BIOQUÍMICA
Professor : CHARLTON JEAN
Introdução
A bioquímica lida com moléculas
grandes — por vezes macromoléculas —
e de estrutura complexa. Algumas delas
são listadas a seguir.
Aminoácidos e Proteínas

Aminoácidos

Aminoácidos são compostos que possuem
as funções ácido carboxílico e amina na
mesma molécula. Sua nomenclatura oficial é
obtida considerando-se o grupo –NH2 como
um radical com nome amino. Para
localizarem átomos de carbono onde se
encontram os radicais, o amino inclusive,
procede-se à enumeração, a partir de letras
gregas , , , , etc.
Atenção :

Os vinte aminoácidos que compõem as
proteínas naturais são -aminoácidos.

Os aminoácidos possuem caráter anfótero,
vale dizer, ácido e básico ao mesmo tempo.
O caráter ácido é devido ao grupo
carboxílico (–COOH), e o alcalino ao grupo
amino (–NH2). No estado sólido, o
aminoácido é encontrado em forma autoprotonada denominada zwitterion:
H2N – CHR – COOH  H3N+ – CHR – COO–

Em meio aquoso, encontramos os
aminoácidos em formas que variam com o
pH do meio. Em pH muito ácido, a
abundância de cátions H3O+ desloca o
equilíbrio a seguir no sentido da forma com
o grupo carboxila não-ionizado (–COOH) e
com o grupo amino protonado (–NH3+).
H2N – CHR – COOH(aq) + H3O+(aq) 
H3N+ – CHR – COOH(aq) + H2O

Em pH muito alcalino, temos ambos os
grupos, carboxila e amino, desprotonados:
H2N – CHR – COOH(aq) 
H2N– CHR – COO–(aq) + H3O+(aq)

Já em pH próximo da neutralidade, a forma
preferencial é o zwitterion.
Proteínas

Proteínas são polímeros obtidos pela
condensação de -aminoácidos. Nessa
reação, o grupo –OH do ácido e um dos
átomos de hidrogênio do grupo amino são
eliminados na forma de água. Veja como se
forma um dipeptídeo da alanina – serina:
Observações


Dois aminoácidos unem-se através de
ligação peptídica, com eliminação de uma
molécula de água.
A ligação entre dois aminoácidos possui o
grupo –CO–NH–, o que caracteriza a
função amida. Essa ligação é denominada
peptídica.

Observe que, o dipeptídeo obtido na reação
anterior possui ainda grupos terminais
carboxila e amino, que podem fazer com
que aquele se ligue a outros formando
longas
cadeias
de
aminoácidos,
denominados polipeptídeos. Quando estes
são muito grandes, são denominados
proteínas. A seqüência de aminoácidos
unidos
por
ligações
peptídicas
é
denominada estrutura primária de uma
proteína.

Os resíduos de aminoácidos da estrutura primária
podem arranjar-se espacialmente de formas
repetitivas no que denominamos estrutura
secundária de proteínas. As mais comuns são as
formas de folha pregueada ou de hélices. Essas
estruturas são mantidas através de forças que
surgem entre átomos de aminoácidos adjacentes,
principalmente as ligações de hidrogênio.

Em algumas proteínas, aminoácidos de
pontos distantes podem unir-se através de
ligações hidrofóbicas, ligações de hidrogênio, ligações covalentes ou mesmo, iônicas.
Dessa forma. A estrutura secundária volta a
se dobrar, espiralar (hélices que se enrolam
em outras hélices denominadas superélices)
ou enovelar (criando “glóbulos”), criando a
denominada
estrutura
terciária
das
proteínas.

Em algumas proteínas, as superfícies
enovelam-se em outras ou diversos
glóbulos unem-se entre si, formando as
estruturas quaternárias das proteínas,
mantidas pelos mesmos tipos de
ligações das estruturas terciárias.
Lipídeos

A bioquímica classifica como lipídeos uma
série diversificada de substâncias de caráter
predominantemente apolar e que, quimicamente, podem tratar-se de substâncias
diferentes.
Observação

Podemos classificar os lipídeos em
hidrolisáveis – que possuem a função éster –
e não hidrolisáveis, onde geralmente ocorre
a função álcool.
Cera de Abelha
Gordura
Lecitina
Colesterol

É comum encontrarmos nos lipídeos as
funções éster de ácidos carboxílicos, éster de
ácido fosfórico e álcool. Como os ésteres são
hidrolisáveis, os lipídeos que os possuem
são denominados hidrolisáveis. Quando o
éster provém de ácidos carboxílicos e álcool,
são denominados simples; e, se provirem de
ésteres de ácido fosfórico, são denominados
complexos. Já os lipídeos não hidrolisáveis
possuem cadeia de hidrocarboneto ou
hidrocarboneto e álcool.

