs Cycle and Electron Transport to produce their ATP In

eukaryotes these processes occur in the mitochondria while in prokaryotes they

occur in the cytoplasm

83

Overview of the cellular respiration processes Image from Purves et al Life The



Acetyl Co-A The Transition Reaction

Pyruvic acid is first altered in the transition reaction by removal of a carbon and two

oxygens (which form carbon dioxide) When the carbon dioxide is removed energy

is given off and NAD+ is converted into the higher energy form NADH Coenzyme

A attaches to the remaining 2-C (acetyl) unit forming acetyl Co-A This process is

a prelude to the Krebs Cycle

Krebs Cycle (aka Citric Acid Cycle)

The Acetyl Co-A (2-C) is attached to a 4-C chemical (oxaloacetic acid) The Co-A

is released and returns to await another pyruvic acid The 2-C and 4-C make another

chemical known as Citric acid a 6-C Krebs Cycle is also known as the Citric Acid

Cycle The process after Citric Acid is essentially removing carbon dioxide getting

out energy in the form of ATP GTP NADH and FADH2 and lastly regenerating

the cycle Between Isocitric Acid and -Ketoglutaric Acid carbon dioxide is given

off and NAD+ is converted into NADH Between -Ketoglutaric Acid and Succinic

Acid the release of carbon dioxide and reduction of NAD+ into NADH happens

again resulting in a 4-C chemical succinic acid GTP (Guanine Triphosphate

which transfers its energy to ATP) is also formed here (GTP is formed by attaching

a phosphate to GDP)

The remaining energy carrier-generating steps involve the shifting of atomic

arrangements within the 4-C molecules Between Succinic Acid and Fumaric Acid

the molecular shifting releases not enough energy to make ATP or NADH outright

but instead this energy is captured by a new energy carrier Flavin adenine

dinucleotide (FAD) FAD is reduced by the addition of two Hs to become FADH2

FADH2 is not as rich an energy carrier as NADH yielding less ATP than the latter

The last step between Malic Acid and Oxaloacetic Acid reforms OA to complete

the cycle Energy is given off and trapped by the reduction of NAD+ to NADH The

carbon dioxide released by cells is generated by the Krebs Cycle as are the energy

carriers (NADH and FADH2) which play a role in the next step

84

Summary of the Krebs (or citric acid) cycle Image from Purves et al Life The Science



Electron Transport Phosphorylation

Whereas Krebs Cycle occurs in the matrix of the mitochondrion the Electron

Transport System (ETS) chemicals are embedded in the membranes known as the

cristae Krebs cycle completely oxidized the carbons in the pyruvic acids

producing a small amount of ATP and reducing NAD and FAD into higher energy

forms In the ETS those higher energy forms are cashed in producing ATP

Cytochromes are molecules that pass the hot potatoes (electrons) along the ETS

chain Energy released by the downhill passage of electrons is captured as ATP

by ADP molecules The ADP is reduced by the gain of electrons ATP formed in

this way is made by the process of oxidative phosphorylation The mechanism for

the oxidative phosphorylation process is the gradient of H+ ions discovered across

the inner mitochondrial membrane This mechanism is known as chemiosmotic

coupling This involves both chemical and transport processes Drops in the

potential energy of electrons moving down the ETS chain occur at three points

These points turn out to be where ADP + P are converted into ATP Potential

energy is captured by ADP and stored in the pyrophosphate bond NADH enters the

ETS chain at the beginning yielding 3 ATP per NADH FADH2 enters at Co-Q

producing only 2 ATP per FADH2

85

Electron transport system Images from Purves et al Life The Science of Biology 4th



86

Catabolism and Anabolism

The above image is from httpwwwbiosciugaedualmanacbio_104notesjun_4html

REFERENCES

Biology Project Metabolism Problem Set (University of Arizona) Questions and

answers along with tutorials about metaboilism an excellent site

DIY Glycolysis (Leeds University UK) An excellent tutorial on the molecular shifts

needed to perform glycolysis

Introduction to Glycolysis (Leeds University UK) An introduction for those less

chemically skewed perhaps a nioce start before tackling DIY Glycolysis (also be the

same folks)

Step-by-Step Glycolysis (Leeds University UK) Browse fact sheets as well as view

short animations

Glycolysis (OUMA Graphics)

EcoCyc Glycolysis Pathway EcoCyc an electronic encyclopedia of E coli genes and

metabolism provides an interactive diagram of the glycolysis pathway

87

EcoCyc Fermentation Pathway EcoCyc an electronic encyclopedia of E coli genes

and metabolism provides an interactive diagram of alcohol (ethanolk) fermentation

Reconstructions of Metabolism Reconstructed metabolic pathways for bactreria

humans and other critters

Glycolysis Main Page You will need the Chime plugin to view interactive rotating

images of the molecules in the Glycolysis pathway VERY cool

TCA Cycle Main Page Similar to the above images and informastion about Krebs

Cycle

88

METABOLISMO DE CARBOIDRATOS

RESPIRACcedilAtildeO ANAEROBICA E AEROBICA

GLICOacuteLISE

1 CONCEITO

Eacute a degradaccedilatildeo anaeroacutebica dos carboidratos mediante uma sequumlecircncia de reaccedilotildees catalisadas

enzimaacuteticamente Eacute de ocorrecircncia generalizada entre os organismos vivos (animais e vegetais)

e ocorre predominantemente no citoplasma celular de tecidos que desempenham qualquer

atividade fisioloacutegica ou biossiacutentese ou seja onde houver demanda de energia (ATP)

A glicoacutelise tem por finalidade pois a raacutepida produccedilatildeo de energia (ATP) em condiccedilotildees de

anaerobiose bem ocorreraacute na mitococircndria

2 SEQUEcircNCIA DE REACcedilOtildeES

Substrato Iniciais

Quando a degradaccedilatildeo anaeroacutebica do carboidrato eacute efetuada por microorganismo o processo eacute

denominado de fermentaccedilatildeoAssim a produccedilatildeo de aacutecido laacutetico a partir de carboidrato pela

bcteacuteria Lactobacillus sp Saccharomyces sp

O tempo glicoacutelise embora geneacuterico eacute usado para denominar a degradaccedilatildeo anaeroacutebica dos

carboidratos ateacute aacutecido laacutetico efetuada pelos demais organismos como aquela processada pelos

tecidos musculares

89

GLICOacuteLISE

3 BALANCcedilO DE COEZIMAS

O processo eacute anaeroacutebico natildeo oxidativo portanto o que pode ser observado pela constacircncia do

nuacutemero de oxidaccedilatildeo do aacutetomo de carbono

Tanto a glicose (substrato inicial) como o aacutecido laacutetico igual a zero natildeo havendo oxidaccedilatildeo e

nem reduccedilatildeo nessa transformaccedilatildeo Jaacute na produccedilatildeo de etanol e CO2 observamos que uma

porccedilatildeo da moleacutecula de glicose correspondente a 4 aacutetomos de carbono sofre reduccedilatildeo

originando 2 moleacuteculas de etanol A outra porccedilatildeo (com 2 aacutetomos restantes) eacute oxidada ateacute gaacutes

carbocircnico O que ocorre entatildeo na fermentaccedilatildeo alcooacutelica eacute uma ruptura da moleacutecula de glicose

sendo que uma porccedilatildeo se reduz (recebendo 8 eleacutetrons) aacutes custas de outra que se oxida ateacute CO2

(cedendo 8 eleacutetrons) sem a necessidade de doadores ou receptores externos de eleacutetrons

As reaccedilotildees de oacutexido-reduccedilatildeo da glicoacutelise (catalisadas pelas desidrogenases de gliceraldeiacutedo-3-

fosfato e alcooacutelica ou laacutetica) utilizam-se do NAD+ ou NADH+H+ (nicotinamida-adenina-

dinucleotiacutedio) com a transferecircncia de 2 eleacutetrons

Na sequumlecircncia glicoliacutetica temos uma reaccedilatildeo em que o substrato eacute oxidado perdendo 2 eleacutetrons

(reaccedilatildeo catalisada pela desidrogenase de gliceraldeiacutedo-3-fosfato) e posteriormente ocorre uma

reduccedilatildeo de igual intensidade (recebimento de 2 eleacutetrons) para a formaccedilatildeo do aacutecido laacutetico (pela

desidrogenase laacutetica) ou para a formaccedilatildeo de etanol (pela desidrogenase alcooacutelica ) No

computo geral portanto o carbono Daiacute o processo ser anaeroacutebico isto eacute natildeo sendo oxidativo

natildeo exigiria a participaccedilatildeo do oxigecircnio (O2) como agente oxidante

4 RENDIMENTO ENERGEacuteTICO EM ANAEROBIOSE

Consideramos a degradaccedilatildeo anaeroacutebica processada pelas ceacutelulas do tecido muscular quando

transforma glicose em aacutecido laacutetico

C6H12O6 2C3H6O3 G = -47000calmol

ATP + H2O ADP +Pi G = -8000 calmol

Ndeg de ATP gastos 1 ATPglicose (pela hexoquinase)

1 ATP glicose (pela fosfofrutoquinase)

2 ATPglicose

90

ndeg de ATP formados 2 APTglicose (pela fosfogliceroquinase

2 ATPglicose (pela quinase piruacutevica)

3 ATPglicose

Ndeg de ATP liacutequido formado 4 ndash 2 = 2 ATPglicose

Caacutelculo de rendimento (R)

47000 ______ 100

2 X 8000____R

R = 100 X 2 X 8000 = 34

47000

O rendimento energeacutetico vem a ser o percentual da energia colocada em disponibilidade que eacute

utilizada para a siacutentese de ATP A energia restante eacute dissipada na forma de calor aquecendo o

meio onde se processa a reaccedilatildeo

100 47000 calorias (energia colocada em disponibilidade)

34 16000 calorias (energia utilizada para a siacutentese de ATP)

66 31000 calorias (energia dissipada como calor)

PROBLEMA Calcular o rendimento energeacutetico quando da degradaccedilatildeo anaeroacutebica do

glicogecircnio pela ceacutelula muscular Dados

(C6H1206)n (C6H1206) n-1 + 2C3H6O3 G = -52000 calmol

ATP ADP + Pi G = -8000 calmol

Ndeg de ATP gastos 1 ATPresiacuteduo de glicose (pela fosfofrutoquinase)

Ndeg de ATP formados 2 ATPresiacuteduo de glicose (pela fosfogliceroquinase)

2 ATPresiacuteduo de glicose (pela quinase piruacutevica)

4ATPresiacuteduo de glicose

ndeg de ATP formado = 4-1 = 3 ATPresiacuteduo de glicose do glicogecircnio

caacutelculo do rendimento (R)

100 _______ 52000 cal

R __________ 3 x 8000 cal

R = 100 x 3 x 8000 = 46

52000

O rendimento obtido pela ceacutelula quando degrada o glicogecircnio eacute maior que aquele obtido pela

degradaccedilatildeo de glicose Isto porque a fosforilase adiciona um radical fosfato aacute extremidade natildeo

redutora do glicogecircnio sem gastos de ATP (ver esquema da glicoacutelise - 1ordf reaccedilatildeo)

91

5 APLICACcedilOtildeES PRAacuteTICAS DA GLICOacuteLISE FERMENTACcedilAtildeO LAacuteTICA E

FERMENTACcedilAtildeO ALCOacuteOLICA

51 Produccedilatildeo de aacutelcool a partir de monossacariacutedios dissacariacutedios (especialmente

sacarose) e polissacariacutedios (amido de milho mandioca etc)

Quando se utiliza o amido como mateacuteria prima este deve inicialmente ser hidrolisado em

glicose ou maltose (num processo denominado sacarificaccedilatildeo do amido) accedilucares esses que

podem ser desdobrados pela levedura Saccharomyces sp A sacarificaccedilatildeo pode ser

a enzimaacutetica - amilase salivar (confecccedilatildeo do cauim pelos indiacutegenas)

- amilases de sementes em germinaccedilatildeo (malte para produccedilatildeo de whisky rum

etc

- amilases extrayacutedas de fungos e bacteacuterias

b tratamento quiacutemico (hidroacutelise cHCl)

- produccedilatildeo industrial de glicose de milho

52 Produccedilatildeo de Aacutecido Laacutetico com finalidade de conservaccedilatildeo de alimentos picles

ensilagem chucrutes iogurtes e coalhadas

53 Abate de Animais Descansados o que propicia uma carne de mais faacutecil conservaccedilatildeo

e mais macia (devido aacute formaccedilatildeo de lactato a partir do glicogecircnio muscular apoacutes o

abate)

METABOLISMO AEROacuteBICO

CICLO DE KREBS OU DOS AacuteCIDOS TRICARBOXIacuteLICOS

1 INTRODUCcedilAtildeO E ASPECTOS HISTOacuteRICOS

Fisiologistas observaram que muacutesculos estimulados a se contraiacuterem

acumulavam aacutecido laacutetico provenientes da glicoacutelise O acuacutemulo de aacutecido laacutetico o muacutesculo aacute

fadiga perdendo o mesmo a habilidade de contraccedilatildeo Tal habilidade poderia ser restaurada em

presenccedila de oxigecircnio molecular (aerobiose) quando entatildeo havia desaparecimento do aacutecido

laacutetico

Posteriormente demonstrou-se que homogeinados de muacutesculos eram capazes de catalisar a

oxidaccedilatildeo do lactato pelo O2 Isto demonstrava o processo como sendo de natureza enzimaacutetica

Outros aacutecidos podiam ser oxidados sendo piruvato citrato oxaloacetato fumarato malato os

mais rapidamente oxidados

Depois de elaborada a sequumlecircncia glicoliacutetica em muacutesculo e levedura observou-se que o

composto que era em suma oxidado ateacute CO2 vinha a ser o aacutecido piruacutevico como demonstrava

os experimentos de Gyorgi utilizando-se de homogeinados de muacutesculos de peito de pombo

Muitos pesquisadores contribuiacuteram para o entendimento do processo mas foi o bioquiacutemico

Inglecircs Sir Hans Krebs que em 1937 postulou um conjunto de reaccedilotildees de natureza ciacuteclica que

92

demonstrava a oxidaccedilatildeo do piruvato ateacute Co2 Devido aacute importacircncia de suas descobertas Krebs

recebeu em 1953 o Precircmio Nobel de Medicina

O ciclo de Krebs eacute de ocorrecircncia universal sendo encontrado em ceacutelulas animais e vegetais

tanto em organismos superiores como inferiores O equipamento enzimaacutetico responsaacutevel por

tais reaccedilotildees estaacute confinado na mitococircndria


3 IMPORTAcircNCIA ENERGEacuteTICA

Tal ciclo eacute de grande importacircncia na economia energeacutetica da ceacutelula visto que a energia

liberada no processo eacute enorme em relaccedilatildeo ao processo anaeroacutebico

100 C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O G = -686000 calmol

7 C6H12O6 anaerobiose 2C3H6O3 G = -47000 calmol

93 C3H6O3 + 3O2 aerobiose 3CO2 + 3H2O G = -319500 calmol

Em anaerobiose apenas 7 (47000calmol) da energia contida na moleacutecula de glicose eacute

colocada em disponibilidade O restante dessa energia (93) contida no lactato eacute posta em

disponibilidade em condiccedilotildees de anaerobiose

4 INIBIDORES DO CICLO DE KREBS

41 Aacutecido Malocircnico Inibidor competitivo de desidrogenase succiacutenica Tal inibidor tem

semelhanccedila estrutural com o substrato natural (aacutecido succiacutenico) ocupando o siacutetio ativo da

enzima mas sendo desalojado mediante aumanto na concentraccedilatildeo de substrato Haacute acuacutemulo

de succiacutenato no sistema inibido Adicionando-se ao sistema fumarato malato ou

oxoloacetato haacute oxidaccedilatildeodo piruvato podendo ser adicionado em quantidades

estequiomeacutetricas equivalentes ao acetil ndash CoA a ser consumido A adiccedilatildeo de citrato isocitrato

ou - cetolglutarato natildeo permite a utilizaccedilatildeo do acetil-CoA pois que tais compostos estariam

aqueacutem da desidrogenase succiacutenica na sequumlecircncia ciacuteclica de reaccedilotildees Foi a utilizaccedilatildeodo aacutecido

malocircnico como inibidor que demonstrou o processo como sendo de natureza ciacuteclica

42 Fluoracetato (FCH2 ndash COOH) Certas plantas africanas e algumas encontradas no

Brasil especialmente do gecircnero Policourea possuem tal composto o qual se constitui no

principio toacutexico Tais plantas distantes dos centros consumidores

93

O fluoracetato aleacutem de inibir de maneira natildeo competitiva as enzimas dependentes de

sulfidrila (-SH) no siacutetio ativo (como a acetilcolinesterase) pode se transformar num inibidor

ativo (como de Krebs Para tal o fluoracetil ndash CoA Devido aacute falta de especificidade de

enzima de condensaccedilatildeo (1ordf enzima do Ciclo de Krebs) o potente inibidor da aconitase

acumulando-se aacutecido ciacutetrico no tecido envenenado

IICADEIA RESPIRATOacuteRIA

1 CONCEITO E FUNCcedilAtildeO

Vem a ser uma sequumlecircncia de reaccedilotildees de oacutexido ndash reduccedilatildeo em ordem estabelecida

segundo o potencial de reduccedilatildeo de seus componentes e que tem por finalidade transportar

para o oxigecircnio molecular (O2) os H+ e eleacutetrons das coenzimas reduzidas (NADH + H

+ e

FADH2)

Geradas no ciclo de Krebs Eacute tambeacutem chamada de cadeia de transporte de eleacutetrons

Durante esse transporte reaccedilotildees com ldquoqueda de potencial eletroquiacutemicordquo adequada

permitem a siacutentese de ATP a partir de ADP e Pi (foacutesforo inorgacircnico) pela chamada

ldquofosforilaccedilatildeo oxidativardquo A ldquoFosforilaccedilatildeo ao niacutevel de substratordquo se refere aacute siacutentese de ATP

em reaccedilotildees acopladas cuja energia eacute obtida da hidroacutelise de certas ligaccedilotildees ricas em energia

(como na glicoacutelise e no Ciclo de Krebs)

Na cadeia respiratoacuteria os eleacutetrons caminham a partir de um composto com baixo

potencial de reduccedilatildeo para outro com potencial de reduccedilatildeo maior isto eacute que tem maior

tendecircncia em aceitar esses eleacutetrons ocorrendo uma queda ldquocitocromosrdquo que satildeo

metaloproteiacutenas (ferroporfirinas) onde o aacutetomo de Feacute se oxida e se reduz transportando assim

os eleacutetrons

Feacute+3 + 1 e- ___reduccedilatildeo__

__oxidaccedilatildeo__

(oxidado) (reduzido)

O oxigecircnio molecular (O2) eacute o uacuteltimo aceptor dos eleacutetrons e H+ ocorrendo a biossiacutentese da

aacutegua Nesse processo formar-se 3 moles de ATP por mol NADH +H+ oxidado e 2 moles de

ATPmol de FADH2

3 VENENOS RESPIRATOacuteRIOS

Os citocromos especialmente o citocromo oxidase (ou ldquoa3rdquo) pode ter o seu aacutetomo de Feacute

complexado pelo CN- (cianeto) CO (monoacutexido de carbono) ou H2O (gaacutes sulfiacutedrico) o que

evita o mesmo de se oxidar ou se reduzir interrompendo assim o transporte de eleacutetrons Essa eacute

a razatildeo de tais compostos serem toacutexicos para plantas e animais ou seja organismos que

respirem possuidores portanto da cadeia respiratoacuteria O 24-DNP e a oligomicina promovem o

desacoplamento da fosforilaccedilatildeo oxidativa (consumo de O2 sem formaccedilatildeo de ATP)

94

4ESTRUTURA DA MITOCOcircNDRIA

Ela eacute considerada a casa de forccedila de uma ceacutelula Nela estatildeo contidas as enzimas do Ciclo de

Krebs bem como a Cadeia Respiratoacuteria Nela deve entrar piruvato ou acetil-CoA juntamente

com acetil-CoA

A parede interna da mitococircndria se apresenta enrugada para aumentar a superfiacutecie de contacto

com o estroma fazendo co que as coenzimas reduzidas geradas no Ciclo de Krebs sejam

prontamente oxidadas na Cadeia Respiratoacuteria

Quando portanto escrevemos a equaccedilatildeo geral da respiraccedilatildeo da glicose

C6H12O6 + 6O2 _respiraccedilatildeo_ + 6CO2 + 6H2O + 686000 calmol devemos considerar que esse

processo envolve dezenas de reaccedilotildees sendo o CO2 liberando principalmente pelo Ciclo de

Krebs e a aacutegua (H2O) gerada na cadeia respiratoacuteria Uma parte da energia liberada seraacute

utilizada para a siacutentese de ATP tanto pela fosforilaccedilatildeo ao niacutevel de substrato (glicoacutelise e Ciclo

de Krebs) como pela fosforilaccedilatildeo oxidativa (acoplada aacute cadeia respiratoacuteria)

1 RENDIMENTO ENERGEacuteTICO EM AEROBIOSE

Consideremos a oxidaccedilatildeo total o acetil-CoA pelo Ciclo de Krebs e cadeia respiratoacuteria

Cada mol de acetil-CoA oxidado completamente (ateacute CO2 e H2O) pelo Ciclo de Krebs e

Cadeia Respiratoacuteria propiacutecia a formaccedilatildeo de 12 moles de ATP

Podemos agora calcular o rendimento energeacutetico quando uma ceacutelula efetua a combustatildeo

completa (ateacute CO2 e H2O) da glicose Dados

95

443 da energia posta em disponibilidade eacute utilizada para a siacutentese de ATP O restante (100-

443 = 557) eacute dissipada na forma de calor servindo apenas para aquecer o meio onde a

reaccedilatildeo se processa

VIA PENTOSE FOSFATO


A glicoacutelise natildeo eacute a uacutenica via degradativa da glicose e entre elas se destaca a via pentose

fosfato que ocorre no citossol de ceacutelulas animais e vegetais Tal via jaacute fora percebida em

tecidos que tinham capacidade de degradar a glicose mesmo na presenccedila dos inibidores

claacutessicos da glicoacutelise (fluoretos e iodoacetato) A descoberta do NADP+ por Warburg e a

oxidaccedilatildeo da glicose-6-fosfato em aacutecido 6-fosfoglucocircnico levada a moleacutecula de glucose para

vias metaboacutelicas desconhecidas O empregeo do C14 em pesquisas bioquiacutemicas e os estudos

de Lipmann Dickens Horecker e Racker resultaram no entendimento dos passos metaboacutelicos

conhecidos como o ldquodesvio das pentosesrdquo

2 SEQUEcircNCIA DAS REACcedilOtildeES

3 ESTEQUIOMETRIA DA VIA PENTOSE FOSFATO

Consideremos o processamento de 6 moleacuteculas de glicose pelas trecircs primeiras reaccedilotildees da via

pentose

6 hexosendashfosfato + 12 NADP+ 6H2O 6 pentosendashfosfato + 6CO2 + 12 NADPH + 12 H+

A seguir consideremos que 4 moleacuteculas de pentose fosfato reajam segundo as reaccedilotildees 6 e 7

produzindo 2 moleacuteculas de tetrose-fosfato e 2 moleacuteculas de hexosendashfosfato

2 pentose-fosfato 2 hexose-fosfato + 2 tetrose-fosfato

Pela accedilatildeo da transcetolase 2 moleacuteculas de tetrose-fosfato reagem com 2 moleacuteculas de pentose-

fosfato para formar 2 moleacuteculas de hexose-fosfato e 2 moleacuteculas de triose-fosfato

2 tetrose-fosfato + 2 pentose-fosfato 2 hexose-fosfato + 2 triose-P

Quanto aacutes 2 triose-fosfato uma delas pode por isomerizaccedilatildeo se tranformar em di-

hidroxiacetona-fosfato condensarem numa hexose-difosfato e se hidrolisar em hexose-fosfato

+ H3PO4

96

2 triose-fosfato 1 hexose-fosfato + H3PO4

A somatoacuteria dessas reaccedilotildees individuais resulta que

Hexose-fosfato + 12 NADP+ + 6H2O 6CO2 + NADPH + 12H+

O processo eacute oxidativo resultando em nucleotiacutedio reduzindo

4 SIGNIFICADO FISIOLOacuteGICO DA VIA PENTOSE FOSFATO

O NADH gerado em reaccedilotildees oxidativas da glicoacutelise e Ciclo de Krebs tem como importante

destino ser oxidado pela cadeia respiratoacuteria propiciando a formaccedilatildeo de ATP Jaacute o NADPH

natildeo eacute utilizado na cadeia respiratoacuteria mas sim empregado em inuacutemeros processos

biossinteacuteticos como na biossiacutentese e lipiacutedios esteroacuteides aminoaacutecidos etc A ribose gerada na

via pentose eacute utilizada na siacutentese dos aacutecidos nucleacuteicos enquanto a eritrose-fosfato eacute precursora

via aacutecido chiquiacutemico na produccedilatildeo de aminoaacutecidos reguladores compostos fenoacutelicos lignina

e outros especialmente em plantas

No que se refere a tecidos animais a via pentose eacute bastante ativa na glacircndulas mamaacuterias

tecidos adiposos coacutertex adrenal e fiacutegado onde o NADPH fornece o poder redutor para as

biossiacutenteses O muacutesculo esqueleacutetico com pouca atividade de biossiacutentese de lipiacutedios natildeo

apresenta a via pentose fosfato

Em tecidos vegetais jovens e meristemaacuteticos a atividade glicoliacutetica eacute mais intensa e a medida

que o tecido vai se tornando maduro a via pentose-fosfato se intensifica para propiciar a

disposiccedilatildeo de lignina e demais compostos secundaacuterios sintetizados com o concurso do

NADPH

Ainda em plantas a via pentose-fosfato supre o processo fotossinteacutetico com NADPH

necessaacuterio aacute assimilaccedilatildeo do CO2 bem como estaacute intimamente relacionada com a marcha do

carbono na fotossiacutentese

Outra funccedilatildeo da via pentose-fosfato seria estabelecer a possibilidade de conversatildeo de hexose

pentose tetroses e trioses entre si com bastante significado econocircmico nos processos

biossinteacuteticos

Utilizando-se de glicose-1-14

C e glicose-6-14

C podemos avaliar as intensidades das vias

glicoliacutetica e pentose-fosfato em um tecido qualquer A premissa eacute de que se apenas a glicose

estiver operando a evoluccedilatildeo de 14

CO2 seraacute idecircntica quer se utilizado de glicose-1-14

C ou de

glicose-6-14

C pois que ambas ao serem metabolizadas (em ensaios separados) produziratildeo

aacutecido piruacutevivo-metil-14

C Esse aacutecido seraacute oxidado no Ciclo de Krebs liberando 14

CO2

Por outro lado se apenas a via pentose estiver operando a evoluccedilatildeo de 14

