QBQ0230 – 2010Aula 7 – parte 1

Introdução ao Metabolismo

Regina L. Baldinibaldini@iq.usp.br

bloco 12 inferior, sala 1211

Introdução ao metabolismo

Organismos estão longe do equilíbrio termodinâmico

Contínuo suprimento de energia e de compostos químicos

Quimiotróficos e Autotróficos

M A P A I

A L IM E N T O S

P O L I S S A C A R Í D IO S P R O T E ÍN A S L I P Í D IO S

G lic o s e A m in o á c id o s Á c id o G ra x o

C O 2

N A D +

F A D H 2

N A D H

F A D

O 2

A D P + P i

H 2 O

A T P

Metabolismo: soma de todas as reações químicas na célula

• VIA METABÓLICA:� Uma sériede reações relacionadas

• Catabolismo: � vias de produção de energia

• Anabolismo ou biossíntese: � vias que usam energia para a síntese de

compostos :

Reações de óxido redução

• Pares redox: �um composto perde elétrons, outro ganha

Estados de oxidação do

carbono

Mais reduzido/menos oxidado

Estados de oxidação do

carbono

menos reduzido/mais oxidadoCoenzima: NAD/NADH

Desidrogenases

• Transferências de dois elétrons, acompanhados de prótons

• Precisam de coenzimas:� NAD+/NADH � NADP+/NADPH� FAD/FADH2

NAD+/NADH (+H+)Solúveis

Precursor: niacina

FAD/FADH2

Ligado fortemente a proteínas

Precursor: riboflavina

POLISSACARÍDIOS PROTEÍNAS LIPÍDIOS

GLICOSE AMINOÁCIDOS ÁCIDOS GRAXOS

Acetil-CoA (2)

Oxaloacetato (4) Citrato (6)

Isocitrato (6)

Cetoglutarato (5)

Succinato (4)

Fumarato (4)

Malato (4)

GlyAlaSerCys

LeuIleLysPhe

GluAsp

Piruvato (3)

CO2

CO2

CO2

CO2

α

MAPA II

Fosfoenolpiruvato (3)

CO2

QBQ0230 – 2010Aula 7 – parte 2

Estrutura e Função de Carboidratos

Regina L. Baldinibaldini@iq.usp.br

bloco 12 inferior, sala 1211

Carboidratos• Cn(H2O)n (geralmente), mas podem conter outros grupos

• Poliidóxialdeídos ou poliidroxicetonas

• Tamanhos variados:

� gliceraldeído (Mw = 90 g/mol)

� amilopectina (Mw = 200,000,000 g/mol)

• Funções

� Fonte e estoque de energia

� Componente estrutural de paredes celulares e exoesqueletos

� Sinalização celular

• Podem se ligar a proteínas e lipídeos

� Glicoproteínas e proteoglicanas

� Glicolipídeos / lipopolisacarídeos

Aldose Cetose

Enantiômeros(isômeros ópticos)

EnantiômerosDiastereômeros

• Estereoisômeros que não são imagens especulares�Propriedades físicas diferentes

Epímeros

• Açúcares que diferen na conformação ao redorde um átomo de C

Hemiacetais and Hemicetaisreações entre álcool e aldeído

ou álcool e cetona

Ciclização de Monosacarídeos

carbono anomériconovo centro quiral

OH glicosídicoα

β

Derivados de hexosesAçúcares redutores

• Aldeídos podem reduzir�Cu2+ a Cu+ (Fehling’s test)�Ag+ to Ag0 (Tollens’ test)

• Aldose na forma linear, que coexiste em equilíbrio com a forma cíclica� exemplo: glicose

• entre carbono anomérico e

um hidroxil

Ligações glicosídicas

• Ligação entre C anoméricos

Dissacarídeos não redutores

Polissacarídeos

Homopolímeros de glicose

• Glicogênio• Amido

Ligaçõesα1→4α1→6

Glicogênio• Estoque de energia e C em animais:

• 7% do peso do fígado• músculos

• PM da ordem de 106 Da• Ramificações a cada 8-12 resíduos• Uma extremidade redutora e muitas

não redutoras por cadeia• Grânulos contêm as enzimas para

síntese e degradação

Amido• Estoque de energia e C em plantas• Duas formas

• Amilose (linear)• Amilopectina (ramificações a cada

24-30 resíduos• PM da ordem de

106 Da (1 a 200)

Celulose• Função estrutural em plantas • Linear, ligação β1→4

Estrutura rígida

Chitin

• Chitin is a linear homopolysaccharide of N-acetylglucosamine– Forms extended fibers that are similar to

those of cellulose– Hard, insoluble, cannot be digested by

vertebrates– Structure is now tough but flexible, and

water-insoluble– Found in cell walls in mushrooms, and in

exoskeletons of insects, spiders, crabs, and

Quitina

• Homopolímero de N-acetlglicosamina unidas por ligações β1 → 4

• Exoesqueletos de artrópodes

Ágar e agarose

• Algas vermelhas• Heteropolissacarídeos sulfatados

• Essenciais em laboratórios!�Meio de cultura e géis para eletroforese

• Matriz extracelular

Glicosaminoglicanas

Glicoproteínas

• Proteína com oligosacarídeos ligados covalentemente� Metade das proteínas de mamíferos

� Carboidratos têm papel no reconhecimento proteína-proteína

Glicolipídeos• Membranas de plantas e

animais

• Grupos sanguíneos humanos são determinados por glicolipídeos

• Lipopolissacarídeos da membrana externa de bactérias

Proteoglicanas• Glucosamino glicanas

sulfatadas ligadas a proteínas de membrana

• Interagem com receptores nas células vizinhas para regular crescimento celular

Agregados de proteoglicanas

• Matriz extracelular

Papel dos oligossacarídeos

no reconhecimento e adesão celular

Heparina and Heparan Sulfato

• Heparina �Polímero linear 3 – 40 kDa

• Heparan sulfato�Heparina ligada a proteínas

• Alta carga negativa• Anticoagulante• Regula formação de novos vasos

sanguíneos• Defesa contra vírus e bactérias