1

Universidade Federal de Pelotas

Centro de Cincias Qumicas, Farmacuticas e de Alimentos

Curso de Qumica Forense

Disciplina de Bioqumica I

Vitaminas

Discente: Jessica Martins

Docente: Massako Dourado

Pelotas, 23 de Abril de 2015.

2

ndice

Introduo.......................................................................................................................3

Reviso Bibliogrfica.....................................................................................................4

1. Vitaminas Hidrossolveis...................................................................................5

1.1.Tiamina Vitamina B1................................................................................7

1.2. Riboflavina Vitamina B2.........................................................................8

1.3. Niacina Vitamina B3...............................................................................10

1.4.cido pantotnico Vitamina B5...............................................................13

1.5. Piridoxina Vitamina B6.......................................................................... 15

1.6. Biotina Vitamina B7............................................................................... 17

1.7. cido flico Vitamina B9........................................................................18

1.8. Cobalamina Vitamina B12.......................................................................20

1.9. cido ascrbico Vitamina C.....................................................................23

2. Vitaminas Lipossolveis.....................................................................................25

2.1.Vitamina A....................................................................................................26

2.2.Vitamina D....................................................................................................29

2.3.Vitamina E....................................................................................................30

2.4.Vitamina K................................................................................................... 32

Referncias......................................................................................................................34

3

INTRODUO

As vitaminas so nutrientes essenciais que devem ser providos ao organismo

atravs da dieta. So nutrientes importantes para o funcionamento do organismo e

protegem-no contra diversas doenas.

As necessidades vitamnicas de um indivduo variam de acordo com fatores

como idade, clima, atividade que desenvolve e estresse a que submetido. A quantidade

de vitaminas presente nos alimentos tambm no constante. Varia de acordo com a

estao do ano em que a planta foi cultivada, o tipo de solo ou a forma de cozimento do

alimento. A maior parte das vitaminas se altera quando submetida ao calor, luz, ao

passar pela gua ou quando na presena de certas substncias conservantes ou

soporferas.

Muitas enzimas requerem componentes qumicos no proteicos para sua funo,

que pode ser uma molcula orgnica denominada de coenzima ou componente

inorgnico como ons, tais como Fe2+

, Mg2+

, Mn2+

ou Zn2+

. Algumas enzimas requerem

ambos, uma coenzima e um ou mais ons metlicos para exibirem sua atividade.

4

REVISO BIBLIOGRFICA

As vitaminas so compostos orgnicos essenciais para o bom funcionamento de

processos fisiolgicos do corpo, requeridos em quantidades mnimas para realizar

funes celulares especificas. Por no serem sintetizadas pelo ser humano, precisam ser

adquiridas de forma exgena, principalmente pela ingesto da maioria dos alimentos,

onde so encontrados em pequenas quantidades.

Um conjunto de diversas vitaminas denominado complexo vitamnico, que so

amplamente utilizados em tratamentos nutricionais.

A deficincia ou o excesso de vitaminas causam disfunes metablicas. A

hipovitaminose a carncia parcial de vitaminas; a avitaminose a carncia extrema ou

total de vitaminas; e a hipervitaminose o excesso de ingesto de vitaminas.

As vitaminas podem ser sintetizadas a partir das provitaminas, as quais so

substncias inativas, presentes nos alimentos, que o organismo capaz de converter em

vitaminas ativas. Como exemplo, temos os carotenos (provitamina A) e esteris

(provitamina D).

So substncias extremamente frgeis, podendo ser destrudas pelo calor, cidos,

luz e certos metais; e suas principais funes envolvem dois mecanismos importantes: o

de coenzima e o de antioxidante. Como antioxidante, atua na neutralizao de radicais

livres.

As coenzimas so substncias necessrias para o funcionamento de certas

enzimas, as quais catalisam reaes no organismo. As coenzimas so cofatores

orgnicos que funcionam como transportadoras transitrias de alguns grupos funcionais

especficos derivados do substrato. Muitas vitaminas so precursoras das coenzimas.

Uma coenzima, assim como um cofator inorgnico (ons metlicos), que est

covalentemente ligada parte proteica da enzima chamada de grupo prosttico.

As vitaminas no produzem energia, mas so catalisadoras de reaes

bioqumicas que provocam liberao de energia. Portanto, facilitam a transformao dos

substratos atravs das vias metablicas.

5

Com base na solubilidade nos lipdios e nos solventes orgnicos ou em gua,

assim como em duas funes no metabolismo, as vitaminas so classificadas em dois

grupos, as hidrossolveis e as lipossolveis. As hidrossolveis funcionam como

coenzimas e as lipossolveis compreendem as vitaminas A, D, E e K, e no atuam como

componentes das coenzimas.

Esquema 1 Classificao das vitaminas quanto solubilidade e funes

metablicas

(SERAFIN, C. Vitaminas. Disponvel em: .

Acesso em: 21/03/15)

1. Vitaminas Hidrossolveis

So as vitaminas solveis em gua, apresentando menos problemas de absoro

e transporte. O grau de solubilidade varivel e tem influncia no seu trajeto atravs do

organismo. Muitas das vitaminas hidrossolveis so precursoras de coenzimas pra as

enzimas do metabolismo intermedirio, o perodo aps a ingesto de alimentos.

Fazem parte deste grupo as vitaminas do complexo B e a vitamina C, portanto,

incluem-se as vitaminas B essenciais na nutrio humana: tiamina (B1), riboflavina

6

(B2), niacina (cido nicotnico, nicotinamida, B3), pantotnico (B5) Vitamina B6

(pirodixina, pirodoxal, pirodoxamina), biotina (vitamina B7), vitamina B12

(cobalamina) e cido flico (vitamina B9).

