QBQ 0204 Bioquímica. Carlos Hotta e Glaucia Souza. Introdução à disciplina 11/03/17

Transcrição

1 QBQ 0204 Bioquímica Introdução à disciplina Carlos Hotta e Glaucia Souza 11/03/17

2 Organização do curso Os tópicos serão tratados em aulas expositivas e resolução de exercícios. Material disponível em Aulas Teóricas: Sábado das 8h30-12h (sala 10), Quartas das 18h30-22h (Anfiteatro Vermelho) Monitoria: Quartas 17h-18h (sala 8) Critério de Avaliação Provas individuais (3) haverá três provas individuais com peso 1. Exercícios (17) exercícios deverão ser resolvidos e entregues até a aula seguinte. As 4 menores notas serão descartadas. A média final será calculada de acordo com a fórmula: {[ (P1 + P2 + P3)/3 ] x 0,80 } + (pontuação dos exercícios)

3 QBQ 0204 Bioquímica Carlos Hotta Propriedades da água 11/03/17

4 A estrutura da água Cada átomo de hidrogênio compartilha um par de elétrons com o átomo central de oxigênio, formando um tetraedro Os elétrons ficam mais próximos do oxigênio, tornando a água uma molécula polar

5 Água possui propriedades únicas A polaridade faz com que as moléculas de água se atraiam Isso faz com que o ponto de congelamento, fusão e evaporação sejam bastante altos As estruturas formadas pela água em baixas temperaturas fazem com que o gelo seja menos denso que a água líquida

6 Água é um solvente A água é um solvente que dissolve grande parte das moléculas biológicas Por ser polar, geralmente dissolve moléculas que possuam grupamentos polares mas não interage com moléculas apolares A solvatação dos íons orienta as moléculas de água

7 Compostos anfipáticos Compostos anfipáticos têm uma parte polar e uma parte apolar. Uma interage com a água, outra não.

8 Água forma ligações de hidrogênio

9 QBQ 0204 Bioquímica Carlos Hotta ph e Tampões 11/03/17

10 Ácidos, bases e pka Um ácido é definido como um doador de prótons HA A - + H + Uma base é uma aceptora de prótons B + H 2 O BH + + OH - A força de um ácido é determinada pela sua capacidade de dissociação na água Quanto mais forte um ácido, maior sua constante de dissociação (Ka) = H.[A ] [HA] Como Ka varia muito entre ácidos, geralmente se representa este valor como pka pka= log

11 Água se ioniza A água tem uma fraca tendência a se dissociar: H 2 O H +OH Assim, a constante de equilíbrio da água é: = H.[OH ] [H 2 O] A água pura tem uma concentração de 55.5 M a 25 o C (1000 g/l dividido por 18 g/mol). A K a da água é 1.8 x 10-6 M 1.8 x = H.[OH ] 55.5 H. OH =10 14 Como H e OH são iguais na água pura, temos: H =10 7

12 A escala de ph é logarítmica O ph é uma maneira de se medir quanto H tem em uma solução. ph= log H Logo, a água pura tem o ph de: ph= log 10 =7 Se há mais H + do que OH -, ph < 7. Se há mais OH - do que H +, ph > 7. A escala de ph é logarítmica, logo, uma coca-cola(ph 3) tem cerca de vezes mais H + que a água pura.

13 What is the ph of 0.15 M acetic acid? The pk a of acetate is 4.8, so the K a = M = 1.58x10-5 M. O O R-C-OH R-C-O - + H + [H + ] [A - ] K a = [HA] [H + ] 2 [H + ] 2 K a = = = 1.58x10-5 M [HA] 0.15 M - [H + ] and [H + ]=[A - ] [HA]=0.15-[H + ] [H + ] x10-5 M [H + ] + (-2.37x10-6 M 2 ) = 0 (ax 2 +bx+c = 0) ax 2 + b x + c = 0 Quadratic Formula [H + ] = 1.53x10-3 M and thus ph = 2.8

14 What is the ph of 0.15 M acetic acid? The pk a of acetate is 4.8, so the K a = M = 1.58x10-5 M. O O R-C-OH R-C-O - + H + [H + ] [A - ] K a = [HA] and [H + ]=[A - ] [HA]=0.15-[H + ] [H + ] 2 [H + ] 2 K a = = = 1.58x10-5 M [HA] 0.15 M - [H + ] Assumption: [H+] << 0.15 M! [H + ] 2 = 0.15 M * 1.58x10-5 M [H + ] 2 = 2.37x10-6 M 2 Assumption: [H+] << 0.15 M! [H + ] = 1.54x10-3 M or M and thus ph = 2.8

15 Equação de Henderson-Hasselbach É possível unificar os conceitos de pkae ph em uma única equação: = H.[A ] [HA] = H. [A ] [HA] log = log H. [A ] [HA] log = log H +log [A ] [HA] log [H ]= log K log [A ] [HA] log [H ]= log K +log [A ] [HA] ph= pk +log [ ] [ ]

16 Acetic acid has a pk a of 4.8. How many ml of 0.1 M acetic acid and 0.1 M sodium acetate are required to prepare 1 liter of 0.1 M buffer with a ph of 5.8? Substitute the values for the pk a and ph into the Henderson-Hasselbalch equation: 5.8 = log [Acetate] [Acetic acid] 1.1 = log [Acetate] 10 x then *[Acetic acid] [Acetic acid] [Acetic acid] = [Acetate] on both sides For each volume of acetic acid, 10 volumes of acetate must be added (total of 11 volumes). Acetic acid needed: 1/11 x 1,000 ml = 91 ml Acetate needed: 10/11 x 1,000 ml = 909 ml

17 Soluções-Tampões Uma solução-tampão resiste a mudanças de ph após a adição de ácido ou base É composto de um ácido fraco e sua base conjugada (ex. tampão bicarbonato) H 2 CO 3 HCO 3- + H + Se adicionarmos ácido ou base: H 2 CO 3 + HCO 3- + H + H 2 CO 3 H 2 CO 3 + HCO 3- + OH - HCO 3- + H 2 O De forma geral, o tampão funciona em ph na região pka±1 Quanto mais concentrado o tampão, maior será a sua resistência à alterações de ph

18 Tampões em seres vivos Controle do ph intracelular sistema fosfato (ph ) HPO 2-4 /H 2 PO 4- (pka= 7.2) Controle do ph do sangue sistema bicarbonato (ph 7.4) H 2 CO 3 /HCO 3- (pka= 3.8)