BIOQUÍMICA: PRIMEIRA PARTE

Medicina-2-5-13-Bioquímica-aula1-2013.1

Provas e workshops

28-5-workshop1

4-6-p1-8h-auditório

27-6-p2-8h-auditório

23-7-p3-8h-auditório

8-8-p4-8h-auditório

13-8-workshop2

15-8-prova final

Aula 1-Revisão do ensino médio

Sentido da Bioquímica. Importância dela para o estudo da Medicina. Interfaces entre ambas.

Células eucarióticas e procarióticas. Três típicas: procarióticas não têm um núcleo definido bem como não tem (DNA totalmente disperso no citoplasma, se espraia e faz conexões com a membrana, não tem uma organela chamada núcleo, não tem uma membrana nuclear) todo o sistema de endomembranas, de membranas internas.

Endomembranas, membranas internas, são as que compõem as organelas.Exemplos: Reticulo endoplasmáticos, Golgi, membrana mitocondrial, esses sistemas de endomembranas, etc.

Uma célula procariótica. Uma célula típica animal e uma célula típica vegetal, ambas eucarióticas. Diferença na parede celular, presença de cloroplasto só na célula vegetal, mas mitocôndria e ribossoma e complexo de Golgi e retículo endoplasmática tem nas duas. A célula vegetal também tem vacúolo que não tem na célula animal.

Bioquímica é uma ciência que busca descrever a estrutura, a organização e as funções da matéria viva em termos moleculares. Da organização molecular. www.prezi.com (melhor do que powerpoint). Compartilhamento de aulas e seminários, etc.

A Bioquímica estuda as estruturas dos componentes vivos, como um organismo armazena e transmite a informação necessária para o seu crescimento e reprodução, como as reações químicas são controladas nas células vivas, reprodução, nascimento e morte celular, extração de energia do ambiente, estruturas supramoleculares organizadas: células, tecidos e organismos multicelulares.

Estruturas biomoleculares dos seres vivos. Exemplos de biomoléculas: Glicose, integra uma classe molecular chamada carboidrato que também é denominada glicídio; aminoácidos, que são as unidades monoméricas das proteínas; lipídios; ácidos nucleicos; vitaminas. Basicamente são com elas que construímos quase todas as biomoléculas.

Informação necessária para crescimento e reprodução do organismo. Biologia molecular vai lhedar com a transferência da informação genética. Como os genes se traduzem em proteínas, em RNA. Como essa informação genética é repassada, célula a célula e indivíduo a indivíduo.

 Como os organismos extraem energia do ambiente para permanecerem vivos. Reações, moléculas, regulações. Saber a lógica do processo. Duas grandes classes de organismos: da luz solar ou dos nutrientes obtidos dos alimentos (de outros). Autótrofos obtém energia através da fotossíntese (fonte de luz, luz do sol, Caetano Veloso, energia que é devolvida ao meio ambiente, pela interação entre os autotróficos e os heterotróficos), enquanto os heterótrofos se alimentam e quebram eles no processo digestório e de absorção, transformação das moléculas grandes em moléculas pequenas até entrarem nas células em que ocorrerá respiração celular (utilização de glicose para obtenção de energia, o oxigênio é a força motriz do processo, é o grande aceptor final de elétrons, que estão sendo transportados até o oxigênio dos nutrientes: glicose, lipídeos – ácidos graxos, em todos os lipídeos -, aminoácidos excepcionalmente – por grama de aminoácido e carboidrato dá o mesmo, lipídio dá mais energia, mas não é prioridade para a sua obtenção. A grande função dos aminoácidos é estrutural, têm que estar disponíveis para sintetizar proteína, função estrutural e não energética. Funções separadas.

Reprodução, envelhecimento e morte das células no organismo. Estruturas supramoleculares organizadas desde lipídeos, glicídeos, proteínas, vitaminas, interagindo para formarem coisas maiores.

Bioquímica de um tecido, de um organismo vivo. Níveis hierárquicos: moléculas,organelas, células, tecidos, órgãos.

A química estrutural dos componentes da matéria viva e sua função biológica. Estudar os componentes: aminoácidos e proteínas: glicídios, lipídios e ácidos nucleicos. Metabolismo, reações e rotas metabólicas que ocorrem nos organismos para a manutenção da vida. Quadro com as reações metabólicas do metabolismo celular.