Co2 seraacute

primeiramente detectada quando da utilizaccedilatildeo de glicose-1-14

C

97

METABOLISMO DOS TRIGLICERIacuteDIOS


Os lipiacutedios armazenados por organismos animais ou vegetais quase que exclusivamente na

forma de trigliceriacutedios constituem importante reserva energeacutetica do ponto de vista

quantitativo Assim enquanto os carboidratos constituem reserva energeacutetica limitada

especialmente nos organismos animais (05do peso muscular e 5 do peso do fiacutegado) os

depoacutesitos de gordura subcutacircnea podem representar uma fraccedilatildeo bastante significativa do peso

corpoacutereo

Do ponto de vista qualitativo podemos afirmar que os lipiacutedios satildeo alimentos energeacuteticos Por

excelecircncia

A grande quantidade de energia liberada durante a combustatildeo dos lipiacutedios eacute devido ao aacutetomo

de carbono estar reduzido (com baixo nuacutemero de oxidaccedilatildeo) Isso pelo baixo conteuacutedo de

oxigecircnio e elevado teor de hidrogecircnio na moleacutecula

Os trigliceriacutedios constituem a quase totalidade da fraccedilatildeo lipiacutedica de nossa dieta ou de uma

reaccedilatildeo animal e vem a ser a forma pela qual os organismos armazenam a maior parte da

energia quiacutemica Daiacute um maior interesse pelos trigliceriacutedios Essas reservas lipiacutedicas (como a

gordura subcutacircnea dos animais e os oacuteleos armazenam nas sementes dos vegetais) podem ser

rapidamente mobilizadas para atender a demanda energeacutetica ou outras necessidades do

organismo em questatildeo

2 HIDROacuteLISE DOS TRIGLICERIacuteDIOS E DESTINO DE SEUS PRODUTOS

A degradaccedilatildeo dos trigliceriacutedios quer sejam eles provenientes de uma dieta ou reaccedilatildeo ou

aqueles armazenados inicia-se com a hidroacutelise enzimaacutetica (pelas liacutepases) dos mesmos

originando glicerol e aacutecidos graxos seus constituintes essenciais

O glicerol eacute degradado pela via glicoliacutetica se transformando em piruvato e posteriormente em

acetil-CoA

98

Os aacutecidos graxos resultantes dos trigliceriacutedios sofrem metabolizaccedilatildeo diferente seratildeo

transformados em acetil-CoA independente do nuacutemero de aacutetomos de carbono por um

processo bioquiacutemico denominado de beta-oxidaccedilatildeo e efetuado pela mitococircndria

LIPIacuteDIOS

-Oxidaccedilatildeo de Lipiacutedios amp Ciclo do Glioxilato

Segundo Harper et al (1982) os lipiacutedios formam um grupo heterogecircneo de

compostos relacionados real ou potencialmente com os aacutecidos graxos Tecircm a propriedade comum de serem relativamente insoluacuteveis na aacutegua e soluacuteveis nos

solventes natildeo polares como o eacuteter o clorofoacutermio o benzeno Os lipiacutedios assim compreendem as gorduras os oacuteleos as ceras e compostos relacionados

Os lipiacutedios satildeo constituintes importante da dieta natildeo soacute pelo elevado valor energeacutetico como tambeacutem pelas vitaminas lipossoluacuteveis e aacutecidos graxos essenciais encontrados na gordura dos alimentos naturais No organismo a gordura serve de fonte eficiente de energia tanto direta quanto potencialmente quando armazenada no tecido adiposo Serve como material isolante nos tecidos subcutacircneos e agrave volta de certos oacutergatildeos O teor de gordura do tecido nervoso eacute particularmente elevado As combinaccedilotildees de gordura e proteiacutena (lipoproteiacutena) satildeo constituintes celulares importantes encontrando-se nas membranas celulares e nas mitococircndrias no interior do citoplasma e servindo tambeacutem como meio de transporte dos lipiacutedios no sangue Muitos hormocircnios vitaminas e detergentes bioloacutegicos satildeo lipiacutedios (Harper et al 1982 Wannmacher e Dias 1988)

A grande maioria dos lipiacutedios possui em sua constituiccedilatildeo pelo menos uma moleacutecula de aacutecidos graxos que satildeo aacutecidos carboxiacutelicos saturados (sem ligas duplas) ou insaturados (com uma ou mais ligas duplas) com nuacutemero variaacutevel de aacutetomos de carbono geralmente aciacuteclicos havendo alguns ramificados e outros hidroxilados Os aacutecidos graxos satildeo obtidos pela hidroacutelise das gorduras Os aacutecidos graxos existentes em gorduras naturais encerram usualmente um nuacutemero par de aacutetomos de carbono (porque satildeo sintetizados a partir de dois carbonos) e satildeo derivados de cadeia retiliacutenea (Harper et al 1982 Wannmacher e Dias 1988)

Os aacutecidos graxos constituem importante fonte de energia para a maioria dos tecidos Os aacutecidos graxos circulam pelo sangue combinados com albumina ou sob forma de trigliceriacutedios incorporados em lipoproteiacutenas Os trigliceriacutedios eacutesteres do aacutelcool glicerol com aacutecidos graxos circulantes satildeo originaacuterios da dieta ou da biossiacutentese hepaacutetica e resultam da hidroacutelise dos trigliceriacutedios das lipoproteinas no

99

leito vascular dos tecidos ou da hidroacutelise dos trigliceriacutedios armazenados no tecido adiposo (Harper et al 1982 Wannmacher e Dias 1988)

Lehninger (1985) salienta que os triacilgliceroacuteis (trigliceriacutedios) desempenham um papel extremamente importante coma fornecedor de energia nos animais Entre os nutrientes principais eles possuem o maior conteuacutedo energeacutetico (mais de 9 kcalg) satildeo depositados nas ceacutelulas do tecido gorduroso como gotiacuteculas quase puras de gordura e podem ser estocadas em grandes quantidades neste tecido Nas populaccedilotildees dos paiacuteses desenvolvidos em meacutedia quase quarenta por cento das necessidades energeacuteticas diaacuterias satildeo fornecidas pelos triacilgliceroacuteis da dieta Eles fornecem mais da metade da energia consumida por alguns oacutergatildeos especialmente o fiacutegado o rim e o muacutesculo esqueleacutetico em repouso Nos animais que hibernam e nos paacutessaros em migraccedilatildeo os estoques de triacilgliceroacuteis satildeo praticamente a uacutenica fonte de energia

Cerca de noventa e cinco por cento da energia biologicamente obtida dos triacilgliceroacuteis reside nos seus trecircs aacutecidos graxos de cadeias longa apenas cinco por

cento desta energia eacute fornecida pelo glicerol Por vias metaboacutelicas como a -oxidaccedilatildeo esses aacutecidos graxos ricos em energia satildeo oxidados ateacute dioacutexido de carbono e aacutegua

DEGRADACcedilAtildeO OXIDATIVA DE AacuteCIDOS GRAXOS

- OXIDACcedilAtildeO

1 APRESENTACcedilAtildeO RESUMIDA DOS PRINCIPAIS EVENTOS METABOacuteLICOS

Conceito

Via cataboacutelica de degradaccedilatildeo de aacutecidos graxos para produccedilatildeo de energia

Ocorre na matriz mitocondrial apoacutes a ativaccedilatildeo e a entrada dos aacutecidos graxos na mitococircndria

Pode ser dividida em 3 fases

A ativaccedilatildeo do aacutecido graxo

A - oxidaccedilatildeo propriamente dita

A respiraccedilatildeo celular

Ativaccedilatildeo Dos Aacutecidos Graxos

A ativaccedilatildeo dos aacutecidos graxos consiste na entrada destes na mitococircndria na forma de ACIL-CoA

100

O processo depende

1 Da ligaccedilatildeo do aacutecido graxo com a Coenzima A formando o Acil-CoA no citosol A reaccedilatildeo eacute catalizada pela enzima Acil-CoA Sintetase localizada na membrana mitocondrial externa

CH3-(CH2)n-COOH + ATP + CoA-SH eacute CH3-(CH2)n-CO-S-CoA + AMP + PPi

2 Do transporte do radical acila atraveacutes da MMI do citosol para a matriz

mediado pelo carreador especiacutefico carnitina A transferecircncia do radical acila da CoA para a carnitina eacute catalizada pela enzima carnitina-Acil-Transferase I

Acil-S-CoA + Carnitina eacute Acil-Carnitina + CoA-SH 3 Do lado da matriz mitocondrial a carnitina doa novamente o radical acila para

a CoA regenerando o Acil-CoA no interior da mitococircndria A reaccedilatildeo eacute catalisada pela arnitina-Acil-Transferase II localizada na face interna da MMI e eacute exatamente o inverso da descrita acima

- Oxidaccedilatildeo do Aacutecido Graxo

Consiste na quebra por oxidaccedilatildeo do aacutecido graxo sempre em seu carbono b convertendo-o na nova carbonila de um aacutecido graxo agora 2

carbonos mais curto

O processo eacute repetitivo e libera agrave cada quebra

1 NADH+H+ 1 FADH2

1 Acetil CoA

Satildeo 4 as enzimas envolvidas em cada etapa de oxidaccedilatildeo da via

Exemplo

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CO-S-CoA + CoA-SH

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CO-S-CoA + Acetil-CoA

CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CO-S-CoA + Acetil-CoA

CH3-CH2-CH2-CO-S-CoA + Acetil-CoA

Acetil-CoA + Acetil-CoA

101

Respiraccedilatildeo Celular

A siacutentese de ATP acoplada agrave - oxidaccedilatildeo vem

Do transporte de eleacutetrons do NADH e do FADH2 formados no processo pela cadeia respiratoacuteria

Da oxidaccedilatildeo dos radicais acetil dos Acetil-CoAs no ciclo de Krebs

Exemplo A oxidaccedilatildeo de uma aacutecido graxo com 16 carbonos rende para a ceacutelula em ATPs

8 Acetil-CoA = 96 ATPs (12 1)

7 NADH + H+ = 21 ATPs (3 1)

7 FADH2 = 14 ATPs (2 1)

Total = 131 ATPs

Regulaccedilatildeo da - Oxidaccedilatildeo

A regulaccedilatildeo da via eacute feita pela enzima reguladora carnitina-acil-transferase I que regula a velocidade de entrada do aacutecido graxo na mitococircndria desta forma a velocidade de sua degradaccedilatildeo

Esta enzima eacute inibida por malonil-CoA um intermediaacuterio cuja concentraccedilatildeo aumenta na ceacutelula quando esta tem carboidrato disponiacutevel e que funciona como precursor na biossiacutentese de aacutecido graxo

Oxidaccedilatildeo de Aacutecidos Graxos Insaturados

Se o aacutecido graxo a ser oxidado for insaturado o processo tem dois passos enzimaacuteticos adicionais

A conversatildeo do isocircmero cis em trans

A saturaccedilatildeo da dupla ligaccedilatildeo pela adiccedilatildeo de aacutegua

Uma vez o aacutecido graxo saturado ele pode seguir com o processo normal de oxidaccedilatildeo

Oxidaccedilatildeo de Aacutecidos Graxos com Nuacutemero Iacutempar de Carbonos

A oxidaccedilatildeo de um aacutecido graxo com nuacutemero de carbonos iacutempar leva aacute formaccedilatildeo de um resiacuteduo de propionol-CoA que atraveacutes de uma sequumlecircncia de reaccedilotildees enzimaacuteticas e com gasto de energia (1 ATP eacute hidrolisado para cada propionil-CoA convertido) eacute convertido em succinil-CoA que entra no ciclo de Krebs para ser oxidado

102

Corpos Cetocircnicos

A oxidaccedilatildeo dos aacutecidos graxos no fiacutegado leva agrave formaccedilatildeo de grande quantidade de Acetil-CoA que pode ser oxidado no proacuteprio fiacutegado ou convertido nos CORPOS CETOcircNICOS

Satildeo 3 os corpos cetocircnicos formados a partir do Acetil-CoA

Acetoacetato

- Hidroxibutirato

Acetona

O objetivo da formaccedilatildeo dos corpos cetocircnicos eacute permitir o transporte da energia obtida pela oxidaccedilatildeo dos aacutecidos graxos aos tecido perifeacutericos para laacute serem utilizados na siacutentese de ATP

A formaccedilatildeo de corpos cetocircnicos eacute uma via de superabundacircncia atraveacutes da qual o fiacutegado distribui energia a todo o organismo Nos tecidos perifeacutericos os corpos cetocircnicos regeneram o Acetil-CoA que entra no ciclo de Krebs para produccedilatildeo de energia

Normalmente a quantidade de corpos cetocircnicos no sangue eacute baixa mas

em situaccedilotildees como o jejum prolongado ou o diabetes mellitus suas concentraccedilotildees seacutericas podem aumentar muito levando o indiviacuteduo a um estado de CETOSE caracterizada por uma ACIDOSE METABOacuteLICA que pode ser fatal

2) -OXIDACcedilAtildeO DE LIPIacuteDIOS

21 Os aacutecidos graxos variam no comprimento da suas cadeias e no grau de nsaturaccedilatildeo dos aacutecidos graxos

Os aacutecidos graxos em sistemas bioloacutegicos comumente conteacutem um mesmo nuacutemero de aacutetomos de carbonos Tipicamente entre 14 e 24 aacutetomos Os aacutecidos graxos que conteacutem de 16 a 18 carbonos satildeo mais comuns As cadeias de hidrocarbonetos satildeo quase invariaacutevel nos aacutecidos graxos natildeo ramificados de animais A configuraccedilatildeo de duplas ligaccedilotildees em muitos aacutecidos graxos insaturados eacute tipo bdquocis‟ As duplas ligaccedilotildees em aacutecidos graxos poli-insaturados satildeo separadas por pelo menos um grupo metileno

As propriedades dos aacutecidos graxos e lipiacutedios derivados deles satildeo marcadamente dependentes sobre o comprimento das cadeias deles e sobre o grau de saturaccedilatildeo Aacutecidos graxos saturados tem um menos ponto de derretimento do que os aacutecidos graxos saturados de cadeia com o mesmo comprimento Por exemplo os

103

ponto de derretimento do aacutecido esteaacuterico eacute 696 oC e o aacutecido oleico eacute 134 oC que conteacutem uma dupla ligaccedilatildeo bdquocis‟ O ponto de fusatildeo dos aacutecidos graxos poli-insaturados da seacuteria com 18 carbonos satildeo muito mais baixos O comprimento das cadeias tambeacutem afeta o ponto de derretimento Isto eacute ilustrado pelo fato que a temperatura de derretimento do aacutecido palmiacutetico (C16) ser igual a 65 oC menor que o aacutecido esteaacuterico (C18)

Diante disto aacutecidos graxos com comprimento de cadeias curtas e aumento da insaturaccedilatildeo e aumenta a fluidez dos aacutecidos graxos e dos derivados deles

22 Triacilgliceroacuteis satildeo estoques de energia altamente concentrada

Triacilgliceroacuteis satildeo estoques de energia metaboacutelica altamente concentradas devido elas serem quimicamente reduzidas e anidras O rendimento de uma oxidaccedilatildeo completa de aacutecidos graxos eacute de 9 kcalg em contraste com quase 4 kcalg dos carboidratos e proteiacutenas As bases desta grande diferenccedila no rendimento caloacuterico eacute que os aacutecidos graxos satildeo muito mais altamente reduzidos Entretanto os triacilgliceroacuteis satildeo muito apolares e assim eles satildeo armazenados em uma forma quase anidra jaacute as proteiacutenas e carboidratos satildeo muito mais polares e portanto mais altamente hidratados

De fato uma grama de glicogecircnio seco liga-se a quase duas gramas de aacutegua Consequentemente uma grama de gordura quase anidra armazena mais que seis vezes a energia do que uma grama de glicogecircnio hidratado esta eacute a razatildeo para que os trigliceroacuteis foram evolutivamente selecionados como maior reserva de energia que o glicogecircnio

Considerando o peso de um homem tiacutepico com 70 kg que tem uma reserva de combustiacutevel de 100000 kcal em triacilgliceroacuteis 25000 kcal em proteiacutenas (mais em muacutesculos) 600 kcal em glicogecircnio e 40 kcal em glicose Os triacilgliceroacuteis constituem quase 11 kg deste total do peso do corpo Esta quantidade de energia se fosse armazenada em glicogecircnio seu peso total do corpo seria 55 kg maior

Em mamiacuteferos o maior siacutetio de acuacutemulo de triacilgliceroacuteis eacute o citoplasma das ceacutelulas adiposas - bdquoceacutelulas gordas‟ Gotiacuteculas de triacilglicerol unem-se para formar um grande gloacutebulo o qual pode ser maio do que o volume da ceacutelula A ceacutelula adiposa eacute especializada para a siacutentese e armazenamento de triacilgliceroacuteis e para a mobilizaccedilatildeo interna de moleacuteculas de combustiacutevel que satildeo transportadas para outros tecidos pelo sangue

23 Triacilgliceroacuteis satildeo mobilizados por AMP ciacuteclico regulados pelas lipases

104

O evento inicial no uso das gorduras como fonte de energia eacute a hidroacutelise dos triacilgliceroacuteis pelas lipases (Figura 1)

A atividade das lipases em ceacutelulas adiposas eacute regulada por hormocircnios Epinefrinas noraepinefrinas glucagocircnio e hormocircnio adrenocorticotroacutepico estimulam a ciclase adenilato das ceacutelulas adiposas O aumento do niacutevel de AMP ciacuteclico (monofosfato ciacuteclio de adenosina entatildeo estimula a proteina quinase que por sua vez ativa a lipase pela fosforilaccedilatildeo do AMP

Figura 1 Esquema da degradaccedilatildeo do tiacilglicerol para aacutecidos graxos

Entatildeo a epinefrinas noraepinefrinas glucagocircnio e hormocircnio

adrenocorticotroacutepico causam a lipoacutelise O AMP ciacuteclico eacute o mensageiro secundaacuterio na ativaccedilatildeo da lipoacutelise em ceacutelulas adiposas Que eacute um processo anaacutelogo a este papel na ativaccedilatildeo de quebra do glicogecircnio E ao contraacuterio a insulina inibe a lipoacutelise O glicerol formado pela lipoacutelise eacute fosforilado e oxidado para dihidroxiacetona fostado o qual sofre izomerizaccedilatildeo para gliceroladido 3-fosfato Estes intermediaacuterios ambos vatildeo para as vias glicoliacutetica e gliconeogecircnica Daiacute glicerol pode ser convertido

em piruvato ou glicose no fiacutegado que conteacutem enzimas apropriadas O processo reverso pode ocorrer pela reduccedilatildeo do dihidroxiacetona fosfato para glicerol 3-fosfato A hidroacutelise por uma fosfatase daacute origem ao glicerol Entatildeo glicerol e intermediaacuterios glicoliacuteticos satildeo prontamente interconversiacuteveis

24 -Oxidaccedilatildeo de Lipiacutedios Os aacutecidos graxos satildeo degradados pela remoccedilatildeo sequencial de duas unidades de carbono Em 1904 Franz Knoop contribuiu de forma importante e decisiva para elucidar o mecanismo da oxidaccedilatildeo de aacutecidos graxos Ele alimentou cachorros com aacutecidos

graxos de cadeia reta na qual o aacutetomo de carbono estava unido ao grupo fenil Knoop encontrou que a urina deste cachorros continham um derivado do aacutecido

105

fenilaceacutetico quando eles se alimentavam de fenilbutirato Em contraste um derivado do aacutecido benzoacuteico foi formado quando eles forma alimentados com fenilpropionato De fato aacutecido fenilaceacutetico foi produzido sem aacutecido graxo contendo um mesmo nuacutemero de aacutetomos de carbono que forma os cachorros alimentados No entanto o aacutecido benzoacuteico foi formado contendo aacutecidos graxos de nuacutemero iacutemparestranho ao que forma alimentados Knoop deduziu destes achado eacute que os aacutecidos graxos satildeo

degradados pela oxidaccedilatildeo carbono beta -

Estes experimentos foram marcados mundo agrave fora na bioquiacutemica devido eles serem o primeiro a usar roacutetulo sinteacutetico para elucidar mecanismos de reaccedilatildeo O deuteacuterio e radioisoacutetopos foram usados em bioquiacutemica apenas uma seacuterie de anos mais tarde

25 Aacutecidos graxos satildeo ligados a Coenzima A (CoA) antes de serem oxidados Eugene Kennedy amp Lehninger (1949) mostraram que os aacutecidos graxos satildeo oxidados na mitococircndria O trabalho subsequente demonstrou que eles satildeo ativados ante de entrarem na matriz mitocondrial O ATP (trifosfato de adenosina) dirige a formaccedilatildeo da ligaccedilatildeo tioeacutester do grupo carboxila do aacutecido graxo com o grupo sulfidrila da CoA Esta reaccedilatildeo de ativaccedilatildeo ocorre sobre o lado de fora da membrana mitocondrial onde ela eacute catalisada pela enzima sintetase acil CoA (tambeacutem chamada de tioquinase de aacutecidos graxos)

Figura 2 Ativaccedilatildeo do aacutecido graxo ligando-o a CoA

Paul Berg mostrou que a ativaccedilatildeo de aacutecido graxo ocorre em dois passo primeiro o aacutecido graxo reage com ATP para formar um adenilato acil Nesta mistura anidirda o grupo carboxila do aacutecido graxo eacute ligado ao grupo fosfato do AMP Os outros dois grupos fosforilas do substrato ATP satildeo liberados como pirofosfato O grupo sulfidrila da CoA entatildeo anexa o adenilato acil o qual eacute fracamente ligado agraves

enzimas para formar acil CoA e AMP

106

Figura 3 entrada e saiacuteda da acil carintirna na matriz mitocondiral mediada pela

enzima translocase

Esta reaccedilatildeo parcial eacute livremente reversiacutevel De fato a constante de equiliacutebrio da soma desta reaccedilatildeo eacute exatamente um (1)

R - COO- + CoA + ATP acil CoA + AMP + PPi

Uma ligaccedilatildeo altamente energeacutetica eacute quebrada (entre pirofosfato inorgacircnico e AMP) e uma reaccedilatildeo altamente energeacutetica eacute formada (o tioeacutester em acil CoA) Como esta reaccedilatildeo eacute dirigida A resposta eacute que o pirofosfato inorgacircnico eacute rapidamente hidrolisado por uma pirofosfatase

R - COO- + CoA + ATP + aacutegua acil CoA + AMP + 2Pi + 2H+

Isto torna a reaccedilatildeo altamente irreversiacutevel devido ao consumo de duas ligaccedilotildees altamente energeacuteticas Jaacute que apenas uma eacute formada Outro exemplo de outro tema recorrente em bioquiacutemica eacute

Muitas reaccedilotildees biossinteacuteticas satildeo feitas irreversiacuteveis pela hidroacutelise de pirofosfato inorgacircnico

Outro motivo surge nesta reaccedilatildeo de ativaccedilatildeo O intermediaacuterio adenilato acil ligado agrave enzima natildeo eacute o uacutenico para a siacutentese de acil CoA O adenilato acil eacute frequentemente formado quando grupos carboxilas satildeo ativados em reaccedilotildees bioquiacutemicas Por exemplo aminoaacutecidos satildeo ativados para a siacutentese de porteiacutenas por um mecanismo semelhante

107

26 Carnitina promove a ativaccedilatildeo de aacutecidos graxos de cadeia longa dentro da matriz mitocondrial

Os aacutecidos graxos satildeo ativados sobre a superfiacutecie externa da membrana mitocondrial onde os aminoaacutecidos satildeo oxidados na matriz mitocondrial Moleacuteculas acil CoA de cadeia longa natildeo atravessam para o interior da membrana mitocondrial e assim eacute necessaacuterio um mecanismo especial de transporte Aacutecidos graxos de cadeia longa satildeo carregados para o interior da membrana mitocondrial pela carnitina que eacute um tampatildeo (cargas positivas e negativas) formado a partir da lisina

Os grupos acil satildeo transferidos do aacutetomo de enxofre do CoA para os grupos hidroxilas da carnitina vinda da acil carnitina Esta reaccedilatildeo eacute catalisada pela enzima carnitina aciltransferase 1 que esta localizada na face do lado do citossol e dentro da membrana mitocondrial

Figura 4 entrada e saiacuteda da acil carnitina na matriz mitocondrial mediada pela enzima translocase

A carnitina acil eacute entatildeo lanccedilada atraveacutes do interior da membrana mitocondrial por uma translocase (Fig p474 meio Stryer) O grupo acil eacute transferido de volta para a

108

CoA sobre o lado da matriz da membrana Esta reaccedilatildeo que eacute catalisada por carnitina aciltransferase 2 e eacute termodinamicamente viaacutevel por causa da ligaccedilatildeo O-acil na

carnitina tendo um alto potencial na transferecircncia de grupos

Finalmente a carnitina eacute retornada para o lado citossoacutelico pela translocase na troca por uma acilcarnitina incomum

Um defeito na transferase ou translocase ou uma deficiecircncia de carnitina pode prejudicar a oxidaccedilatildeo de aacutecidos graxos de cadeia longa Tal desordem tem de fato sido encontrada gecircmeos idecircnticos que tem tido catildeibras dores musculares desde a infacircncia As dores foram precipitadas por raacutepido exerciacutecios ou alta teor de gordura na dieta A oxidaccedilatildeo de aacutecidos graxo eacute o processo de maior rendimento energeacutetico nestes trecircs estados As enzimas da glicoacutelise e da glicogenoacutelise foram encontradas ser normal A lipoacutelise dos triacilgliceroacuteis foi normal evidenciado pelo aumento na concentraccedilatildeo dos aacutecidos graxos natildeo esterificados encontrado no plasma apoacutes a corrida O ensaio de bioacutepsia do muacutesculo mostrou que a sintetase acil CoA de cadeia longa estava sempre ativa

Entretanto cadeia de aacutecidos graxos com comprimento meacutedio (C8 e C10) foram normalmente metabolizada Isto mostra que a carnitina natildeo eacute requerida para a permeaccedilatildeo dos grupos acil CoA de cadeia meacutedia no interior da matriz mitocondiral Este caso demonstra que o fluxo prejudicado de um metaboacutelito de um compartimento da ceacutelula para outro pode causar esta doenccedila

