BM Parte 01 Moléculas Biológicas
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Prof. Carlos Castilho de Barros
Bases Moleculares da Obesidade e Diabetes
Breve revisão - fundamentos bioquímicos
Principais grupos bioquímicos
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Átomos, Elementos, Moléculas e Íons
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Átomos, Elementos, Moléculas e Íons
Moléculas biológicas
Moléculas produzidas por seres vivos.
Formadas principalmente pelos elementos:
H, O, N e C Carbono Hidrogênio Oxigênio Nitrogênio
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Quatro Principais Grupos de Moléculas Biológicas
Carboidratos Proteínas Lipídeos Ácidos Nucléicos
Por quê é importante entender a química e as características destes grupos?
Cada grupo tem: Propriedades físico químicas diferentes; Funções diferentes no organismo; Metabolismo diferente; Mas todos se relacionam na orquestração da manutenção da vida.
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CARBOIDRATOS
Moléculas mais comuns.
Apenas 3 componentes.
C , O e H
Fórmula Geral
( CH2O )n onde n é igual ou maior que
3
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CARBOIDRATOS
Classificação:
- Monossacarídeos
- Polissacarídeos diferentes modos de enfileiramento de monossacarídeos
Funções Até 1960 somente como reserva de energia
Hoje eventos de reconhecimento celular, estrutural, etc.
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MONOSSACARÍDEOS
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A aldose D-glicose
tem a fórmula (CH2O)6
D-?
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Polarímetro
Dextrógero ou levógero
Centros assimétricos ou quirais
ENANCIÔMEROS
Aminoácidos geralmente L
Carboidratos geralmente D
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EPÍMEROS
Açúcares que diferem em torno de apenas 1 átomo de carbono
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CETOSES + COMUNS
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Açúcares cíclicos apresentam 2 novas formas anoméricas
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DERIVADOS DE AÇÚCARES
Ribitol - coenzimas flavinas
Glicerol - componente lipídico
Xilitol - adoçante de balas e chicletes
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Desoxiaçúcares
Aminoaçúcares - glicoproteínas e glicolipídeos
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POLISSACARÍDEOS (GLICANOS)
Ligações glicosídicas.
Podem ser:
Homopolissacarídeos
Heteropolissacarídeos
Ramificados
lineares
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Intolerância a lactose
Deficiência na enzima lactase
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POLISSACARÍDEOS ESTRUTURAIS
CELULOSE E QUITINA
- Ligações β (1-4)
POLISSACARÍDEOS DE RESERVA
Amido e Glicogênio Amido – mistura de glicanos
- Ligações α (1-4)
(linear: α-amilose; ramificada: amilopectina)
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α-amilose
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Amilopectina
- glicose ligações α (1-4) ramificadas com ligações α (1-6)
- 1.000.000 de resíduos de glicose
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Glicogênio
- reserva animal
- mais abundante nos músculos e fígado
- parece amilopectina mais é muito mais ramificado
- estrutura facilita a rápida degradação
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GLICOSAMINOGLICANOS
- Espaço extracelular e tecido conjuntivo (tendões, cartilagens e parede dos vasos sanguíneos)
- Embebem o colágeno e outras proteínas formando uma matriz gelatinosa
- Estrutura não ramificada
- Resíduos alterados de ácido urônico e hexosaminas
OUTROS CARBOIDRATOS
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GLICOPROTEÍNAS
Proteínas ligadas a carboidratos 1 a 90% do peso
Microeterogeneidade das glicoproteínas
Proteoglicanos (cartilagens)
Proteínas + glicosaminoglicanos
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Parede celular de bactérias
Bactérias gran + e gran –
Funções
- protege contra meios hipotônicos
- virulência
- antigenicidade
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Proteínas glicosiladas
- Oligossacarídeos
- Função da proteína pode ser alterada ou não
- Açúcares são hidrofílicos ( conformação das cadeias de aminoácidos)
- Enrijecimento
- Proteção contra proteólise
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Lectinas
- Proteínas que se ligam a carboidratos
- Comunicação intracelular
Ex.: sistema ABO de tipos sanguíneos
Selectinas e interações células x células
Leucócitos e Células epiteliais
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1) Qual é a fórmula geral dos carboidratos?