Glicólise e decorar as dez reações químicas da via glicolítica. Pontos mais importantes.

Processos e substâncias que armazenam e transmitem informação biológica (biologia molecular).

Níveis hierárquicos: molécula DNA na organela nuclear dentro da célula hepatócito que é unidade fundamental do tecido hepático que compõe o órgão fígado que integra o organismo como um todo.

Nível 1: unidades monoméricas (unidade fundamental que se repete em diversas células, em diversos tecidos e em diversos organismos). Nível 2: macromoléculas. Nível 3: Complexos Supramoleculares. Nível 4: Células e organelas.

Glicídeos, celulose, parede celular.

Unidade monomérica: Nucleotídeos-Macromoléculas: DNA (RNA)-Complexos supramoleculares: Cromossomos. Células.

Aminoácidos-Proteínas-Membrana Plasmática

Lipídeos-Membrana Plasmática

Princípios que regem a lógica molecular da vida: todos os organismos vivos constroem suas moléculas a partir do mesmo tipo de subunidades monoméricas: aminoácidos(20, todos), glicídeos (manose, glicose, galactose, frutose), nucleotídeos.

A estrutura de uma macromolécula determina sua função biológica específica.

Cada gênero e espécie é definido pelo seu conjunto característico de macromoléculas.

Aristóteles (pioneiro na sistematização na natureza), Lineu (figura importante para a ciência). Antes do advento da biologia molecular, evolução científica no último século, classificávamos os seres vivos bastante em função da forma, características estruturais dos seres vivos eram determinantes para classificar uma espécie e um gênero. Com a biologia molecular hoje pegamos um conjunto característico de macromoléculas e suas funções para classificar os seres vivos. Com isso, hoje, algumas espécies estão sendo reclassificadas dentro de gêneros diferentes.

Determinadas espécies estão numa classe mas deveriam estar em outra por conta das características moleculares dessas espécies.

Organelas: membrana pasmática: tem uma dupla camada de fosfolípideos e proteínas integrando essa membrana. Elas não têm que estar ao longo de toda a membrana plasmática, podem ser periféricas. A dupla camada separa os compartimentos chamados de meio intracelular citoplasma e o meio extracelular externo, em contato com os líquidos biológicos, fluido extracelular, sangue, linfa, humores ou fluidos biológicos. Proteínas que são periféricas tanto no meio externo quanto no meio interno. A membrana plasmática funcionalmente permite a comunicação. Proteínas na superfície que podem receber sinais (receptores) de intercomunicação em seres vivos mais complexos. A função mais conhecida é a permissão da passagem de moléculas, a permeabilidade seletiva, pois certas moléculas não passam diretamente pela membrana. As que passam direto permeiam um sistema de difusão, osmose; difunde porque as suas características são absolutamente afins àquelas da membrana. Característica de fácil difusão: tamanho, gradiente de concentração, polaridade (apolaridade). Porque a bicamada fosfolipídica tem em contato com os meios aquosos uma parte polar, mas no meio é apolar, hidrofóbica. A membrana tem permeabilidade seletiva. Apolar passa facilmente, polar não. Se for um íon, molécula com carga elétrica positiva ou negativa não passa, a não ser através de proteínas transportadoras, as chamadas bombas (de sódio potássio, de prótons), especializados para sua passagem pelas membranas.

 A membrana vai estar presente em diversas organelas: no núcleo, nas organelas que têm endomembranas: retículo endoplamático liso ou granular, com função de síntese proteica no granular e síntese de lipídeos no liso. Várias reações de transformação dos lipídeos. Reações de desintoxicação ou detoxificação no tecido hepático e o retículo endoplasmático liso lá vai ter a grande função de transformar as moléculas tóxica ou potencialmente tóxicas em moléculas mais solúveis para que possamos excretá-las.