27 Acetil CoA NADH e FADH2 satildeo gerados em cada volta do ciclo de oxidaccedilatildeo dos aacutecidos graxos

Um acil CoA saturado eacute degradado por uma sequecircncia recorrente de quatro reaccedilotildees

Oxidaccedilatildeo por FAD (flavina adenina dinucleotiacutedio)

Hidrataccedilatildeo

Oxidaccedilatildeo por NAD+

109

Figura 5 Reaccedilatildeo de degradaccedilatildeo de aacutecidos graxos (oxidaccedilatildeo hidrataccedilatildeo oxidaccedilatildeo e finalmente tioacutelise resultando numa moleacutecula com dois carbonos a menos

A cadeia acil da gordura eacute encurtada por dois aacutetomos de carbono como um resultado destas reaccedilotildees e FADH2 NADH e acil CoA satildeo gerados David Green

110

Severo Ochoa e Feodor Lyenen contribuiacuteram de forma importante para a elucidaccedilatildeo

destas seacuterie de reaccedilotildees a qual chamaram de via da - oxidaccedilatildeo

A primeira reaccedilatildeo em cada volta da degradaccedilatildeo eacute a oxidaccedilatildeo do acil CoA por uma acil CoA desidrogenase para dar uma enoil CoA com uma duplas ligaccedilatildeo trans entre o C2 e C3

Acil CoA + E-FAD trans - 2 - enoil CoA + E-FADH2

Como na desidrogenaccedilatildeo do succinato no ciclo do aacutecido ciacutetrico FAD mais que

o NAD+ eacute o aceptor de eleacutetrons devido o G desta reaccedilatildeo ser insuficiente para dirigir a reduccedilatildeo do NAD+ Os eleacutetrons vindos do grupo prosteacutecido do FADH2 da desidrogenase acil CoA reduzida satildeo transferidos para a segunda flavoproteina chamada de flavoproteiacutena transferidora de eleacutetrons (ETF) Na volta a ETF doa eleacutetrons para a ETF-ubiquinona redutase uma proteiacutena Fe-S Ubiquinona eacute entatildeo reduzida para ubiquinol que entrega seu alto potencial de eleacutetrons ao siacutetio de bombeamento de proacutetons da cadeia respeiratoacuteria Consequentemente dois ATPs satildeo gerados do FADH2 formado neste passo de desidrogenaccedilatildeo como na oxidaccedilatildeo do succinato para fumarato

O proacuteximo passo eacute a hidrataccedilatildeo da dupla ligaccedilatildeo entre o C2 e C3 pela enoil CoA hidratase

trans - 2 - enoil CoA + H2O L-3-hidroxilacil CoA + E-FADH2

A hidrataccedilatildeo da enoil CoA eacute esteacuteroespeciacutefica como eacute a hidrataccedilatildeo do fumarato e aconitato Somente o L-isocircmero do 3-hidroxiacil CoA eacute formado quanado a ligaccedilatildeo

trans-2 eacute hidratada A enzima tambeacutem hidrata a dupla ligaccedilatildeo cis-2 mas o produto eacute

entatildeo do D-isocircmero

A hidrataccedilatildeo da enoil CoA eacute a preacutevia para reaccedilatildeo da segunda oxidaccedilatildeo que converte o grupo hidroxila para C3 dentro do grupo ceto e gera NADH Esta oxidaccedilatildeo eacute catalizada por L-3-hidroxiacil CoA desidrogenase a qual eacute absolutamente especiacutefica para o L-isocircmero do substrato hidroxiacil

L-3-hidroxilacil CoA + NAD+ 3-cetoacil CoA + NADH + H+

Estas trecircs reaccedilotildees em cada volta do ciclo de degradaccedilatildeo de aacutecidos graxos assemelha-se em pelo menos um passo ao ciclo do aacutecio ciacuteclico

111

Acil CoA enol CoA hidroxiacil CoA cetoacil CoA

succinato fumarato malato oxaloacetato

A reaccedilatildeo precedente tinha oxidado o grupo metileno no C3 para um grupo ceto O passo final eacute a clivagemquebra do 3-cetoacil CoA por um grupo tiol de uma segunda moleacutecula de CoA a qual rende acetil CoA e acil CoA encurtadas por 2

aacutetomos de carbono Esta clivagem tioliacutetica eacute catalizada por -cetotiolase

3-cetoacil CoA + HS-CoA aceil CoA + acil CoA (n -2 carbonos)

O acil CoA encurtado entatildeo sofre outro ciclo de oxidaccedilatildeo comeccedilando com a

reaccedilatildeo catalisada por acil CoA desidrogenase (Figura 6) -cetotiolase hidroxiacil desidrogenase e enoil CoA hidratase tem ampla especificidade com respeito ao comprimento do grupo acil

Figura 6 As trecircs primeiras reaccedilotildees de degradaccedilatildeo de aacutecido palmiacutetico pela remoccedilatildeo de dois aacutetomos de carbonos por ciclo de degradaccedilatildeo

112

Principais reaccedilotildees na oxidaccedilatildeo de aacutecidos graxos

1) aacutecido graxo + CoA + ATP acil CoA + AMP + Ppi

acil CoA sintetase (tioquinase de aacutecido graxoCoA ligase [AMP]

2) carnitina + acil CoA acil carnitina + CoA

carnitina aciltransferase

3) Acil CoA + E-FAD trans-2-enoil CoA + E-FADH2

acil CoA desidrogenases (vaacuterias)

4) trans-2-enoil Coa + H2O L-3-hidroxiacil CoA

enoil CoA hidratases (3-hidroxiacil CoA hidrolase)

5) L-3-hidroxiacil CoA + NAD+ 3-cetoacil CoA + NADH + H+

L-3-hidroxiacil CoA desidogenase

6) L-3-hidroxiacil CoA + CoA acetil CoA + acil CoA (encurtada por 2C)

-cetotiolase (tiolase)

O rendimento energeacutetico derivados da oxidaccedilatildeo de aacutecidos graxos pode ser calculada Em cada ciclo de reaccedilatildeo um acil CoA eacute encurtada por dois carbonos e um FADH2 e eacute formado NADH e acetil CoA

Cn-acil CoA + FAD + NAD+ + H2O + CoA Cn-2-acil CoA + FADH2 + NADH + acetil CoA + H+

A degradaccedilatildeo do palmitoil CoA (C16-acil CoA) requer sete ciclos de reaccedilotildees No seacutetimo ciclo o C4-ceotoacil CoA eacute tiolozado para duas moleacuteculas de acetil CoA Entatildeo a estequiometira da oxidaccedilatildeo do palmitoil CoA eacute

Palmitoil CoA + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 H2O 8 acil CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+

Trecircs ATPs satildeo gerados quando cada destes NDAH eacute oxidado pela cadeira respiratoacuteria enquqnto 2 ATPs satildeo formados para cada FADH2 devido aos seus

113

eleacutetrons entram na cadeia ao niacutevel do ubiquinol Lembrando que a oxidaccedilatildeo do acetil CoA pelo ciacuteclo do aacutecido ciacutetrico rende 2 ATPs Considerando isto o nuacutemero de ATP formado na oxidaccedilatildeo do Palmitoil CoA eacute 21 e dos 7 FADH2 21 dos 7 NADH e 96 das 8 moleacuteculas de acetil CoA o que daacute um total de 131 ATPs Duas ligaccedilotildees fosfato de alta energia satildeo consumidas na ativaccedilatildeo do palmitato na qual o ATP eacute dividido AMP e 2 Pi Entatildeo o rendimento liacutequido da completa oxidaccedilatildeo do palmitato e 129 ATPs

A eficiecircncia da conservaccedilatildeo da energia na oxidaccedilatildeo de aacutecidos graxos pode ser estimada dado o nuacutemero de ATP formado e da energia de oxidaccedilatildeo do aacutecido palmiacutetico agrave CO2 e H2O

3) GERMINACcedilAtildeO DE SEMENTES amp -OXIDACcedilAtildeO DE LIPIacuteDIOS

No inicio da germinaccedilatildeo as proteiacutenas de armazenamento satildeo degradadas para aminoaacutecidos atraveacutes da siacutentese de enzimas requeridas para a mobilizaccedilatildeo de lipiacutedios

Estas enzimas incluem as lipases que catalisam a hidroacutelise de triacilgliceroacuteis para glicerol e aacutecidos graxos As lipases ligam-se agraves oleosinas do corpos de oacuteleo O glicerol formado pela hidroacutelise do triacilglicerol pode ser alimentado dentro da via da gliconeogecircnese apoacutes a fosforilaccedilatildeo do glicerol 3-fosfato e sua subsequente oxidaccedilatildeo para diidroxicetona fosfato A liberaccedilatildeo de aacutecidos graxos livres eacute primeiro ativado

como tioeacutesteres de CoA e entatildeo degradados para acetil CoA por -oxidaccedilatildeo Este processo ocorre em peroxiossomos especializados os quais satildeo chamados de

glioxiossomos A -oxidaccedilatildeo eacute um processo bioloacutegico importante para a germinaccedilatildeo das sementes em especial para as oleaginosas

Embora em princiacutepio -oxidaccedilatildeo represente uma forma invertida da siacutentese de aacutecidos graxos existe diferenccedilas distintas como habilidade de alto fluxo metaboacutelico entre estas duas vias metaboacutelicas que operam em direccedilotildees opostas

As principais diferenccedilas entre -oxidaccedilatildeo e a siacutentese de aacutecidos graxos satildeo

na desidrogenaccedilatildeo do acil CoA O hidrogecircnio eacute transferido via uma oxidase dependente de FAD para H2O2 A catalase irreversivelmente elimina a H2O2 no siacutetio de sua produccedilatildeo pela conversatildeo em aacutegua e O2

-L-hidroxiacil CoA eacute formada durante a hidrataccedilatildeo da enoil CoA in contrast para o correspondente D-enantioner durante a siacutentese

hidrogecircnio eacute transferido para o NAD durante o segundo passo da desidrogenaccedilatildeo Normalmente o sistema NAD na ceacutelula eacute altamente oxidado dirigindo a reaccedilatildeo em direccedilatildeo a oxidaccedilatildeo do hidroxiacil CoA Natildeo eacute conhecido qual reaccedilatildeo utiliza o NADH formado nos peroxiossomos

114

Em uma reaccedilatildeo irreversiacutevel de tioacutelises mediadas por CoASH que cliva -cetoacil CoA para formas uma moleacutecula de acetil CoA e uma de acil CoA encurtada para dois aacutetomos de carbono

Durante a degradaccedilatildeo de aacutecidos graxos insaturados produtos intermediaacuterios

satildeo formados e que natildeo podem ser metabolizados por reaccedilotildees de -oxidaccedilatildeo 3-cis-enoil CoA que eacute formado durante a degradaccedilatildeo do aacutecido oleico eacute convertido por uma

isomerase mudando a ligaccedilatildeo dupla para 2-trans-enoil CoA que eacute um intermediaacuterio

da -oxidaccedilatildeo Na -oxidaccedilatildeo dos aacutecidos linolecircnico e linoleico a segunda ligaccedilatildeo dupla no intermediaacuterio correspondente estaacute na posiccedilatildeo correta mas na configuraccedilatildeo cis com a consequecircncia que eacute a hidrataccedilatildeo pela hidratase enoil CoA resulta na

formaccedilatildeo de -D-hidroxiacil CoA Mais tarde eacute convertido por uma epimerase para L-

enantiomer o qual eacute um intermediaacuterio da -oxidaccedilatildeo

4) CICLO DO GLIOXILATO

Ao contraacuterio ao animais os quais satildeo haacutebeis para sintetizar glicose de acetil CoA As plantas e muitas bacteacuterias satildeo capazes de crescer sobre acetato ou outros componentes que lhe rendam acetil CoA As plantas podem fazer gliconeogecircnesis elas possuem as enzimas da gliconeogecircnesis para o ciclo do glioxilato

Nesta via metaboacutelica acetil com duas unidades de carbono satildeo convertidos para uma moleacutecula de quatro carbonos (succinato) Esta sequecircncia de reaccedilotildees eacute chamada de ciclo do glioxilato passagem livre para dois passos de descarboxilaccedilatildeo no cilco do aacutecido ciacutetrico Neste ciclo entram duas moleacuteculas de acetil CoA por cada ciclovolta do ciclo do glioxilato Uma ilustraccedilatildeo das principais reaccedilotildees do ciclo do glioxilato eacute apresentado na Figura 7

115

Figura 7 Ciclo do glioxilato e suas principais reaccedilotildees produtos e intermediaacuterios

O ciclo do glioxilato estaacute ligado ao ciclo do aacutecido ciacutetrico da seguinte maneira

acetil CoA condensa com oxaloacetato atraveacutes da enzima sintase do citrato e mais tarde eacute convertido para isocitrato pela aconitase

Isocitrato e dividido pela isocitrato liase em succinato e glioxilato

Glioxilato mais acetil CoA satildeo condensados pela sintase de malato para malato

Como no ciclo do citrato o malato eacute oxidado pela desidrogenase do malato para oxaloacetato complementando o ciclo

Uma moleacutecula de succinato gera duas de acetil CoA

succinato eacute transferido para mitococircndria e eacute convertido para oxaloacetato (por reaccedilatildeo parcial no ciclo do citrato)

116

oxaloacetato eacute transferido da mitococircndria por um transportador e no citossol eacute convertido para fosfoenolpiruvato (carboxiquinase do fosfoenolpiruvato)

fosfoenolpiruvato eacute precursor de hexoses na gliconeogecircnese e outras rotas metaboacutelicas

BIBLIOGRAFIA

ALBERTS B BRAY D LEWIS J RAFF M ROBERTS K WASTON JD

Molecular biology of the cell 2 ed New York Garland Publishing Inc 1989 FASMAN GD Handbook of biochemistry and molecular biology - Lipds

Carbohidrates Steroids 3 ed Cleveland CRC - Press 1975 HELDT HW Plant biochemistry amp molecular biology New York Oxford

University Press 1996 LEHNINGER AL Princiacutepios de bioquiacutemica Satildeo Paulo Sarvier 1985 MURRAY RK GRANNER DK MAYES PA RODWELL VW HARPER

Bioquiacutemica 7 ed Satildeo Paulo Atheneu 1994 STRYER L Biochemistry 3 ed New York W H Freemam and Company 1988 VILLELA GG BACILA M TASTALDI H Bioquiacutemica 3 ed Rio de Janeiro

Guanabara Koogan 1976 WANNMACHER CMD DIAS RD Bioquiacutemica fundamental 6 ed Porto Alegre

URGS 1988

3 BETA-OXIDACcedilAtildeO DOS AacuteCIDOS GRAXOS

31 Histoacuterico Em 1904 Knoop administrou para catildees derivados fenilados de aacutecidos

graxos com diferentes nuacutemeros de aacutetomos de carbono na cadeia Pelo fato do grupamento fenil

ser de difiacutecil transformaccedilatildeo pelo organismo animal poder-se-ia pesquisar na urina os produtos

de degradaccedilatildeo de tais derivados fenilados e assim melhor conhecer o catabolismo dos aacutecidos

graxos

Quando eram ministrados derivados fenilados de aacutecidos graxos com nuacutemero par de aacutetomos de

carbono havia excreccedilatildeo de aacutecido fenilaceacutetico Quando eram empregados derivados fenilados

117

de aacutecido dos graxos com nuacutemero impar de aacutetomo de carbono havia excreccedilatildeo de aacutecido

benzoacuteico

Knoop postulou que os aacutecidos graxos sofreriam oxidaccedilotildees sucessivas no carbono beta () que

se transformaria em carboxila removendo-se assim sucessivamente unidades contendo 2

aacutetomos de carbono (ldquoC2rdquo)

Entretanto a exata compreensatildeo do processo somente foi possiacutevel depois da identificaccedilatildeo da

unidade ldquoC2rdquo como sendo o acetil-CoA e dos estudos de Lynen e Green que isolaram de

mitococircndrias 5 enzimas que catalizavam a beta-oxidaccedilatildeo dos aacutecidos graxos

32 Esquema helicoidal da beta-oxidaccedilatildeo dos aacutecidos graxos

1 tioquinase 2 desidrogenase de acil 3 hidrase de enoil 4 desidrogenase de

hidroxiacil 5 tiolase

33 Caracteriacutestica da beta-oxidaccedilatildeo

a Somente uma moleacutecula de ATP eacute requerida na ativaccedilatildeo do aacutecido graxo para sua

completa transformaccedilatildeo em acetil-CoA independente do nuacutemero de aacutetomos de

carbono

b As enzimas responsaacuteveis pela beta-oxidaccedilatildeo estatildeo contidas na mitococircndria o

que facilita o aproveitamento da energia visto que o acetil-CoA formado eacute

prontamente oxidado pelo Ciclo de Krebs bem como as coenzimas formadas

satildeo oxidadas na Cadeia Respiratoacuteria

c O sistema oxidativo dos aacutecidos eacute de ocorrecircncia universal sendo encontrado em

plantas animais e bacteacuterias

4 RENDIMENTO ENERGEacuteTICO DA BETA-OXIDACcedilAtildeO

Consideremos a oxidaccedilatildeo bioloacutegica completa do aacutecido palmiacutetico

C16H32O2 + 23O2 16CO2 + 16H2O G= -2338000 calmol

O aacutecido palmiacutetico (com 16 aacutetomos de C) desdobrado pela beta-oxidaccedilatildeo daacute origem a 8

moleacuteculas de acetil-CoA cada uma carregando 2 aacutetomos de C da moleacutecula do aacutecido graxo

Essas 8 moleacuteculas de acetil-CoA satildeo geradas em 7 ldquovoltasrdquo da sequumlecircncia helicoidal de

118

reaccedilotildees pois que na uacuteltima volta se formam 2 moleacuteculas de acetil-CoA Os equivalentes em

ATP em cada etapa seriam

Rendimento energeacutetico (R)

2338000 100

130 X 8000 R R= 100 X 130 X 8000 = 445

2338000

Problema ndash Calcular o nuacutemero de moleacuteculas de ATP gerados Pela oxidaccedilatildeo bioloacutegica

completa do trigliceriacutedios abaixo estruturado

CH2-O-CO-(CH2)14CH3

CH-O-CO-(CH2)16CH3

CH2-O-CO-(CH2)16CH3

119

5 BIOSSIacuteNTESE DE AacuteCIDOS GRAXOS

Logo de iniacutecio pensou-se em uma beta-muacuteltipla condensaccedilatildeo das mesmas unidades ldquoC2rdquo

(acetil-CoA) que resultasse na siacutentese de aacutecidos graxos mediante o reverso das reaccedilotildees da

beta-oxidaccedilatildeo

Atualmente se sabe que a biossiacutentese de aacutecidos graxos eacute processada por um equipamento

enzimaacutetico distinto utilizado o acetil-CoA substrato

A dessaturaccedilatildeo dos aacutecidos graxos introduccedilatildeo de duplas ligaccedilotildees eacute processada por plantas e

animais ao niacutevel mitocondrial ou microssomal requerendo coenzimas reduzidas e oxigecircnio

molecular Entretanto somente as plantas superiores possuem a habilidade de introduzirem

mais que uma dupla ligaccedilatildeo sintetizando assim aacutecidos poliinsaturados Tais aacutecidos graxos satildeo

considerados assenciais aos organismos animais

Nesta reaccedilatildeo o O2 (oxigecircnio molecular) se constitui em um substrato Este pode ser um dos

fatores que levam plantas e animais (com os peixes) de regiotildees temperadas (mais frias) a

sintetizarem aacutecidos graxos poliinsaturados em maior proporccedilatildeo visto que quanto menor a

temperatura maior a concentraccedilatildeo de oxigecircnio dissolvido no suco celular Esse mecanismo

parece ser responsaacutevel pelo menos em parte pela resistecircncia ao frio manifestada por animais

e vegetais das regiotildees frias Explicaria tambeacutem porque o cacaueiro cultivado distante da linha

do equador formada um manteiga com menor ponto de fusatildeo ou seja maior iacutendice de iocircdo

120

METABOLISMO DEGRADATIVO DA PROTEIacuteNAS E AMINOAacuteCIDOS

1 CONSIDERACcedilOtildeES GERAIS

Os aminoaacutecidos devem constar na dieta dos animais devido agrave sua funccedilatildeo de constituintes das

proteiacutenas corporais Os estudos sobre a nutriccedilatildeo animal e humana mostram que os

aminoaacutecidos podem ser divididos em dois grupos dependendo do metabolismo dos mesmos

a aminoaacutecidos essenciais ou indispensaacuteveis ndash aqueles que o organismo natildeo

sintetiza ou se o faz em quantidades aqueacutem da requerida lisina triptofano

metionina valina leucina isoleucina fenilalanina e treonina satildeo essenciais ao

homem

b aminoaacutecidos natildeo essenciais ou dispensaacuteveis ndash aqueles que o organismo

sintetiza nas quantidades requeridas aacutecido aspaacutertico aacutecido glutacircmico alanina

serina etc

As proteiacutenas alimentares (presente nos alimentos) podem ser consideradas de boa qualidade

quando rica em aminoaacutecidos essenciais e de maacute qualidade se satildeo pobres em aminoaacutecidos

essenciais O milho opaco-2 melhorando geneticamente apresenta maior conteuacutedo das

proteiacutenas glutelina e zeiacutena que satildeo ricas em lisina De uma maneira geral os cereais satildeo pobres

em lisina ao passo que os gratildeos da leguminosas satildeo deficientes em metionina

As proteiacutenas que ingerimos como alimento satildeo hidrolisadas nos aminoaacutecidos constituintes

pelas enzimas digestivas do estocircmago (pepsina) suco pancreaacutetico (amino e carboxipeptidases)

e suco intestinal (d - e tripeptidases) Os aminoaacutecidos livres satildeo absorvidos pelo intestino e

atraveacutes do sistema porta se dirigem ao fiacutegado para a siacutentese das proteiacutenas corporais individuais

(estruturais ou de atividade bioloacutegica com enzimas e hormocircnios) ou sofrem reaccedilotildees

especiacuteficas para cada aminoaacutecido

Ateacute recentemente acreditava-se que as proteiacutenas em contraste com os carboidratos e lipiacutedios

fossem inertes metabolicamente Assim uma vez sintetizada a moleacutecula proteacuteica

permaneceria intacta ateacute a morte da planta ou animal quando entatildeo se iniciava a sua

degradaccedilatildeo Este conceito prevaleceu pois era observado que os teores de lipiacutedios (e

carboidratos) num organismo animal variavam dependendo da condiccedilatildeo nutritiva Assim eacute que

os depoacutesitos de gordura podem ser aumentados quando da ingestatildeo de uma dieta rica em

calorias Igualmente ocorre o consumo dos depoacutesitos de gordura em condiccedilotildees de deficiecircncia

caloacuterica Em contraste as proteiacutenas corporais natildeo satildeo utilizadas para a produccedilatildeo de energia

ateacute que outras reservas (carboidratos e lipiacutedios) tenham sido esgotadas em condiccedilotildees de fome

extrema

Entretanto os Schoenheimen alimentando ratos adultos (que estavam em equiliacutebrio

nitrogenado nulo) com aminoaacutecidos marcados com isoacutetopo 15

N demonstraram que o aacutetomo de

N passou a integrar moleacuteculas de outros aminoaacutecidos (mediante reaccedilotildees de transaminaccedilatildeo) e

igualmente foram encontrados integrando moleacuteculas proteacuteicas no fiacutegado (siacutentese de proteiacutenas)

Ficou estabelecendo entatildeo que em animais adultos onde natildeo haacute mais crescimento ocorre

siacutentese de proteiacutena com relativa velocidade a qual eacute contrabalanceada por uma degradaccedilatildeo

proteacuteica de mesma intensidade de modo que o teor global de proteiacutena corpoacuterea permanece

constate

121

Assim cada moleacutecula proteacuteica difere quanto aacute intensidade de reciclagem (turnover) a

hemoglobina possui uma meia vida de 30dias enquanto esses valores seriam de 180 e 1000

dias para a miosina e colaacutegeno respectivamente Para um humano adulto calcula-se que 12 g

de proteiacutena por dia sofram degradaccedilatildeo e siacutentese por cada quilograma de peso vivo Dessa

degradaccedilatildeo proteacuteica um quarto dos aminoaacutecidos resultantes seriam oxidados de modo que os

mesmos devem ser restituiacutedos pela proteiacutena da dieta Desde que cerca de metade dos

aminoaacutecidos oxidados satildeo ldquoindispensaacuteveisrdquo facilmente se compreende a necessidade desses

aminoaacutecidos essenciais estarem contidos na dieta e nas quantidades adequadas

Quando haacute ingestatildeo de proteiacutena ou que a dieta ou reaccedilatildeo seja deficiente em aminoaacutecidos

essenciais ou ainda na maioria dos casos patoloacutegicos o organismo degrada suas proacuteprias

proteiacutenas para conseguir os aminoaacutecidos essenciais aacute siacutentese de outras proteiacutenas necessaacuterias no

momento Ocorre entatildeo uma alteraccedilatildeo no balanccedilo nitrogenado que passa a ser negativo

O balanccedilo nitrogenado eacute a diferenccedila entre o N ingerido por dia (dos alimentos) e o excretado

(pelas fezes e urina) Um individuo ou organismo em fase de crescimento apresenta um

balanccedilo nitrogenado positivo isto eacute a quantidade de N ingerida eacute maior que a excretada Os

indiviacuteduos adultos apresentam balanccedilo (ou equiliacutebrio) nitrogenado nulo visto que os

organismos animais natildeo mais acumulam compostos nitrogenados depois de cessado o

crescimento Ao contrario do que ocorre com os carboidratos e lipiacutedios as proteiacutenas natildeo

podem ser armazenadas Daiacute uma maior excreccedilatildeo de N devido a uma dieta rica em proteiacutenas