As vitaminas do complexo B funcionam principalmente como coenzimas no

metabolismo celular. J a vitamina C um agente estrutural vital e antioxidante.

Devido solubilidade em gua, essas vitaminas so conduzidas via circulao

sistmica (circulao sangunea que transporta oxignio do corao para o resto do

corpo), sendo absorvidas pelo intestino e transportadas pelo sistema circulatrio para os

tecidos onde so utilizadas; so excretadas pelas vias urinrias, e raramente se

acumulam em concentraes txicas. Geralmente no so armazenadas no organismo

exceto no sentido geral de saturao tecidual e a vitamina cobalamina o que exige um

abastecimento quase dirio.

Tabela 1 Vitaminas hidrossolveis e suas coenzimas e reaes tpicas

Vitamina Coenzima Reao Tpica

Tiamina (B1) Tiamina pirofosfato Transferncia de aldedos

Riboflavina (B2) Flavina adenina

dinucleotdeo (FAD) xido-reduo

Niacina (B3) Nicotinamida adenina

dinucleotdeo (NAD+)

xido Reduo

cido pantotnico (B5) Coenzima A Transferncia de acilas

Piridoxina (B6) Piridoxal fosfato Transferncia de grupamentos de

e para aminocidos

Biotina (B7 ou B8) Complexos biotina-

lisina

Carboxilao dependente de ATP

e transferncia de carboxilas

cido flico (B9) Tetra-hidrofolato Transferncia de unidades com

um carbono e sntese de tiamina

Cobalamina (B12) 5-Desoxiadenosil

cobalamina

Transferncia de metilas e

rearranjos intermoleculares

7

cido ascrbico (C) - Antioxidante

1.1.Tiamina vitamina B1

O pirofosfato de tiamina (TPP) a forma biologicamente ativa da vitamina, a

coenzima, formada pela transferncia de um grupo pirofosfato do ATP tiamina

(Figura 2). A tiamina consiste em dois anis, um pirimidnico e outro tiazlico unidos

por uma ponte metilnica (Figura 1).

Figura 1 Frmula estrutural da tiamina

Figura 2 Pirofosfato de tiamina, a forma coenzmica ativa.

A carne de porco, cereais integrais e legumes so as fontes mais ricas de tiamina.

As camadas externas dos gros so particularmente ricas em tiamina.

A vitamina B1 importante para o metabolismo celular, sistema nervoso e

msculos. Melhora a circulao, auxilia na produo de cido clordrico, e afeta a

capacidade de aprendizado. Atua no metabolismo energtico dos acares, promovendo

a transformao de carboidratos em energia, necessria para o metabolismo de

protenas e o crescimento muscular, sendo essencial para a tonicidade muscular normal

dos intestinos, estmago e corao; alm de estar envolvida na formao da

hemoglobina - uma protena encontrada nos glbulos vermelhos e que transporta

oxignio, fundamental para o adequado trabalho muscular.

8

Na forma de tiamina pirofosfato, essa vitamina atua como coenzimas de diversos

sistemas enzimticos, nos quais os grupos aldedos so transferidos de um doador

(substrato) para uma molcula receptora. Em tais reaes a tiamina-pirofosfato serve

como transportador intermedirio do grupo aldedo, que covalentemente ligado ao

anel tiazlico, a parte funcional da tiamina pirofosfato.

O pirofosfato de tiamina serve como coenzima na descarboxilao oxidativa dos

-cetocidos e na formao ou degradao de -cetis pela transcetolase.

A descarboxilao oxidativa uma reao de xido-reduo, que ocorre por

meio de enzimas, em que o grupamento carboxila de alguma substncia retirado da

molcula na forma de CO2.

As descarboxilaes oxidativas do piruvato e do -cetoglutarato desempenham

um papel chave no metabolismo energtico da maioria das clulas, mas

particularmente importante no sistema nervoso. Na deficincia de tiamina, a atividade

destas duas reaes de desidrogenao diminuda, resultando em uma menor produo

de ATP e, assim, diminuindo as funes da clula.

A avitaminosa da tiamina causa beribri e encefalopatia de Wernicke-Korsakoff.

A primeira tem como sintomas acmulo de fluidos corporais (inchao), dores, paralisia,

volume aumentado do corao, e em ltimo estgio, morte. Na segunda doena observa-

se apatia, perda da memria e um movimento rtmico dos olhos.

1.2. Riboflavina vitamina B2

A riboflavina uma vitamina formada por um acar, lcool D-ribitol, ligado

7,8-dimetil-isoaloxazina (Figura 3). Leite, ovos, fgado e vegetais de folhas verdes so

boas fontes de riboflavina.

9

Figura 3 Frmula estrutural da riboflavina

A vitamina B2 importante para os metabolismos de protenas, lipdeos,

carboidratos e enzimas, promove a transformao de carboidratos em energia, protege o

sistema nervoso, necessria para formao das hemcias, para produo de anticorpos

e para o crescimento e a respirao celular; tambm conserva os tecidos, principalmente

os do globo ocular, mantendo a pele e as mucosas saudveis.

So encontradas na natureza quase que exclusivamente como constituinte de

duas coenzimas flavnicas, as quais so as formas biologicamente ativas da vitamina,

sendo estas a flavina mononucleotdeo (FMN Figura 4) e a flavina adenina

dinucleotdeo (FAD Figura 5). Essas coenzimas so transportadoras universais de

eltrons formadas pela transferncia de um AMP do ATP FMN.