O RER contém ribossomas nos quais acontece a síntese proteica e no retículo é um local de armazenamento e endereçamento das proteínas recém sintetizadas e modificações pós traducionais até chegar a sua forma final da molécula proteica. O complexo de Golgi é quase uma continuação do retículo endoplasmático, ele vai armazenar e secretar proteínas recém sintetizados, endereçando as proteínas. Essas vesículas do Golgi, dependendo dos seus receptores, endereço uma proteína para a mitocôndria. Receptor que interage e fusão com a membrana mitocondrial é endereçando o para o mitocôndria. Formação de lisossoma que fazem a lise, quebra, de qualquer coisa. É um local de digestão intracelular de proteínas, de peptídeos, fragmentos de lipídeos, local de reciclagem intracelular. Fragmento mais antigo, velho, degrada nas unidades monoméricas e os monômeros podem ser reutilizados. Muitas enzimas dentro do lisossomo, importantes para a função celular.

A mitocôndria serve para a produção de energia, conservação de energia mais precisamente, transformações energéticas para a obtenção e conservação de energia. Sob a forma de uma molécula sob a forma de ATP. GTP UDP TDP são nucleotídeos que contém energia e pode ser obtida deles. Mas o ATP foi escolhido pela evolução como a molécula que transfere energia para as funções celulares.

Energia para as atividades celulares: andar envolve contração e relaxamento muscular, a contração muscular requer ATP; formação das moléculas mais complexas desde as unidades menos complexas, preciso de energia para as reações do anabolismo, de síntese, requeremos a energia do ATP. Síntese de macromoléculas, do monômero glicose também, todos requerem ATP. Contratividade celular. Transporte ativo também requer ATP. Os mecanismos de produção de ATP, reações oxidativas celulares, respiração, acontecem na MITOCÔNDRIA.

A mitocôndria se duplica como se fosse uma célula, faz uma “mitose”, tem DNA, é quase uma célula dentro de outra célula. Hipótese de aparecimento da célula eucariótica primordial por relação ecológica entre uma célula procariótica (incapaz de produzir e conservar energia) sendo invadida por outra e dando origem aos primeiros eucariotos. DNA mitocondrial próprio sempre passados pelas mães, sempre usado nas investigações arqueológicas, pois na formação da célula ovo. Só o núcleo do espermatozoide é que é do pai. A mitocôndria é só da mãe.

O citoesqueleto é uma rede, esqueleto flexível, constituído de muitas proteínas, microtóbulos, tubulina, redes de canalículos internos que não só sustentam mas comunicam, conectam os diversos segmentos celulares. Algumas moléculas são passadas entre as organelas através de canais do citoesqueleto.

Texto:

Livros: Lehninger; Harper; Pamela; Stryer; Campbell (bioquímica Combo); Voet (integrais: R$ 250,00).

Blucher (correlações clínicas).

Marzzoco; Conn; Sarvier (básicos)

Aulas com informações novas de links e de artigos.

Pesquisar tamponamentos.

Segunda parte da aula,  pH, perdi por ter ido comparecer a uma entrevista. Copiar anotações.

Medicina-29-11-2012. Bioquímica. Aminoácidos.

Os aminoácidos são em regra quirais, com exceção da glicina. A sisteína é o único aminoácido que pode fazer pontes de sulfeto. São ligações covalentes de enxofre (pontes de enxofre, só atinge com redutor de pontes de enxofre, temperatura, etc, não atingem diretamente). Quanto mais sisteínas, mais dessas ligações, mais estáveis são essas proteínas. Mais difícil de leva-la à desnaturação.

Ligações de hidrogênio, iônicas e vander wals (mais fracas, não covalentes, mais facilmente desfeitas, atingidas).

A prolina tem uma cadeia cíclica.

Não carregados, mas que têm contato com a água.

Positivamente carregados, grupos com ph7, fisiológicos Lisina, arginina, histidina.

Negativamente carregados: aspartato e glutamato.

Vinte aminoácidos que podem estar presente em nossas proteínas. Nome, abreviação e letra representativa.

Os aminoácidos são quirais, com exceção da glicina que é aquiral.

Dextrogiro ou Levógiro.

No nosso organismo tem que ter forma L, para que seja reconhecido.

Reações celulares são esteroespecíficas.

Os aminoácidos podem ser divididos em essenciais e não essenciais. Dez aminoácidos que só são conseguidos através da alimentação (essenciais). Há outros dez que o organismo sintetiza (não essenciais).

Além dos 20 aminoácidos, proteínas pode conter resíduos alternativos criados por modificação de resíduos. Exemplo protombina (fator II-cascata de coagulação).

Gama-carboxyglutamato.