O zootecnista ou nutricionista deve pois levar em consideraccedilatildeo no balanceamento de reaccedilotildees

ou dietas que os carboidratos e lipiacutedios devem satisfazer as exigecircncias energeacuteticas enquanto

que as proteiacutenas (a mais cara das trecircs classes de alimentos) devem constituir fonte de

aminoaacutecidos para a siacutentese das proteiacutenas do organismo

2 ESSENCIALIDADE DE AMINOACIDOS PARA OS RUMINANTES

A medida que os organismos evoluem perdem a habilidade de siacutentese de alguns compostos

que lhes satildeo essenciais os quais devem ser encontrados em sua alimentaccedilatildeo Assim enquanto

as plantas sintetizam todos os aminoaacutecidos presentes em suas proteiacutenas os organismos

animais em maior ou menor escala necessitam de alguns previamente elaborados

(heterotrofismo) A microflora (bacteacuterias) existentes no rumem dos ruminantes possui a

habilidade de sintetizar todos os aminoaacutecidos a partir de carboidratos e compostos

nitrogenados simples Tais aminoaacutecidos iratildeo integrar as proteiacutenas nas microbianas as quais

apoacutes a morte das bacteacuterias constituiratildeo alimentos para os ruminantes Nisto se fundamenta a

zootecnista ao alimentar bovinos com melaccedilo e ureacuteia (ou outros compostos nitrogenados

como esterco de galinha etc) Os vegetais e aiacute tambeacutem as bacteacuterias do rumem possuem a

enzima ureacutease que hidrolisa a ureacuteia em NH3 e CO2

CO(NH2)2 + H2O CO2 + 2NH3

A amocircnia (NH3) eacute assimilada pelas bacteacuterias formando aminoaacutecidos cujo esqueleto

carbocircnico eacute orindo do accediluacutecar do melaccedilo Tais aminoaacutecidos inclusive os essenciais ao bovino

iratildeo integrar a proteiacutena microbiana

122

3 REACcedilOtildeES ESPECIacuteFICAS PARA ALGUNS AMINOAacuteCIDOS

31 Desanimaccedilatildeo reaccedilatildeo em que um aminoaacutecido perde o grupamento amino (-NH2) na

forma de amocircnia (NH3) se transformando em no -cetoacuteaacutecido correspondente

A desidrogenase glutacircmica eacute uma enzima de ocorrecircncia universal encontrada em organismos

animais e vegetais A reaccedilatildeo eacute reversiacutevel de modo que pode operar no sentido de siacutentese ou de

degradaccedilatildeo do aacutecido glutacircmico conforme a conveniecircncia

32 Transaminaccedilatildeo reaccedilatildeo em que ocorre a transferecircncia do grupamento amino (geralmente

do aacutecido glutacircmico) para um ceto aacutecido (oxaloaceacutetico ou piruacutevico) formando outros

aminoaacutecidos Duas enzimas se destacam transaminase glutacircmico-oxaloaceacutetico (TGO) e

transaminase glutacircmico-piruacutevica (TGP) ambas exigindo piridoxina (vitamina B6) como

cofator

33 Descarboxilaccedilatildeo - o aminoaacutecido perde a carboxila na forma de CO2 se transformando

em uma amina geralmente exibindo efeitos fisioloacutegicos

A descarboxilase de histidina leva aacute produccedilatildeo de histamina amina esta que estimula a

secreccedilatildeo gaacutestrica e estaacute presente em todos os processos aleacutergico

O gama-aminobutiacuterico eacute formado no sistema nervoso sendo aiacute um componente essencial do

metabolismo dos neurocircnios A DOPAMINA eacute precursora da adrenalina que tem atividade

vasoconstritora As aminas putrescina e cadaverina satildeo formadas especialmente pela

decomposiccedilatildeo bacteriana dos materiais proteacuteicos (putrefaccedilatildeo) Putrescina se acumula

particularmente em plantas deficientes em potaacutessio alcanccedilando niacuteveis toacutexicos causando os

sintomas especiacuteficos que caracterizam a deficiecircncia mineral em questatildeo

123

4 REACcedilOtildeES DEGRADATIVAS DOS AMINOAacuteCIDOS

Cada um dos 20 aminoaacutecidos proteacuteicos sofrem diferentes reaccedilotildees originando como produtos

dependendo do esqueleto carbocircnico dos mesmos apenas acetil-CoA aacutecidos piruacutevico

oxaloaceacutetico ou alfa-cetoglutaacuterico

Os aminoaacutecidos que originam aacutecido piruacutevico oxaloaceacutetico ou alfa-cetoglutaacuterico satildeo chamados

de ldquoglicogecircnicosrdquo Aqueles que datildeo formaccedilatildeo a acetoacetil-CoA satildeo os ldquocetogecircnicosrdquo

124

INTEGRACcedilAtildeO DO METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS

LIPIacuteDIOS E PROTEIacuteNAS

1 FASES DA PRODUCcedilAtildeO DE ENERGIA

Carboidratos lipiacutedios e proteiacutenas satildeo as 3 principais fontes de energia para a maioria dos

organismos vivos Krebs e Kormberg deram ecircnfase ao fato que apesar de muitos serem os

compostos que servem como alimentos o nuacutemero de reaccedilotildees pelas quais deles se obtem

energia eacute relativamente pequeno independente do organismo planta ou animal A natureza eacute

por conseguinte bastante econocircmica nos processos por ela desenvolvido para degradar esses

compostos que podem ser enquadrados em 3 fases principais

a Fase 1 Eacute a ldquodigestatildeo dos alimentosrdquo de natureza hidroliacutetica Assim os

polissacariacutedios satildeo hidrolizados em monossacariacutedios usulmente hexoses os

trigliceriacutedios que constituem a quase totalidade da fraccedilatildeo lipiacutedica de uma dieta

satildeo hidrolizados em glicerol e aacutecido graxos e as proteiacutenas degradadas nos

aminoaacutecidos constituintes A energia contida nessas ligaccedilotildees (glicosiacutedicas dos

oligo e polissacariacutedios eacutesteres dos trigliceriacutedios e peptiacutedicas das proteiacutenas) eacute

liberada na forma de calor aumentando a temperatura do meio (que eacute

observada durante a digestatildeo e mesmo em sementes durante a germinaccedilatildeo)

b Fase 2 Os monossacariacutedios glicerol aacutecidos graxos e aminoaacutecidos satildeo

posteriormente degradadas a 3 substacircncias apenas por processos que podem

resultar na formaccedilatildeo de algumas ligaccedilotildees fosfatadas ricas em energia (ATP) O

glicerol apoacutes ser convertido em piruvato pela sequumlecircncia glicoliacutetica daraacute origem

a acetil-CoA O mesmo ocorre com os carboidratos Os aacutecidos graxos pela

beta-oxidaccedilatildeo se transformam em acetil-CoA Os 20 aminoaacutecidos integrantes

das proteiacutenas dependendo do seu esqueleto carbocircnico podem dar formaccedilatildeo aacute

acetil-CoA aacutecido-cetoglutaacuterico e aacutecido oxaloaceacutetico

c Fase 3 Os 3 compostos chaves formados anteriormante (acetil-CoA aacutecido

alfa-cetoglutaacuterico e aacutecido oxaloaceacutetico) seratildeo oxidados pelo Ciclo de Krebs

mediante a reduccedilatildeo de apenas 2 tipos de coenzimas (DPNH + H+ e FADH2)

que o serem reoxidadas na Cadeia Respiratoacuterias aacutes custas do oxigecircnio

molecular propiciam a ldquofosforilaccedilatildeo oxidativardquo

125

2 CONVERSAtildeO DE CARBOIDRATOS LIPIacuteDIOS E PROTEIacuteNAS ENTRE SI

21Transformaccedilatildeo de carboidratos em lipiacutedios Pela formaccedilatildeo primeira dos aminoaacutecidos

(natildeo essenciais ao organismo em questatildeo)Mediante as reaccedilotildees de desaminaccedilatildeo e

transaminaccedilatildeo o NH3 pode ser incorporado em esqueletos carbocircnicos formando aacutecido

glutacircmico aspaacutertico alanina etc desde que haja os cetoaacutecidos disponiacuteveis muitas enzimas

podem formar cetoaacutecidos dicarboxiacutelicos a partir de intermediaacuterios da glicoacutelise

23 Transformaccedilatildeo de proteiacutenas em carboidratos ou lipiacutedios - Estima-se que mais da

metade dos aminoaacutecidos existentes nas proteiacutenas animais podem se transformar em

carboidratos (glicose) Isto eacute de suma importacircncia para o metabolismo animal pois que 50

de suas proteiacutenas satildeo potencialmente capazes de se transformar em accediluacutecar Para tal os

aminoaacutecidos ldquoglicogecircnicosrdquo se transformar em aacutecido piruacutevico oxaloaceacutetico ou alfa-

cetoglutaacuterico produtos esses que se transformar em aacutecido fosfoenolpiruacutevico (PEP) e mediante

o reverso da glicoacutelise iratildeo formar accediluacutecar (processo esse denominado gluconeogecircnese) A

gluconeogecircnese eacute a formaccedilatildeo de glicose a partir de substacircncias natildeo gluciacutedicas

Os aminoaacutecidos que ao serem degradados levam aacute produccedilatildeo de acetoacetil-CoA satildeo

chamados de ldquocetogecircnicosrdquo pois satildeo responsaacuteveis pelo aparecimento dos ldquocorpos cetocircnicosrdquo

(acetoacetato hidroxibutiratoe acetona)

Um animal quando submeto a um regime de fome e apoacutes esgotar suas reservas de

carboidratos (glicose do sangue e gligecircnio muscular e hepaacutetico) e de lipiacutedios (depoacutesito

subscutacircneos de gordura) passa a se utilizar de suas proteiacutenas corporais Neste processo o

organismo utiliza primeiramente as proteiacutenas de menor importacircncia fisioloacutegica de inicio as

proteiacutenas do sangue (albuminas e globulinas) depois as do tecido muscular do tecido oacutesseo e

finalmente as do tecido nervoso Neste estaacutegio o organismo natildeo tem mais recuperaccedilatildeo

24 Transformaccedilatildeo de lipiacutedios em carboidratos - Tal transformaccedilatildeo somente eacute possiacutevel em

plantas fungos e bacteacuterias organismos esses que possuem o ldquoCiclo do Glioxilatordquo em funccedilatildeo

de possuiacuterem duas enzimas especiais siacutentese maacutelica e isocitrase

Tais enzimas satildeo particularmente ativas durante a germinaccedilatildeo de sementes ricas em oacuteleos

Natildeo satildeo encontradas no tecido animal Daiacute a impossibilidade dos organismos animais

transformarem gordura em carboidrato uma vez que a oxidase piruacutevica catalisa

irreverssivelmente a transformaccedilatildeo de piruvato em acetil-CoA

126

EXCRECcedilAtildeO DO NITROGEcircNIO

1 CONSIDERECcedilAtildeO GERAIS

Do metabolismo degradativo dos compostos nitrogenados especialmente dos aminoaacutecidos

resulta a amocircnia (NH3) Devido a natureza dinacircmica dos processos metaboacutelicos parte da

amocircnia eacute reutilizada pela ceacutelula mediante o processo da assimilaccedilatildeo da amocircnia enquanto o

restante deve ser eliminada por excreccedilatildeo

Sabe-se que os animai excretam o nitrogecircnio em uma das trecircs seguintes formas nitrogenadas

de excreccedilatildeo amocircnia ureacuteia e aacutecido uacuterico Destas formas a amocircnia eacute a mais toacutexicas e altamente

soluacutevel em aacutegua a ureacuteia eacute bem menos toacutexicas mas igualmente soluacutevel ao passo que o aacutecido

uacuterico eacute bastante insoluacutevel e natildeo toacutexico

Um dos capiacutetulos mais interessantes da bioquiacutemica comparada vem a ser aquele referente aacute

excreccedilatildeo do nitrogecircnio Existe evidecircncias suficientes de que a forma nitrogenada excretada

por um organismo eacute geralmente determinada pela disponibilidade de aacutegua para esse

organismo

Assim os animais aquaacuteticos que vivem circundados pela aacutegua podem excretar a amocircnia a

qual a despeito de ser toacutexica natildeo acarreta nenhum inconveniente devido aacute diluiccedilatildeo

instantacircnea no meio ambiente Jaacute os animais terrestres que possuem um suprimento limitado

de aacutegua natildeo podem acumular a amocircnia excretando pois o nitrogecircnio na forma de ureacuteia ou

aacutecido uacuterico

A escolha entre ureacuteia ou aacutecido eacute estabelecida pelas condiccedilotildees do desenvolvimento

embrionaacuterio Assim os mamiacuteferos nos quais o feto se desenvolve em contato iacutentimo com o

corpo materno atraveacutes do sistema circulatoacuterio sintetizam ureacuteia a qual sendo soluacutevel pode ser

removida do embriatildeo e excretada pela matildee Jaacute os embriotildees de paacutessaros e rapteis que se

desenvolvem no interior de um sistema fechado o ovo com um conteuacutedo de aacutegua bastante

limitado natildeo podem utilizar a ureacuteia como forma de excreccedilatildeo devido aacute sua solubilidade e

toxidez Tais organismos optaram entatildeo pelo aacutecido uacuterico o qual sendo insoluacutevel depositar-se-

ia na forma de um soacutelido na parte interna da casca Essas caracteriacutesticas de excreccedilatildeo

nitrogenada tatildeo importante para o desenvolvimento do embriotildees seriam entatildeo mantidas no

organismo adulto

2 EXCRECcedilAtildeO DA AMOcircNIA (NH3)

Nos animais amonioteacutelicos ou seja aqueles que excretam predominantes a amocircnia (como a

maior parte dos vertebrados aquaacuteticos especialmente os peixes oacutesseos e as larvas de anfiacutebios)

o catabolismo dos aminoaacutecidos se inicia com uma transaminaccedilatildeo envolvendo -cetoglutarato

formando-se glutamato Glutamato igualmente pode ser formado pela desidrogenase glutacircmica

utilizando-se de amocircnia livre (NH3) Entretanto devido aacute carga negativa do glutamato no pH

fisioloacutegico (apresenta as carboxilas desprotonizadas) o mesmo natildeo atravessa as membranas

lipoproteacuteicas Para contornar tal problema o glutamato se combina enzimaticamente com mais

amocircnai pela accedilatildeo da glutamina sintetase formando glutamina uma moleacutecula neutra natildeo

toacutexica capaz de se translocar transportando o N na forma amiacutedica para o fiacutegado (no caso da

maioria dos animais terrestres) ou para as guelras das formas aquaacuteticas

127

Nas guelras a glutamina perde o nitrogecircnio amiacutedico pela accedilatildeo da glutaminase aiacute presente

liberando o nitrogecircnio na forma de amocircnia (NH3) que eacute excretada no meio exterior

3 EXCRECcedilAtildeO DA UREacuteIA

A ureacuteia eacute a principal forma nitrogenada de excreccedilatildeo dos ureoteacutelicos que compreende as maior

parte dos vertebrados terrestres

A formaccedilatildeo da ureacuteia foi estudada por KREBS e HENSELEIT utilizando-se de fatias de fiacutegado

de rato Tal tecido tinha habilidade de sintetizar ureacuteia a partir de CO2 e NH3 em um processo

endergocircnico ou seja exigente em energia (ATP)

Tais pesquisadores demonstravam que quantidades cataliacuteticas de arginina citrulina e ornitina

propiciavam a formaccedilatildeo de uma quantidade apreciaacutevel de ureacuteia Foi proposto entatildeo um ciclo

de reaccedilotildees que tinha por finalidade promover a desintoxicaccedilatildeo da amocircnia o qual eacute

mencionado com ciclo da ureacuteia ciclo da ornitina-ureia ou ciclo de Krebs-Henseleit

Tal ciclo opera em animais e em plantas Entretanto em plantas devido aacute presenccedila da ureacutease a

siacutentese da ureacuteia natildeo teria propoacutesito e a funccedilatildeo do ciclo seria unicamente de propiciar a siacutentese

de arginina

O previleacutegio de se excretar o nitrogecircnio na forma de ureacuteia tem um preccedilo energeacutetico 4

moleacuteculas de ATP satildeo grandes por moleacuteculas de ureacuteia formada computando-se apenas as

reaccedilotildees do ciclo propriamente dito

4 FORMACcedilAtildeO DO AacuteCIDO UacuteRICO

Os animais uricoteacutelicos paacutessaros e reacutepteis excretam o nitrogecircnio mormente na forma

insoluacutevel de aacutecido uacuterico Composto com 33 de nitrogecircnio

Entretanto o aacutecido uacuterico tambeacutem eacute o principal sub-produto da degradaccedilatildeo das purinas (adenina

e guanina) nos primatas paacutessaros e reacutepteis

128

Haacute um consideraacutevel gasto de energia para a fabricaccedilatildeo do aacutecido uacuterico que eacute realizada aacutes

custas de pequenas moleacuteculas Inicialmente o nitrogecircnio de alguns aminoaacutecidos juntamente

com o carbono de outras moleacuteculas doadoras satildeo empregados para se confeccionar as bases

adenina e guanina as quais em seguida satildeo transformadas em aacutecido uacuterico

129

FOTOSSIacuteNTESE


A fotossiacutentese eacute um importante processo bioloacutegico que ocorre na biosfera e dele dependem

todas as formas viventes O sol fornece energia para todos os processos bioloacutegicos em nosso

planetaAleacutem de ser o responsaacutevel pelo movimento de ar e aacutegua na superfiacutecie terrestre a vida

se originou na terra de modo a depender exclusivamente de seu contiacutenuo fornecimento de

energia Os organismos pigmentados e com especial referecircncia as plantas verdes utilizam a

energia radiante e a armazena na forma de ligaccedilotildees quiacutemicas Este fenocircmeno eacute chamado de

fotossiacutentese cuja equaccedilatildeo geral eacute

2 CLOROPLASTOS E PIGMENTOS

O centro Bioloacutegicos da fotossiacutentese eacute uma organela inclusa no citoplasma celular denominada

de cloroplasto Dentro do cloroplasto estatildeo os compostos responsaacuteveis pela absorccedilatildeo da

energia radiante e a posterior transformaccedilatildeo em energia quiacutemica Os compostos que recebem

essas radiaccedilotildees satildeo as clorofilas a e b carotenoacuteides e ficobilinas A posterior reduccedilatildeo o CO2 ao

niacutevel de carboidratos eacute efetuada por um equipamento enzimaacutetico aiacute presente Esses pigmentos

ocorrem na forma de lipoproteiacutenas dentro dos cloroplastos Os cloroplastos se apresentam de

forma elipsoidal com 3-5 de comprimento por 2 de espessura cujo nuacutemero varia nas algas

A estrutura dos cloroplastos revelada pela microscopia eletrocircnica se mostrou altamente

organizada uma membrana dupla isola a organela do citoplasma Inclusa numa matriz

denominada de estroma estatildeo corpos em forma de disco (tilacoacuteides) dispostos em camadas e

que se chama de grana O tilacoacuteide eacute a unidade fotossinteacutetica formada de camadas alternadas

de proteiacutenas (enzimas) e lipiacutedios (pigmentos e fosfolipiacutedios)

Pesquisa-se constantemente os passos bioquiacutemicos da fotossiacutentese e ainda pouco se sabe o

fenocircmeno da conversatildeo quacircntica ou seja como a energia luminosa eacute transformada em energia

quiacutemica

As clorofilas ldquoardquo e ldquobrdquo logo se apresentaram como sendo pigmentos muito relacionados com a

fotossiacutentese quando se estudou os seus espectros de absorccedilatildeo e a eficiecircncia fotossinteacutetica para

os diversos comprimentos de onda

130

O fato existir fotossinteacutetica em comprimento de onda que natildeo satildeo absorvidos pelas clorofilas

(500 a 600nm) levou-se a acreditar que outros pigmentos (carotenoacuteides e ficobilinas)

absorvessem essa luz e transferissem a energia para a moleacutecula de clorofila Salienta-se ainda

o fato de que os carotenoacuteides evitam a fotoxidaccedilatildeo da clorofila Os carotenoacuteides apresentam

pico de absorccedilatildeo em 430nm enquanto a ficobilina azul os apresentam em 560e 570nm e

660nm A ficobilina vermelha exibe picos de absorccedilatildeo em 500 e 570nm

3 UTILIZACcedilAtildeO DA AacuteGUA NA FOTOSSIacuteNTESE

Segundo a reaccedilatildeo anterior a aacutegua eacute o agente que eacute oxidado a O2 O estudo com

microorganismo fotossintetizadores (bacteacuterias) fornecem dados para se poder especular a

respeito do papel da aacutegua na fotossiacutentese

Em sulfobacteacuteias a reaccedilatildeo pode ser assim representada

Van Niel observou a analogia dessa reaccedilatildeo com aquela das plantas verdes e escreveu uma

equaccedilatildeo geral da fotossiacutentese

No caso especiacutefico das plantas verdes notamos que haacute necessidade da cisatildeo da moleacutecula de

H2O como primeiro passo para a reduccedilatildeo do CO2 havendo pois evoluccedilatildeo de O2 e que

segundo Van Niel este seria provenientes da aacutegua Tal afirmativa foi comprovada com o uso

de H2O18

e a reaccedilatildeo correta seria

No processo da fotossiacutentese a aacutegua seria sintetizada e consumida

4 REACcedilAtildeO DE HILL

Em 1937 Hill na Inglaterra estudou as reaccedilotildees da fotossiacutentese trabalhando com cloroplastos

isolados de espinafre acreditando conseguir melhores resultados Natildeo conseguiu o seu intento

em promover a reduccedilatildeo do CO2 ao niacutevel de carboidratos mas conseguiu promover a fotoacutelise

da H2O na presenccedila de outro agente oxidante o ferrioxalato de K

Observou-se ainda que a evoluccedilatildeo de O2 se processava segundo uma estequiometria em

relaccedilatildeo ao agente oxidante adicionado

131

Posteriormente foram identificados substitutos do ferrioxalato benzoquinona 26-

diclorofenolindofenol etc Essas reaccedilotildees foram muito criticadas na eacutepoca pelo fato de tais

compostos natildeo serem de ocorrecircncia natural na ceacutelula natildeo tendo importacircncia fisioloacutegica ou

bioquiacutemica

Mas em 1952 nos EUA foi observado que TPN+ (NADP+) podia ser facilmente reduzido na

presenccedila de luz e cloroplastos de espinafre Tal fato se revestiu de particular interesse pois que

jaacute era conhecida a capacidade do TPNH em promover a reduccedilatildeo de uma seacuterie de substrato

orgacircnico

Um dos enigmas da fotossiacutentese havia sido descoberto a fotoreduccedilatildeo do TPN+

Faltava apenas o que em 1954 na Califoacuternia foi conseguido por ARNON a reduccedilatildeo do CO2 a

carboidrato pela accedilatildeo da luz com cloroplastos intactos sem exigir outros componentes

celulares O CO2 foi reduzido enquanto houve oxidaccedilatildeo da aacutegua

Neste trabalho ARNON demonstrou uma segunda funccedilatildeo do cloroplastos produzir ATP a

partir de ADP + Pi com auxilio da luz

O processo foi chamado de fotofosforilaccedilatildeo

Ainda mais iluminado-se cloroplastos em presenccedila de ADP Pi e TPN+ e na ausecircncia de CO2

acumulavam-se ATP e NADPH Esse material quando em presenccedila de CO2 promovia a

reduccedilatildeo do mesmo ao niacutevel de carboidrato mesmo na obscuridade Separam-se entatildeo duas

reaccedilotildees ldquoreaccedilatildeo luminosardquo e ldquoreaccedilatildeo no escurordquo

5 CICLO DE CALVIN

O ciclo de reduccedilatildeo do CO2 foi estabelecido por Calvin e seus colaboradores quando buscavam

as respostas para as seguintes perguntas qual o primeiro composto orgacircnico formado pela

fixaccedilatildeo ou reduccedilatildeo do CO2 durante a fotossiacutentese Como seria bioquimicamente essa

fixaccedilatildeo Calvin utilizou o 14

CO2 algas chlorella e teacutecnicas cromatograacuteficas para identificar o

primeiro composto formado na fotossiacutentese A consideraccedilatildeo baacutesica era que

Apoacutes exposiccedilatildeo ao 14CO2 durante 30 segundos apareceram marcados diversos aminoaacutecidos

aacutecidos orgacircnicos e accedilucares

Depois de 7 segundos de exposiccedilatildeo 12 compostos radioativos entre eles hexose trioses e

tetroses

132

Depois de 5 segundos o aacutecido 3-fosfogliceacuterico retinha a maior atividade especifica e a

radioatividade estava no carbono da carboxila

Acredita-se de iniacutecio que o composto que recebia o CO2 seria uma moleacutecula com 2 aacutetomos de

carbono mas a busca foi infrutiacutefera Segundo uma teacutecnica de interrupccedilatildeo brusca no

fornecimento de CO2 observou-se o acuacutemulo de Ribulose ndash15-difosfato o aceptor de CO2

Posteriormente a enzima carboxidismutase foi identificada Ao mesmo tempo os estudos dos

compostos radioativos suas atividades especiacuteficas e a posiccedilatildeo do 14

C na moleacutecula permitiram

a calvin estabelecer o caminho do carbono na fotossiacutentese

6 VIA C-4 DOS AacuteCIDOS DICARBOXIacuteLICOS

Jaacute era conhecido haacute mais de quinze anos que algumas gramiacuteneas tropicais e outras espeacutecies

de plantas adaptas ao clima aacuterido se distinguiam pela alta taxa de fotossiacutentese baixa perda de

CO2 na luz (fotorrespiraccedilatildeo) anatomia foliar caracteriacutestica e baixo consumo de aacutegua por

unidade de mateacuteria seca produzida Todas estas caracteriacutesticas identificadas isolada e

independentemente tecircm conexatildeo como processo de fixaccedilatildeo do CO2 que ocorre em vaacuterios

grupos de plantas que realizam a fotossiacutentese atraveacutes do ciclo ldquoC-4rdquo Esta fixaccedilatildeo do CO2

diferente daquela proposta pelo ciclo de calvin jaacute tinha sido identificada em milho e canandashde-

accediluacutecar atraveacutes de experimentos com14

CO2 e subsequumlente identificaccedilatildeo dos produtos

radioativos formados Os resultados mostravam que um composto com 4 aacutetomos de carbono

aparecia como primeira substacircncia marcada diferente do 3-PGA como as plantas ldquoC-3rdquo

Folhas de cana-de-accediluacutecar apoacutes 1 segundo de exposiccedilatildeo ao 14

CO2 apresentavam 80 da

radioatividade nos aacutecidos oxaloaceacutetico maacutelico aspaacutertico O mesmo era observado com milho

sorgo e outras plantas com elevada capacidade fotossinteacutetica ou de produccedilatildeo de massa verde

Em tais plantas observa-se um alto valor de Km para o CO2 frente aacute carboxi-dismutase

(Ribulose-15-difosfato carboxilase)

Foram Kortschak e colaboradores em 1965 que mostravam de maneira convincente que o

primeiro composto acumulado durante a fotossiacutentese de cana-de-accediluacutecar era o malato Hatch e

Slack durante 1966 a 1970 completaram os estudos e estabeleceram as bases para o

conhecimento do ciclo ldquoC-4rdquo embora muitas adiccedilotildees tenham sido feitas mais recentemente