Figura 4 - Flavina-mononucleotdeo

(FMN)

Figura 5 - Flavina-adenina-

dinucleotdeo (FAD)

O composto AMP a adenosina monofosfato, um nucleosdeo

(um nucleotdeo sem o agrupamento fosfato) de adenina monofosfatado, de baixa

energia, diferentemente de seus compostos di e

trifosfatados ADP e ATP respectivamente. Considerando esses dois ltimos compostos

como as verdadeiras moedas energticas da clula, o AMP s costuma aparecer em

grandes concentraes na clula em situao de extrema baixa energtica, em que todas

as molculas de ATP e ADP foram desfosforiladas para a obteno de energia para

funes celulares fundamentais. O AMP tambm atua como efetor.

10

O FMN e o FAD so capazes de aceitar reversivelmente dois tomos de

hidrognio, formando a FMNH2 ou FADH2 (Figura 6). Elas funcionam como grupos

prostticos ligados fortemente a molcula de desidrogenase conhecida como

flavoprotenas, enzimas que catalisam reaes de xido-reduo de um substrato.

Muitas flavoprotenas contm um ou mais metais, molibdnio e ferro, como cofatores

essenciais responsveis pela capacidade do resduo de flavina doar e aceitar eltrons um

de cada vez.

Figura 6 Formas coenzmicas da riboflavina

Os sintomas de avitaminose da B2 incluem dermatite, queilose (fissuras nos

cantos da boca) e glossite (lngua com aspecto liso e avermelhado). A deficincia em

riboflavina tambm se encontra associada a determinadas doenas crnicas, como a

diabetes, doenas inflamatrias intestinais e infeces pelo HIV.

1.3. Niacina Vitamina B3

A niacina, tambm denominada cido nicotnico, nicotinamida, vitamina PP ou

vitamina B3, um derivado substituto da piridina. Caracteriza-se por apresentar um

ncleo piridnico com um radical carboxlico no carbono-3 (Figura 7).

11

Figura 7 Frmula estrutural da niacina

A niacina encontrada em gros no-refinados e enriquecidos, em cereais, leite

e carne, especialmente fgado. Quantidades limitadas da vitamina tambm podem ser

obtidas do metabolismo do aminocido triptofano. A rota ineficiente por somente

cerca de 1mg de cido nicotnico ser formado a partir de 60mg de triptofano, alm de a

converso ocorrer somente quando existe uma abundancia relativa do aminocido isto

, aps as necessidades para sntese de protenas e produo de energia terem sido

preenchidas.

A vitamina B3 est relacionada ao processo de vasodilatao, melhorando a

circulao e, portanto, a chegada de nutrientes ao msculo, potencializando o

fornecimento de energia e o ganho de massa muscular. tambm importante para as

funes dos sistemas nervoso e digestivo, para o fgado e a pele, no controle dos nveis

sanguneos de colesterol, e participa na regulao do apetite.

Nos humanos, a avitaminose da niacina causa pelagra, uma doena envolvendo a

pele, trato gastrintestinal e sistema nervoso central.

As formas de coenzima biologicamente ativa desta vitamina so a nicotinamida

adenina dinucleotdeo (NAD+

- Figura 8) e seu derivado fosforilado, nicotinamida

adenina dinucleotdeo fosfato (NADP+ - Figura 9). So transportadores universais de

eltrons compostos de dois nucleotdeos unidos atravs de seus grupos fosfatos por uma

ligao de anidrido de cido fosfrico. A nicotinamida, um derivado do acido nicotnico

que contem uma amida em vez de um grupo carboxila, tambm encontrado

diretamente em alimentos. A nicotinamida perde a amina facilmente no corpo e, assim,

nutricionalmente equivalente ao acido nicotnico.

12

Figuras 8 e 9 Estruturas do NAD+ e NADP+, respectivamente.

O NAD+ e o NADP

+ servem como coenzimas nas reaes de oxidao-reduo

das enzimas desidrogenases que catalisam este tipo de reaes, nas quais ambas as

coenzimas sofrem reduo reversvel do anel piridina. Quando uma molcula de

substrato (MH2) sofre oxidao (desidrogenao), liberando dois tomos de hidrognio,

ento a forma oxidada do nucleotdeo das coenzimas (NAD+ ou NADP

+) recebe um on

hidreto (H-) e transformada na sua forma reduzida: NADH ou NADPH. O segundo H

+

removido do substrato liberado para o solvente aquoso. Quando NAD+ ou NADP

+

reduzido, o on hidreto pode, em princpio, ser transferido para qualquer lado do anel de

nicotinamida: o lado frontal (A) ou o lado posterior (B) como representado na Figura

10.

NAD+ + 2e

- NADH + H+

NADP+ + 2e

- NADPH + H+

13

Figura 10 Reao de reduo do NAD+

A reduo desses transportadores tem a funo de conservar a energia livre que

foi liberada pela oxidao dos substratos. NADPH transporta eltrons da mesma

maneira que NADH. Porm, usado quase que exclusivamente para biossnteses

redutivas, enquanto NADH usado primariamente para produo de ATP. O

grupamento fosfato extra no NADPH o que distingue este agente redutor pelas

enzimas de biossntese.

O NAD e o NADP so vitais para vrios processos do metabolismo energtico.

Essas coenzimas participam nas seguintes reaes do metabolismo bioqumico dos

animais: a) no metabolismo dos carboidratos pela oxidao anaerbica e aerbica da

glicose, e pelo ciclo do cido ctrico; b) no metabolismo de protenas e de aminocidos

pela degradao e sntese de aminocido, e pela oxidao de cadeias de carbono via

ciclo do cido ctrico; c) no metabolismo dos lipdios pela sntese e degradao do

glicerol, pela sntese e oxidao de cidos graxos, pela sntese de esteroides, e pela

oxidao de unidades de 2C via ciclo do cido ctrico.