Diferença entre soro e plasma: o sangue tem a parte sólida e líquida (plasma). Se não for colocado o anticoagulante,  você tem soro devido à formação do coágulo e à ausência de proteínas. O plasma, por sua vez, se deve à presença de anticoagulante, não ocorrência de coagulação e presença de proteínas.

A maior parte dos anticoagulantes é quelante, ou seja, sequestrador de cálcio.

Hidrólise: desfaz-se a ligação peptídica por meio da adição de água.

Amino terminal ou N terminal é o início de uma cadeia polipeptídica e o final é carboxiterminal ou carbono terminal, com carboxila no final.

A ligação peptídica envolve cadeia principal para formar a ligação peptídica. Estrutura primária, começa a se enovelar (em água, atração), formação de estruturas secundárias alfa hélice, ponte de hidrogênio, ou paralelas, folha beta pregueada, em alguns trechos características. Se associam entre elas, empacotamento, todas essas estruturas interagem através das cadeias laterais. Estrutura terciária. Na estrutura quaternária

Ligação de hidrogênica, ligação iônica, ligação hidrofóbica (grupamentos apolares), ligação de VanderWals (mais fraquinha, atingida mais rapidamente), ponte de sulfeto (ligações de enxofre), estrutura tridimensional.

Propriedade ácido-base.

Porque um aminoácido pode participar de um sistema tampão.

Ponto isoelétrico, quando a carga do aminoácido é nulo.

Níveis de organização estrutural.

Bioquímica-6-12-12-proteínas

Peptídeos e polipeptídeos biologicamente ativos ocorrem em uma ampla faixa de tamanhos. A lisozima na saliva quebra a parede das bactérias.

Resíduo de aminoácido é um aminoácido (é o nome químico).

Número de cadeias. Alfa hélice, alcinhas que vão ajudar o enovelamento. Voltas, alças. Tetramérica, hemoglobina. As proteínas podem aparecer associadas com outras moléculas. Lipoproteínas, fosfoproteínas (ligação com íons assim que são formadas).

Níveis de organização estrutural. Primária, secundária (alfa hélice: aminoácidos naquele trecho da cadeia polipeptídica se organizam-CO-NH, ligações de hidrogênio ou carboxila protonada com nitrogênio, bastão imaginário; folha beta pregueada: paralelamente, fitas podem ser contínuas ou posso ter aminoácidos com fitas que na hora de se contorcer e enovelar o trecho se aproximou de uma distante formando folha beta pregueada, estabilização com pontes de hidrogênio: paralelas ou antiparalelas. Também são secundárias as alças e voltas (ângulos permitidos onde não está a ligação peptídica ajudam muito, dependendo da proteína e dos aminoácidos que fazem parte dessa estrutura).

Na estrutura terciária, tridimensional, as cadeias laterais vão interagir. Para as proteínas monoméricas é o estágio final. Quando a proteína tem mais de uma unidade, tetramérica, oligomérica. Ligações químicas que atraem esses ligamentos intercadeia. A diferença entre desnaturação e dissociação é que a desnaturação afeta as ligações químicas entre as ligações laterais de uma subunidade e a dissociação afeta as ligações entre as subunidades. Uma monomérica só pode ser desnaturada. Uma tetramérica primeiro é dissociada entre as subunidades e depois é desnaturada ligações laterais de uma subunidade.  Talassemia em beta, não sintetiza a cadeia beta, só de cadeia alfa que não é funcional.  Forma mais branda, traço, mesmo tendo um tetrâmero, não é funcional.

Estrutura primária. Ligação peptídica, dupla, não pode se dobrar, mas alguns ângulos são aceitos para ela se contorcer e adquirir seu caráter tridimensional. Estudos muito detalhados para poder chegar a uma estrutura de proteína ideal. A estrutura tridimensional não pode ser vista. Ressonância magnética.

Características dos aminoácidos: programas que montam.

Alopurinol, gota, excesso de ácido úrico, semelhante à proteína, bloqueando a atividade da proteína enzima, conhecendo a sua estrutura. Sítio ativo. ~

Alanina, ângulos fi e psi.

Estrutura secundária.

Quatro fatores que facilitam ou dificultam a formação de uma alfa hélice. Repulsão ou atração eletrostática entre resíduos carregados positiva e negativamente; o tamanho das cadeias, etc.

