Apresentação do PowerPoint

BIO-QUIMICA
INTRODUÇÃO AO
METABOLISMO
Profa. Rosilene Linhares Dutra
Professora Dra Rosi
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Conceito de Metabolismo
BIO-QUIMICA
Atividade celular altamente dirigida e
coordenada, que envolve sistemas
multienzimáticos;
Soma de todas as transformações químicas
que ocorrem na célula ou organismo.
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Funções do Metabolismo
• Obter energia química do sol
nutrientes;
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ou de
• Converter moléculas dos nutrientes e da
célula em precursores de macromoléculas;
• Polimerizar precursores em macromoléculas;
• Sintetizar e degradar biomoléculas de acordo
com necessidade celular.
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BIO-QUIMICA
Catabolismo e Anabolismo
Vias catabólicas convergem para poucos
produtos finais;
Vias anabólicas divergem para a síntese de
muitas biomoléculas;
Algumas vias servem tanto no catabolismo
como anabolismo.
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Divisão do Metabolismo
Anabolismo
É a fase biossintética e consumidora de energia
do metabolismo.
Catabolismo
É a fase degradativa e liberadora de energia do
metabolismo.
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Convergências e Divergências no Metabolismo
Celular
Catabolismo é convergente, Anabolismo é divergente
Lipídeos
Amido
AcetoacetilGlicose
CoA
Tri
glicerídeos
Ácidos
Graxos
Aminoácidos
Proteínas
Proteínas
Acetil-CoA
Aminoácidos
Ciclo de
Krebs
Glicose
Glicídios
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Nutrientes
Ricos em
Energia
Catabolismo
Macromoléculas
ADP
NAD
FAD
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Anabolismo
ATP
NADH
FADH2
Produtos
Pobres em
Energia
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Energia
Química
Moléculas
Precursoras
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Catabolismo e
Anabolismo
Polímeros
3 níveis de
complexidade
Monômeros
Intermediários
metabólicos
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Tipos de Vias Metabólicas
S
Substrato
Inicial
Professora Dra Rosi
B
C
D
Intermediários Metabólicos
P
Produto
Final
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Tipos de Vias Metabólicas
S
Substrato Inicial
B
Intermediários
Metabólicos
E
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BIO-QUIMICA
C
D
P
Produto Final
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ORGANIZAÇÃO EM VIAS METABÓLICAS
As vias consistem numa seqüência de passos
catalisados por enzimas;
Enzimas podem encontra-se separadas ou
formar complexos multienzimáticos ou formar
sistemas associados a membranas.
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Complexo multienzimático
Enzimas Separadas
Sistema ligado
à membrana
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Regulação do Metabolismo
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S
Síntese e degradação de
uma molécula não pode
ocorrer simultâneamente
numa mesma célula ou
tecido;
Para que as rotas sejam
controladas devem utilizar
enzimas distintas e
compartimentos celulares
diferentes.
Enzima 1
C
Enzima 2
Enzima 6
D
P
Compartimento A
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R
Enzima 5
Enzima 3
Outra
rota
metabólica
D
P
Q
Enzima 4
Compartimento B
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Regulação do Metabolismo
Enzimas Marcapasso:
Controlam a velocidade
das reações bioquímicas
de uma via metabólica,
por terem sua atividade
regulada por diversos
fatores:
Modificação covalente;
Efetores alostéricos;
Repressão gênica, etc.
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S
Enzima 1
C
Enzima 2
Enzima 6
D
R
Enzima 5
Enzima 3
Outra
rota
metabólica
D
P
Compartimento A
P
Q
Enzima 4
Compartimento B
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Enzimas Regulatórias ou Marcapasso
Exemplos de Controle da Atividade Enzimática
Ativação por Fosforilação
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Enzima
inativa
ATP
Quinase
Pi
Fosfatase
ADP
Enzima
ativa
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P
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Enzimas Regulatórias ou Marcapasso
Exemplos de Controle da Atividade Enzimática
Ativação por Efetores Alostéricos
Enzima
inativa
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Enzima
inativa
Enzima
ativa
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Enzimas Regulatórias ou Marcapasso
Exemplos de Controle da Atividade Enzimática
Ativação Gênica
DNA
Região intergênica
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Gene enzima
Ativador gênico
DNA
Transcrição
RNAm
Tradução
Enzima
ativa
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Moléculas Sinalizadoras
A comunicação celular é fundamental para o
controle do metabolismo, feita através de
sinais químicos - moléculas sinalizadoras;
Regulam a atividade das enzimas
marcapasso.