1.4.cido pantotnico Vitamina B5

O cido pantotnico uma amida composta pelo cido D-pantico e

o aminocido beta-alanina (Figura 11).

14

Figura 11 Frmula estrutural do cido pantotnico

Essa vitamina um componente da protena transportadora de acila (ACP) e da

coenzima A (CoA). A ACP possui o cido pantotnico associado e exerce papel

importante na biossntese de cidos graxos.

A coenzima A (Figura 12) responsvel pela transferncia de grupos acila e

composta por adenosina 3-fosfoto-5-pirofosdato, unida em ligao ster vitamina

cido pantotnico , que por sua vez, fixada - mercapto-etilamina por uma ligao

amida. A frao mercaptoetilamina apresenta um grupo reativo tiol (-SH) e a ele liga-se

covalentemente o grupo acila formando tioster (ster de tiol). Desta maneira, ocorre a

formao de molcula de acetil-Coenzima A ou abreviada, acetil-CoA. Outros exemplos

destas estruturas de tioster so o succinil CoA e o acil CoA graxa.

Figura 12 Estrutura da Coenzima A e do Acetil-CoA

Os tiosteres formados a partir de coenzima A e cidos carboxlicos tm

propriedades singulares que so responsveis pelo papel que a coenzima exerce na

bioqumica. Na reao de formao dos steres de tiol o carbono carboxlico possui

carter tanto eletroflico quanto nucleoflico, sendo assim, estes tiosteres podem ser

atacados tanto por nuclefilos quanto por eletrfilos.

15

Como funes, a vitamina B5 tem ao facilitadora no controle do estresse, atua

no metabolismo de lipdeos, carboidratos e protenas, participa da produo de

hormnios suprarrenais (esteroides e cortisona), auxilia na imunidade por ser importante

na produo de anticorpos, alm de ser indispensvel no processo de metabolismo

celular, uma vez que, sob a forma de coenzima A, participa de diversas reaes que

ocorrem nas clulas.

J o Acetil-CoA possui funes especficas, participando de reaes como a

oxidao da glicose, degradao oxidativa dos aminocidos, oxidao dos cidos

graxos, sntese de cidos graxos, sntese de acetil-colina, alongamento de cidos graxos

e biossntese de colesterol. Tambm importante no ciclo do cido ctrico e na

formao de corpos cetnicos (acetoacetato, betaidroxibutirato e acetona).

A deficincia do cido pantotnico rara porque amplamente encontrado nos

alimentos, sendo particularmente em abundncia em tecidos animais,ovos, gros

integrais, leveduras, cereais e legumes. No entanto, sua avitaminose causadora de

hipertenso.

1.5. Vitamina B6

A vitamina B6 um termo coletivo para piridoxina, piridoxal e piridoxamina

(Figura 13), todos derivados da piridina, diferindo somente na natureza do grupo

funcional ligado ao anel, sendo facilmente interconvertveis biologicamente. Piridoxal e

piridoxamina tambm ocorrem como derivados fosfatados, que so as formas

coenzimticas da vitamina.

Figura 13 Frmulas estruturais das vitaminas B6

A piridoxina ocorre principalmente em plantas, enquanto o piridoxal e a

piridoxamina so encontrados em alimentos obtidos de animais. Boas fontes da

16

vitamina so o trigo, milho, gema de ovo, fgado e carne. Quanto maior o consumo de

protena, maior a quantidade de vitamina B6 necessria, pois atua no metabolismo dos

aminocidos.

Todos os trs compostos podem servir como precursores da coenzima

biologicamente ativa, piridoxal fosfato (Figura 14). Outra forma ativa das vitaminas B6

a pirodoxamina-fosfato (Figura 15).

Figuras 14 e 15 Formas coenzmicas das Vitaminas B6

O piridoxal fosfato funciona como uma coenzima para um grande nmero de

enzimas, particularmente aquelas que catalisam reaes envolvendo aminocidos, como

a transaminao, a desaminao, a descarboxilao, a racemizao e a condensao.

Alm de outros exemplos, tem-se a interconverso da serina e glicina, e na ao de

fosforilases, que no funcionam sem o piridoxal-fosfato como coenzima.

Destas reaes as mais comuns e melhores conhecidas so as transaminaes.

As enzimas que catalisam estas reaes so chamadas transaminases ou

aminotransferases onde o piridoxal-fosfato liga-se firmemente a elas e serve como

transportador transitrio do grupo amino do doador, o aminocido, ao receptor deste

grupo amino, o -cetocido.

As vitaminas B6 so importantes para o metabolismo celular respirao,

crescimento e proteo celular para o metabolismo das protenas e dos aminocidos.

Atua ainda na produo de hormnios, estimula a imunidade participando da produo

de anticorpos, e auxilia na formao de hemcias.

17

A avitaminose pode causar sintomas como seborreia, anemia, distrbios de

crescimento, depresso, confuso e convulses.

1.6. Biotina Vitamina B7

A biotina, vitamina H, vitamina B7 ou vitamina B8 um derivado imidazlico

(Figura 16). Nas enzimas dependentes de biotina a molcula da vitamina est

covalentemente ligada cadeia polipeptdica da enzima atravs de uma ligao amida

formada com um grupo -amino de um resduo especfico de lisina existente no stio

ativo. Ento, a biotina ocorre principalmente na forma combinada, ligada protena

atravs dos resduos de -N-lisina.