Folha beta pregueada, alcinhas, frequência de aminoácidos de acordo com as estruturas. Exemplo: glicina não é boa numa alfa hélice, tirosina é ótima para a formação de uma folha beta pregueada.

Estrutura terciária, tridimensional, ligações entre as cadeias laterais.

Motivos: arranjos estáveis de diversos elementos de estrutura secundária e das conexões entre eles. Estruturas com motivos alfa e alfa\beta. Setinha plana é folha beta pregueada, enroladinho é alfa hélice.

Estruturas com motivos beta. Aspartato trascabomilase, etc.

Estruturas proteicas com motivos hélice-volta-hélice (HTH).

As proteínas que têm estruturas semelhantes podem ter função semelhante visto que a estrutura está ligada à função.

Estrutura que favorece a troca de oxigênio.

Abertura do cálcio para se ligar na troponina C, no filamento fino do sarcômero. Dispara todo o processo de contração muscular. Nível de cálcio.

Troponina

Estruturas proteicas com motivos beta.

Domínios protéicos: vários motivos que se combinam para chegar numa estrutura compacta, mas tridimensional.

Pontes de enxofre: muito importantes para a manutenção de estrutura terciária. Somente entre sisteínas.

Classificação das proteínas: globulares e fibrosas (estrutura, queratina, colágeno). A fibroína é uma proteína da seda, produzida por aranhas.

Proteínas globulares são mais regulatórias, catalíticas.

Proporção, alfa hélice ou beta pregueada. Dicroísmo circular.

Enovelamento protéico. Experimento de Anfinsen. Realizado na década de 60, desnaturou a proteína e perdeu a função, atividade, redutor quebrou a ponte de sulfeto e ela se abriu toda. Renaturou, retirou os agentes desnaturantes químicos, pois era reversível e ela voltou a se renaturar, por sorte ela continuava com a função.

Há aquelas que precisam das chaperones, babás do enovelamento e, portanto, não se renaturam.

Enovelamento protéico assistido: algumas proteínas não são capazes de se enovelar sozinhas e precisam de uma mãozinha. Em nossas células existem proteínas chamadas chaperones molecularas que ajudam o enovelamento.

Há um sistema de proteínas dentro da célula que destrói essas proteínas com defeito.

Anemia falciforme, mutação pontual, células com formato de foice, de meia lua, cristais proteicos pela agregação da hemoglobina dentro das células. Mutação na sexta posição da cadeia beta. A valina é hidrofóbica. Ponto de adesão querendo se esconder. Formando cristais proteicos que vão destruindo a célula. Ácido glutâmico na sexta posição, tira uma hidrofílica e vai para uma hidrofóbica. Obstrui os vasos, paciente tem que fazer transfusão.

Transredina é outro exemplo de formação de intermediário. Para no intermediário na metade, intermediário na metade se agrega causando a doença. Vitamina A. A proteína PRpC passa a assumir uma conformação diferente que apresentação grande propensão a sofrer agregação.

Prion, doenças priônicas, Kuru. Surto, proibição do ritual de canibalismo sumiu com a doença.

Doenças neurodegenerativa por deposição proteica. Proteínas envolvidas, até a insulina, lipoproteínas, príon, queratina (aminoidose cutânea). Diferentes doenças priÔnicas. Doença da vaca louca. Epidemia com proibição da exportação de carne.

Existe uma barreira para o príon alterado numa espécie para outra. A proteína destas espécies diferem em pelo menos 30 aminoácidos.

CARBOIDRATOS: metabolismos e estrutura. São as biomoléculas mais abundantes na natureza após a água, também chamados de sacaréideos, glicídios, oses, hidratos de carbono ou açúcares, são definidos, quimicamente, como cetoses (polihidroxiacetonas) ou aldoses (poli-hidroxi-aldeídos), ou seja, compostos orgânicos com peo menos três carbonos onde todos os carbonos estão ligados a uma hidroxila, com exceção de um, o carbono do grupamento aldeído ou cetona. É bem solu´vel não precisa de ninguém para levar à corrente sanguínea.

Aldose, aldeído no carbono um, cetose, no carbono dois.

Glicose, forma linear, porque em solução essas hexoses e pentoses formam anéias, ciclizam-se.