133

Uma caracteriacutestica anatocircmica associada ao processo de fixaccedilatildeo do CO2 pelas folhas das

plantas ldquoC-4rdquo refere-se agrave presenccedila de um anel de ceacutelulas que circundam os feixes vasculares a

bainha vascular

A assimilaccedilatildeo do CO2 da atmosfera ocorre nas ceacutelulas do mesoacutefilo sendo incorporado na

moleacutecula do aacutecido fosfoenolpiruacutevico (PEP) produzindo aacutecido oxaloaceacutetico (AOA) e em

seguida malato ou aspartato dependendo do tipo de planta considerada O malato ou aspartato

eacute transportado para a bainha vascular onde eacute descarboxilado sendo o CO2 produzindo na

reaccedilatildeo imediatamente fixado atraveacutes do ciclo de calvin

As reaccedilotildees iniciais da fixaccedilatildeo do CO2 satildeo as seguintes

7 METABOLISMO AacuteCIDO DAS CRASSULAacuteCEAS (CAM)

Vaacuterias espeacutecies de plantas que habitam em ambientes aacuteridos e quentes apresentam um sistema

de fixaccedilatildeo do CO2 especializado destinado principalmente a manter um balanccedilo positivo de

carbono nos tecidos ao mesmo tempo que desenvolvem um eficiente mecanismo de economia

de aacutegua Estas espeacutecies satildeo geralmente suculentas e englobam os membros da famiacutelia das

crassulaacuteceas Entretanto vaacuterios outros grupos de plantas exibem comportamento fisioloacutegico

semelhante ao das crassulaacuteceas (cactos abacaxi orquiacutedeas) caracterizado por uma produccedilatildeo

ciacuteclica diaacuteria de aacutecidos orgacircnicos daiacute a denominaccedilatildeo de metabolismo aacutecido das crassulaacuteceas

(CAM) As plantas que assimilam o gaacutes carbocircnico atraveacutes do sistema CAM devido aacutes

restriccedilotildees na disponibilidade de aacutegua e grande pressatildeo ambiental que resulta em elevada

transpiraccedilatildeo fecham os estocircmatos durante o dia a fim de manter a hidrataccedilatildeo dos tecidos Aacute

noite os estocircmatos se abrem e permitem a entrada do CO2 que eacute assimilado atraveacutes da reaccedilatildeo

catalisada pela enzima PEP-carboxilase

134

O oxaloacetato produzido eacute transformaccedilatildeo em malato pela NADH-malato desidrogenase e se

acumula No periacuteodo seguinte de iluminaccedilatildeo o malato eacute descarboxilado na reaccedilatildeo catalisada

pela enzima do aacutecido maacutelico-NADP (em algumas espeacutecies pela PEP-carboxiquinase) sendo

que o piruvato formado reage com ATP e regenera o PEP na reaccedilatildeo da piruvato-diquinase O

CO2 liberado no processo eacute captado pela RuDP-carboxilase e pela operaccedilatildeo do ciclo de

calvin resulta na produccedilatildeo de amido Estas reaccedilotildees que ocorrem durante o dia satildeo restritas

aos cloroplastos enquanto o sistema que opera durante a noite ocorre no citoplasma O amido

que se acumula durante o dia eacute degradado na noite seguinte formando hexose-fosfato que satildeo

oxidadas nas reaccedilotildees glicoliacuteticas que resultam em aacutecido fosfoenolpiruacutevato (PEP)

O caraacuteter adaptativo da plantas CAM eacute altamente evoluiacutedo e permite sua sobrevivecircncia em

condiccedilotildees extremas de ambiente O fechamento dos estocircmatos durante o dia resulta em um

aumento da temperatura das folhas que pode atingir ateacute 50C Entretanto a temperatura

oacutetima para a atividade da enzima de descarboxilaccedilatildeo (enzima do aacutecido maacutelico) e tambeacutem

bastante alta permitindo que a liberaccedilatildeo interna do CO2 ocorra normalmente Em condiccedilotildees

climaacuteticas mais amenas com boa disponibilidade de aacutegua as plantas CAM comportam-se de

maneira semelhante aacutes espeacutecies de fotossiacutentese ldquoC-3rdquo e o CO2 eacute fixado durante o dia pelo

ciclo de calvin

8 FOTORRESPIRACcedilAtildeO

Umas das caracteriacutesticas fisioloacutegicas mais importantes que diferenciam as plantas ldquoC-4rdquo das

ldquoC-3rdquo eacute a ocorrecircncia de perdas de carbono pelas folhas simultaneamente com o processo de

absorccedilatildeo de gaacutes carbocircnico pela fotossiacutentese Este fenocircmeno de liberaccedilatildeo de CO2 na luz

funcional e metabolicamente ligado aacute fotossiacutentese eacute denominado fotorrespiraccedilatildeo O termo

fotorrespiraccedilatildeo inicialmente empregado por Decker no final da deacutecada de 50 significa que os

tecidos fotossintetizantes liberam CO2 com maior intensidade na luz do que na obscuridade

considerando que o processo da respiraccedilatildeo (glicoacutelise ciclo de Krebs e transporte eletrocircnico no

mitococircndrio) ocorre continuamente tanto no periacuteodo iluminado como no escuro

Uma das diferenccedilas baacutesicas entre o fenocircmeno de fotorrespiraccedilatildeo e respiraccedilatildeo refere-se ao

efeito do O2 sobre os dois sistemas A fotorrespiraccedilatildeo eacute aumentada com o aumento da

concentraccedilatildeo de oxigecircnio no meio a partir de 1-2 Em contraste a respiraccedilatildeo satura quando

o O2 atinge aproximadamente 2 e natildeo haacute e nenhum efeito da elevaccedilatildeo do conteuacutedo de

oxigecircnio ateacute aproximadamente 21 Esta influecircncia do oxigecircnio sobre a fotorrespiraccedilatildeo esta

intimamente associada com o efeito do oxigecircnio sobre a fotossiacutentese Jaacute em 1929 Warburg

descreveu uma diminuiccedilatildeo da fotossiacutentese com o aumento da concentraccedilatildeo de O2 Esta

inibiccedilatildeo denominada efeito de Warburg podia ser removida pelo aumento da concentratildeo de

CO2 sugerindo processos competitivos Mas foi com a interpretaccedilatildeo dada por Decker e Tio

(1959) na tentativa de explicar o brusco aumento da liberaccedilatildeo de CO2 que ocorre

imediatamente apoacutes a interrupccedilatildeo da iluminaccedilatildeo que os estudos do mecanismo da

fotorrespiraccedilatildeo foram intensificados Folhas iluminadas em condiccedilotildees de equiliacutebrio no que se

refere aacutes trocas de CO2 com o ambiente (ponto de compensaccedilatildeo de CO2) liberam alta

quantidade de gaacutes carbocircnico nos primeiros minutos que seguem ao iniacutecio do periacuteodo de

escuro Este ldquoaumento poacutes-iluminaccedilatildeordquo da liberaccedilatildeo de CO2 parecia significar que algum

composto sintetizado na luz se armazenaria e sua utilizaccedilatildeo continuaria a ocorrer no escuro

enquanto houvesse disponibilidade de substrato para o processo

135

A associaccedilatildeo entre fotossiacutentese e a fotorrespiraccedilatildeo foi definitivamente esclarecida com a

descriccedilatildeo do processo de oxidaccedilatildeo da ribulose difosfato atraveacutes da enzima RuDP-

carboxilaseoxigenase Em condiccedilotildees normais (003 CO2 21 O2) a enzima apresenta duas

atividades carboxilase e oxigenase A relaccedilatildeo entre as duas atividades eacute de aproximadamente

7030 dependendo da idade da folha condiccedilotildees climaacuteticas espeacutecies de planta etc Desta

competiccedilatildeo decorre uma diminuiccedilatildeo da assimilaccedilatildeo liacutequida do CO2 o que normalmente

resulta em um decreacutescimo da produtividade da planta

O processo de fotorrespiraccedilatildeo se inicia com a produccedilatildeo do aacutecido glicoacutelico a partir da queda da

moleacutecula de RuDP pela accedilatildeo do O2 sobre a enzima RuDP-carboxilase

O aacutecido fosfoglicoacutelico eacute transformado em aacutecido glicoacutelico atraveacutes da reaccedilatildeo catalisada pela

fosfatase e se configura com o principal substrato para a fotorrespiraccedilatildeo O metabolismo do

aacutecido glicoacutelico se daacute nos peroxissomos que satildeo organelas celulares presentes em todas as

ceacutelulas verdes em geral localizados proacuteximos dos cloroplastos frequumlentemente com os

envelopes externos justapostos a estes

Nos peroxissomos o aacutecido glicoacutelico eacute oxidado a aacutecido glioxiacutelico e em seguida eacute produzida a

glicina

A glicina formada no peroxissomo eacute transferida para o mitococircndrio onde se acumula e produz

serina Neste processo a condensaccedilatildeo de duas moleacuteculas de glicina resulta na formaccedilatildeo de

serina com a liberaccedilatildeo de CO2

O gaacutes carbocircnico formado eacute transportado para o meio externo constituindo-se em fonte de

perda de carbono pela fotorrespiraccedilatildeo

A serina volta ao peroxissomo eacute transformada em aacutecido hidroxipiruacutevico e em seguida em

aacutecido gliceacuterico

136

Com a transferecircncia do aacutecido gliceacuterico para o cloroplasto ocorre a produccedilatildeo de aacutecido

fosfogliceacuterico que em seguida eacute incorporado no ciclo de calvin

9 FISIOLOGIA COMPARA DAS PLANTAS ldquoC-3rdquo e ldquoC-4rdquo

Interna atividade de pesquisa desenvolvida nos uacuteltimos quinze anos mostrou que a atividade

fotossinteacutetica dos vaacuterios grupos de plantas difere em funccedilatildeo de caracteriacutestica especiacuteficas do

ponto de vista fisioloacutegico anatocircmico e bioquiacutemico

Um dos paracircmetros mais importantes na diferenciaccedilatildeo das plantas ldquoC-4rdquo das ldquoC-3rdquo refere-se aacute

capacidade dos tecidos das espeacutecies ldquoC-4 de concentrarem o CO2 atmosfeacuterico nos siacutetios de

produccedilatildeo de carboidratos ou seja nas ceacutelulas da bainha vascular Sabe-se que ambas as

plantas ldquoC-4rdquo e ldquoC-3rdquo apresentam o processo de fotorrespiraccedilatildeo ativo se bem com

intensidades diferentes mas as primeiras tecircm a capacidade de capturar o CO2 no seu caminho

em direccedilatildeo aacute atmosfera externa pela reaccedilatildeo da PEP-carboxilase que mostra grande afinidade

com o gaacutes carbocircnico (baixo valor do Km) Desta maneira as plantas ldquoC-4rdquo natildeo perdem CO2

para a atmosfera e o sistema de descarboxilaccedilatildeo do malato ou oxaloacetato que ocorre na

bainha vascular quantidade de gaacutes carbocircnico disponiacutevel no sitio da enzima RuDP-carboxilase

que funciona em concentraccedilatildeo de CO2 de 60 M ou mais (Hatch1976) Nestas condiccedilotildees a

RuDP-carboxilase apresenta maacutexima velocidade de reaccedilatildeo pois encontra-se em saturaccedilatildeo de

substrato considerando em Km de 20 microM (Hatch 1976)

A caracteriacutestica anatocircmica das plantas ldquoC-4rdquo representada pela siacutendrome de Kranz propicia

que os produtos da assimilaccedilatildeo do carbono principalmente os carboidratos aminoaacutecidos e

aacutecidos orgacircnicos sejam facilmente transferidos para o sistema vascular (floema) e

translocados para outras partes da planta com menor gasto de energia metaboacutelica

De maneira geral as plantas ldquoC-4rdquo apresentam elevada resistecircncia dos estocircmatos ao fluxo de

CO2 e de vapor d‟aacutegua que ocorre entre a folha e a atmosfera externa Entretanto devido aacute

grande afinidade da enzima PEP-carboxilase com o seu substrato o gaacutes carbocircnico as ceacutelulas

tecircm capacidade de assimilar o CO2

com bastante eficiecircncia ao mesmo tempo que restringem a perda de aacutegua atraveacutes da

transpiraccedilatildeo Assim as plantas ldquoC-4rdquo chegam a apresentar 50 mais eficiecircncia na utilizaccedilatildeo

da aacutegua para a produccedilatildeo de mateacuteria seca do que as plantas ldquoC-3rdquo

Outra importante caracteriacutestica fisioloacutegica que diferencia as plantas ldquoC-3rdquo e ldquoC-4rdquo refere-se aacute

eficiecircncia de utilizaccedilatildeo do nitrogecircnio nos processos de assimilaccedilatildeo Recentemente Black e

colaboradores (1977) demonstraram que as plantas ldquoC-4rdquo em comparaccedilatildeo com as ldquoC-3rdquo

produzem duas vezes mais mateacuteria seca por unidade de nitrogecircnio A localizaccedilatildeo da RuDP-

carboxilase quase que exclusivamente nas ceacutelulas de bainha vascular faz com que as

espeacutecies ldquoC-4rdquo utilizem de 10 a 25 da proteiacutena soluacutevel das folhas para a produccedilatildeo da

enzima enquanto as plantas ldquoC-3rdquo investem de 40 a 50 no mesmo processo Desta maneira

as plantas ldquoC-4rdquo tem a capacidade de sobreviver e produzir satisfatoriamente em solos pobres

em nitrogecircnio Estas plantas no qual os componentes satildeo separados temporal e espacialmente

Assim as enzimas que catalisam as reaccedilotildees de reduccedilatildeo do nitrato nas folhas especificamente

redutase de nitrato redutase de nitrato e glutamato desidrogenase localizam-se nas ceacutelulas do

mesoacutefilo como o sistema de assimilaccedilatildeo do nitrato requer aleacutem de esqueletos de carbono

(Magalhatildees 1978) alta quantidade de energia (ATP) e de compostos redutores (ferredoxina

NADPH) que tambeacutem satildeo necessaacuterios para o processo de assimilaccedilatildeo do CO2 eacute altamente

desejaacutevel que os dois sistemas (fixaccedilatildeo de CO2 e reduccedilatildeo de nitrato) estejam localizados em

137

compartimentos distintos como ocorre nas folhas das plantas ldquoC-4rdquo A competiccedilatildeo que se

estabelece entre os dois processos nas ceacutelulas das plantas ldquoC-3rdquo eacute parcialmente responsaacutevel

pela menor eficiecircncia de utilizaccedilatildeo do nitrogecircnio nestas plantas comparativamente com as

plantas ldquoC-4rdquo

Como decorrecircncia da economia de CO2 que eacute feita pelas espeacutecies ldquoC-4rdquo que natildeo perdem gaacutes

carbocircnico pela fotorrespiraccedilatildeo aquelas plantas apresentam ponto de compensaccedilatildeo ao redor de

5-10 ppm de CO2 enquanto as ldquoC-3rdquo mostram ponto de compensaccedilatildeo de 50 a 150 ppm de

CO2 Em funccedilatildeo das respostas das vaacuterias espeacutecies com relaccedilatildeo aacute concentraccedilatildeo do gaacutes

carbocircnico da atmosfera as plantas ldquoC-4rdquo tecircm maior capacidade de enfrentar a competiccedilatildeo que

se estabelece em comunidades vegetais muito densas nas quais poderaacute ocorrer limitaccedilatildeo de

CO2 para a fotossiacutentese

Estudos iniciais do ciclo ldquoC-4rdquo mostraram que a ocorrecircncia daquele processo prevalecia nas

plantas aclimatadas a ambiente tropical ou seja adaptadas aacute temperatura elevada e alta

intensidade luminosa Investigaccedilotildees mais recentes mostraram que vaacuterias espeacutecies ldquoC-3rdquo como

girassol mandioca e Camissonia que ocorrem em climas quentes e muito iluminados fazem

fotossiacutentese eficientemente em condiccedilotildees de stress (Mooney et al 1976)

Em geral as plantas ldquoC-4rdquo fazem fotossiacutentese tanto mais eficientemente quanto mais elevada

for a intensidade luminosa sem portanto apresentar uma saturaccedilatildeo na assimilaccedilatildeo do CO2

como ocorre nas plantas ldquoC-3rdquo em condiccedilotildees de iluminaccedilatildeo relativamente baixa (13 da

intensidade luminosa maacutexima)

Associada com a resposta aacute iluminaccedilatildeo as plantas ldquoC-4rdquo apresentam temperatura oacutetima para a

fotossiacutentese mais elevada do que as espeacutecies bdquoC-3rdquo Em soja (ldquoC-3rdquo) a fotossiacutentese liacutequida

decresce rapidamente com o aumento da temperatura elevada entre 30 e 40degC natildeo se mostra

inibitoacuteria para a assimilaccedilatildeo do CO2

138

CICLO DO NITROGEcircNIO


Sob o aspecto agronocircmico ecoloacutegico e bioloacutegico em geral o CICLO DO NITROGEcircNIO eacute tatildeo

importante quanto o processo fotossinteacutetico Tal Ciclo vem a ser uma relaccedilatildeo de dependecircncia

entre todos os compostos nitrogenados quer orgacircnicos 9como aqueles encontrados na ceacutelula

viva aminoaacutecidos proteiacutenas aacutecidos nucleacuteicos alcaloacuteides vitaminas etc) todos eles

participantes deste fundamental processo que ocorre na biosfera

Na atmosfera se encontra a quase totalidade do nitrogecircnio na forma molecular (N2)

representando 78 das moleacuteculas aiacute existentes constituindo-se num reservatoacuterio praticamente

inesgotaacutevel de nitrogecircnio expotildee um berrante contraste com a carecircncia de proteiacutena para

humanos e animais bem como pela falta de nitrogecircnio em muitos solos cultivados

A quantidade de nitrogecircnio existentes nos solos eacute pequena com predominacircncia da forma

niacutetrica (NO3-) sobre a amoniacal (NH3) Nas rochas sedimentares o iacuteon amocircnio (NH4

+) pode

estar preso aacute rede cristalinas dos minerais silicatados e nas rochas iacutegneas o nitrogecircnio eacute mais

escasso ainda Por essa razatildeo ateacute a primeira metade do seacuteculoXIX acreditava-se que o ar

atmosfeacuterico contivesse amocircnia (NH3) em quantidade suficiente para atender as exigecircncias dos

vegetais De fato Liebig famoso quiacutemico alematildeo convenceu os demais cientistas da eacutepoca

de que a atmosfera era a principal fonte de nitrogecircnio para as plantas visto que plantas

deficientes em nitrogecircnio (cujas folhas se tornam amareladas) se tornavam de coloraccedilatildeo verde

escura saudaacutevel quando expostas em ambiente com pequena quantidade de NH3 na atmosfera

Ensaios cuidadosamente conduzidos tem demonstrados que a atmosfera realmente contribui

com algumas formas nitrogenadas Assim a quantidade de nitrogecircnio eacute proporcional aacute queda

pluviomeacutetrica Enquanto que o nitrato (NO3-) eacute formado pelas descartas eleacutetricas na atmosfera

a amocircnia (NH3) pode advir da atividade vulcacircnica queima de carvatildeo e outros materiais

orgacircnicos em fabricas bem como pelo fogo em florestas e pastagens

Traccedilos de nitrogecircnio podem tambeacutem ser carregadas do litoral para o interior devido aacute

atomizaccedilatildeo das aacuteguas oceacircnicas e subsequumlente arraste pelos ventos Mas enquanto o cloro

pode ser transportado centenas de quilocircmetros terra adentro o oceano natildeo parece ser

importante fonte de nitrogecircnio para as culturas Isto pelo fato da maior parte do nitrogecircnio do

placircncton estar na forma assimilada (orgacircnica) e predominante nas regiotildees mais profundas

O nitrogecircnio eacute encontrado em formas quiacutemicas com grande variabilidade no nuacutemero de

oxidaccedilatildeo

139

Como se vecirc o nitrogecircnio vem a se apresentar desde um estado altamente oxidado (NO-3) ateacute

um estado altamente reduzido (NH3)

2 FIXACcedilAtildeO DO NITROGEcircNIO

A fixaccedilatildeo do nitrogecircnio vem a ser a conversatildeo do nitrogecircnio molecular (N2) em qualquer uma

das formas anteriormente citadas A caracteriacutestica do processo eacute a separaccedilatildeo dos dois aacutetomos

da moleacutecula N2 mantidos por uma triacuteplice ligaccedilatildeo envolvendo 3 parte de eleacutetrons A

moleacutecula eacute bastante estaacutevel havendo necessidade de 24000 calmol para transformar N2 em

amocircnia

A fixaccedilatildeo do nitrogecircnio pode ser efetuada por vaacuterios processos

21 Fixaccedilatildeo Natildeo-Bioloacutegica eacute aquela efetuada sem o concurso dos organismos vivos

podendo ser conduzida por um processo industrial ou por um processo natural

211 Processo Industrial Tal processo tambeacutem denominado de processo Haber foi

desenvolvido na Alemanha durante a Primeira Guerra Mundial com o propoacutesito de

se obter explosivos

Atualmente esse processo estaacute acoplado aacutes refinarias de petroacuteleo para a produccedilatildeo de

fertilizantes nitrogenados

212 Processo Natural Durante as tempestades aacutes descargas eleacutetricas na atmosfera

por intermeacutedio das radiaccedilotildees ultra-violetas excitam o O2 e N2 que reagem

produzindo oacutexidos de nitrogecircnio (NO NO2 e outros) os quais hidratados datildeo

origem a nitrato e nitrato que se precipitam juntamente com a chuva

22 Fixaccedilatildeo Bioloacutegica Neste caso o processo eacute conduxido por diversos organismos tanto

de vida livre como em associaccedilotildees com outros organismos podendo portanto ser natildeo-

simbioacutetica e simbioacutetica respectivamente Neste processo o nitrogecircnio molecular (N2)

eacute reduzido a amocircnia (NH3)

A fixaccedilatildeo bioloacutegica natildeo simboacutetica pode ser processada por organismos autoacutetrofos

(Rnhodospirillum rubrum) ou heteroacutetrofos (Clostridium e Azotobacter)

A fixaccedilatildeo bioloacutegica simbioacutetica eacute encontrada em algumas associaccedilotildees como os liquens onde

ocorrem algas (do gecircnero Nostoc) e fungoa Do ponto de vista agronocircmico associaccedilatildeo entre o

Rhizobium e leguminosas eacute particularmente interessante embora outras associaccedilotildees entre

140

espeacutecies natildeo leguminosas tambeacutem podem fixar o nitrogecircnio entre elas gramiacuteneas como a

cana-de-accedilucar

Haacute duas deacutecadas foi estimada uma remoccedilatildeo de nitrogecircnio dos solos dos Estados Unidos

(pelas colheitas e lixiviaccedilatildeo) de 25 milhotildees de toneladas de N por ano Trecircs milhotildees de

toneladas de N por ano seriam adicionada na forma de fertilizantes Igual quantidade teria sido

resposta pelas chuvas A fixaccedilatildeo bioloacutegica depositaria 10 milhotildees de toneladas anuais

Clostridium e Azotobacter sendo heteroacutetrofos necessitam de uma fonte de carbono reduzido

(carboidrato geralmente) o qual quando oxidado forneceria hidrogecircnios iocircnicos (H+) e

eleacutetrons para a reduccedilatildeo do N2 a NH3 Jaacute a bacteacuteria Rhodospirillum rubrum utiliza a energia

radiante para a liberaccedilatildeo de eleacutetrons que seratildeo utilizados na reduccedilatildeo do N2 a NH3

As algas verdes-azuis (Nostoc) vivendo assimbioacuteticamente constituem-se no principal

fornecedor de N para os campos irrigados de arroz na Asia Geralmente satildeo organismos de

vida livre mas podem se associar a certos fungos formando liacutequens Eacute provaacutevel que nessas

algas os pigmentos fotossinteacuteticos captam a energia luminosa para a fotoacutelise da aacutegua cujos

eleacutetrons removidos satildeo utilizados para reduzir tanto o CO2 como o N2

O Rhizobium infecta as raiacutezes das leguminosas formando uma estrutura globular o noacutedulo A

leguminosa fornece carboidratos que seratildeo oxidados pelo microorganismo e os eleacutetrons

restantes seratildeo utilizados para reduccedilatildeo do N2 a NH3 O mecanismo de fixaccedilatildeo a despeito de

sua importacircncia ainda natildeo eacute bem compreendido havendo necessidade de leg-hemoglobina

(proteiacutena que conteacutem Feacute) molibdecircnio (como cofator) cobalto (constituinte da vitamina B12

envolvida na siacutentese de leg-hemoglobina) aleacutem de logicamente uma fonte de carbono

biologicamente oxidaacutevel

Estudos co N2 enriquecido com o isoacutetopo N15 demonstraram que o primeiro composto

formando foi a amocircnia (NH3) e que o aacutecido glutacircmico era o primeiro composto orgacircnico e se

apresenta com o referido isoacutetopo

A amocircnia (NH3) formada natildeo se acumula no organismo fixador mas sim eacute utilizada nas

siacutenteses de proteiacutenas aacutecidos nucleacuteicos etc O excesso de NH3 fixada eacute excretada no meio

raiacutezes de leguminosas excretam NH3 aminoaacutecidos e peptiacutedios Tais plantas sintetizam

tambeacutem grande quantidade de glutamina e asparagina muito possivelmente como reserva de

nitrogecircnio

Quando os organismos fixadores morrem suas proteiacutenas satildeo hidrolisadas e os aminoaacutecidos

resultantes satildeo degradados pela accedilatildeo das aminoaacutecido-oxidases transaminases e desidrogenase

da microflora existentes no solo liberando NH3 no mesmo Assim a fertilidade do solo eacute

construiacuteda pela aquisiccedilatildeo de NH3 diretamente dos organismos fixadores e indiretamente apoacutes

o aacutetomo de N pertencer aos aminoaacutecidos e proteiacutenas dos organismos natildeo fixadores

3 NITRIFICACcedilAtildeO

141

Embora a amocircnia seja a forma na qual o nitrogecircnio eacute adicionado no solo o teor da mesma eacute

baixo Isto porque ela eacute rapidamente transformada em nitrato (NO-3) sendo esta a principal

fonte de nitrogecircnio para os organismos natildeo fixadores

Essa oxidaccedilatildeo da amocircnia ateacute nitrato eacute efetuada por dois tipos de bacteacuterias denominadas de

bacteacuterias nitrificantes

a Bacteacuterias do gecircnero Nitrosomonas que transformam amocircnia em nitrito (NO-2)

segundo a equaccedilatildeo

b Bacteacuterias do gecircnero Nitrobacter que transformam o nitrito em nitrato (NO-3)