Figura 16 Frmula estrutural da biotina

A biotina, ligada sua enzima especfica, est intimamente associada s reaes

de carboxilao, estando ligada, portanto, s carboxilases. Na verdade, essa vitamina

uma transportadora de grupos carboxila (-COOH) e de dixido de carbono ativado em

um grande nmero de reaes enzimticas de carboxilao que requerem ATP. O grupo

carboxila transitoriamente ligado ao tomo de nitrognio do anel duplo da biotina. Um

exemplo de reao de carboxilao dependente da biotina a formao de glicose a

partir, principalmente, de piruvato.

A biotina esta presente em quase todos os alimentos, particularmente o fgado,

leite e gema de ovo. Sua deficincia nutricional pode ser induzida pela avidina, protena

da clara de ovo, pois possui grande afinidade com esta vitamina.

18

A vitamina H possui importante papel no metabolismo dos aminocidos e na

produo de energia a partir de vrias fontes, sendo carboidratos ou lipdeos. Ela

tambm ajuda no crescimento celular e na produo de cidos graxos. Uma de suas

principais funes servir como fator de crescimento em leveduras e certas bactrias.

A avitaminose da biotina costuma causar problemas cutneos.

1.7. cido flico Vitamina B9

O cido flico, tambm chamado de folato, vitamina Bc, vitamina M e vitamina

B9, composto de um anel pterina ligado a uma molcula de cido -aminobenzico

(PABA) e conjugado com um ou mais resduos de cido glutmico (Figura 16). Os seres

humanos no podem sintetizar PABA ou ligar o primeiro cido glutmico, portanto

necessitam do folato nas suas dietas.

Figura 17 Frmula estrutural do cido flico

A vitamina B9 encontrada nos vegetais de folhas verdes, fgado, feijo-de-lima

e cereais integrais. necessria para o metabolismo dos aminocidos, das protenas e

dos lipdeos, auxilia na formao dos cidos nucleicos e do tecido nervoso, e em

associao com a vitamina B12 promove a formao de hemcias. Sua avitaminose

ocasiona anemia megaloblstica e doenas do tubo neural.

19

A forma biologicamente ativa do cido flico o cido tetraidroflico ou

tetrahidrofolato (THF), cujo papel central o de transportador de uma unidade de um

carbono no nvel da oxidao do formaldedo, usado na biossntese de purinas, serina e

glicina.

O THF produzido pela reduo em duas etapas do folato pela diidrofolato

redutase. Os quatros tomos de H adicionados ao cido flico para formar o cido

tetraidroflico ligam-se ao nitrognios 5 e 8 e aos carbonos 6 e 7. A diidrofolato

redutase inibida competitivamente pelo metotrexato, um anlogo do cido flico

diferindo apenas pela presena de um grupo metileno (Figura 17).

Figura 18 Estruturas das coenzimas da vitamina B9

O tetraidrofolato atua como um transportador intermedirio de unidades

carbnicas em uma srie de reaes enzimticas complexas nas quais as seguintes

unidades so transferidas de uma molcula de subtrato para outra: metil (-CH3),

metileno (-CH2-), formil (-CHO) e formimino (-CH=NH).

O cido flico (ou folato) desempenha um papel chave no metabolismo dos

compostos de um carbono. O THF recebe unidades de um carbono de doadores como a

serina, glicina e histidina, e transfere-os a intermedirios na sntese de aminocidos,

purinas e timidina a pirimidina caracterstica do DNA.

1.8. Cobalamina Vitamina B12

20

A vitamina B12 uma cianocobalamina isolada pelo fgado, sendo a mais

complexa das vitaminas em termo de estrutura.

A cobalamina contm um sistema cclico de corrina semelhante a porfirinas

que difere apenas no fato de dois dos anis pirrol estarem ligados diretamente, e no

atravs de uma ligao meteno formado ento de quatro anis pirlicos, sendo a parte

mais caracterstica da molcula da vitamina. O cobalto mantido no centro do anel por

quatro ligaes de coordenao dos nitrognios dos grupos pirrol. As ligaes de

coordenao restantes do cobalto so com o nitrognio do 5,6-dimetilbenzimidazol e

com o cianeto nas preparaes comerciais da vitamina na forma cianocobalamina. A

sexta ligao do cobalto pode ser ocupada por diversos componentes. Assim,

dependendo do radical (ligante) preso sexta posio do cobalto tm-se diversos

anlogos da vitamina B12. (Figuras 19 e 20)

Figuras 19 Frmula estrutural da vitamina B12

21

Figura 20 Estrutura da cobalamina contendo as localizaes dos principais anis da

molcula e com o on cianeto substitudo por um radical.

As formas ativas da vitamina so as coenzimas 5-deoxiadenosilcolabamina

(coenzima B12), na qual o cianeto substitudo pela 5-deoxiadenosina formando

uma ligao incomum entre carbono e cobalto (Figura 21) e a metilcobalamina, onde

o cianeto substitudo por um grupo metila. Uma forma coenzimtica que contm

benzimidazol tambm ocorre. A vitamina B12 mais abundante na forma de sua

coenzima B12.

22

Figura 21 Estrutura da coenzima B12

Sendo assim, a vitamina B12 se faz necessria aos seres humanos para duas

reaes enzimticas essenciais: a sntese de metionina e a isomerizao do metilmalonil

CoA que se origina dos cidos graxos com nmero mpar de carbonos.

A coenzima B12 participa de aproximadamente onze reaes bioqumicas

diferentes, e podem ser agrupadas em quatro reaes gerais: quebra de ligao carbono-

carbono, quebra da ligao carbono-oxignio, quebra da ligao carbono-nitrognio e

ativao metlica. Como exemplo, tem-se as reaes onde ocorre o deslocamento de um

tomo de hidrognio de um carbono adjacente na troca com um grupo X promovido por

enzimas dependentes da coenzima B12.