Piranose

Fórmula C(H20)]N

Vegetais sintetizam o carboidrato pela energia luminosa e água e animais só através da alimentação. Glicogênese, síntese de glicogênio e glicogenólise. No momento em que precisa da glicose vai utilizar a que preparou. Gliconeogênese é a partir de glicólitos nã glicídicos, quem mais faz é o fígado, mas também é muito pelos rins. Lactato, glicerol, jejum, organismo dá um jeito de arrumar glicose para as hemácias, gliconeogênese fornece. Fazem parte de material genético, DNA, RNA, pentoses.

Funções energéticas, ATP, para muitas células é preferêncial (neurônio) ou essencial (hemácias).

Precisamos dos carboidratos para constituir estruturas celulares. Na natureza tem vários exemplos. A gente não degrada celulose porque não tem enzimas celulases. Carapaça de insetos e caranguejo, heparina anticoagulante, reserva no organismo amido ou glicogênio (animais).

Em mamíferos é a única das hemácias. Em estado bem alimentado é a única fonte de energia que o cérebro utiliza. Se diminuiu o nível ele é obrigado a utilizar os corpos cetônicos. Ácido graxo quando chega no fígado pela albumina o fígado forma acetil COA e forma corpos cetônicos a partir deles. O cérebro não consegue pegar tudo. Barreira hematocefálica para proteger as células de substâncias não bem vindas como toxinas, ainda mal formada quando nasce, mas depois ela vai se formando e o cérebro não consegue mais receber as cadeias longas de dezesseis e dezoito carbonos. O cérebro não pode receber por essa cadeias. Acetil COA é precursor dos corpos cetônicos, intermediário metabólico super envolvido nas vias de degradação e ciclo de Krebs. O cérebro, enquanto tiver um bom nível no sangue de glicose ele vai utilizá-la. O fígado recebe muitos ácidos graxos para queimar, quebrar, albumina transporta ácido graxo para várias células, mas bastante para o fígado que metaboliza e prepara uma forma que o cérebro possa receber. Diabético não consegue utilizar glicose, co deficiência de insulina e não tratado com essa enzima tem muito.

Classificação: monossacarídeos, oses, três a sete carbonos. O mais comum são as pentoses que integram as coenzimas, pentose (ribose) e hexose (frutose) que se ciclizam em forma de anéias em solução, só 0,02 porcento ficam na forma linear. Furanose com cinco vértices e Piranose com seis vértices independentemente do número de carbonos. Ambas podem ciclizar-se com anéis com cinco (furanose) ou seis vértices (piranose).

Processo de ciclicização.

Carbono anomérico  na aldose é sempre o um, numa cetose é sempre o dois.

Estrutura, a depender da posição da hidroxila sera alfa ou beta. Para baixo do plano é alfa se para cima eu chamo de beta.

A ligação glicosídica é a entre dois carboidratos, alfa ou beta a depender da ligação da hidroxila. Dissacarídeo são duas unidades ligadas por ligação glicosídica. Existe enzima específica para aquele tipo de ligação glicosídica. Lactose: galactose e glicose. Enzima que reconhece esse tipo de ligação é a lactase. O dissacarídeo não pode ser absorvido no intestino pois é muito grande, tem que ser quebrado em monossacarídeos.

Ligação específica, BETA um quatro. Para cima do plano do anel, um quatro proque  o carbono um que é o anomérico de um carboidrato faz ligação com o quatro de um outro glicídeo.

Intolerância à lactose. Não ficar bem com a concentração de lactose presente em mais de dois copos de leite. Distensão abdominal com flatulência, passar mal, diarreia. A lactose sofre fermentação pela nossa flora bacteriana. Intestino grosso, perda de muita água, grande concentração de soluto, formação de muito gás hidrogênio.  Metano e hidrogênio, resultado de fermentação. Diminuição da atividade enzimática do intestino. Noventa porcento dos brasileiros é intolerante à lactose. Não precisamos mais do leite na vida adulta, pois quando nascemos temos uma concentração muito alta de lactase no organismo, troca-se o leite por outras fontes. É como se a gente não devesse ingerir muita lactose. Mas há ainda crianças que nascem sem expressão dessa enzima ou que não produzem nunca e têm que retirar lactose da dieta. Comprimidos de enzima lactase. Fermentação pela lactose que passou direto e não foi digerida.

Próxima aula lipídeos.