QBQ-4020
Química Ambiental Noturno
Bioquímica
Metabolismo – Catabolismo e Anabolismo
Como retirar energia do ambiente?
Como sintetizar moléculas (biomoléculas)?
Curso
1- Visão estrutural que são açúcares, proteínas, lipídios e ácidos
nucléicos.
2- Visão Energética. Termodinâmica.
3- Metabolismo do nível celular  ao de órgãos e tecidos, e de
organismos
Associar Fisiologia, Biomol, Nutrição e Ambiente
Como é possível a separação do meio externo do meio
Interno?
Compartimentalização?
Quais as Bases Físicas e Químicas?
A partir deste experimentos- Miller (teoria de Oparin) ficou
estabelecido a formação de vários outros compostos como:
-Aminoácidos
-Ácidos Nucléicos e
-Ácidos Graxos ......... Chave para a formação de colóides
Colóides = Emulsões Óleo em Água ou Água em Óleo
Separa as “coisas Hidrofílicas de Hidrofóbicas”..
Coacervados são partículas coloidais (nanômetros)
~ 1 nm até ~ 1000 nm
O que deve ter na interface Gota – Água???
Estrutura e Propriedades de
H2O
-ângulo de ligação
-polaridade
-tensão superficial
-dissolução de espécies
-coesividade
-
H2O é o único Líquido inorgânico que ocorre naturalmente na Terra.
-
Ocorre naturalmente nos três estados Sólido, Líquido e Vapor
-
Existe no planeta antes da Vida. A Vida segundo nossos conceitos é  H2O
-
Ciclo Hidrológico (Combustão, Fotossíntese)  Ouro do próximo século
-
Sólido  Líquido (só aumento de desordem? Por que densidade  de 0 à 4
0C ?
-
Gás  Líquido (só aumento de densidade?)
-
Líquido de 0 `a 100 0C. Por que faixa tão alta?
Entre as propriedades ditas anômalas de
H2O líquida. Estão aquelas que as
diferenciam de outros líquidos. H2O como
sólido tb é diferente de outros sólidos.
Como gás é um dos mais leves,
Como líquido é muito denso,
Como sólido é pouco denso,
A vida depende destas propriedades
anômalas.
-Alta coesão  alto ponto de fusão, alta
capacidade térmica. Contribuem para
regulação térmica
- Alto calor latente de evaporação
..resistência à evaporação. Excelente
solvente para compostos iônicos e polares.
Anomalias de água (mais importantes)
1. Alto ponto de fusão  H-pontes no sólido
2. H2O alto ponto de ebulição.  H-pontes no líquido
Como Líquido Água é muito mais denso
que o esperado!!!
E como Sólido é muito mais leve que o
esperado!!!!
Gas
Liquid
Solid
Emulsion!
Phase Separate!
Gmix >> Gseparado
Add surfactant
Qual o estado de polímeros naturais em água?
Proteínas?
DNA, RNA?
Lipídios?
Qual deve ser a viscosidade () destas soluções ?
Qual o efeito de sais?
Como devem ser o estado dos chamados Géis?
pOH = -log[OH-]
the negative log of the hydroxide ion molarity
pKw = -log Kw
the negative log of the water ion product , Kw
pKa = -log Ka
the negative log of the acid dissociation constant, Ka
pKb = -log Kb
the negative log of the base dissociation constant, Kb
Ácidos e Bases - Bronsted
HA + H20 <---> H3O+ + AKa = [H3O+]*[A-]/[HA]
Comosese
medepH?
pH???
Como
mede
ACID + BASE = SALT + WATER
Titration curve for weak acid/strong base. (Figure by MIT OCW.)
Polyprotic Acid-Strong Base
Derivation of the first Henderson-Hasselbach Equation
Como seria uma curva de titulação de um polipeptídeo?
Qual o pH do sangue? E quais espécies atuam como tampão?
QBQ 4020N
aula 2
Objetivo Principal  Metabolismo!!!!
Células Podem ser Ensinadas!!!!
Ex. Leveduras  Álcool
Precisa aprender qual a Fonte:
Brasil  Cana de Açúcar
USA  Milho!!
Qual a Diferença???
Ver Scientific America Br de Agosto
Capim  Biodiesel
É necessário otimizar condições de fermentação pH, condições
De contorno, fronteira. Quais nutrientes?
Quais condições o conjunto de enzimas são expressos?
Serve também para doenças, trabalhos de músculo condicionamento
Físico etc.
Nossa intenção é compreender como a máquina celular, tecidual, por
Órgãos e por Organismos se comportam !
No aprendizado de Genes e Bilo.Molecular, buscamos aprender como
Atuar em nível Genético.
Início do curso  Qual é o cenário? H2O – Propriedades:
Polaridade
Proticidade
Ácidos-Bases
Cargas de moléculas  Interações Eletrostáticas
Pontes de H, Van der Valls etc..
Quais são os Blocos Construtores??
Amino Ácidos  Proteinas  ENZIMAS!!!
Lipídios  Membranas, Reserva “Energia”
Açúcares  Estruturas, Reconhecimento, Energia
Ácidos nucléicos  Material Genético
Ainda que muito se fale de Genomas (sopa de letrinhas)
O quente são os ENZIMAS!!!
Permite acelar até 108 x velocidade de reações...
Controle de fluxos
METABOLISMO  ENZIMAS
Conhecemos ~500 AA´s,
Somente 20 constituem essenciais
Valina, Leucine, Isoleucine, Alanina, Arginina,
Glutamina, Lisina, Aspartico Glutamatico,
Prolina, Cisteine, Treonina, Methionina,
Histidina, Phenylalanina, Tyrosina, Triptofano,
Asparagina, Glicina, Serina
— = Essenciais
Alimentação protéica fornece AA´s livres que são “remontados
para formar proteínas do corpo
.
Em 1806, 10 amino acid descoberto do aspargo  asparagine.
Após cisteine, glicine, and leucine de cálculo urinário, gelatina
músculo e algodão. Por cerca de 1935 todos AA´s conhecidos
6M HCl
Proteína     AA´s livres
 Amino-Ácidos
20 AA essenciais
Aminoácidos Hidrofóbicos 1
Aminoácidos Hidrofóbicos 2
Aminoácidos Carregados
AA polares 1
AA polares2
AA Hidrofóbicos
O pKa do Ácido Acético 3HC-COOH  4.5,
O pKa do R-NH3+  10
Por que os pKa´s dos grupos carboxila e Amônio
dos AA´s são menores? ~2, e ~9 respectivamente?
AA´s em proteínas são via de regra L !
Será a vida Quiral???
Será que tem a ver com a síntese de proteínas
RNAm????
Reação de Ninhidrina
UV-Vis espectro, 280 nm
Métodos identificar aa´s
Aminas 1árias  Violeta
Aminas 2árias  Amarelo (Prolina)
Excepto pelo Triptofano os outros AA´s são pouco fluorescentes
Porém existem associações que levam a fluorescência
O que é fluorescência ????
Estrutura tri-D de proteinas, note a proteina é escrita do N terminal
(esquerda) para o C terminal (direita).
A sequência é única  Sequência 1ária.
Composição: Hidrolisa com HCl 6M  Sabe quantos AA´s tem!
Separa em colunas ou acende!
E a Sequência 1ária??
Reage no N-terminal, repete processo várias vezes
Hoje em dia síntese e geração de proteínas é +/- fácil
Proteoma!!!