23

J a metilcobalamina participa de algumas reaes enzimticas envolvendo

transferncia de grupos metila.

A cobalamina sintetizada somente por microorganismos, portanto no se

encontra presente em nenhum vegetal. Os animais obtm a vitamina pr-formada de sua

flora bacteriana natural ou ingerindo alimentos derivados de outros animais. A vitamina

est presente em quantidades considerveis no fgado, leite integral, ovos, ostras,

camaro fresco, carne de porco e de frango.

A vitamina B12 necessria digesto e absoro dos nutrientes e para o

adequado funcionamento do metabolismo de carboidratos e lipdeos. Atua na sntese de

protenas e de cidos nucleicos, na formao de hemcias em associao com a vitamina

B9, e auxilia na multiplicao celular e na proteo das clulas, prevenindo a

degenerao celular. usada ainda na manuteno dos tecidos do sistema nervoso,

sendo importante para contrao, coordenao e crescimento dos msculos, atravs do

estmulo dos mesmos pelos impulsos nervosos.

Quando essa vitamina deficiente, cidos graxos anormais se acumulam e so

incorporados s membranas celulares, incluindo as do sistema nervoso. Por esse motivo,

os principais sintomas da avitaminose so disfunes neurolgicas e anemia perniciosa.

1.9. cido ascrbico Vitamina C

O cido ascrbico, vitamina C ou cido L-ascrbico contm em sua estrutura um

grupo hidrxi-fenlico e possui um centro assimtrico no carbono 5, apresentando

atividade ptica (Figura 22). tambm um bom agente redutor e isso justifica a sua

importncia nutricional. Ele pode reduzir compostos como oxignio molecular, nitrato e

citocromos a e b.

Figura 22 Frmula estrutural do cido ascrbico

24

Por ser um cido, a vitamina C encontra-se predominantemente na sua forma

ionizada, o ascorbato. O grupo fenlico ligado ao terceiro carbono da cadeia sofre

ionizao em soluo aquosa, como mostrado abaixo, liberando o on hidroxnio (H3-

O+).

Figura 23 Reao de ionizao do cido ascrbico

Os carbonos 2 e 3 do cido L-ascrbico so sensveis oxidao,

transformando-o em grupos cetnicos na presena de oxignio e um catalisador. O

cido deidro-ascrbico formado dessa forma e pode sofrer reduo, produzindo

novamente o cido L-ascrbico (Figura 24). Esse cido formado possui pH abaixo de 4,

que inibe a ao enzimtica das reaes de escurecimento das frutas, reduzindo sua

velocidade.

Figura 24 Reao de oxidao do cido L-ascrbico

A vitamina C a nica vitamina hidrossolvel que no possui uma coenzima

associada, no entanto, possui um papel bem documentado como coenzimas em reaes

de hidroxilao, por exemplo, a desidratao de resduos prolil e lisil do colgeno

a protena fibrilar que d resistncia aos ossos, dentes, tendes e paredes dos vasos

sanguneos. Essa hidroxilao uma das atividades mais importantes dessa vitamina no

organismo humano.

25

A principal funo da vitamina C relaciona-se com a sua ao antioxidante. Por

ser um poderoso agente antioxidante, pode oxidar-se no lugar de outros compostos.

Dessa forma, capaz de transformar os radicais livres de oxignio em formas inertes.

Ela ainda conserva os vasos sanguneos, os tecidos e as mucosas, favorece a

cicatrizao de feridas e o crescimento normal dos ossos, participa do controle dos

nveis de colesterol, aumenta a absoro do ferro pelo intestino, usada na sntese de

algumas molculas que servem como hormnios ou neurotransmissores, e atua no

fortalecimento de sistema imunolgico, aumentando a resistncia a infeces.

As principais fontes da vitamina so as frutas ctricas, batatas (particularmente a

casca), tomates e vegetais verdes. Quanto avitaminose, o escoburto a sndrome

clssica de deficincia de vitamina C, que causa problemas na gengiva e na pele.

2. Vitaminas Lipossolveis

As vitaminas lipossolveis so molculas apolares e hidrofbicas, derivados do

isopreno, sendo assim, solveis em lipdeos e insolveis em gua. Neste grupo esto

inclusas as vitaminas A, D, E e K; as quais so as de maior importncia para o ser

humano dentre as lipossolveis e possuem diversificadas funes no organismo. Ao

contrrio das vitaminas hidrossolveis, somente uma das vitaminas lipossolveis possui

uma funo de coenzima, a vitamina K.

Essas vitaminas no so sintetizadas pelo organismo em quantidades adequadas

e, portanto, devem ser suportadas na dieta. So encontrados principalmente em

alimentos lipdicos.

Estas vitaminas so liberadas, absorvidas e transportadas com a gordura da dieta.

So absorvidas pelo intestino humano atravs da ao dos sais biliares segregados pelo

fgado e so transportadas pelo sistema linftico para diferentes partes do corpo. Para

serem absorvidas eficientemente necessitam que ocorra a absoro normal de gordura.

Uma vez absorvidas, so transportadas no sangue e ligadas s lipoprotenas.

Podem ser armazenadas e suas funes so geralmente estruturais. O organismo

humano tem capacidade para armazenas uma maior quantidade de vitaminas

26

lipossolveis do que hidrossolveis. Dado que o organismo pode armazen-las como

reserva, sua carncia estaria baseada em maus hbitos alimentares.

As vitaminas A e D so armazenadas, sobretudo, no fgado e a vitamina E nos

tecidos adiposos e rgos reprodutores. J a vitamina K possui capacidade de

armazenamento reduzida.

Elas no so facilmente excretadas na urina, sendo que a quantidades

significativas so armazenadas no fgado e tecido adiposo. O consumo excessivo de

vitaminas A e D na dieta pode ocasionar em acmulo de quantidades txicas destes

compostos.

2.1. Vitamina A

A vitamina A frequentemente usada como um termo coletivo para varias

molculas biologicamente ativas relacionadas. O termo retinides inclui as formas

naturais e sintticas da vitamina que podem ou no mostrar atividade de vitamina A,

sendo elas o retinol, o retinal, o cido retinico e o -caroteno.

O Retinol um lcool primrio contendo um anel -ionona com uma cadeia

lateral insaturada. Ele encontrado nos tecidos animais como ster de retinila, com

cidos graxos de cadeia longa. O Retinal o aldedo derivado da oxidao do retinol. O

retinal e o retinol podem ser facilmente interconvertidos. J o cido retinico o

derivado cido da oxidao do retinal, porm, no pode ser reduzido no corpo humano

e, assim, no origina retinol ou retinal. E por fim, o Beta-caroteno trata-se da

provitamina A encontrado nos alimentos vegetais, que pode ser clivado oxidativamente

no intestino, originando duas molculas de retinal. Nos seres humanos, a converso

ineficiente, sendo que a atividade de vitamina A do beta-caroteno somente um sexto

da atividade do retinol. (Figura 25)

27

Figura 25 Estruturas dos retinides

Os retinides so essenciais para a viso, reproduo, crescimento e manuteno

dos tecidos epiteliais. O cido retinico media a maioria das aes dos retinides,

exceto para a viso, a qual depende do retinol e do retinal. O cido retinico liga-se com

alta afinidade a protenas receptoras epiteliais. O complexo ativado cido retinico-

receptor interage com a cromatina nuclear para estimular a sntese de RNA dependente

de retinide, resultando na sntese de protenas que possibilitam uma srie de funes

fisiolgicas. Por exemplo, os retinides controlam a expresso do gene da queratina na

maioria dos tecidos epiteliais corporais.

O retinol e o retinal so reagentes nas transformaes qumicas que ocorrem,

durante os processos visuais, nos bastonetes da retina. O retinol transportado do fgado

para os olhos na forma de uma lipoprotena. Neste ponto, oxidado por uma retinol-

desidrogenase especfica a all-trans-retinal (Figura 26) e, em seguida, a 11-cis-retinal

(Figura 27), que o produto final que se liga ao complexo opsina-fosfolipdeo,

formando, com isso, a rodopsina que fornece a sensibilidade luz aos olhos.

28

Figura 26 Reao de oxidao do retinol com retinal como produto.

Figura 27 Estruturas cis e trans do retinal

As vitaminas A tambm so importantes para o crescimento e formao dos

ossos, combate os radicais livres por ser antioxidante, auxilia no sistema imunolgico

aumentando a resistncia infeces, e so indispensveis para a qualidade da viso, da

pele e do cabelo, pois necessria regenerao da pele e das mucosas, e participa no

processo de adaptao visual no escuro.

Fgado, rim, creme, manteiga e gema de ovo so boas fontes da vitamina A. Os

vegetais amarelos e verde-escuros e as frutas so boas fontes dietticas de carotenos, os

quais servem como precursores da vitamina A. Devido caracterstica hidrofbica, os

carotenos so tambm encontrados no leite, nos depsitos de gordura dos animais e no

fgado.

Os sintomas de sua deficincia so os processos de queratinizao que ocorrem

nas clulas epiteliais, originando a xeroftalmia (secura) nos olhos, retardo no

crescimento e anomalias do esqueleto.

29

O excesso tambm txico, pois os animais no conseguem excretar a vitamina.

Alguns sintomas so fragilidade ssea, nusea, fraqueza e dermatite.

2.2.Vitamina D

As vitaminas D so um grupo de esteris formados a partir da irradiao de diferentes

formas de provitamina D. A Vitamina D1 a mais importante e a que regula o metabolismo do

Clcio, ou seja, a calcificao ssea. A Vitamina D2 chamada de Ergocalciferol, tem como

precursor o ergosterol presente nos vegetais, centeio e leveduras. A vitamina D3 ou

Colecalciferol a sintetizada na pele sob ao dos raios ultravioleta do sol em contato com o 7-

dehidrocolesterol secretado pelas glndulas sebceas presentes na nossa pele. O ergocalciferol e

colecalciferol diferem quimicamente apenas na presena de uma ligao dupla adicional e um

grupo metila no esterol vegetal (Figura 28). Sendo assim, o sol torna-se um importante fator

por favorecer a sntese das vitaminas D no organismo.

Figura 28 Estruturas da Vitamina D

A vitamina D comporta-se mais como um hormnio do que como um cofator

enzimtico. Seu efeito, portanto, o de controlar a produo da protena clcio-ligante.

A forma ativa da vitamina uma molcula da converso do colecalciferol

atravs de duas fases: uma no fgado, mucosa intestinal e rim, e a segunda no rim. Essa

molcula denominada 1,25-diidroxicolecalciferol (1,25-diOH D3, 1,25-

30

diidroxivitamina D3 ou calcitriol), a qual liga-se a protenas receptoras

intracelularmente (Figura 29). O resultado a sntese (transcrio) da mensagem do

RNA para uma protena ligadora de clcio, pois o complexo 1,25-diOH D3-receptor

interage com o DNA no ncleo das clulas-alvo e estimula seletivamente a expresso

gentica, ou reprime especificamente a transcrio dos genes. As aes mais

proeminentes do 1,25-diOH D3 so a regulao dos nveis plasmticos de clcio e

fsforo.

