BIOQUÍMICA GERAL. Prof. Dr. Franciscleudo B. Costa UATA/CCTA/UFCG. Aula 10 Metabolismo Geral FUNÇÕES ESPECÍFICAS. Definição

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1 Universidade Federal de Campina Grande Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar Unidade Acadêmica de Tecnologia de Alimentos BIOQUÍMICA GERAL Campus de Pombal Pombal - PB Definição Funções específicas Aula 10 Metabolismo Geral Fases dos metabolismo Classificação metabólica dos organismos O Ciclo do ATP Metabolismo celular Definição Chama-se metabolismo ao conjunto de reações químicas que ocorrem nas células, e que lhe permitem manter-se viva, crescer e dividir-se. Soma total de todas as reações enzimáticas que ocorrem na célula, por meio de uma integração altamente coordenada, onde muitos mecanismos de sistema multienzimáticos participam, trocando matéria e energia entre a célula e o seu meio ambiente. FUNÇÕES ESPECÍFICAS Obter energia química de moléculas combustíveis ou luz solar absorvida; Converter nutrientes exógenos em blocos construtivos (monômeros primários) ou precursores de componentes macromoleculares das células; Formar e degradar as biomoléculas requeridas nas funções especializadas das células. CATABOLISMO Conjunto de reações de DEGRADAÇÃO Compostos orgânicos de alto PM em moléculas + simples Liberação de Energia livre Conservação da Energia em moléculas de alta Energia ATP ANABOLISMO Conjunto de reações de SÍNTESE moléculas + simples Compostos orgânicos de alto PM Gasto de Energia Usam energia gerada no Catabolismo 1

2 ROTAS METABÓLICAS catabólica = convergente Catabolismo Produz Energia ATP e os carreadores de elétrons: NADH, NADPH e FADH 2 Anabolismo Consome energia ADP + Pi NAD + NADP + FAD + anabólica = divergente Classificação metabólica dos organismos Células Autotróficas: - CO 2 fonte única de C; -Relativamente autossuficientes (plantas e algumas bactérias). Células Heterotróficas: Quanto a fonte de carbono - Não usa o CO 2 como fonte de C no metabolismo; - Obtém o C do ambiente, na forma reduzida e relativamente complexa (C orgânico). - Aeróbicos: O 2 como aceptor final de e -. - Anaeróbicos: usam outras moléculas com aceptores de e -. Classificação metabólica dos organismos Células Fototróficas: - Luz solar como fonte primária de energia. Células Quimiotróficas: Quanto a fonte de energia - A energia utilizada é proveniente de reações de oxidorredução. - quimiolitotróficas: doadores de e - são compostos inorgânicos: H e H 2 S. - quimioorganotróficas: os doadores de e - são moléculas orgânicas: C 6 H 12 O 6. O Ciclo do ATP O ATP é a moeda de troca energética nas células; Organismos fototrópicos transformam energia luminosa em energia química sob forma de ATP; Nos heterotróficos, o ATP é produzido pelo catabolismo; O ciclo do ATP transporta energia da fotossíntese ou do catabolismo para os processos celulares que necessitam de energia. 2

3 TROCAS DE ENERGIA MACROMOLÉCULAS + O 2 CO 2 + H 2 O CATABOLISMO ADP + Pi ATP ANABOLISMO MACROMOLÉCULAS TRABALHO MOLÉCULAS MENORES ESTRUTURA do ATP e CONVERSÃO do ATP em ADP REAÇÕES DE ÓXIDO REDUÇÃO MACROMOLÉCULAS (REDUZIDAS) + O 2 CO 2 (OXIDADO) + H 2 O CATABOLISMO Transportador oxidado (NAD+; FAD) Transportador reduzido (NADH; FADH 2 ) ANABOLISMO MACROMOLÉCULAS (REDUZIDAS) MOLÉCULAS MENORES (OXIDADAS) 3

4 Interdependência nutricional dos organismos e células Os organismos vivos são, na natureza, nutricionalmene interdependentes de muitos modos. Os processos mais importantes são: Ciclo do C Ciclo do O Ciclo do N Os ciclos do C e O na biosfera mostram que as células fotossintéticas e as células heterotróficas aeróbicas, alimentam umas às outras, um relacionamento denominado sintrofia. Ciclos do C e O 4

5 Ciclo do N BOCA Homem Alimento: Carboidratos, Lipídios e Proteínas Nos intervalos das refeições ou no jejum ou no regime degradam (oxidam) reservas endógenas (principalmente gordura) Trajeto dos Alimentos CÉLULA METABOLISMO localização e organização As vias metabólicas podem ser analisadas a diversos níveis do organismo, quer no seu todo quer em setores mais restritos e, por isso sob perspectivas globais ou específicas, designadamente: Organismo e Compartimentos corporais Órgãos e Tecidos constituintes Célula e Organelas constituintes 5

6 degradação do glicogênio glicólise ALGUMAS VIAS METABÓLICAS via das pentoses-fosfato ciclo Krebs transaminação Homem: vias metabólicas mais importantes Glicólise - oxidação da glicose para obter ATP. Ciclo de Krebs - oxidação do acetil-coa a fim de obter energia. Fosforilação oxidativa - eliminação dos e - liberados na oxidação da glicose e do acetil-coa. Grande parte da energia liberada neste processo pode ser armazenada na célula como ATP. Via das pentoses-fosfato - síntese de pentoses e obtenção de poder redutor para reações anabólicas. Ciclo da uréia - eliminação de NH 4+ sob formas menos tóxicas. -oxidação dos ácidos gordos - transformação de ácidos gordos em acetil-coa, para posterior utilização pelo ciclo de Krebs. Gluconeogênese - síntese de glicose a partir de moléculas mais pequenas, para posterior utilização pelo cérebro. Metabolismo Celular O termo "metabolismo celular refere-se ao conjunto de todas as reações químicas nas células, responsáveis pelos processos de síntese e degradação dos nutrientes na célula e constituem a base da vida, permitindo o crescimento e reprodução das células, mantendo as suas estruturas e adequando respostas aos seus ambientes. FLUXO DE ENERGIA NA BIOSFERA ENERGIA SOLAR FOTOSSÍNTESE ENERGIA QUÍMICA (ATP, NADPH, GLICOSE) Contração Transporte Biossíntese ENERGIA DISSIPADA (calor, entropia) 6