2) Quais são as principais características físico-químicas dos carboidratos ?
3) Quais os principais polissacarídeos de reserva e qual a diferença entre eles?
4) Quais são as funções dos carboidratos?
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PROTEÍNAS – Peso(animais) MÚSCULO SANGUE PELE 80%desidr 70%seco 90%
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AMINOÁCIDOS Características Estruturais
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AMINOÁCIDOS – Lehninger(1995)
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CÓDIGO GENÉTICO - AMINOÁCIDOS
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Ligações peptídicas
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PROTEÍNAS Organização Estrutural
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DIVERSIDADE DE FUNÇÕES
Exemplos:
• ENZIMAS E HORMÔNIOS: – Catalisam e regulam as reações que ocorrem no
organismo. • MÚSCULOS E TENDÕES:
– Proporcionam ao corpo os elementos do movimento. • PELE E CABELO:
– Oferecem revestimento externo. • HEMOGLOBINA:
– Transporte de oxigênio. • ANTICORPOS:
– Meios de proteção contra doenças.
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1) Quais são as principais propriedades físico-químicas das proteínas?
2) Qual é o monômero que estrutura as proteínas, quantos tipos diferentes existem no organismo, quantos são codificados pelo código genético e quantos são essenciais?
3) Explique a estrutura das proteínas nos quatro níveis de organização.
4) Cite 5 funções de proteínas.
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LIPÍDIOS • Moléculas apolares. • Insolúveis em água. • Solúveis em solventes orgânicos (álcool, éter e clorofórmio).
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LIPÍDIOS - CLASSIFICAÇÃO
• LIPÍDIOS SIMPLES Glicerídios, Triglicerídios e cerídios.
• LIPÍDIOS COMPOSTO Fosfolipídios, Glicolipídios e Glicoproteínas.
• ESTERÓIDES Hormônios sexuais, Vitamina D, Sais Biliares
e Colesterol.
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• GLICEROL (C3H8O3) = é um álcool cujas moléculas apresentam 3 átomos de carbono, aos quais estão unidos a grupos hidroxila (-OH).
• ÁCIDOS GRAXOS = são formados por longas cadeias de nº par de átomos de carbono com um grupo carboxila (-COOH) em uma das extremidades.
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LIPÍDIOS SIMPLES • Ácido Graxo + Álcool
EXEMPLOS
GLICERÍDIOS = Ácido graxo + glicerol Óleos e gorduras
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DIFERENÇA ENTRE ÓLEOS E GORDURAS
• GORDURAS =Apresentam ácido graxo de cadeia saturada. (simples ligações)
São sólidas à temperatura ambiente. ÓLEOS = Apresentam ácido graxo de cadeia insaturada.(dupla ligações)
São líquidos à temperatura ambiente.
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LIPÍDIOS SIMPLES n TRIGLICERÍDIOS 3 ácidos graxos + glicerol Óleos e gorduras
Ácido palmítico Ácido oléico
Ácido alfa-linolênico
FÓRMULA C55H98O6
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LIPÍDIOS SIMPLES n CERÍDIOS 1 ácidos graxo (ou +) + Poliálcool (16 C) Ceras CARNAUBA
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LIPÍDIOS SIMPLES - FUNÇÕES
n Reserva de energia n Isolante térmico n Isolante elétrico n Proteção contra impacto n Impermeabilização de superfície (ceras – plantas)
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ARMAZENAMENTO
• PLANTAS = armazenam óleo em suas sementes. Exemplos: Milho, Girassol, Soja, Canola, etc.
• MAMÍFEROS & AVES = armazenam gorduras em células especiais no tecido adiposo.
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LIPÍDIOS ESSENCIAIS • Precisamos de certos ácidos graxos que não conseguimos produzir – os lipídios essenciais. [Ômega 3]
• Eles são poliinsaturados e estão presentes em diversos óleos vegetais e em peixes marinhos (óleo de fígado de bacalhau) importantes para a construção de membranas celulares e para a síntese de prostaglandinas.
