Estuda os processos químicos que ocorrem nos organismos vivos, animais, vegetais, os compostos bioquímicos e sua importância industrial. Prof.

Bioquímica

Bioquímica

Estuda os processos químicos que ocorrem nos

organismos vivos, animais, vegetais, os compostos

bioquímicos e sua importância industrial.

Aminoácidos

• Substâncias essenciais à vida.

• Os -aa são os responsáveis pela síntese

de proteínas.

• Apresentam simultaneamente os grupos

amino e carboxila

• Representação genérica:

Aminoácidos:

C

C C

C

R

R

N

N

H

H

H

H

H

H

OH

OH

O

O

Caráter

Caráter

Ácido

Ácido

Caráter

Caráter

Básico

Básico

São

São

Anfóteros

Anfóteros

Formação do íon Zwitterion

• Baseia-se na migração do aa na forma ionizada(ziwtterion) quando submetido a um campo elétrico.

Proteínas e Ligação Peptídica

• sofrem reação de polimerização.

• As proteínas são constituídas pela interação de 20 aa, desses 8 são essenciais.

Estrutura das Proteínas

Estrutura das Proteínas

Carboidrato ou Hidrato de Carbono

• Os hidratos de carbono são compostos de função mista, aldeído ou poliálcool-cetona, ou ainda compostos que, por hidrólise, transformam-se num composto desse tipo.

• Os hidratos de carbono são também chamados de carboidratos ou de glicídios e quase todos obedecem à seguinte fórmula geral:C₂(H₂O)_y

• Os hidratos de carbono são usados pelos organismos vivos essencialmente na produção de energia.

Carboidratos ou Hidratos de carbono

• Abrangem Açúcares, amido, glicogênio e celulose. • Os mais simples são os monossacarídeos.

• A união de vários monossacarídeos forma um polissacarídeo.

• A maioria dos açúcares são mono ou dissacarídeos. • A celulose, glicogênio e amido são polissacarídeos.

Nomenclatura de oses

• O nome de uma ose deve começar por

aldo ou ceto, conforme ela possuir em sua

estrutura o grupo aldeído ou cetona.

• Em seguida indica-se o número de

carbonos da cadeia pelos infixos: tri,

tetra, pent ou hex.

• A esses infixos junta-se o sufixo ose.

• Não há separação entre as partes do

Simplificação das fórmulas das oses

• Para descrever a fórmula estrutural de uma ose podemos lançar mão da seguinte simplificação:

– A cadeia carbônica é substituída por uma linha vertical. – Os grupos hidroxila, -OH, são representados por traços

horizontais, à direita ou à esquerda da linha vertical.

– O carbono que possuir ligação com os dois hidrogênios (carbonos da extremidade da cadeia) terá um traço

horizontal em ambos os lados.

– Os grupos aldeído e cetona são representados por círculos.

– O grupo cetona é ligado à linha vertical por dois traços e o grupo aldeído, por apenas um traço.

A ciclização

• O composto cuja estrutura molecular é um

pentanel com quatro carbonos e um

oxigênio de fórmula molecular C

H

O

recebe o nome de furano;

• O composto cuja estrutura molecular é um

hexanel com cinco carbonos e um

oxigênio de fórmula molecular C

H

O

recebe o nome de pirano.

A ciclização

Furano C₄H₄O

Pirano C₅H₆O

A ciclização

• Como as oses apresentam as funções

aldeído e álcool ou cetona e álcool, ocorre

interação

intramolecular,

produzindo

pentanel ou hexanel.

• Assim, se há formação de pentanel, temos

uma ose furanósica (de furano), e se há

formação de hexanel, temos uma ose

piranósica (de pirano).

Glicose

Frutose

Dissacarídeos

Açúcar Invertido

• Obtido através da hidrólise com presença da enzima invertase.

Lipídios (Lípides ou Lipídeos)

• Os lipídios são ésteres que, ao sofrerem

hidrólise,

fornecem

ácidos

graxos

superiores (monocarboxílicos e cadeia

com nº par de carbonos geralmente

superior a 10), além de outros compostos

orgânicos.

Céridos (Ceras)

• São ésteres formados a partir de um ácido

graxo e um álcool superior.

• Os céridos são conhecidos por nós como

ceras e podem ser de origem animal ou

vegetal.

• São usados na fabricação de assoalho,

graxa de sapato, cosméticos, velas,

Glicéridos (Glicerídeos)

• São triésteres formados a partir de ácidos

graxos com o triálcool propanotriol

(glicerina), na proporção de 3 para 1

respectivamente.

• Uma molécula de triéster pode ser

formada por um único tipo de ácido graxo

(glicerídeo simples), por dois e até por

Glicerídeos

• O glicérido formado pode ser um óleo ou

uma gordura.

• Será um

óleo

se for derivado

predominantemente de ácidos graxos

insaturados.

• Será uma

gordura

se for derivado

predominantemente de ácidos-graxos

saturados.

