Bioquímica Metabolismo – Catabolismo e Anabolismo Como retirar energia do ambiente? Como...

Bioquímica

Metabolismo – Catabolismo e Anabolismo

Como retirar energia do ambiente?Como sintetizar moléculas (biomoléculas)?

QBQ-4020Química Ambiental Noturno

Curso

1- Visão estrutural que são açúcares, proteínas, lipídios e ácidos nucléicos.

2- Visão Energética. Termodinâmica.

3- Metabolismo do nível celular ao de órgãos e tecidos, e de organismos

Associar Fisiologia, Biomol, Nutrição e Ambiente

Como é possível a separação do meio externo do meioInterno?

Compartimentalização?

Quais as Bases Físicas e Químicas?

A partir deste experimentos- Miller (teoria de Oparin) ficou

estabelecido a formação de vários outros compostos como:

-Aminoácidos-Ácidos Nucléicos e -Ácidos Graxos ......... Chave para a formação de colóides

Colóides = Emulsões Óleo em Água ou Água em Óleo

Separa as “coisas Hidrofílicas de Hidrofóbicas”..

Coacervados são partículas coloidais (nanômetros)

~ 1 nm até ~ 1000 nm

O que deve ter na interface Gota – Água???

Estrutura e Propriedades de H2O

-ângulo de ligação

-polaridade

-tensão superficial

-dissolução de espécies

-coesividade

-         H2O é o único Líquido inorgânico que ocorre naturalmente na Terra.

-         Ocorre naturalmente nos três estados Sólido, Líquido e Vapor

-         Existe no planeta antes da Vida. A Vida segundo nossos conceitos é H2O

-         Ciclo Hidrológico (Combustão, Fotossíntese) Ouro do próximo século

-         Sólido Líquido (só aumento de desordem? Por que densidade de 0 à 4

0C ?

-         Gás Líquido (só aumento de densidade?)

-         Líquido de 0 `a 100 0C. Por que faixa tão alta?

Entre as propriedades ditas anômalas de H2O líquida. Estão aquelas que as

diferenciam de outros líquidos. H2O como sólido tb é diferente de outros sólidos.

Como gás é um dos mais leves,Como líquido é muito denso,Como sólido é pouco denso,

A vida depende destas propriedades anômalas.

-Alta coesão alto ponto de fusão, alta capacidade térmica. Contribuem para

regulação térmica- Alto calor latente de

evaporação ..resistência à evaporação. Excelente solvente para compostos iônicos

e polares.

Anomalias de água (mais importantes) 1. Alto ponto de fusão H-pontes no sólido 2. H2O alto ponto de ebulição. H-pontes no líquido

Como Líquido Água é muito mais denso que o esperado!!!

E como Sólido é muito mais leve que o esperado!!!!

 Gas Liquid Solid

Gmix >> Gseparado

Emulsion!

Phase Separate!

Add surfactant

Qual o estado de polímeros naturais em água?

Proteínas?DNA, RNA?Lipídios?

Qual deve ser a viscosidade () destas soluções ?

Qual o efeito de sais?

Como devem ser o estado dos chamados Géis?

pOH = -log[OH-] the negative log of the hydroxide ion molarity

pKw = -log Kw the negative log of the water ion product , Kw

pKa = -log Ka the negative log of the acid dissociation constant, Ka

pKb = -log Kb the negative log of the base dissociation constant, Kb

Ácidos e Bases - Bronsted

HA + H20 <---> H3O+ + A-

Ka = [H3O+]*[A-]/[HA]

Como se mede pH???

Como se mede pH?

ACID + BASE = SALT + WATER

Titration curve for weak acid/strong base. (Figure by MIT OCW.)

Polyprotic Acid-Strong Base

                                                                 Derivation of the first Henderson-Hasselbach Equation

Glutamic Acid

Lysine

Como seria uma curva de titulação de um polipeptídeo?

Qual o pH do sangue? E quais espécies atuam como tampão?

QBQ 4020N

aula 2

Objetivo Principal Metabolismo!!!!

Células Podem ser Ensinadas!!!!

Ex. Leveduras Álcool Precisa aprender qual a Fonte:Brasil Cana de AçúcarUSA Milho!!Qual a Diferença???

Ver Scientific America Br de AgostoCapim Biodiesel

É necessário otimizar condições de fermentação pH, condiçõesDe contorno, fronteira. Quais nutrientes?Quais condições o conjunto de enzimas são expressos? Serve também para doenças, trabalhos de músculo condicionamentoFísico etc.Nossa intenção é compreender como a máquina celular, tecidual, porÓrgãos e por Organismos se comportam !No aprendizado de Genes e Bilo.Molecular, buscamos aprender comoAtuar em nível Genético.

Início do curso Qual é o cenário? H2O – Propriedades:

PolaridadeProticidadeÁcidos-Bases

Cargas de moléculas Interações EletrostáticasPontes de H, Van der Valls etc..

Quais são os Blocos Construtores??

Amino Ácidos Proteinas ENZIMAS!!!Lipídios Membranas, Reserva “Energia”Açúcares Estruturas, Reconhecimento, EnergiaÁcidos nucléicos Material Genético

Ainda que muito se fale de Genomas (sopa de letrinhas)

O quente são os ENZIMAS!!!

Permite acelar até 108 x velocidade de reações...Controle de fluxos

METABOLISMO ENZIMAS

Conhecemos ~500 AA´s,

Somente 20 constituem essenciais

Valina, Leucine, Isoleucine, Alanina, Arginina, Glutamina, Lisina, Aspartico Glutamatico, Prolina, Cisteine, Treonina, Methionina, Histidina, Phenylalanina, Tyrosina, Triptofano, Asparagina, Glicina, Serina

— = Essenciais

Alimentação protéica fornece AA´s livres que são “remontadospara formar proteínas do corpo

.

Em 1806, 10 amino acid descoberto do aspargo asparagine.

Após cisteine, glicine, and leucine de cálculo urinário, gelatina músculo e algodão. Por cerca de 1935 todos AA´s conhecidos

Proteína AA´s livres

6M HCl

Amino-Ácidos

20 AA essenciais

Aminoácidos Hidrofóbicos 1

Aminoácidos Hidrofóbicos 2

Aminoácidos Carregados

AA polares 1

AA polares2

AA Hidrofóbicos

O pKa do Ácido Acético 3HC-COOH 4.5,O pKa do R-NH3+ 10

Por que os pKa´s dos grupos carboxila e Amônio

dos AA´s são menores? ~2, e ~9 respectivamente?

AA´s em proteínas são via de regra L !

Será a vida Quiral???

Será que tem a ver com a síntese de proteínasRNAm????

Reação de Ninhidrina

UV-Vis espectro, 280 nmMétodos identificar aa´s

Aminas 1árias VioletaAminas 2árias Amarelo (Prolina)

Excepto pelo Triptofano os outros AA´s são pouco fluorescentes

Porém existem associações que levam a fluorescência

O que é fluorescência ????

Estrutura tri-D de proteinas, note a proteina é escrita do N terminal (esquerda) para o C terminal (direita).A sequência é única Sequência 1ária.

Composição: Hidrolisa com HCl 6M Sabe quantos AA´s tem!Separa em colunas ou acende!E a Sequência 1ária??

Reage no N-terminal, repete processo várias vezes

Hoje em dia síntese e geração de proteínas é +/- fácil

Proteoma!!!