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LIPÍDIOS COMPOSTO
n FOSFOLIPÍDIOS Lecitinas, Cefalinas e Esfingomielinas
ÁCIDO GRAXO + ÁLCOOL + OUTRA SUBSTÂNCIA
2 ÁCIDO GRAXO + GLICEROL + GRUPO FOSFATO
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LIPÍDIOS COMPOSTO n GLICOLIPÍDIOS
n Encontrado na matriz extracelular.
n GLICOPROTEÍNAS
n Encontrado no plasma e membranas celulares
ÁCIDO GRAXO + GLICEROL + GLICÍDIO
ÁCIDO GRAXO + GLICEROL + PROTEÍNA
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FOSFOLIPÍDIOS
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Mosaico fluído = membrana
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A membrana estica, mas não quebra
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• Formação de membrana celular.
• Presente no tecido nervoso e no plasma.
LIPÍDIOS COMPOSTO - FUNÇÕES
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• Formados por um grupo central de quatro anéis carbônicos ligados entre si.
ESTERÓIDES
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ESTERÓIDES - FUNÇÕES
• PRODUÇÃO DE HORMÔNIOS TESTOSTERONA = caracteres sexuais masculinos
ESTRÓGENO = caracteres sexuais femininos.
• COMPOSIÇÃO DE VITAMINAS Vitamina D = anti-raquítica
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COLESTEROL • É obtido por meio de síntese celular (70% colesterol endógeno) e (30% colesterol exógeno) pela dieta.
• Exceto em pessoas com alterações genéticas do metabolismo do colesterol, o excesso dele no sangue resulta dos péssimos hábitos alimentares que nos levam à grande ingestão de colesterol e de gorduras insaturadas (geralmente origem animal)
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ORIGEM ENDÓGENA OU EXÓGENA
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COLESTEROL • Pode ser transportado no sangue associado a lipoproteínas.
HDL = (High Density Lipoprotein) remove colesterol dos tecidos e leva ao fígado que excreta na forma de sais biliares. BOM colesterol.
LDL = (Low Density Lipoprotein) fornece colesterol aos tecidos. MAU colesterol.
Lipoproteínas que transportam colesterol
Lipoproteínas que transportam fosfolipídios
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ATEROSCLEROSE
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CAROTENÓIDES • São pigmentos de cor laranja, vermelha, amarela.
• Insolúveis em água e Solúveis em óleos e solventes orgânicos.
• Presentes nas células de Plantas, desempenhando importante papel no processo de fotossíntese.
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CAROTENÓIDES • São importantes para muitos animais.
• Molécula de CAROTENO
• Carotenóide alaranjado presente na cenoura e em outros vegetais – é matéria-prima para a produção de Vitamina A - importante para a visão pois é precursora do Retinal (substância sensível à luz presente na retina dos olhos dos vertebrados).
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GORDURAS TRANS • As gorduras trans são produzidas industrialmente através da modificação da estrutura do ácido graxo para serem uma imagem espelhada da forma natural deste.
• É uma modificação na molécula dos óleos vegetais líquidos através da incorporação de íons de Hidrogênio na posição trans, transformando a estrutura dessas gorduras. Elas se tornaram mais sólidas, estáveis e de maior durabilidade
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GORDURAS TRANS
• Com o decorrer do tempo, foi verificado que eram muito prejudiciais à saúde, tão ou mais que as gorduras saturadas de origem animal. Elas aumentam o LDL colesterol (colesterol ruim), baixam o HDL (colesterol bom), aumentam os triglicérides, provocando um risco maior para as doenças cardio-vasculares.
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• O ácido graxo trans pode ser encontrado em margarinas. Existe evidência não conclusiva ligando estes ácidos graxos ao risco aumentado de arteriosclerose e alguns tipos de câncer e, por isso, atualmente têm sido incluídos em quantidades menores nas margarinas de hoje.
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1) Quais são as principais características físico-químicas dos lipídeos?
2) O que é gordura trans?
3) O que é lipoproteína e apolipoproteínas?
4) Quais são os principais tipos de lipídeos de importância para o metabolismo?