Esses organismos satildeo autoacutetrofos mais precisamente quimioautoacutetrofos reduzindo o CO2 ao

niacutevel de carboidrato com a energia obtida nessas reaccedilotildees de oxidaccedilatildeo

4 REDUCcedilAtildeO DO NITRATO

Como o nitrato eacute geralmente a forma nitrogenada mais abundante as plantas eacute demais

organismos desenvolveram a habilidade de aproveitar esse acircnion como fonte de nitrogecircnio

para o seu desenvolvimento

Entretanto o nitrogecircnio constituinte dos diversos compostos orgacircnicos se apresenta em niacutevel

bastante reduzido e logicamente uma primeira etapa na utilizaccedilatildeo do nitrato seria a sua

transformaccedilatildeo em amocircnia

A transformaccedilatildeo do nitrato em amocircnia um processo redutivo portanto eacute efetuada por um

equipamento enzimaacutetico com necessidades de NADH como coenzimas e de ferro em

molibidecircnio como metais ativadores

A redutase de nitrato eacute uma flavoproteiacutena que exige molibdecircnio como iocircnio ativador A sua

atividade eacute influenciada pela intensidade luminosa Em condiccedilotildees de baixa luminosidade haacute

baixa atividade enzimaacutetica e consequumlente acuacutemulo de nitrato nos tecidos vegetais

A redutase de nitrito eacute bastante ativa em condiccedilotildees de aerobiose natildeo permitindo acuacutemulo de

nitrito (altamente toacutexico) durante a reduccedilatildeo do nitrato A redutase de nitrito geralmente

presente em maior quantidade que a redutase de nitrito eacute uma ferroporfirina cujo

agrupamento siro-heme eacute capaz de transferir 6 eleacutetrons permitindo a reduccedilatildeo do nitrito (NO-

2) ateacute amocircnia (NH3) sem nenhum intermediaacuterio

Para a reduccedilatildeo do nitrito a amocircnia o agente redutor (doador de eleacutetrons e H+) seria o NADPH

+ H+ o qual nos tecidos verdes seria formado na fase luminosa da fotossiacutentese enquanto que

nos tecidos aclorofilados (como raiacutezes) seria produzido pela vista pentose fosfato)

Existem razotildees ecoloacutegicas para a amocircnia do solo ser rapidamente transformada em nitrato

(nitrificaccedilatildeo) e este novamente reduzido aacute amocircnia antes do nitrogecircnio integrar as moleacuteculas

orgacircnicas Como amocircnia pode se perder por volatilizaccedilatildeo nos solos alcalinos r ainda pelo fato

142

da mesma ser muito mais toacutexica do que o nitrato natildeo podendo se acumular nos tecidos

vegetais percebe-se as vantagens dessas transformaccedilotildees anteriormente citadas Tanto assim

que em relaccedilatildeo aacute amocircnia o nitrato eacute a forma mais abundante tanto no solo quanto nos tecidos

vegetais

5 ASSIMILACcedilAtildeO DA AMOcircNIA

A amocircnia (NH3) eacute a forma utilizada na siacutentese dos diversos constituintes celulares

nitrogenados como proteiacutenas adidos nucleacuteicos aminoaacutecidos aminas vitaminas etc

A assimilaccedilatildeo da amocircnia ou seja a transformaccedilatildeo de uma forma nitrogenada orgacircnica

(composto aminado) eacute processada por umas poucas vias metaboacutelicas Tais vias denominadas

pelas enzimas responsaacuteveis e de grande significado na nutriccedilatildeo nitrogenada dos vegetais

seriam

51 Desidrogenase Glutacircmica Enzima largamente distribuiacuteda na natureza cataliza a

aminaccedilatildeo do -cetoglutarato

O aacutecido glutacircmico assim formado doa por reaccedilotildees de transaminaccedilatildeo o grupo amino (-NH2)

para a siacutentese de outros aminoaacutecidos

52 Sintetase de Glutamina

A glutamina pode dar o seu grupo amido para o aacutecido aspaacutertico se transformar em asparagina

aspartato + glutamina + ATP asparagina + glutamato + AMP + PPi

A glutamina e sparagina satildeo amidas armazenadoras de nitrogecircnio especialmente nas

leguminosas

A glutamina contribui com o nitrogecircnio amiacutedico para a siacutentese se outros compostos

nitrogenados como as bases puacuteblicas e pirimiacutedicas dos aacutecidos nucleacuteicos

53Carbamil-quiacutenase

143

O carbomil-fosfato doa o seu nitrogecircnio amiacutedico para a siacutentese das bases pirimiacutedicas

Igualmente o grupo carbamil eacute utilizado na formaccedilatildeo do aminoaacutecido citrulina e posteriormente

arginina

6 DESNITRIFICACcedilAtildeO

O nitrato no solo que natildeo eacute absorvido pelos vegetais eacute lixiviado e nas regiotildees mais profundas

do mesmo fora do alcance das raiacutezes eacute metabolizado em parte por bacteacuterias do gecircnero

Pseudomonas Essas bacteacuterias vivendo em condiccedilotildees de amaerobiose provem a chamada

ldquorespiraccedilatildeo do nitratordquo reduzindo-o a N2 que retorna aacute atmosfera

Ao que parece esses organismos utilizam o NO-3 como aceptor de H+ e eleacutetrons em suas

oxidaccedilotildees bioloacutegicas

7 O CICLO DO NITROGEcircNIO

As transformaccedilotildees anteriores estudadas isoladamente podem ser resumidas no quadro que se

segue obtendo-se assim uma visatildeo global dos processos envolvendo os compostos

nitrogenados

144

AacuteCIDOS NUCLEacuteICOS


Os aacutecidos nucleacuteicos tornaram-se objetos de investigaccedilotildees cientiacuteficas assim foram

primeiramente isolados do nuacutecleo celular haacute quase 100 anos Assim como as proteiacutenas tais

compostos demonstraram elevado peso molecular estruturalmente definidos como

biopoliacutemeros em que a unidade repetitiva vem a ser o nucleotiacutedio

Os aacutecidos nucleacuteicos satildeo encontrados em todas as ceacutelulas vivas atribuindo-se aos mesmos as

importantes funccedilotildees de conter transmitir e traduzir as informaccedilotildees geneacuteticas de um

determinado organismo

Existem dois tipos de aacutecidos nucleacuteicos

b o aacutecido desoxi-ribonuclecircico (DNA) encontrado no nuacutecleo dos eucarioacuteticos (que

armazenam as informaccedilotildees geneacuteticas e se mostram integrando nucleoproteiacutenas que

constituem os cromossomos)

c o aacutecido ribonucleacuteicos (RNA) encontrado predominantemente no citoplasma celular

existem diferentes tipos de RNA (m-RNA ou RNA mensageiro s-RNA soluacutevel e r-

RNA ribossocircmico)

2 CONSTITUINTES DOS AacuteCIDOS NUCLEcircICOS

O estudo quiacutemico dos aacutecidos nucleacuteicos revelou que tais compostos satildeo macromoleacuteculas

estruturadas pela polimerizaccedilatildeo de unidades que se repetem unidades essas denominadas de

nucleotiacutedios

Os nucleotiacutedios por sua vez podem ser desdobrados em entidades mais simples uma base

nitrogenada um accediluacutecar (pentose) e um radical fosfoacuterico

As bases nitrogenadas satildeo divididas em dois grupos

21 Bases Puacutericas adenina e guanina

22 Bases Pirimiacutedicas uracila (encontrada apenas no RNA)

Timina (encontrada apenas no DNA)

Citosina

As pentoses podem ser a ribose (encontrada no RNA) ou a desoxi-ribose (encontrada no

DNA)

145

O radical fosfoacuterico eacute oriundo do aacutecido ortofosfoacuterico (H3PO4) que apresenta 3 hidrogecircnios

ionizaacuteveis com pk1=21 pk2=72 e pk3=127

0

ǁ

HO˿ P˿ OH

ǀ

OH

NUCLEOSIacuteDIO as bases nitrogenadas satildeo capazes de se ligar aacutes pentoses para

formar os nucleosiacutedios Tal ligaccedilatildeo semelhante aacute glicosiacutedica se forma mediante uma desidrataccedilatildeo entre o nitrogecircnio 9 das bases puacutericas ou o nitrogecircnio 1 das bases pirimiacutedicas com o carbono 1rsquo da pentose Se a pentose for a desoxi-ribose tem-se o desoxi-ribonucleosiacutedio NUCLEOTIacuteDIO satildeo obtidos quando o aacutecido ortofosfoacuterico esterifica a hidroxila de posiccedilatildeo 5rsquo da pentose de um nucleosiacutedio _____________________________________________nucleotiacutedio_____________ base nitrogenada nucleosiacutedio monofosfatado difosfatado trifosfatado_______ adenina (A) adenosina AMP ADP ATP guanina (G) guanosina GMP GDP GTP uracila (U) uridina UMP UDP UTP timina (T) timidina TMP TDP TTP citosina (C) citidina CMP CDP CTP

146

Quando a pentose for a desoxi-ribose teremos os respectivos desoxi-ribonucleotiacutedios desoxiadeadenosina monofosfato (dAMP) dADP dATP e assim por diante ateacute dCTP

AMP= adenosina monofosfato ADP= adenosinadifosfato e ATP= adenosina trifosfato

3 POLINUCLEOTIacuteDIOS

Quimicamente os aacutecidos nucleacuteicos satildeo polinucleotiacutedios ou seja estruturas formadas pela

uniatildeo de muitos nucleotiacutedios Esses nucleotiacutedios satildeo unidos mediante a ligaccedilatildeo nucleotiacutedica

uma ligaccedilatildeo eacutester que se estabelece entre a hidroxila fosfoacuterica de um nucleotiacutedio com a

hidroxila de posiccedilatildeo 3‟ de outro nucleotiacutedio e assim por diante (fig 7) Resulta entatildeo uma

cadeia polinucleotiacutedica que busca uma configuraccedilatildeo mais estaacutevel do ponto de vista

termodinacircmico atribuindo-se aacute mesma quatro niacuteveis estruturais baacutesicos

4 ESTRUTURAS BAacuteSICAS DOS AacuteCIDOS NUCLEacuteICOS

Os niacuteveis estruturais baacutesicos dos aacutecidos nucleacuteicos satildeo semelhantes aqueles descritos

anteriormente para as proteiacutenas

41 Estruturas Primaacuterias vem a ser a sequumlecircncia da nucleotiacutedios e eacute mantida pela ligaccedilatildeo

nucleotiacutedica Com nos nucleotidios de um determinado a estrutura primaacuteria pode ser

simplificadamente representada pela sequumlecircncia de bases A-U-G-C-A-A-U

42 Estrutura Secundaacuteria eacute encontrada especialmente no DNA que se apresenta com

duas cadeias em espiral dupla unidas entre si por pontes de hidrogecircnio envolvendo as

bases nitrogenadas Adenina e timina permitem a formaccedilatildeo de duas pontes de

hidrogecircnio ao passo que citosina e guanina permitem trecircs

147

Tais bases satildeo ditas de complementares assim com as cadeias polinucleotiacutedicas (tambeacutem

referidas como cadeias antiparalelas) O pareamento de bases pode ocorrer tambeacutem no RNA

43 Estrutura Terciaacuteria pode ser entendida com a disposiccedilatildeo tridimensional da dupla

heacutelice do DNA Pode ser tambeacutem a forma preferencial que uma uacutenica cadeia

nucleotiacutedica adquire estabilizada por pontes de hidrogecircnio entre bases

complementares da mesma cadeia com eacute o caso do t-RNA (RNA de transporte) que

apresenta uma estrutura de ldquofolha-de-trevordquo

44 Estrutura Quaternaacuteria vem a ser aquela estabelecida pela uniatildeo de moleacuteculas

individuais denominadas de unidades ou sub-unidades Assim o r-RNA (RNA

ribossocircmico) eacute constituiacutedo de duas unidades uma com peso molecular de 1 milhaotildea e

outra de 18 milhotildees

5 HIDROacuteLISE DOS AacuteCIDOS NUCLEacuteICOS

As ligaccedilotildees nucleotiacutedicas (eacutester) podem ser hidrolizadas mediante

a aacutecido ndash hidroacutelise aacutecida

b base ndash hidroacutelise alcalina

c enzimas ndash hidroacutelise enzimaacutetica

As enzimas que hidrolizam os aacutecidos nucleacuteicos satildeo denominados genericamente de nucleases

Rnse O veneno de certas serpentes apresenta atividade de nuclease e tem sido utilizado

assim como outras nucleases para desvendar as estruturas dos aacutecidos nucleacuteicos

FIM

ESTA APOSTILA ESTA EM FASE DE CONSTRUCcedilAtildeO

POR FAVOR DESCULPE NOSSOS ERROS

OBRIGADO

148

1

ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA ldquoLUIZ DE QUEROZrdquo

UNIVERSIDADE DE SAtildeO PAULO

ESALQ USP

FUNDAMENTOS DE BIOQUIMICA PARA CIENCIAS BIOLOGICAS

CIENCIAS DOS ALIMENTOS AGRONOMICAS E FLORESTAIS

MATERIAL DIDATICO PARA OS ALUNOS DE GRADUACcedilAtildeO

CONTEM TEXTOS DA INTERNET

MATERIAL INCOMPLETO

AINDA EM FASE DE REDACcedilAtildeO

PROFS

LUIZ ANTONIO GALLO

LUIZ CARLOS BASSO

Departamento de

CIENCIAS BIOLOGICAS

PIRACICABA

=2012=

2

IacuteNDICE


Carboidratos 3

Lipiacutedios 13

Aminoaacutecidos 22

Proteiacutenas 35



Enzimas 60

Glicoacutelise 76

Ciclo de Krebs 82










3
















ou 1012
















4











FUNCcedilOtildeES








Priori




-(C)OOH




4 Sais -COOM

-(C)OOM

carboxilato de M

-(o)ato de M

Carboxilato de

M


-(C)OOR

carboxilato de R



-(C)OX

halogeneto de

carbonilo


Haloformil-

7 Amidas -CONH2

-(C)ONH2

-carboxamida

-amida Carbamoil-


5

-

(C)(=NH)NH2

-amidina

9 Nitrilos -CN

-(C)N

-carbonitrilo

-nitrilo Ciano-



-(C)HO

-carbaldeiacutedo

-al

Formil-

Oxo-












- NH2 -amina Amino

- SH -tiol mercapto

- OH -ol Hidroxi

-tiona Tiol

-ona oxo

-al Oxo

6

-nitrilo ciano

-amida -

Haleto de -anoila -

Ac -sulfonico Sulfo

Acido -oico carboxi

-oato -












7






























8
















repelente



9








orgacircnica)













10

CARBOIDRATOS

1 CONCEITO
















11




gliceraldeiacutedo















5)

12

13









fisioloacutegica

2 diose glicaldeido






8 octose _ _

9 nonose _ _

14

15



16








Maltose

celobiose

17














em meio alcalino

18



Cupro alcalina












amilopectina





19




2000000



20



Sob o mar


Por Nancy Garcia



















21



emulsificante












22





Latina








23




















agentes externos








24








obtener la quitina






















caracteriacutestico






Miranda Castro


25














brillo al cabello





contaminacioacuten
















26






Composto de

reserva


celular



glucose

Hidroacutelise por


Plastiacutedeos e

gracircnulos no

citossol

Sementes caule



sacarose por



fluido

apoplaacutestico



PRPC A partir de


no complexo de

Golgi

Hidroacutelise e

transglicosila

ccedilatildeo


subterracircneos



sacarose

27








FRUTANOS


28
















29














30








31









CN + S2O3 = SCN

+ SO3 =








32




legumes
































33


78931-934)




















proacutestata











anquilosante etc




Rev Immunol 199110(5)441-53



con el I-3-C

34













vida




























35




Portugal

Resumo


















36

37

38

39




OH




(GOITRINA)

40

Lipiacutedios

1 CONCEITO











Classe C O H N____________________



Lipiacutedios 76 11 12 _ 9___________













trigliceriacutedios

22 fosfatiacutedios





esteroacuteides

41










trigliceriacutedios










oacuteleos








mesmo

42


Saturados








Natildeo-saturados







Pouco comuns


Taririco (CH2)7COOH



CH2

Lactobacilico

Vernoacutelico

43















44

45







4 CEcircRAS











5 FOSFATIacuteDIOS




46









lipoproteiacutenas


LIPIacuteDICA







AMINOAacuteCIDOS

1 CONCEITO





47






























48



Teremos

Portanto





ionizaacutevel




49



Formas Iocircnicas








50



NaOH01M



PH=Pk+log R

PH=70




Substituindo

7 = 98 +log IV

III

7 = 98 + log R

log R = 7-98 = -28

log 1 = 28

R

1 =629 ou R = _1_ =

R 629

R = __1_ = IV

51

629 III

III = 629 IV

III + IV = 100 (1)



630 IV = 100

IV = _100_ = 016

630

[III] = 629 X 016 (01587301)

[III] = 9984





PH = pK + log R

PH = 70




Substituindo

52

70 = 90 + log R

log R=70 ndash 90 = -20

log 1 = 2

R

1= 100 ou R = _1__

R 100


100 [II]

[II] =100 [III]

[II] + [III] = 100 (1)


100 [III] + [III] = 100

101 [III] = 100[III] = _100_ = 099

101

Logo [II] = 100 X 099 = 99










classificados em




53
















com pK = 60)

54













PROTEIacuteNAS

1 CONCEITO





55



polipeptiacutedios










possam existir












podemos observar





56



















K+ Mg

++ Mn









57

























subjetivo









______________________________________________

58















bioloacutegicas










59

QUESTIONAacuteRIO











substacircncias


animais e vegetais























60

ENZIMAS














REACcedilAtildeO













2


2

61











Seja portanto







V2 = K2 [ES]


Substituindo em I


K1 [E] [S] - K1 [ES] [S] = [ES] (K2 + K3)

Dividindo-se por K1

[E] [S] ndash [ES] [S] = [ES] K2 + K3

K1


K1


[ES] Km + [ES] [S] = [E] [S]

[ES] (Km + [S]) = [E] [S]

[ES] = _[E] [S]_

Km + [S]


K3 [ES] = _K3 [E] [S]_

62

Km + [S]





Logo V = _Vm [S]_

Km + [S]




S Km + [S] 00


Lim _____Vm_____ ____Vm____

_Km _+ __[S]__ = lim Vm

[S] [S] S 00 _Km_ + 1

[S]




2

Vm = __Vm [S]__

Km + [S]

2 [S] = Km + [S] ou Km = [S]



2



sendo




63







V = _Vm [S]_

Km + [S]


_1_ = _Km + [S]_

V Vm [S]

_1_ = ___Km___ + ___[S]___

V Vm [S] Vm [S]

_1_ = _Km_ _1_ + _1_ (I)

V Vm [S] Vm


V


[S]


Vm


Vm


V [S]

_1_ = - _Km_ x0 + __1__ _1_ = __1__

Vm Vm Vm V Vm



64


ENZIMAacuteTICA










mesmo










65



























66












reaccedilatildeo


reaccedilatildeo


aspaacutertico










67











+ Ca

++ Mg

++ Zn

++ Cu

++ Feacute

++ Mn

++ etc





respectivamente


+)




+ cedendo os H

+ e eleacutetrons

68










transforma em B

G = EB - EA








C6-H2O6 + 6026C02 + 6H02 G= -686000 calmol



69



constante)





G= G0 + RT1n B

A





entatildeo

O=Go + RT 1n Keq

Go=-RT 1n Keq


G0=-1987X298X1n Keq



Go



0001 -3 4089

001 -2 2726

01 -1 1363

10 0 0

10 1 -1363

100 2 -2726

1000 3 4089


G=G0 + RT 1n 1

G=G0

70







abaixo




ATP -8000




____________________________________________________









Estrutura do ATP

71

The Nature of ATP
















Triphosphate



72


Phosphate
















73










74

75
















76












catabolic reactions






system



77


similar to ATP














hidroacutelise





78














1 +2H + 2e

- H2O 082

2

Fe3 +

+ 1e Fe2+

077

Citocromo a-Fe3+

1e- Citocromo a-Fe

2+ 029


- Citocromo c-Fe

2+ 025


- Ubiquinona 010






- Succinato 003

Citocromo b-Fe3 +


2 + -004


- Malato -010




- Etanol -016


- Lactato -019





NAD + + 2H

+ +2e

- NADH + H

+ -032



H + +1e

- 1 H

2 -042

2



2+ -043

Acetato + 2H + + 2e



G= - nFE‟O‟

79






CHO CH2OH

+ NADH+H+

CH3 CH3 + NAD+

Acetaldeido etanol



E‟O= -0163 ndash (-0320) = + 0157 volts

Portanto

G= -nFE‟o

G= -2 x 23063 x 0157 = -7240 calmol







80

METABOLISMO





















81


















82









83





















a phosphate to GDP)











84






















85




86



REFERENCES







same folks)


short animations




87








Cycle

88



GLICOacuteLISE

1 CONCEITO








Substrato Iniciais






tecidos musculares

89

GLICOacuteLISE



























2 ATPglicose

90



3 ATPglicose



47000 ______ 100

2 X 8000____R

R = 100 X 2 X 8000 = 34

47000

















100 _______ 52000 cal

R __________ 3 x 8000 cal

R = 100 x 3 x 8000 = 46

52000




91










etc








abate)








laacutetico










92





























93











+ e

FADH2)











os eleacutetrons






ATPmol de FADH2








94




com acetil-CoA
















95




VIA PENTOSE FOSFATO













pentose










+ H3PO4

96




















NADPH






biossinteacuteticos


C e glicose-6-14





C ou de

glicose-6-14




CO2


Co2 seraacute


C

97








corpoacutereo


excelecircncia















acetil-CoA

98




LIPIacuteDIOS








99








Conceito









100

O processo depende









carbonos mais curto


1 NADH+H+ 1 FADH2

1 Acetil CoA


Exemplo






101







7 NADH + H+ = 21 ATPs (3 1)

7 FADH2 = 14 ATPs (2 1)

Total = 131 ATPs











102




Acetoacetato

- Hidroxibutirato

Acetona









103









104









105








106


enzima translocase








107






108











109



110















111









112



















113













114











115









116



BIBLIOGRAFIA







URGS 1988






graxos



117


benzoacuteico













carbono













118




2338000 100

130 X 8000 R R= 100 X 130 X 8000 = 445

2338000



CH2-O-CO-(CH2)14CH3

CH-O-CO-(CH2)16CH3

CH2-O-CO-(CH2)16CH3

119



















120









homem



serina etc





















extrema









constate

121








































122











cofator











123







124































125































126














organismo















organismo adulto












127















de arginina









128





129

FOTOSSIacuteNTESE
























quiacutemica




130

















de H2O18










131




bioquiacutemica




orgacircnico












5 CICLO DE CALVIN










tetroses

132
































133



bainha vascular




















134

















ciclo de calvin



























135
















glicina








136













































137

























138














+) pode



















oxidaccedilatildeo

139








amocircnia






se obter explosivos
















140


cana-de-accedilucar




























nitrogecircnio







141



































142




vegetais







seriam









leguminosas




143



arginina











nitrogenados

144




















nucleotiacutedios







Citosina


DNA)

145



0

ǁ

HO˿ P˿ OH

ǀ

OH



146




















147




















FIM



OBRIGADO

148

2

IacuteNDICE


Carboidratos 3

Lipiacutedios 13

Aminoaacutecidos 22

Proteiacutenas 35



Enzimas 60

Glicoacutelise 76

Ciclo de Krebs 82










3
















ou 1012
















4











FUNCcedilOtildeES








Priori




-(C)OOH




4 Sais -COOM

-(C)OOM

carboxilato de M

-(o)ato de M

Carboxilato de

M


-(C)OOR

carboxilato de R



-(C)OX

halogeneto de

carbonilo


Haloformil-

7 Amidas -CONH2

-(C)ONH2

-carboxamida

-amida Carbamoil-


5

-

(C)(=NH)NH2

-amidina

9 Nitrilos -CN

-(C)N

-carbonitrilo

-nitrilo Ciano-



-(C)HO

-carbaldeiacutedo

-al

Formil-

Oxo-












- NH2 -amina Amino

- SH -tiol mercapto

- OH -ol Hidroxi

-tiona Tiol

-ona oxo

-al Oxo

6

-nitrilo ciano

-amida -

Haleto de -anoila -

Ac -sulfonico Sulfo

Acido -oico carboxi

-oato -












7






























8
















repelente



9








orgacircnica)













10

CARBOIDRATOS

1 CONCEITO
















11




gliceraldeiacutedo















5)

12

13









fisioloacutegica

2 diose glicaldeido






8 octose _ _

9 nonose _ _

14

15



16








Maltose

celobiose

17














em meio alcalino

18



Cupro alcalina












amilopectina





19




2000000



20



Sob o mar


Por Nancy Garcia



















21



emulsificante












22





Latina








23




















agentes externos








24








obtener la quitina






















caracteriacutestico






Miranda Castro


25














brillo al cabello





contaminacioacuten
















26






Composto de

reserva


celular



glucose

Hidroacutelise por


Plastiacutedeos e

gracircnulos no

citossol

Sementes caule



sacarose por



fluido

apoplaacutestico



PRPC A partir de


no complexo de

Golgi

Hidroacutelise e

transglicosila

ccedilatildeo


subterracircneos



sacarose

27








FRUTANOS


28
















29














30








31









CN + S2O3 = SCN

+ SO3 =








32




legumes
































33


78931-934)




















proacutestata











anquilosante etc




Rev Immunol 199110(5)441-53



con el I-3-C

34













vida




























35




Portugal

Resumo


















36

37

38

39




OH




(GOITRINA)

40

Lipiacutedios

1 CONCEITO











Classe C O H N____________________



Lipiacutedios 76 11 12 _ 9___________













trigliceriacutedios

22 fosfatiacutedios





esteroacuteides

41










trigliceriacutedios










oacuteleos








mesmo

42


Saturados








Natildeo-saturados







Pouco comuns


Taririco (CH2)7COOH



CH2

Lactobacilico

Vernoacutelico

43















44

45







4 CEcircRAS











5 FOSFATIacuteDIOS




46









lipoproteiacutenas


LIPIacuteDICA







AMINOAacuteCIDOS

1 CONCEITO





47






























48



Teremos

Portanto





ionizaacutevel




49



Formas Iocircnicas








50



NaOH01M



PH=Pk+log R

PH=70




Substituindo

7 = 98 +log IV

III

7 = 98 + log R

log R = 7-98 = -28

log 1 = 28

R

1 =629 ou R = _1_ =

R 629

R = __1_ = IV

51

629 III

III = 629 IV

III + IV = 100 (1)



