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Bioenergética - PowerPoint PPT Presentation


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Bioenergética. estuda a transferência,conversão e utilização da energia em sistemas biológicos exemplos: conversão de moléculas dos nutrientes em outras moléculas Obter energia química por degradação de nutrientes formar/degradar biomoléculas necessarias para funções celulares.

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Presentation Transcript
bioenerg tica
Bioenergética
  • estuda a transferência,conversão e utilização da energia em sistemas biológicos
  • exemplos:

conversão de moléculas dos nutrientes em outras moléculas

  • Obter energia química por degradação de nutrientes
  • formar/degradar biomoléculas necessarias para funções celulares
organismos se dividem em grupos de acordo com a forma que obtem carbono
Organismos se dividem em grupos de acordo com a forma que obtem carbono

Autotróficos: sua fonte de carbono é o CO2 atmosférico (usam esse carbono para a síntese de biomoléculas) ou outras

moléculas simples (como

bactérias que obtem energia

por NH3, H2S,...)

Heterotróficos: sua fonte de

carbono é no ambiente, através

de moléculas orgânicas

relativamente complexas

(ex:glicose)

metabolismo
Metabolismo

Reações degradativasliberadoras de energia

Reações de biossíntese que requerem energia

Conjunto de reações química que ocorrem dentro de uma célula/ou organismo (vias metabólicas)

Catabolismo X Anabolismo

catabolismo
Catabolismo

Ocorre a degradação de moléculas nutrientes orgânicas (carboidratos,gorduras e proteínas) em moléculas mais simples (ácido láctico,CO2, NH3)

Energia é liberada e conservada na forma de ATP e de transportadores de elétrons reduzidos (NADH,NADPH e FADH2).A energia restante é liberada na forma de calor.

anabolismo
Anabolismo

É a bossíntese, moléculas precursoras mais simples são ligadas para formar moléculas maiores e complexas (lipídeos,proteínas,ácidos nucléicos, polissacarídeos..)

Tais reações precisam de energia para ocorrerem, geralmente essa energia está na forma de ATP (potencial de transferencia de grupo fosforil) e NADH,NADPH e FADH2 ( potencial de poder redutor)

energia livre de gibbs
Energia Livre de Gibbs

Energia livre de Gibbs: expressa a quantidade de energia capaz de realizar trabalho durante uma reação a uma temperatura e pressão constantes.

Células precisam de fontes de energia livre, Porque?

1) Células são sistemas isotérmicos (precisam de temperatura e pressao constante para funciona)

2) calor nao é uma boa energia, pois só realiza trabalho quando passa para uma temperatura mais baixa

3)a energia livre de Gibbs permite predizer o sentido das reações químicas,e sua exata posição de equilibrio

entropia
Entropia

Sempre que uma reação química resulta no aumento do número de moléculas, ou quando uma substancia sólida é convertida em líquida/ou gasosa ,cujas moléculas apresentam maior liberdade de movimentação, a desordem molecular/entropia AUMENTA!

constante de equil brio
Constante de Equilíbrio

A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO DE UMA REAÇÃO REFLETE A TENDÊNCIA TERMODINAMICA DESTA REAÇÃO OCORRER:

rea es bioqu micas de transferencia de fosfato pi
Reações Bioquímicas de transferencia de fosfato (Pi)

Hexoquinase

  • As reações Bioquímicas são acopladas e aditivas:

Pi= fosfato =

OBS: na reação 2 houve uma retirada de grupo fosfato (Pi) do ATP, formando um ADP

Reação 1) Glicose +Pi Glicose-6-fosfato G’0= 13,8 kJ/mol

Reação 2) ATP +H2O ADP +Pi G’0= -30.5 kJ/mol

Somatória das Reações 1 e 2:

ATP +Glicose Glicose-6-fosfato + ADP G’0= -16,7 kJ/mol

outros exemplos de rea es
Outros exemplos de reações:

OBS: reações com

G negativos!

elevado potencial de transferencia de grupos fosfato do atp
Elevado Potencial de Transferencia de grupos fosfato do ATP
  • Motivos desse elevado potencial:

1) Repulsões eletrostáticas mútuas: em PH fisiológico, o ATP tem 4 cargas negativas (o ADP tem 3) que se repelem vigorosamente.Por hidrólise, o ATP produz ADP e Pi que é mais estável pela redução da repulsão eletrostática em relação ao ATP.

  • hidrólise se torna menos exergônica devido a ação do íon Mg²+ que neutraliza parcialmente as cargas negativas do ATP

2) Estabilização por ressonância:osprodutos de hidrólise do ATP (ADP ou AMP) são mais estáveis que o ATP devido a sua capacidade de rapidamente oscilar entre diferentes estruturas. (ADP tem maior estabilidade de ressonancia da ligação fosfoanidro que o ATP)

3) Desprotonação e solvatação dos produtos

exemplo
Exemplo:

1) Hidrólise com diminuição da repulsão de cargas

2) Estabilização por ressonancia

3) ionização - ocorre a liberação de um próton

obs: ocorrencia de um maior grau de solvatação (hidratação) dos produtos Pi e ADP em relação ao ATP; o que proporciona uma estabilização adicional dos produtos em relação aos reagentes

mg e o atp
Mg²+ e o ATP

No citosol, o Mg²+

liga se ao ATP e ADP,

que formam um complexo.

outros compostos de alta energia
Outros compostos de alta energia

As células possuem compostos com energia livre de hidrólise elevada e negativa, como :

Fosfoenolpiruvato,

1,3-difosfoglicerato

e fosfocreatina.

São compostos de alta energia como o ATP, possuem um alto potencial de transferencia de grupos fosforil, ou seja, eles são bons doadores de grupos fosforil.

 Os tioésteres também apresentam alta energia livre de hidrólise.

rea es de oxida o biol gica
Reações de oxidação Biológica

Desidrogenações: um ou dois átomos de hidrogenio (elétron + próton) são transferidos de um substrato para um receptor de hidrogenio.

Reações de oxido-redução nas células envolvem transportadores de elétrons especializados!

 NAD+ e NADP+ recebem dois elétrons e um próton.

 Os nucleotídeos de Flavina,FAD e FMN atuam como grupos prostéticos fortemente ligados das flavoproteínas; eles podem receber um ou dois elétrons.