Introdução ao metabolismo

Reação química

• Termodinâmica da reação- variação de energia envolvida.

- Importante só o estado inicial e final- Espontânea- sistema final tem menor energia

que o inicial• Cinética da reação- velocidade

Termodinâmica

Estudo das formas de energia que afetam a matéria

Possibilita prever se processos bioquímicos são possíveis

Estuda sistema X ambiente

Transformações iguais tem variações de energia idênticas, independentemente do sistema ou processo

Variação de energia livre (Gibbs)

• Reação química- tem variação de energia livre• ∆G- quantidade de energia capaz de realizar

trabalho a temperatura e pressão constantes.• Caloria: a quantidade de energia necessária para

elevar em 1 grau celsius a temperatura de 1 g de água

• 1 caloria = 4,1868 J

• A B• Por convenção:-se a reação ocorre no sentido de B: ∆G com sinal negativo-se a reação ocorre no sentido de A: ∆G com sinal positivo

• Valor de ∆G varia com a concentração de reagentes e produtos

• ∆G0 – variação de energia livre em condições padrão

• ∆G0 de uma reação define o trabalho disponível em uma reação quando substratos e produtos estão presentes em concentrações 1 M, 25ºC, pH7.0 e 1 Atm.

• ∆ G define o trabalho disponível em uma reação quando os substratos e produtos estão em suas concentrações reais intracelulares, e é obtido pela soma:

∆G = ∆G0 + 2,3 RT log [produtos] / [reagentes]R= cte dos gases- 8,31 J/K.molT= Temperatura escala Kelvin (K = C + 273)

Compostos ricos em energia

• - reação com ∆G0´ negativo e superior a 25kJ/molEx. : hidrólise de ATP= - 31kJ/mol hidrólise de fosfocreatina= -43 kJ/mol

N

N N

N

NH2

O

OHOH

CH2OOP

O

O-

OO P

O

O

P

O

O--

-

Adenina

Ribose

Adenina + Ribose = Adenosina

Adenosina Monofosfato = AMPAdenosina Difosfato = ADPAdenosina Trifosfato = ATP

• Na célula:-reações com energia livre de Gibbs padrão

positiva são associadas a reações com energia livre negativa

Metabolismo-Seqüência de reações que resultam na formação de produto-Altamente regulada-Anabolismo (biossíntese): construção de macromoléculas- gasto de energia (ATP)-Catabolismo: degradação de nutrientes e material celular- geração de energia (ATP) reaproveitamento de materiais

Conceito de metabolismo: catabolismo e anabolismo

CO2

CO2

H3 CC-CoA

O Acetil-CoA 2)(

POLISSACARÍDIOS PROTEÍNAS LIPÍDIOS

GLICOSE AMINOÁCIDOS ÁCIDOS GRAXOS

Oxaloacetato (4) Citrato (6)

Isocitrato (6)

Cetoglutarato (5)

Succinato (4)

Fumarato (4)

Malato (4)

GlyAlaSerCys

LeuIleLysPhe

GluAsp

Piruvato (3)

CO2

CO2

Fosfoenolpiruvato (3)

CO2

ALIMENTOS

POLISSACARÍDIOS PROTEÍNA LIPÍDIOS

Glicose Aminoácidos Ácido Graxo

CO2

NAD+

FADH2

NADHFAD

O2

ADP + Pi

H2O

ATP

Conversão a poucoscompostos

http://juang.bst.ntu.edu.tw/BCbasics/Animation.htm

Kegg- Kyoto Encyclopedia of genes and genomes

http://expasy.org/

Aspectos gerais do metabolismo

• VIA- SEQUÊNCIA DE REAÇÕES; METABOLITOS • REAÇÕES REVERSÍVEIS- ALGUMAS

IRREVERSÍVEIS- DEPENDENDO DA VIA EM QUESTÃO

• ANABOLISMO E CATABOLISMO- PARTE DAS REAÇÕES DISTINTAS

• COMPARTIMENTALIZAÇÃO DE VIAS• REGULAÇÃO

Níveis de Regulação

1. Expressão gênica.

2. Controle alostérico [ATP e ADP] - [NAD+ e NADH] – Citrato - Frutose 2,6 bisfosfato

3. Controle hormonal Insulina – Glucagon – Adrenalina

Reservas energéticas de um homem adulto

Fígado

Músculo (Glicogênio)

Músculo(Proteína)

Tecido adiposo

Composto (kg)

Energia disponível (kcal)

0,150

0,300

6

15

600

1.200

24.000

135.000