630 IV = 100

IV = _100_ = 016

630

[III] = 629 X 016 (01587301)

[III] = 9984





PH = pK + log R

PH = 70




Substituindo

52

70 = 90 + log R

log R=70 ndash 90 = -20

log 1 = 2

R

1= 100 ou R = _1__

R 100


100 [II]

[II] =100 [III]

[II] + [III] = 100 (1)


100 [III] + [III] = 100

101 [III] = 100[III] = _100_ = 099

101

Logo [II] = 100 X 099 = 99










classificados em




53
















com pK = 60)

54













PROTEIacuteNAS

1 CONCEITO





55



polipeptiacutedios










possam existir












podemos observar





56



















K+ Mg

++ Mn









57

























subjetivo









______________________________________________

58















bioloacutegicas










59

QUESTIONAacuteRIO











substacircncias


animais e vegetais























60

ENZIMAS














REACcedilAtildeO













2


2

61











Seja portanto







V2 = K2 [ES]


Substituindo em I


K1 [E] [S] - K1 [ES] [S] = [ES] (K2 + K3)

Dividindo-se por K1

[E] [S] ndash [ES] [S] = [ES] K2 + K3

K1


K1


[ES] Km + [ES] [S] = [E] [S]

[ES] (Km + [S]) = [E] [S]

[ES] = _[E] [S]_

Km + [S]


K3 [ES] = _K3 [E] [S]_

62

Km + [S]





Logo V = _Vm [S]_

Km + [S]




S Km + [S] 00


Lim _____Vm_____ ____Vm____

_Km _+ __[S]__ = lim Vm

[S] [S] S 00 _Km_ + 1

[S]




2

Vm = __Vm [S]__

Km + [S]

2 [S] = Km + [S] ou Km = [S]



2



sendo




63







V = _Vm [S]_

Km + [S]


_1_ = _Km + [S]_

V Vm [S]

_1_ = ___Km___ + ___[S]___

V Vm [S] Vm [S]

_1_ = _Km_ _1_ + _1_ (I)

V Vm [S] Vm


V


[S]


Vm


Vm


V [S]

_1_ = - _Km_ x0 + __1__ _1_ = __1__

Vm Vm Vm V Vm



64


ENZIMAacuteTICA










mesmo










65



























66












reaccedilatildeo


reaccedilatildeo


aspaacutertico










67











+ Ca

++ Mg

++ Zn

++ Cu

++ Feacute

++ Mn

++ etc





respectivamente


+)




+ cedendo os H

+ e eleacutetrons

68










transforma em B

G = EB - EA








C6-H2O6 + 6026C02 + 6H02 G= -686000 calmol



69



constante)





G= G0 + RT1n B

A





entatildeo

O=Go + RT 1n Keq

Go=-RT 1n Keq


G0=-1987X298X1n Keq



Go



0001 -3 4089

001 -2 2726

01 -1 1363

10 0 0

10 1 -1363

100 2 -2726

1000 3 4089


G=G0 + RT 1n 1

G=G0

70







abaixo




ATP -8000




____________________________________________________









Estrutura do ATP

71

The Nature of ATP
















Triphosphate



72


Phosphate
















73










74

75
















76












catabolic reactions






system



77


similar to ATP














hidroacutelise





78














1 +2H + 2e

- H2O 082

2

Fe3 +

+ 1e Fe2+

077

Citocromo a-Fe3+

1e- Citocromo a-Fe

2+ 029


- Citocromo c-Fe

2+ 025


- Ubiquinona 010






- Succinato 003

Citocromo b-Fe3 +


2 + -004


- Malato -010




- Etanol -016


- Lactato -019





NAD + + 2H

+ +2e

- NADH + H

+ -032



H + +1e

- 1 H

2 -042

2



2+ -043

Acetato + 2H + + 2e



G= - nFE‟O‟

79






CHO CH2OH

+ NADH+H+

CH3 CH3 + NAD+

Acetaldeido etanol



E‟O= -0163 ndash (-0320) = + 0157 volts

Portanto

G= -nFE‟o

G= -2 x 23063 x 0157 = -7240 calmol







80

METABOLISMO





















81


















82









83





















a phosphate to GDP)











84






















85




86



REFERENCES







same folks)


short animations




87








Cycle

88



GLICOacuteLISE

1 CONCEITO








Substrato Iniciais






tecidos musculares

89

GLICOacuteLISE



























2 ATPglicose

90



3 ATPglicose



47000 ______ 100

2 X 8000____R

R = 100 X 2 X 8000 = 34

47000

















100 _______ 52000 cal

R __________ 3 x 8000 cal

R = 100 x 3 x 8000 = 46

52000




91










etc








abate)








laacutetico










92





























93











+ e

FADH2)











os eleacutetrons






ATPmol de FADH2








94




com acetil-CoA
















95




VIA PENTOSE FOSFATO













pentose










+ H3PO4

96




















NADPH






biossinteacuteticos


C e glicose-6-14





C ou de

glicose-6-14




CO2


Co2 seraacute


C

97








corpoacutereo


excelecircncia















acetil-CoA

98




LIPIacuteDIOS








99








Conceito









100

O processo depende









carbonos mais curto


1 NADH+H+ 1 FADH2

1 Acetil CoA


Exemplo






101







7 NADH + H+ = 21 ATPs (3 1)

7 FADH2 = 14 ATPs (2 1)

Total = 131 ATPs











102




Acetoacetato

- Hidroxibutirato

Acetona









103









104









105








106


enzima translocase








107






108











109



110















111









112



















113













114











115









116



BIBLIOGRAFIA







URGS 1988






graxos



117


benzoacuteico













carbono













118




2338000 100

130 X 8000 R R= 100 X 130 X 8000 = 445

2338000



CH2-O-CO-(CH2)14CH3

CH-O-CO-(CH2)16CH3

CH2-O-CO-(CH2)16CH3

119



















120









homem



serina etc





















extrema









constate

121








































122











cofator











123







124































125































126














organismo















organismo adulto












127















de arginina









128





129

FOTOSSIacuteNTESE
























quiacutemica




130

















de H2O18










131




bioquiacutemica




orgacircnico












5 CICLO DE CALVIN










tetroses

132
































133



bainha vascular




















134

















ciclo de calvin



























135
















glicina








136













































137

























138














+) pode



















oxidaccedilatildeo

139








amocircnia






se obter explosivos
















140


cana-de-accedilucar




























nitrogecircnio







141



































142




vegetais







seriam









leguminosas




143



arginina











nitrogenados

144




















nucleotiacutedios







Citosina


DNA)

145



0

ǁ

HO˿ P˿ OH

ǀ

OH



146




















147




















FIM



OBRIGADO

148

3
















ou 1012
















4











FUNCcedilOtildeES








Priori




-(C)OOH




4 Sais -COOM

-(C)OOM

carboxilato de M

-(o)ato de M

Carboxilato de

M


-(C)OOR

carboxilato de R



-(C)OX

halogeneto de

carbonilo


Haloformil-

7 Amidas -CONH2

-(C)ONH2

-carboxamida

-amida Carbamoil-


5

-

(C)(=NH)NH2

-amidina

9 Nitrilos -CN

-(C)N

-carbonitrilo

-nitrilo Ciano-



-(C)HO

-carbaldeiacutedo

-al

Formil-

Oxo-












- NH2 -amina Amino

- SH -tiol mercapto

- OH -ol Hidroxi

-tiona Tiol

-ona oxo

-al Oxo

6

-nitrilo ciano

-amida -

Haleto de -anoila -

Ac -sulfonico Sulfo

Acido -oico carboxi

-oato -












7






























8
















repelente



9








orgacircnica)













10

CARBOIDRATOS

1 CONCEITO
















11




gliceraldeiacutedo















5)

12

13









fisioloacutegica

2 diose glicaldeido






8 octose _ _

9 nonose _ _

14

15



16








Maltose

celobiose

17














em meio alcalino

18



Cupro alcalina












amilopectina





19




2000000



20



Sob o mar


Por Nancy Garcia



















21



emulsificante












22





Latina








23




















agentes externos








24








obtener la quitina






















caracteriacutestico






Miranda Castro


25














brillo al cabello





contaminacioacuten
















26






Composto de

reserva


celular



glucose

Hidroacutelise por


Plastiacutedeos e

gracircnulos no

citossol

Sementes caule



sacarose por



fluido

apoplaacutestico



PRPC A partir de


no complexo de

Golgi

Hidroacutelise e

transglicosila

ccedilatildeo


subterracircneos



sacarose

27








FRUTANOS


28
















29














30








31









CN + S2O3 = SCN

+ SO3 =








32




legumes
































33


78931-934)




















proacutestata











anquilosante etc




Rev Immunol 199110(5)441-53



con el I-3-C

34













vida




























35




Portugal

Resumo


















36

37

38

39




OH




(GOITRINA)

40

Lipiacutedios

1 CONCEITO











Classe C O H N____________________



Lipiacutedios 76 11 12 _ 9___________













trigliceriacutedios

22 fosfatiacutedios





esteroacuteides

41










trigliceriacutedios










oacuteleos








mesmo

42


Saturados








Natildeo-saturados







Pouco comuns


Taririco (CH2)7COOH



CH2

Lactobacilico

Vernoacutelico

43















44

45







4 CEcircRAS











5 FOSFATIacuteDIOS




46









lipoproteiacutenas


LIPIacuteDICA







AMINOAacuteCIDOS

1 CONCEITO





47






























48



Teremos

Portanto





ionizaacutevel




49



Formas Iocircnicas








50



NaOH01M



PH=Pk+log R

PH=70




Substituindo

7 = 98 +log IV

III

7 = 98 + log R

log R = 7-98 = -28

log 1 = 28

R

1 =629 ou R = _1_ =

R 629

R = __1_ = IV

51

629 III

III = 629 IV

III + IV = 100 (1)



630 IV = 100

IV = _100_ = 016

630

[III] = 629 X 016 (01587301)

[III] = 9984





PH = pK + log R

PH = 70




Substituindo

52

70 = 90 + log R

log R=70 ndash 90 = -20

log 1 = 2

R

1= 100 ou R = _1__

R 100


100 [II]

[II] =100 [III]

[II] + [III] = 100 (1)


100 [III] + [III] = 100

101 [III] = 100[III] = _100_ = 099

101

Logo [II] = 100 X 099 = 99










classificados em




53
















com pK = 60)

54













PROTEIacuteNAS

1 CONCEITO





55



polipeptiacutedios










possam existir












podemos observar





56



















K+ Mg

++ Mn









57

























subjetivo









______________________________________________

58















bioloacutegicas










59

QUESTIONAacuteRIO











substacircncias


animais e vegetais























60

ENZIMAS














REACcedilAtildeO













2


2

61











Seja portanto







V2 = K2 [ES]


Substituindo em I


K1 [E] [S] - K1 [ES] [S] = [ES] (K2 + K3)

Dividindo-se por K1

[E] [S] ndash [ES] [S] = [ES] K2 + K3

K1


K1


[ES] Km + [ES] [S] = [E] [S]

[ES] (Km + [S]) = [E] [S]

[ES] = _[E] [S]_

Km + [S]


K3 [ES] = _K3 [E] [S]_

62

Km + [S]





Logo V = _Vm [S]_

Km + [S]




S Km + [S] 00


Lim _____Vm_____ ____Vm____

_Km _+ __[S]__ = lim Vm

[S] [S] S 00 _Km_ + 1

[S]




2

Vm = __Vm [S]__

Km + [S]

2 [S] = Km + [S] ou Km = [S]



2



sendo




63







V = _Vm [S]_

Km + [S]


_1_ = _Km + [S]_

V Vm [S]

_1_ = ___Km___ + ___[S]___

V Vm [S] Vm [S]

_1_ = _Km_ _1_ + _1_ (I)

V Vm [S] Vm


V


[S]


Vm


Vm


V [S]

_1_ = - _Km_ x0 + __1__ _1_ = __1__

Vm Vm Vm V Vm



64


ENZIMAacuteTICA










mesmo










65



























66












reaccedilatildeo


reaccedilatildeo


aspaacutertico










67











+ Ca

++ Mg

++ Zn

++ Cu

++ Feacute

++ Mn

++ etc





respectivamente


+)




+ cedendo os H

+ e eleacutetrons

68










transforma em B

G = EB - EA








C6-H2O6 + 6026C02 + 6H02 G= -686000 calmol



69



constante)





G= G0 + RT1n B

A





entatildeo

O=Go + RT 1n Keq

Go=-RT 1n Keq


G0=-1987X298X1n Keq



Go



0001 -3 4089

001 -2 2726

01 -1 1363

10 0 0

10 1 -1363

100 2 -2726

1000 3 4089


G=G0 + RT 1n 1

G=G0

70







abaixo




ATP -8000




____________________________________________________









Estrutura do ATP

71

The Nature of ATP
















Triphosphate



72


Phosphate
















73










74

75
















76












catabolic reactions






system



77


similar to ATP














hidroacutelise





78














1 +2H + 2e

- H2O 082

2

Fe3 +

+ 1e Fe2+

077

Citocromo a-Fe3+

1e- Citocromo a-Fe

2+ 029


- Citocromo c-Fe

2+ 025


- Ubiquinona 010






- Succinato 003

Citocromo b-Fe3 +


2 + -004


- Malato -010




- Etanol -016


- Lactato -019





NAD + + 2H

+ +2e

- NADH + H

+ -032



H + +1e

- 1 H

2 -042

2



2+ -043

Acetato + 2H + + 2e



G= - nFE‟O‟

79






CHO CH2OH

+ NADH+H+

CH3 CH3 + NAD+

Acetaldeido etanol



E‟O= -0163 ndash (-0320) = + 0157 volts

Portanto

G= -nFE‟o

G= -2 x 23063 x 0157 = -7240 calmol







80

METABOLISMO





















81


















82









83





















a phosphate to GDP)











84






















85




86



REFERENCES







same folks)


short animations




87








Cycle

88



GLICOacuteLISE

1 CONCEITO








Substrato Iniciais






tecidos musculares

89

GLICOacuteLISE



























2 ATPglicose

90



3 ATPglicose



47000 ______ 100

2 X 8000____R

R = 100 X 2 X 8000 = 34

47000

















100 _______ 52000 cal

R __________ 3 x 8000 cal

R = 100 x 3 x 8000 = 46

52000




91










etc








abate)








laacutetico










92





























93











+ e

FADH2)











os eleacutetrons






ATPmol de FADH2








94




com acetil-CoA
















95




VIA PENTOSE FOSFATO













pentose










+ H3PO4

96




















NADPH






biossinteacuteticos


C e glicose-6-14





C ou de

glicose-6-14




CO2


Co2 seraacute


C

97








corpoacutereo


excelecircncia















acetil-CoA

98




LIPIacuteDIOS








99








Conceito









100

O processo depende









carbonos mais curto


1 NADH+H+ 1 FADH2

1 Acetil CoA


Exemplo






101







7 NADH + H+ = 21 ATPs (3 1)

7 FADH2 = 14 ATPs (2 1)

Total = 131 ATPs











102




Acetoacetato

- Hidroxibutirato

Acetona









103









104









105








106


enzima translocase








107






108











109



110















111









112



















113













114











115









116



BIBLIOGRAFIA







URGS 1988






graxos



117


benzoacuteico













carbono













118




2338000 100

130 X 8000 R R= 100 X 130 X 8000 = 445

2338000



CH2-O-CO-(CH2)14CH3

CH-O-CO-(CH2)16CH3

CH2-O-CO-(CH2)16CH3

119



















120









homem



serina etc





















extrema









constate

121








































122











cofator











123







124































125































126














organismo















organismo adulto












127















de arginina









128





129

FOTOSSIacuteNTESE
























quiacutemica




130

















de H2O18










131




bioquiacutemica




orgacircnico












5 CICLO DE CALVIN










tetroses

132
































133



bainha vascular




















134

















ciclo de calvin



























135
















glicina








136













































137

























138














+) pode



















oxidaccedilatildeo

139








amocircnia






se obter explosivos
















140


cana-de-accedilucar




























nitrogecircnio







141



































142




vegetais







seriam









leguminosas




143



arginina











nitrogenados

144




















nucleotiacutedios







Citosina


DNA)

145



0

ǁ

HO˿ P˿ OH

ǀ

OH



146




















147




















FIM



OBRIGADO

148

4











FUNCcedilOtildeES








Priori




-(C)OOH




4 Sais -COOM

-(C)OOM

carboxilato de M

-(o)ato de M

Carboxilato de

M


-(C)OOR

carboxilato de R



-(C)OX

halogeneto de

carbonilo


Haloformil-

7 Amidas -CONH2

-(C)ONH2

-carboxamida

-amida Carbamoil-


5

-

(C)(=NH)NH2

-amidina

9 Nitrilos -CN

-(C)N

-carbonitrilo

-nitrilo Ciano-



-(C)HO

-carbaldeiacutedo

-al

Formil-

Oxo-












- NH2 -amina Amino

- SH -tiol mercapto

- OH -ol Hidroxi

-tiona Tiol

-ona oxo

-al Oxo

6

-nitrilo ciano

-amida -

Haleto de -anoila -

Ac -sulfonico Sulfo

Acido -oico carboxi

-oato -












7






























8
















repelente



9








orgacircnica)













10

CARBOIDRATOS

1 CONCEITO
















11




gliceraldeiacutedo















5)

12

13









fisioloacutegica

2 diose glicaldeido






8 octose _ _

9 nonose _ _

14

15



16








Maltose

celobiose

17














em meio alcalino

18



Cupro alcalina












amilopectina





19




2000000



20



Sob o mar


Por Nancy Garcia



















21



emulsificante












22





Latina








23




















agentes externos








24








obtener la quitina






















caracteriacutestico






Miranda Castro


25














brillo al cabello





contaminacioacuten
















26






Composto de

reserva


celular



glucose

Hidroacutelise por


Plastiacutedeos e

gracircnulos no

citossol

Sementes caule



sacarose por



fluido

apoplaacutestico



PRPC A partir de


no complexo de

Golgi

Hidroacutelise e

transglicosila

ccedilatildeo


subterracircneos



sacarose

27








FRUTANOS


28
















29














30








31









CN + S2O3 = SCN

+ SO3 =








32




legumes
































33


78931-934)




















proacutestata











anquilosante etc




Rev Immunol 199110(5)441-53



con el I-3-C

34













vida




























35




Portugal

Resumo


















36

37

38

39




OH




(GOITRINA)

40

Lipiacutedios

1 CONCEITO











Classe C O H N____________________



Lipiacutedios 76 11 12 _ 9___________













trigliceriacutedios

22 fosfatiacutedios





esteroacuteides

41










trigliceriacutedios










oacuteleos








mesmo

42


Saturados








Natildeo-saturados







Pouco comuns


Taririco (CH2)7COOH



CH2

Lactobacilico

Vernoacutelico

43















44

45







4 CEcircRAS











5 FOSFATIacuteDIOS




46









lipoproteiacutenas


LIPIacuteDICA







AMINOAacuteCIDOS

1 CONCEITO





47






























48



Teremos

Portanto





ionizaacutevel




49



Formas Iocircnicas








50



NaOH01M



PH=Pk+log R

PH=70




Substituindo

7 = 98 +log IV

III

7 = 98 + log R

log R = 7-98 = -28

log 1 = 28

R

1 =629 ou R = _1_ =

R 629

R = __1_ = IV

51

629 III

III = 629 IV

III + IV = 100 (1)



630 IV = 100

IV = _100_ = 016

630

[III] = 629 X 016 (01587301)

[III] = 9984





PH = pK + log R

PH = 70




Substituindo

52

70 = 90 + log R

log R=70 ndash 90 = -20

log 1 = 2

R

1= 100 ou R = _1__

R 100


100 [II]

[II] =100 [III]

[II] + [III] = 100 (1)


100 [III] + [III] = 100

101 [III] = 100[III] = _100_ = 099

101

Logo [II] = 100 X 099 = 99










classificados em




53
















com pK = 60)

54













PROTEIacuteNAS

1 CONCEITO





55



polipeptiacutedios










possam existir












podemos observar





56



















K+ Mg

++ Mn









57

























subjetivo









______________________________________________

58















bioloacutegicas










59

QUESTIONAacuteRIO











substacircncias


animais e vegetais























60

ENZIMAS














REACcedilAtildeO













2


2

61











Seja portanto







V2 = K2 [ES]


Substituindo em I


K1 [E] [S] - K1 [ES] [S] = [ES] (K2 + K3)

Dividindo-se por K1

[E] [S] ndash [ES] [S] = [ES] K2 + K3

K1


K1


[ES] Km + [ES] [S] = [E] [S]

[ES] (Km + [S]) = [E] [S]

[ES] = _[E] [S]_

Km + [S]


K3 [ES] = _K3 [E] [S]_

62

Km + [S]





Logo V = _Vm [S]_

Km + [S]




S Km + [S] 00


Lim _____Vm_____ ____Vm____

_Km _+ __[S]__ = lim Vm

[S] [S] S 00 _Km_ + 1

[S]




2

Vm = __Vm [S]__

Km + [S]

2 [S] = Km + [S] ou Km = [S]



2



sendo




63







V = _Vm [S]_

Km + [S]


_1_ = _Km + [S]_

V Vm [S]

_1_ = ___Km___ + ___[S]___

V Vm [S] Vm [S]

_1_ = _Km_ _1_ + _1_ (I)

V Vm [S] Vm


V


[S]


Vm


Vm


V [S]

_1_ = - _Km_ x0 + __1__ _1_ = __1__

Vm Vm Vm V Vm



64


ENZIMAacuteTICA










mesmo










65



























66












reaccedilatildeo


reaccedilatildeo


aspaacutertico










67











+ Ca

++ Mg

++ Zn

++ Cu

++ Feacute

++ Mn

++ etc





respectivamente


+)




+ cedendo os H

+ e eleacutetrons

68










transforma em B

G = EB - EA








C6-H2O6 + 6026C02 + 6H02 G= -686000 calmol



69



constante)





G= G0 + RT1n B

A





entatildeo

O=Go + RT 1n Keq

Go=-RT 1n Keq


G0=-1987X298X1n Keq



Go



0001 -3 4089

001 -2 2726

01 -1 1363

10 0 0

10 1 -1363

100 2 -2726

1000 3 4089


G=G0 + RT 1n 1

G=G0

70







abaixo




ATP -8000




____________________________________________________









Estrutura do ATP

71

The Nature of ATP
















Triphosphate



72


Phosphate
















73










74

75
















76












catabolic reactions






system



77


similar to ATP














hidroacutelise





78














1 +2H + 2e

- H2O 082

2

Fe3 +

+ 1e Fe2+

077

Citocromo a-Fe3+

1e- Citocromo a-Fe

2+ 029


- Citocromo c-Fe

2+ 025


- Ubiquinona 010






- Succinato 003

Citocromo b-Fe3 +


2 + -004


- Malato -010




- Etanol -016


- Lactato -019





NAD + + 2H

+ +2e

- NADH + H

+ -032



H + +1e

- 1 H

2 -042

2



2+ -043

Acetato + 2H + + 2e



G= - nFE‟O‟

79






CHO CH2OH

+ NADH+H+

CH3 CH3 + NAD+

Acetaldeido etanol



E‟O= -0163 ndash (-0320) = + 0157 volts

Portanto

G= -nFE‟o

G= -2 x 23063 x 0157 = -7240 calmol







80

METABOLISMO





















81


















82









83





















a phosphate to GDP)











84






















85




86



REFERENCES







same folks)


short animations




87








Cycle

88



GLICOacuteLISE

1 CONCEITO








Substrato Iniciais






tecidos musculares

89

GLICOacuteLISE



























2 ATPglicose

90



3 ATPglicose



47000 ______ 100

2 X 8000____R

R = 100 X 2 X 8000 = 34

47000

















100 _______ 52000 cal

R __________ 3 x 8000 cal

R = 100 x 3 x 8000 = 46

52000




91










etc








abate)








laacutetico










92





























93











+ e

FADH2)











os eleacutetrons






ATPmol de FADH2








94




com acetil-CoA
















95




VIA PENTOSE FOSFATO













pentose










+ H3PO4

96




















NADPH






biossinteacuteticos


C e glicose-6-14





C ou de

glicose-6-14




CO2


Co2 seraacute


C

97








corpoacutereo


excelecircncia















acetil-CoA

98




LIPIacuteDIOS








99








Conceito









100

O processo depende









carbonos mais curto


1 NADH+H+ 1 FADH2

1 Acetil CoA


Exemplo






101







7 NADH + H+ = 21 ATPs (3 1)

7 FADH2 = 14 ATPs (2 1)

Total = 131 ATPs











102




Acetoacetato

- Hidroxibutirato

Acetona









103









104









105








106


enzima translocase








107






108











109



110















111









112



















113













114











115









116



BIBLIOGRAFIA







URGS 1988






graxos



117


benzoacuteico













carbono













118




2338000 100

130 X 8000 R R= 100 X 130 X 8000 = 445

2338000



CH2-O-CO-(CH2)14CH3

CH-O-CO-(CH2)16CH3

CH2-O-CO-(CH2)16CH3

119



















120









homem



serina etc





















extrema









constate

121








































122











cofator











123







124































125































126














organismo















organismo adulto












127















de arginina









128





129

FOTOSSIacuteNTESE
























quiacutemica




130

















de H2O18










131




bioquiacutemica




orgacircnico












5 CICLO DE CALVIN










tetroses

132
































133



bainha vascular




















134

















ciclo de calvin



























135
















glicina








136













































137

























138














+) pode



















oxidaccedilatildeo

139








amocircnia






se obter explosivos
















140


cana-de-accedilucar




























nitrogecircnio







141



































142




vegetais







seriam









leguminosas




143



arginina











nitrogenados

144




















nucleotiacutedios







Citosina


DNA)

145



0

ǁ

HO˿ P˿ OH

ǀ

OH



146




















147




















FIM



OBRIGADO

148

5

-

(C)(=NH)NH2

-amidina

9 Nitrilos -CN

-(C)N

-carbonitrilo

-nitrilo Ciano-



-(C)HO

-carbaldeiacutedo

-al

Formil-

Oxo-












- NH2 -amina Amino

- SH -tiol mercapto

- OH -ol Hidroxi

-tiona Tiol

-ona oxo

-al Oxo

6

-nitrilo ciano

-amida -

Haleto de -anoila -

Ac -sulfonico Sulfo

Acido -oico carboxi

-oato -












7






























8
















repelente



9








orgacircnica)