Glicerídeos

• Já que a única diferença química entre um óleo

e uma gordura está na presença ou não de insaturações, podemos compreender facilmente

como a indústria transforma óleos em gorduras pela simples adição de H₂

Glicéridos

• Fisicamente,

os óleos se apresentam

no estado líquido

a temperatura e

pressão

ambientes

(25ºC

e

1atm)

enquanto as

gorduras se apresentam

no estado sólido,

nessas mesmas

condições.

Glicéridos

• Os óleos e gorduras sofrem hidrólise em

meio alcalino, produzindo glicerol e uma

mistura de sais alcalinos de ácidos

graxos.

• Essa mistura recebe o nome de sabão e a

reação em questão denomina-se

Sabão

• Quando a saponificação é feita com

NaOH, obtemos uma mistura de sais de

sódicos de ácidos graxos, no estado

sólido, que recebe o nome de sabão

duro.

• Quando feita com KOH, obtemos uma

mistura de sais potássicos de ácidos

graxos, no estado líquido, que recebe o

Sabão

• Originado pela hidrólise alcalina de um

éster de ácido graxo.

• A ação detergente deve-se à estrutura do

sabão, que apresenta uma parte apolar e

outra polar.

Sabão

• Os sabões são conhecidos desde a Antiguidade e sua ação detergente (limpadora) é bastante complicada, cuja explicação simplificada pode ser dada da seguinte maneira:

Sabão e Detergente (Surfactantes)

• Estruturas semelhantes e possuem o mesmo tipo de ação sobre óleos e gorduras.

• Os detergentes são sais de ácidos sulfônicos ou sais de amônio.

• Se apresentarem COO-- _{e SO}

3-- ,serão

chamados aniônicos , mas se apresentarem NH₃+_{, serão catiônicos.}

• Biodegradáveis, moléculas com cadeia normal. • Não-biodegradáveis, moléculas com cadeia

O que são Gorduras?

• Óleos e gorduras são, ambos, triacilgliceróis (TAG), também chamados de triglicerídeos.

• Uma molécula de gordura (óleo) consiste de 3

moléculas de ácido graxo esterificada em uma molécula de glicerol, como visto na figura abaixo:

O que são Gorduras?

• Na maioria dos óleos e gorduras, existem de 12 a 18

carbonos nas moléculas de ácidos graxos.

• Mais de 80% do óleo de oliva, por exemplo, é constituído

por moléculas de ácido oléico.

• Este ácido graxo, assim como o ácido linoléico, são

ácidos insaturados, isto é, possuem duplas ligações na cadeia carbônica, como ilustrado nas figuras abaixo:

O que são Gorduras?

• Existem ácidos graxos saturados, isto é, sem duplas ligações na cadeia carbônica, como é o caso do ácido esteárico (octanodecanóico).

O que são Gorduras?

• Os ácidos insaturados são, na maioria, líquidos a temperatura ambiente, enquanto que os saturados são sólidos.

• A hidrogenação das duplas de um ácido insaturado leva a um aumento do índice de saturação e, conseqüentemente, a uma elevação do ponto de fusão da gordura.

• Um exemplo é a margarina, que é obtida pela hidrogenação catalítica de óleos vegetais.

Ácidos Essenciais

essenciais para o nosso organismo. • Muitos são encontrados em

gorduras animais ou vegetais, tais como o palmítico, o esteárico e o oléico.

• Estes podem ser obtidos, também, in vivo, a partir de açúcares.

• Outros, entretanto, não podem ser sintetizados pelo organismo e são também essenciais, como o ácido linoléico (omega-6), ácido gama linolênico(omega-6), o ácido eicosapentanóico(omega-3) e o ácido docosahexaenóico(omega-3).

Ácidos Essenciais

toda a parte: óleo de milho, soja, girassol, etc..

• Os omega-3, entretanto, são mais difíceis de encontrar, mas estão nas amêndoas,

sementes de abóbora e, principalmente, nos peixes. • Devido à sua extrema

importância, estes ácidos são adicionados a alguns

produtos, tal como o leite da Parmalat

Diferenças entre ácidos Graxos CIS e TRANS

dos átomos dentro de uma molécula.

• A mesma substância com a mesma composição química pode existir em vários arranjos

estruturais, chamados de isômeros.

• Estes, ainda que da mesma molécula, não tem necessariamente a mesma atividade biológica.

Diferenças entre ácidos Graxos CIS e TRANS

estão em forma CIS apresentam-se líquidas, e as TRANS na forma sólida.

• Em termos nutricionais, sabe-se que os ácidos graxos presentes nos tecidos animais são quase todos saturados e os de origem vegetal, são quase todos insaturados.

• Os ácidos graxos insaturados que ocorrem naturalmente têm pelo menos uma ligação dupla do tipo CIS em sua estrutura e é nesse ponto que ocorre a maior parte das atividades biológicas.

Diferenças entre ácidos Graxos CIS e TRANS

geralmente perdem seus ácidos graxos na forma CIS ao passarem pelo processo de refinamento, processo que os torna mais estáveis, porém sem atividade benéfica esperada.

• A margarina hidrogenada, por exemplo, é um tipo de gordura solidificada das mais usadas pelo homem, e é do tipo TRANS.