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Etapas da Sinalização
1) Síntese e liberação da
molécula sinalizadora
pela célula sinalizadora.
3) Detecção do sinal pela
célula alvo através de um
receptor específico.
2) Transporte da
molécula sinalizadora
até a célula alvo.
Resposta
celular
4) Modificação do metabolismo,
acionada pelo complexo sinal-receptor.
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Tipos de Sinais Químicos Extracelulares
Sinalização Endócrina
A molécula sinalizadora (hormônio) age na célula alvo
distante dela.
Célula (glândula) endócrina
Receptor
Corrente sanguínea
Célula-alvo
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Sinais Químicos Extracelulares
Sinalização Sináptica
Molécula sinalizadora (neurotransmissor) age na célula
alvo próxima a ela.
Sinapse
Fenda Sináptica
Axônio
Vesícula Sináptica
Receptor
Neurônio pré-sináptico
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Célula pós-sináptica
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Sinais Químicos Extracelulares
Sinalização Autócrina
Célula responde a substâncias liberadas por ela mesma.
Ex. fatores de crescimento
Meio
extracelular
Receptor
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Sinais Químicos Extracelulares
Sinalização Parácrina
Agem em múltiplas células-alvo, próximas a ela.
Ex: fatores de crescimento e neurotransmissores
Receptor
Receptor
Célula-alvo
Célula-alvo
Célula sinalizadora
Célula-alvo
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Receptor
Meio
extracelular
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Sinais Químicos Extracelulares
Sinalização Contato-Dependente
Proteína ligada à membrana plasmática da célula interage
com receptor da célula adjacente.
Ex: Fator de crecimento epidérmico
Proteína
Receptor
Célula sinalizadora
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Célula-alvo
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Vias Metabólicas
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Glicólise - oxidação da glicose para obter ATP;
Ciclo de Krebs - oxidação do acetil-CoA para
obter energia;
Fosforilação oxidativa - síntese de ATP a partir da
energia liberada pelo transporte de elétrons na
cadeia respiratória;
Via das pentoses-fosfato - síntese de pentoses e
obtenção de poder redutor para reações
anabólicas.
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Vias Metabólicas
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Ciclo da uréia - eliminação de NH4+ sob formas
menos tóxicas;
-oxidação dos ácidos graxos - transformação
de ácidos graxos em acetil-CoA, para utilização
no ciclo de Krebs;
Gliconeogênese -síntese de glicose a partir de
moléculas mais pequenas, para utilização no
cérebro.
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Glicólise
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Início catabolismo de
Carboidratos:
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Metabolismo oxidativo
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Componentes:
- Ciclo de Krebs
- Transporte de elétrons
- Fosforilação oxidativo
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Vias catabólicas
convergem no
ciclo de Krebs
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Metabolismo lipídeos
e esteróides
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Metabolismo de
aminoácidos e proteínas
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Fotossíntese
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Ciclo do ATP
O ATP “moeda de troca” energética nas células;
Organismos fototrópicos transformam energia luminosa
em energia química sob forma de ATP;
Heterotróficos transformam alimentos em ATP;
Ciclo do ATP transporta energia da fotossintese ou
catabolismo para processos celulares que necessitam de
energia.
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ATP
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1 Adenosina + 3 Fosfatos
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COENZIMAS CELULARES
O NADH e o FADH2 são aceptores de prótons;
Todo H+ que é liberado na reação é captado pelo NAD+ e
FAD+;
O Ácido pirúvico é o primeiro produto da glicólise;
Inicia o ciclo de Krebs, na mitocôndria.
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NAD
• Composto orgânico, forma ativa da coenzima
B3;
• Encontrado nas células dos seres vivos;
• Transportador de elétrons nas reações
metabólicas de oxi-redução;
• Importante papel na produção de energia para
a célula.
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Nicotinamida adenina Dinucleótido
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FAD
• Composto orgânico, forma ativa da coenzima
B2;
• Capazes de aceitar reversivelmente 2 átomos
de H+, formando FADH2;
• Ligadas fortemente a flavoenzimas que
catalisam oxidação ou redução de um
substrato.
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Flavina adenina Dinucleotídeo
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Cadeia Respiratória
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Citocromo
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Reações de oxi-redução
no Metabolismo
O NAD+ e FAD+ recolhem elétrons libertados no
catabolismo;
Catabolismo é oxidativo – substratos perdem H+;
Anabolismo é redutivo - o NADPH e FADH
fornecem elétrons para os processos anabólicos.
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