10

CARBOIDRATOS

1 CONCEITO
















11




gliceraldeiacutedo















5)

12

13









fisioloacutegica

2 diose glicaldeido






8 octose _ _

9 nonose _ _

14

15



16








Maltose

celobiose

17














em meio alcalino

18



Cupro alcalina












amilopectina





19




2000000



20



Sob o mar


Por Nancy Garcia



















21



emulsificante












22





Latina








23




















agentes externos








24








obtener la quitina






















caracteriacutestico






Miranda Castro


25














brillo al cabello





contaminacioacuten
















26






Composto de

reserva


celular



glucose

Hidroacutelise por


Plastiacutedeos e

gracircnulos no

citossol

Sementes caule



sacarose por



fluido

apoplaacutestico



PRPC A partir de


no complexo de

Golgi

Hidroacutelise e

transglicosila

ccedilatildeo


subterracircneos



sacarose

27








FRUTANOS


28
















29














30








31









CN + S2O3 = SCN

+ SO3 =








32




legumes
































33


78931-934)




















proacutestata











anquilosante etc




Rev Immunol 199110(5)441-53



con el I-3-C

34













vida




























35




Portugal

Resumo


















36

37

38

39




OH




(GOITRINA)

40

Lipiacutedios

1 CONCEITO











Classe C O H N____________________



Lipiacutedios 76 11 12 _ 9___________













trigliceriacutedios

22 fosfatiacutedios





esteroacuteides

41










trigliceriacutedios










oacuteleos








mesmo

42


Saturados








Natildeo-saturados







Pouco comuns


Taririco (CH2)7COOH



CH2

Lactobacilico

Vernoacutelico

43















44

45







4 CEcircRAS











5 FOSFATIacuteDIOS




46









lipoproteiacutenas


LIPIacuteDICA







AMINOAacuteCIDOS

1 CONCEITO





47






























48



Teremos

Portanto





ionizaacutevel




49



Formas Iocircnicas








50



NaOH01M



PH=Pk+log R

PH=70




Substituindo

7 = 98 +log IV

III

7 = 98 + log R

log R = 7-98 = -28

log 1 = 28

R

1 =629 ou R = _1_ =

R 629

R = __1_ = IV

51

629 III

III = 629 IV

III + IV = 100 (1)



630 IV = 100

IV = _100_ = 016

630

[III] = 629 X 016 (01587301)

[III] = 9984





PH = pK + log R

PH = 70




Substituindo

52

70 = 90 + log R

log R=70 ndash 90 = -20

log 1 = 2

R

1= 100 ou R = _1__

R 100


100 [II]

[II] =100 [III]

[II] + [III] = 100 (1)


100 [III] + [III] = 100

101 [III] = 100[III] = _100_ = 099

101

Logo [II] = 100 X 099 = 99










classificados em




53
















com pK = 60)

54













PROTEIacuteNAS

1 CONCEITO





55



polipeptiacutedios










possam existir












podemos observar





56



















K+ Mg

++ Mn









57

























subjetivo









______________________________________________

58















bioloacutegicas










59

QUESTIONAacuteRIO











substacircncias


animais e vegetais























60

ENZIMAS














REACcedilAtildeO













2


2

61











Seja portanto







V2 = K2 [ES]


Substituindo em I


K1 [E] [S] - K1 [ES] [S] = [ES] (K2 + K3)

Dividindo-se por K1

[E] [S] ndash [ES] [S] = [ES] K2 + K3

K1


K1


[ES] Km + [ES] [S] = [E] [S]

[ES] (Km + [S]) = [E] [S]

[ES] = _[E] [S]_

Km + [S]


K3 [ES] = _K3 [E] [S]_

62

Km + [S]





Logo V = _Vm [S]_

Km + [S]




S Km + [S] 00


Lim _____Vm_____ ____Vm____

_Km _+ __[S]__ = lim Vm

[S] [S] S 00 _Km_ + 1

[S]




2

Vm = __Vm [S]__

Km + [S]

2 [S] = Km + [S] ou Km = [S]



2



sendo




63







V = _Vm [S]_

Km + [S]


_1_ = _Km + [S]_

V Vm [S]

_1_ = ___Km___ + ___[S]___

V Vm [S] Vm [S]

_1_ = _Km_ _1_ + _1_ (I)

V Vm [S] Vm


V


[S]


Vm


Vm


V [S]

_1_ = - _Km_ x0 + __1__ _1_ = __1__

Vm Vm Vm V Vm



64


ENZIMAacuteTICA










mesmo










65



























66












reaccedilatildeo


reaccedilatildeo


aspaacutertico










67











+ Ca

++ Mg

++ Zn

++ Cu

++ Feacute

++ Mn

++ etc





respectivamente


+)




+ cedendo os H

+ e eleacutetrons

68










transforma em B

G = EB - EA








C6-H2O6 + 6026C02 + 6H02 G= -686000 calmol



69



constante)





G= G0 + RT1n B

A





entatildeo

O=Go + RT 1n Keq

Go=-RT 1n Keq


G0=-1987X298X1n Keq



Go



0001 -3 4089

001 -2 2726

01 -1 1363

10 0 0

10 1 -1363

100 2 -2726

1000 3 4089


G=G0 + RT 1n 1

G=G0

70







abaixo




ATP -8000




____________________________________________________









Estrutura do ATP

71

The Nature of ATP
















Triphosphate



72


Phosphate
















73










74

75
















76












catabolic reactions






system



77


similar to ATP














hidroacutelise





78














1 +2H + 2e

- H2O 082

2

Fe3 +

+ 1e Fe2+

077

Citocromo a-Fe3+

1e- Citocromo a-Fe

2+ 029


- Citocromo c-Fe

2+ 025


- Ubiquinona 010






- Succinato 003

Citocromo b-Fe3 +


2 + -004


- Malato -010




- Etanol -016


- Lactato -019





NAD + + 2H

+ +2e

- NADH + H

+ -032



H + +1e

- 1 H

2 -042

2



2+ -043

Acetato + 2H + + 2e



G= - nFE‟O‟

79






CHO CH2OH

+ NADH+H+

CH3 CH3 + NAD+

Acetaldeido etanol



E‟O= -0163 ndash (-0320) = + 0157 volts

Portanto

G= -nFE‟o

G= -2 x 23063 x 0157 = -7240 calmol







80

METABOLISMO





















81


















82









83





















a phosphate to GDP)











84






















85




86



REFERENCES







same folks)


short animations




87








Cycle

88



GLICOacuteLISE

1 CONCEITO








Substrato Iniciais






tecidos musculares

89

GLICOacuteLISE



























2 ATPglicose

90



3 ATPglicose



47000 ______ 100

2 X 8000____R

R = 100 X 2 X 8000 = 34

47000

















100 _______ 52000 cal

R __________ 3 x 8000 cal

R = 100 x 3 x 8000 = 46

52000




91










etc








abate)








laacutetico










92





























93











+ e

FADH2)











os eleacutetrons






ATPmol de FADH2








94




com acetil-CoA
















95




VIA PENTOSE FOSFATO













pentose










+ H3PO4

96




















NADPH






biossinteacuteticos


C e glicose-6-14





C ou de

glicose-6-14




CO2


Co2 seraacute


C

97








corpoacutereo


excelecircncia















acetil-CoA

98




LIPIacuteDIOS








99








Conceito









100

O processo depende









carbonos mais curto


1 NADH+H+ 1 FADH2

1 Acetil CoA


Exemplo






101







7 NADH + H+ = 21 ATPs (3 1)

7 FADH2 = 14 ATPs (2 1)

Total = 131 ATPs











102




Acetoacetato

- Hidroxibutirato

Acetona









103









104









105








106


enzima translocase








107






108











109



110















111









112



















113













114











115









116



BIBLIOGRAFIA







URGS 1988






graxos



117


benzoacuteico













carbono













118




2338000 100

130 X 8000 R R= 100 X 130 X 8000 = 445

2338000



CH2-O-CO-(CH2)14CH3

CH-O-CO-(CH2)16CH3

CH2-O-CO-(CH2)16CH3

119



















120









homem



serina etc





















extrema









constate

121








































122











cofator











123







124































125































126














organismo















organismo adulto












127















de arginina









128





129

FOTOSSIacuteNTESE
























quiacutemica




130

















de H2O18










131




bioquiacutemica




orgacircnico












5 CICLO DE CALVIN










tetroses

132
































133



bainha vascular




















134

















ciclo de calvin



























135
















glicina








136













































137

























138














+) pode



















oxidaccedilatildeo

139








amocircnia






se obter explosivos
















140


cana-de-accedilucar




























nitrogecircnio







141



































142




vegetais







seriam









leguminosas




143



arginina











nitrogenados

144




















nucleotiacutedios







Citosina


DNA)

145



0

ǁ

HO˿ P˿ OH

ǀ

OH



146




















147




















FIM



OBRIGADO

148

6

-nitrilo ciano

-amida -

Haleto de -anoila -

Ac -sulfonico Sulfo

Acido -oico carboxi

-oato -












7






























8
















repelente



9








orgacircnica)













10

CARBOIDRATOS

1 CONCEITO
















11




gliceraldeiacutedo















5)

12

13









fisioloacutegica

2 diose glicaldeido






8 octose _ _

9 nonose _ _

14

15



16








Maltose

celobiose

17














em meio alcalino

18



Cupro alcalina












amilopectina





19




2000000



20



Sob o mar


Por Nancy Garcia



















21



emulsificante












22





Latina








23




















agentes externos








24








obtener la quitina






















caracteriacutestico






Miranda Castro


25














brillo al cabello





contaminacioacuten
















26






Composto de

reserva


celular



glucose

Hidroacutelise por


Plastiacutedeos e

gracircnulos no

citossol

Sementes caule



sacarose por



fluido

apoplaacutestico



PRPC A partir de


no complexo de

Golgi

Hidroacutelise e

transglicosila

ccedilatildeo


subterracircneos



sacarose

27








FRUTANOS


28
















29














30








31









CN + S2O3 = SCN

+ SO3 =








32




legumes
































33


78931-934)




















proacutestata











anquilosante etc




Rev Immunol 199110(5)441-53



con el I-3-C

34













vida




























35




Portugal

Resumo


















36

37

38

39




OH




(GOITRINA)

40

Lipiacutedios

1 CONCEITO











Classe C O H N____________________



Lipiacutedios 76 11 12 _ 9___________













trigliceriacutedios

22 fosfatiacutedios





esteroacuteides

41










trigliceriacutedios










oacuteleos








mesmo

42


Saturados








Natildeo-saturados







Pouco comuns


Taririco (CH2)7COOH



CH2

Lactobacilico

Vernoacutelico

43















44

45







4 CEcircRAS











5 FOSFATIacuteDIOS




46









lipoproteiacutenas


LIPIacuteDICA







AMINOAacuteCIDOS

1 CONCEITO





47






























48



Teremos

Portanto





ionizaacutevel




49



Formas Iocircnicas








50



NaOH01M



PH=Pk+log R

PH=70




Substituindo

7 = 98 +log IV

III

7 = 98 + log R

log R = 7-98 = -28

log 1 = 28

R

1 =629 ou R = _1_ =

R 629

R = __1_ = IV

51

629 III

III = 629 IV

III + IV = 100 (1)



630 IV = 100

IV = _100_ = 016

630

[III] = 629 X 016 (01587301)

[III] = 9984





PH = pK + log R

PH = 70




Substituindo

52

70 = 90 + log R

log R=70 ndash 90 = -20

log 1 = 2

R

1= 100 ou R = _1__

R 100


100 [II]

[II] =100 [III]

[II] + [III] = 100 (1)


100 [III] + [III] = 100

101 [III] = 100[III] = _100_ = 099

101

Logo [II] = 100 X 099 = 99










classificados em




53
















com pK = 60)

54













PROTEIacuteNAS

1 CONCEITO





55



polipeptiacutedios










possam existir












podemos observar





56



















K+ Mg

++ Mn









57

























subjetivo









______________________________________________

58















bioloacutegicas










59

QUESTIONAacuteRIO











substacircncias


animais e vegetais























60

ENZIMAS














REACcedilAtildeO













2


2

61











Seja portanto







V2 = K2 [ES]


Substituindo em I


K1 [E] [S] - K1 [ES] [S] = [ES] (K2 + K3)

Dividindo-se por K1

[E] [S] ndash [ES] [S] = [ES] K2 + K3

K1


K1


[ES] Km + [ES] [S] = [E] [S]

[ES] (Km + [S]) = [E] [S]

[ES] = _[E] [S]_

Km + [S]


K3 [ES] = _K3 [E] [S]_

62

Km + [S]





Logo V = _Vm [S]_

Km + [S]




S Km + [S] 00


Lim _____Vm_____ ____Vm____

_Km _+ __[S]__ = lim Vm

[S] [S] S 00 _Km_ + 1

[S]




2

Vm = __Vm [S]__

Km + [S]

2 [S] = Km + [S] ou Km = [S]



2



sendo




63







V = _Vm [S]_

Km + [S]


_1_ = _Km + [S]_

V Vm [S]

_1_ = ___Km___ + ___[S]___

V Vm [S] Vm [S]

_1_ = _Km_ _1_ + _1_ (I)

V Vm [S] Vm


V


[S]


Vm


Vm


V [S]

_1_ = - _Km_ x0 + __1__ _1_ = __1__

Vm Vm Vm V Vm



64


ENZIMAacuteTICA










mesmo










65



























66












reaccedilatildeo


reaccedilatildeo


aspaacutertico










67











+ Ca

++ Mg

++ Zn

++ Cu

++ Feacute

++ Mn

++ etc





respectivamente


+)




+ cedendo os H

+ e eleacutetrons

68










transforma em B

G = EB - EA








C6-H2O6 + 6026C02 + 6H02 G= -686000 calmol



69



constante)





G= G0 + RT1n B

A





entatildeo

O=Go + RT 1n Keq

Go=-RT 1n Keq


G0=-1987X298X1n Keq



Go



0001 -3 4089

001 -2 2726

01 -1 1363

10 0 0

10 1 -1363

100 2 -2726

1000 3 4089


G=G0 + RT 1n 1

G=G0

70







abaixo




ATP -8000




____________________________________________________









Estrutura do ATP

71

The Nature of ATP
















Triphosphate



72


Phosphate
















73










74

75
















76












catabolic reactions






system



77


similar to ATP














hidroacutelise





78














1 +2H + 2e

- H2O 082

2

Fe3 +

+ 1e Fe2+

077

Citocromo a-Fe3+

1e- Citocromo a-Fe

2+ 029


- Citocromo c-Fe

2+ 025


- Ubiquinona 010






- Succinato 003

Citocromo b-Fe3 +


2 + -004


- Malato -010




- Etanol -016


- Lactato -019





NAD + + 2H

+ +2e

- NADH + H

+ -032



H + +1e

- 1 H

2 -042

2



2+ -043

Acetato + 2H + + 2e



G= - nFE‟O‟

79






CHO CH2OH

+ NADH+H+

CH3 CH3 + NAD+

Acetaldeido etanol



E‟O= -0163 ndash (-0320) = + 0157 volts

Portanto

G= -nFE‟o

G= -2 x 23063 x 0157 = -7240 calmol







80

METABOLISMO





















81


















82









83





















a phosphate to GDP)











84






















85




86



REFERENCES







same folks)


short animations




87








Cycle

88



GLICOacuteLISE

1 CONCEITO








Substrato Iniciais






tecidos musculares

89

GLICOacuteLISE



























2 ATPglicose

90



3 ATPglicose



47000 ______ 100

2 X 8000____R

R = 100 X 2 X 8000 = 34

47000

















100 _______ 52000 cal

R __________ 3 x 8000 cal

R = 100 x 3 x 8000 = 46

52000




91










etc








abate)








laacutetico










92





























93











+ e

FADH2)











os eleacutetrons






ATPmol de FADH2








94




com acetil-CoA
















95




VIA PENTOSE FOSFATO













pentose










+ H3PO4

96




















NADPH






biossinteacuteticos


C e glicose-6-14





C ou de

glicose-6-14




CO2


Co2 seraacute


C

97








corpoacutereo


excelecircncia















acetil-CoA

98




LIPIacuteDIOS








99








Conceito









100

O processo depende









carbonos mais curto


1 NADH+H+ 1 FADH2

1 Acetil CoA


Exemplo






101







7 NADH + H+ = 21 ATPs (3 1)

7 FADH2 = 14 ATPs (2 1)

Total = 131 ATPs











102




Acetoacetato

- Hidroxibutirato

Acetona









103









104









105








106


enzima translocase








107






108











109



110















111









112



















113













114











115









116



BIBLIOGRAFIA







URGS 1988






graxos



117


benzoacuteico













carbono













118




2338000 100

130 X 8000 R R= 100 X 130 X 8000 = 445

2338000



CH2-O-CO-(CH2)14CH3

CH-O-CO-(CH2)16CH3

CH2-O-CO-(CH2)16CH3

119



















120









homem



serina etc





















extrema









constate

121








































122











cofator











123







124































125































126














organismo















organismo adulto












127















de arginina









128





129

FOTOSSIacuteNTESE
























quiacutemica




130

















de H2O18










131




bioquiacutemica




orgacircnico












5 CICLO DE CALVIN










tetroses

132
































133



bainha vascular




















134

















ciclo de calvin



























135
















glicina








136













































137

























138














+) pode



















oxidaccedilatildeo

139








amocircnia






se obter explosivos
















140


cana-de-accedilucar




























nitrogecircnio







141



































142




vegetais







seriam









leguminosas




143



arginina











nitrogenados

144




















nucleotiacutedios







Citosina


DNA)

145



0

ǁ

HO˿ P˿ OH

ǀ

OH



146




















147




















FIM



OBRIGADO

148

7






























8
















repelente



9








orgacircnica)













10

CARBOIDRATOS

1 CONCEITO
















11




gliceraldeiacutedo















5)

12

13









fisioloacutegica

2 diose glicaldeido






8 octose _ _

9 nonose _ _

14

15



16








Maltose

celobiose

17














em meio alcalino

18



Cupro alcalina












amilopectina





19




2000000



20



Sob o mar


Por Nancy Garcia



















21



emulsificante












22





Latina








23




















agentes externos








24








obtener la quitina






















caracteriacutestico






Miranda Castro


25














brillo al cabello





contaminacioacuten
















26






Composto de

reserva


celular



glucose

Hidroacutelise por


Plastiacutedeos e

gracircnulos no

citossol

Sementes caule



sacarose por



fluido

apoplaacutestico



PRPC A partir de


no complexo de

Golgi

Hidroacutelise e

transglicosila

ccedilatildeo


subterracircneos



sacarose

27








FRUTANOS


28
















29














30








31









CN + S2O3 = SCN

+ SO3 =








32




legumes
































33


78931-934)




















proacutestata











anquilosante etc




Rev Immunol 199110(5)441-53



con el I-3-C

34













vida




























35




Portugal

Resumo


















36

37

38

39




OH




(GOITRINA)

40

Lipiacutedios

1 CONCEITO











Classe C O H N____________________



Lipiacutedios 76 11 12 _ 9___________













trigliceriacutedios

22 fosfatiacutedios





esteroacuteides

41










trigliceriacutedios










oacuteleos








mesmo

42


Saturados








Natildeo-saturados







Pouco comuns


Taririco (CH2)7COOH



CH2

Lactobacilico

Vernoacutelico

43















44

45







4 CEcircRAS











5 FOSFATIacuteDIOS




46









lipoproteiacutenas


LIPIacuteDICA







AMINOAacuteCIDOS

1 CONCEITO





47






























48



Teremos

Portanto





ionizaacutevel




49



Formas Iocircnicas








50



NaOH01M



PH=Pk+log R

PH=70




Substituindo

7 = 98 +log IV

III

7 = 98 + log R

log R = 7-98 = -28

log 1 = 28

R

1 =629 ou R = _1_ =

R 629

R = __1_ = IV

51

629 III

III = 629 IV

III + IV = 100 (1)



630 IV = 100

IV = _100_ = 016

630

[III] = 629 X 016 (01587301)

[III] = 9984





PH = pK + log R

PH = 70




Substituindo

52

70 = 90 + log R

log R=70 ndash 90 = -20

log 1 = 2

R

1= 100 ou R = _1__

R 100


100 [II]

[II] =100 [III]

[II] + [III] = 100 (1)


100 [III] + [III] = 100

101 [III] = 100[III] = _100_ = 099

101

Logo [II] = 100 X 099 = 99










classificados em




53
















com pK = 60)

54













PROTEIacuteNAS

1 CONCEITO





55



polipeptiacutedios










possam existir












podemos observar





56



















K+ Mg

++ Mn









57

























subjetivo









______________________________________________

58















bioloacutegicas










59

QUESTIONAacuteRIO











substacircncias


animais e vegetais























60

ENZIMAS














REACcedilAtildeO













2


2

61











Seja portanto







V2 = K2 [ES]


Substituindo em I


K1 [E] [S] - K1 [ES] [S] = [ES] (K2 + K3)

Dividindo-se por K1

[E] [S] ndash [ES] [S] = [ES] K2 + K3

K1


K1


[ES] Km + [ES] [S] = [E] [S]

[ES] (Km + [S]) = [E] [S]

[ES] = _[E] [S]_

Km + [S]


K3 [ES] = _K3 [E] [S]_

62

Km + [S]





Logo V = _Vm [S]_

Km + [S]




S Km + [S] 00


Lim _____Vm_____ ____Vm____

_Km _+ __[S]__ = lim Vm

[S] [S] S 00 _Km_ + 1

[S]




2

Vm = __Vm [S]__

Km + [S]

2 [S] = Km + [S] ou Km = [S]



2



sendo




63







V = _Vm [S]_

Km + [S]


_1_ = _Km + [S]_

V Vm [S]

_1_ = ___Km___ + ___[S]___

V Vm [S] Vm [S]

_1_ = _Km_ _1_ + _1_ (I)

V Vm [S] Vm


V


[S]


Vm


Vm


V [S]

_1_ = - _Km_ x0 + __1__ _1_ = __1__

Vm Vm Vm V Vm



64


ENZIMAacuteTICA










mesmo










65



























66












reaccedilatildeo


reaccedilatildeo


aspaacutertico










67











+ Ca

++ Mg

++ Zn

++ Cu

++ Feacute

++ Mn

++ etc





respectivamente


+)




+ cedendo os H

+ e eleacutetrons

68










transforma em B

G = EB - EA








C6-H2O6 + 6026C02 + 6H02 G= -686000 calmol



69



constante)





G= G0 + RT1n B

A





entatildeo

O=Go + RT 1n Keq

Go=-RT 1n Keq


G0=-1987X298X1n Keq



Go



0001 -3 4089

001 -2 2726

01 -1 1363

10 0 0

10 1 -1363

100 2 -2726

1000 3 4089


G=G0 + RT 1n 1

G=G0

70







abaixo




ATP -8000




____________________________________________________









Estrutura do ATP

71

The Nature of ATP
















Triphosphate



72


Phosphate
















73










74

75
















76












catabolic reactions






system



77


similar to ATP














hidroacutelise





78














1 +2H + 2e

- H2O 082

2

Fe3 +

+ 1e Fe2+

077

Citocromo a-Fe3+

1e- Citocromo a-Fe

2+ 029


- Citocromo c-Fe

2+ 025


- Ubiquinona 010






- Succinato 003

Citocromo b-Fe3 +


2 + -004


- Malato -010




- Etanol -016


- Lactato -019





NAD + + 2H

+ +2e

- NADH + H

+ -032



H + +1e

- 1 H

2 -042

2



2+ -043

Acetato + 2H + + 2e



G= - nFE‟O‟

79






CHO CH2OH

+ NADH+H+

CH3 CH3 + NAD+

Acetaldeido etanol



E‟O= -0163 ndash (-0320) = + 0157 volts

Portanto

G= -nFE‟o

G= -2 x 23063 x 0157 = -7240 calmol







80

METABOLISMO





















81


















82









83





















a phosphate to GDP)











84






















85




86



REFERENCES







same folks)


short animations




87








Cycle

88



GLICOacuteLISE

1 CONCEITO








Substrato Iniciais






tecidos musculares

89

GLICOacuteLISE



























2 ATPglicose

90



3 ATPglicose



47000 ______ 100

2 X 8000____R

R = 100 X 2 X 8000 = 34

47000

















100 _______ 52000 cal

R __________ 3 x 8000 cal

R = 100 x 3 x 8000 = 46

52000




91










etc








abate)








laacutetico










92





























93











+ e

FADH2)











os eleacutetrons






ATPmol de FADH2








94




com acetil-CoA
















95




VIA PENTOSE FOSFATO













pentose










+ H3PO4

96




















NADPH






biossinteacuteticos


C e glicose-6-14





C ou de

glicose-6-14




CO2


Co2 seraacute


C

97








corpoacutereo


excelecircncia















acetil-CoA

98




LIPIacuteDIOS








99








Conceito









100

O processo depende









carbonos mais curto


1 NADH+H+ 1 FADH2

1 Acetil CoA


Exemplo






101







7 NADH + H+ = 21 ATPs (3 1)

7 FADH2 = 14 ATPs (2 1)

Total = 131 ATPs











102




Acetoacetato

- Hidroxibutirato

Acetona









103









104









105








106


enzima translocase








107






108











109



110















111









112



















113













114











115









116



BIBLIOGRAFIA







URGS 1988






graxos



117


benzoacuteico













carbono













118




2338000 100

130 X 8000 R R= 100 X 130 X 8000 = 445

2338000



CH2-O-CO-(CH2)14CH3

CH-O-CO-(CH2)16CH3

CH2-O-CO-(CH2)16CH3

119



















120









homem



serina etc





















extrema









constate

121








































122











cofator











123







124































125































126














organismo















organismo adulto












127















de arginina









128





129

FOTOSSIacuteNTESE
























quiacutemica




130

















de H2O18










131




bioquiacutemica




orgacircnico












5 CICLO DE CALVIN










tetroses

132
































133



bainha vascular




















134

















ciclo de calvin



























135
















glicina








136













































137

























138














+) pode



















oxidaccedilatildeo

139








amocircnia






se obter explosivos
















140


cana-de-accedilucar




























nitrogecircnio







141



































142




vegetais







seriam









leguminosas




143



arginina











nitrogenados

144




















nucleotiacutedios







Citosina


DNA)

145



0

ǁ

HO˿ P˿ OH

ǀ

OH



146




















147




















FIM



OBRIGADO

148

Documents

FUNDAMENTOS DE BIOQUIMICA PARA CIENCIAS BIOLOGICAS ... · Adenosine triphosphate (ATP), the energy currency or coin of the cell, transfers energy from chemical bonds to endergonic