• Funciona no organismo como uma gordura saturada, aumentando a propensão de agregação de plaquetas nas paredes internas das artérias.

Diferenças entre ácidos Graxos CIS e TRANS

óleos face aos tratamentos químicos e às temperaturas elevadíssimas aplicadas aos óleos durante o refino.

• Também sofre danos a vitamina E (alfa, beta, gama e delta tocoferóis) natural contida nestes óleos.

• Estudos demonstraram que os isômeros CIS dos ácidos graxos diminuem os níveis de colesterol (LDL).

Colesterol

• Na sua forma pura, o colesterol é um

sólido cristalino, branco, insípido e

inodoro.

• É

um

membro

da

família

dos

esteróides.

• Apesar da má fama, o colesterol é um

composto essencial para a vida: está

presente nos tecidos de todos os

animais!

Colesterol

• Além de fazer parte da estrutura das membranas celulares, é também um reagente de partida para a biossíntese de vários hormônios, do ácido biliar (ácidos colanóicos) e da vitamina D.

• O colesterol é sintetizado pelo fígado, em um processo regulado por um sistema compensatório: quanto maior for a ingestão de colesterol vindo dos alimentos, menor é a quantidade sintetizada pelo fígado

Colesterol

• Este composto é insolúvel em água e,

conseqüentemente, insolúvel no sangue.

• Para

ser

transportado

na

corrente

sanguínea

o

colesterol

liga-se

com

algumas proteínas e outros lipídeos, em

um complexo chamado Lipoproteína.

• Existem vários tipos de lipoproteínas, e

estas podem ser classificadas de diversas

maneiras.

Colesterol

• O modo pelo qual os bioquímicos geralmente as classificam é baseado em sua densidade, medida em um densiômetro.

• Entre estas, estão as "Low-Density Lipoproteins", ou LDL, que é a classe maléfica ao ser humano: são capazes de transportar o colesterol do sítio de síntese, o fígado, até as células de vários outros tecidos.

• Uma outra classe de liproteínas, as "High Density Lipoproteins", ou HDL, podem transportar o excesso de colesterol dos tecidos de volta para o fígado, onde é utilizado para a síntese do ácido biliar.

Colesterol

• As LDL, quando em excesso, é que são responsáveis pelos depósitos arteriosclerósicos nos vasos sanguíneos.

• As HDL, entretanto, podem ajudar para retardar o processo de formação da arteriosclerose.

• A imprensa, muitas vezes, se refere ao "bom" e ao mau" colesterol.

• Entretanto, existe somente um colesterol. Várias são as formas, porém, em que este pode ser transportado, no sistema circulatório.

Colesterol

• Colesterol e ácidos graxos, na forma de triglicerídeos, são insolúveis em água.

• Mas são transportado pelo sangue "embrulhados" em proteínas. Este complexo é chamado Lipoproteína.

• As lipoproteínas são classificadas em várias classes, de acordo com a natureza e quantidades dos lipídeos e proteínas.

Colesterol

• Dentre estas classes, destacam-se: – "Chylomicrons":

• grandes partículas, que transportam as gorduras alimentares e o colesterol para os músculos (para energia), para o tecido lipidinoso (para estocagem) e para os seios (para a produção de leite).

– "Very-Low Density Lipoproteins" ( VLDL):

• são sintetizadas pelo fígado e transportam triglecirídeos para os músculos e para o tecido lipidinoso. Na medida em que perdem triglicerídeos, estas partículas podem coletar mais colesterol e tornarem-se LDL.

Colesterol

– "Low-Density Lipoproteins" (LDL):

• carregam cerca de 70% de todo o colesterol que circula no sangue. São pequenas e densas o suficiente para atravessar os vasos sanguíneos e ligarem-se às membranas das células dos tecidos. Por esta razão, as LDL são as lipoproteínas responsáveis pela arteriosclerose. O nível elevado de LDL está associado com altos índices de doenças cardiovasculares.

– "High-Density Lipoproteins" (HDL):

• É responsável pelo transporte reverso do colesterol: carrega o colesterol em excesso de volta para o fígado. O nível elevado de HDL está associado com baixo índices de doenças cardiovasculares.

Colesterol no sangue

• O colesterol forma um complexo com os lipídeos e proteínas, chamado lipoproteína. • A forma que realmente

apresenta malefício, quando em excesso, é a LDL

Colesterol no sangue

• Nesta interação, a LDL acaba sendo oxidada por radicais livres presentes na célula.

Colesterol no sangue

• Esta oxidação aciona um mecanismo de defesa, os glóbulos brancos juntam-se ao sítio e este fica inflamado.

Colesterol no sangue

• Após algum tempo cria-se uma placa no meio do vaso sanguíneo; sobre esta placa, ocorre uma deposição lenta de cálcio, numa tentativa de isolar a área afetada.

Colesterol no sangue

• Isto pode interromper o fluxo sanguíneo normal -arteriosclerose - e vir a provocar inúmeras doenças cardíacas. • De fato, a concentração elevada de LDL no sangue é a principal causa de cardiopatias.