Figura 29 Estrutura do 1,25-diOH D3

As principais fontes de vitamina D so leo de peixes, leite, manteiga, gema de

ovo e castanhas, sendo que a vitamina D2 encontrada nos vegetais e a vitamina D3

est presente nos tecidos animais. A vitamina D tambm produzida pelo nosso

organismo, na pele, desde que haja uma exposio mnima aos raios solares.

As vitaminas D so essenciais no metabolismo e absoro intestinal do clcio e

do fsforo, regulam o clcio do sangue e dos ossos, estimula a absoro desse metal,

importante para o crescimento, facilita a fixao de clcio nos ossos e dentes, sendo

muito importantes para crianas, gestantes e mes que amamentam. Elas tambm

modulam o sistema imune, prevenindo doenas autoimunes.

Os sintomas da avitaminose so raquitismo, cries e descalcificao.

2.3. Vitamina E

As vitaminas E consistem em oito tocoferis de ocorrncia natural, dos quais o

alfa-tocoferol (-tocoferol-5,7,8-trimetiltocol) o mais ativo.

31

Figura 30 Estrutura do -tocoferol

O alfa-tocoferol funciona como quebrador de cadeia, impedindo a peroxidao

destrutiva de, por exemplo, cidos graxos poliinsaturados associados aos lipdeos da

membrana.

Os leos vegetais so fontes ricas em vitamina E; fgado e ovos contem

quantidades moderadas. A necessidade de vitamina E aumenta com a elevao da

ingesta de cidos graxos polinsaturados.

A funo primaria da vitamina E como antioxidante, na preveno da oxidao

no enzimtica dos componentes celulares como, por exemplo, cidos graxos

poliinsaturados pelo oxignio molecular e radicais livres. Ela tambm necessria s

membranas das clulas do nosso corpo, importante para a atividade muscular,

participa dos processos de coagulao do sangue, aumenta a resistncia s infeces,

retarda os efeitos do envelhecimento e auxilia na formao de clulas sexuais.

Sua avitaminose pode causar esterilidade e uma doena chamada Kwashiorkor,

uma desnutrio grave com edema e despigmentao da pele e cabelo.

32

2.4.Vitamina K

A vitamina K um grupo de vitaminas lipoflicas que possuem as formas

filoquinona, dihidrofiloquinona, menaquinona e menadinona (Figura 31). A

filoquinona (vitamina K1) a forma predominante encontrada nos vegetais, sendo as

principais fontes, os leos vegetais e as hortalias; a dihidrofiloquinona (dK) formada

no processo de hidrogenao de leos vegetais; a menaquinona ou 2-metil-1,4-

naftoquinona (vitamina K2) sintetizada por bactrias e est presente em produtos de

origem animal e fermentados; j a menadinona (vitamina K3) um composto sinttico

que, no intestino, convertido em K2. A menadiona e a menaquinona, tm a mesma

quinona ou resduo de anel e exibem a mesma atividade vitamnica que a vitamina K1,

em uma base molar, possivelmente por ser rapidamente convertida em K1.

Figura 31 Estruturas das vitaminas K1, K2 e K3

O principal papel da vitamina K na modificao ps-translacional de vrios

fatores de coagulao do sangue, onde serve como uma coenzima na carboxilao de

certos resduos de cido glutmico presentes nestas protenas.

33

A absoro desta vitamina se d no intestino delgado e, seu transporte, pelas vias

linfticas. Para que desempenhe normalmente seu papel, necessita de um fluxo biliar e

de suco pancretico normal; alm de um nvel de gordura adequado na dieta.

Sua excreo ocorre 20% pela urina e de 40 a 50% pelas fezes, independente da

dose que consumida.

A vitamina K atua na regulao de trs processos fisiolgicos: a coagulao

sangunea, o metabolismo sseo pela ativao da protena osteocalcina, e a biologia

vascular. Influi ainda, na sntese de protenas plasmtica, rins e tecidos.

A vitamina K encontrada na alface, couve-flor, espinafre, gema de ovo e

fgado. Existe tambm uma sntese significativa da vitamina pelas bactrias intestinais.

Uma verdadeira deficincia de vitamina K incomum, pois quantidades

adequadas geralmente so produzidas pelas bactrias intestinais ou obtidas na dieta

Porm, quando se administram antibiticos, particularmente durante um perodo

prolongado, os nveis de vitamina K podem se reduzir a um ponto tal que o tempo de

coagulao sangunea torna-se perigosamente prolongado. A avitaminose tambm pode

causar hemorragia.

34

REFERNCIAS

BERG, J.M. TYMOCZKO, J.L. STRYER, L. Bioqumica. 6 edio. Editora

Guanabara Koogan S.A. Rio de Janeiro RJ. 2008.

LEHNINGER, A.L. NELSON, D.L. COX, M.M. Lehninger Princpios de

Bioqumica. 4 edio. Sarvier Editora de Livros Mdicos Ltda. So Paulo.

2006.

BETHOVIANO, G. Vitaminas e Coenzimas. Disponvel em:

. Acesso em: 18/04/2015.

FERNANDES, A. Vitaminas e Funes Coenzimticas. Disponvel em:

. Acesso em: 18/04/2015.

AMARAL, A. Vitaminas e Minerais. Disponvel em:

. Acesso em: 18/04/2015.

PINHEIRO, D; et al. A qumica dos alimentos. Disponvel em:

. Acesso em: 18/04/2015.