Para os nossos propósitos, vamos nos
concentrar nos ésteres de ácidos graxos
com o glicerol; os denominados
triglicerídeos.
Os Triglicerídeos

Triglicerídeos ou triglicérides são ésteres de
ácidos graxos com o glicerol. Neste grupo
vamos encontrar os óleos e as gorduras, que
desempenham diversos papéis nos seres
vivos como reserva energética e matériaprima para a produção de outras
substâncias, como os hormônios, por
exemplo.

Ácidos graxos são ácidos carboxílicos
com cadeia longa, geralmente com mais
de dez átomos de carbono e em número
par. Podem possuir cadeias saturadas,
insaturadas com uma dupla ligação ou
poliinsaturadas, com até quatro duplas
ligações entre átomos de carbono.
Diferenças entre óleos e gorduras

Triglicerídeos que possuem ácidos graxos
saturados são geralmente sólidos em
temperatura ambiente e denominados
gorduras. Já os que possuem várias
insaturações na molécula tendem a ser
líquidos e são denominados óleos.
Esse fenômeno ocorre porque os resíduos de
ácidos graxos saturados podem acomodarse melhor, o que facilita a solidificação. Já as
insaturações, que naturalmente são cis,
atrapalham a acomodação dos resíduos de
ácidos graxos e são necessárias menores
temperaturas para a formação do sólido.

Uma forma de determinar a quantidade de
insaturações dos ácidos graxos é através do
índice de iodo. Obtêm-se esse índice
colocando-se para reagir o óleo ou gordura
fundida com iodo de uma solução de lugol
(I2 e KI em solução hidroalcoólica), numa
reação de adição.
A transformação de óleos em gorduras

Como vimos, óleos são líquidos à
temperatura ambiente e isso se deve às
insaturações com duplas ligações. Já as
gorduras são mais saturadas e devem a isso
seu estado sólido nas condições ambientais.
Realizando a hidrogenação catalítica de
óleos, podemos quebrar as duplas ligações e
transformar óleos em gorduras. Desta forma
obtêm-se gordura vegetal hidrogenada.
Carboidratos
Classificamos como carboidratos uma série de
compostos naturais onde ocorrem as
funções aldeído ou cetona e poliálcool.
Embora, em solução aquosa, esses aldeídos
e cetonas sofram reações que os
transformam em outras funções, como o
hemiacetal.
Muitos
carboidratos,
denominados
polissacarídeos são polímeros de outros
menores, denominados monossacarídeos e
podem ser transformados nestes por
hidrólise. Dessa forma, os carboidratos são
formados
pelos
elementos
carbono,
hidrogênio e oxigênio.
Monossacarídeos

Monossacarídeos, também denominados
oses, são carboidratos que não sofrem
hidrólise. Encontramos em suas moléculas
as funções aldeído ou cetona, além de
poliálcool.
Dessa
forma
temos
as
denominadas aldoses e as cetoses.

A figura a seguir representa quatro
monossacarídeos como comparecem
no estado sólido. Com exceção da
diidroxicetona,
todos
possuem
carbonos assimétricos e, com isso,
isômeros ópticos.
Observações


Gliceraldeído e glicose são aldoses. Diidroxicetona
e frutose são cetoses.
Também podemos classificar os monossacarídeos
quanto ao número de átomos de carbono na
molécula:

Em solução, os monossacarídeos
sofrem reações e se tornam cíclicos,
onde surge a função química
hemiacetal (C – O – C – OH). A
glicose, por exemplo, é encontrada em
diversas conformações em solução
aquosa, uma delas representada a
seguir:
Dissacarídeos e Polissacarídeos
(Osídeos)

Duas moléculas de monossacarídeos podem
sofrer condensação resultando numa
molécula de dissacarídeo com eliminação de
uma molécula de água. O dissacarídeo mais
importante é a sacarose – o açúcar de cana –
formado na condensação de uma molécula
de glicose e uma de frutose.
Quando um grande número de
moléculas de monossacarídeos se
unem, formam polissacarídeos. Os
mais importantes são polímeros da
glicose ligados de diferentes formas: