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Na formação básica da estrutura química de uma proteína está presente os aminoácidos, os quais possuem um grupo carboxila (composto por um carbono que realiza uma dupla ligação com um oxigênio e uma ligação simples com uma hidroxila) e um grupo amino (composto por um nitrogênio que se liga a dois átomos de hidrogênios).
Classificados em aminoácidos essenciais (não são produzidos pelo ser vivo, acessível através da alimentação) e aminoácidos não essenciais (que o organismo já produz).

A classificação estrutural da proteína está relacionada com seu formato. São 4 estruturas:

Primária: quando há um aminoácidos ligado ao lado do outro. Formando uma estrutura bem simples;
Secundária: os radicais dos aminoácidos interagem entre eles, terão polos e assim existirá interação entre eles, formando a forma helicoidal da proteína (α HÉLICE e FOLHA ß);
Terciária: é mais complexa, tridimensional, onde há outras interações ocorrendo entre os aminoácidos dessa proteína. (GLOBULAR)
Quaternária: várias proteínas que participam dessa estrutura. Específica de alguns grupos de proteínas. (2 OU + CADEIAS POLIPEPTIDICAS)

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Defesa: os anticorpos são proteínas que têm a função de combater microrganismos invasores no organismo;
Estrutural: as proteínas participam da constituição estrutural de diversas partes do organismo, como cabelo e unhas;
Regulação hormonal: são proteínas que apresentam diversas ações na manutenção do metabolismo;
Transporte: na membrana celular, existem proteínas que realizam o transporte de substâncias do interior para fora e de fora para dentro;
Enzimática: destruir, quebrar ou unir substâncias.

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https://m.brasilescola.uol.com.br/amp/biologia/proteinas.htm

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ROTA DE SINTESE E OXIDAÇÃO DAS PROTEINAS

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ROTA DE SINTESE E OXIDAÇÃO DAS PROTEINAS

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Na síntese proteica acontece o processo no qual um gene do nosso DNA sofre uma leitura, é formado o RNA mensageiro, e este sai do núcleo e encontra o ribossomo e dentro deste tem o RNA ribossômico, que interage com o RNA transportador e forma a proteína. E assim ela é divida em duas partes, a primeira parte que ocorre no núcleo (transcrição) e a segunda parte ocorre no citoplasma e chamamos de (tradução). Mas, também podem ser adquiridos através da alimentação.

E sua oxidação se dá através da remoção e excreção do grupo amino (que é convertido em ureia) e a oxidação da cadeia carbônica (as 20 cadeias são convertidas em alfa-cetoácido compostos comuns ao metabolismo de carboidrato e lipidios (ou seja, piruvato, Acetil coenzima A e intermediário Ciclo de Krebs).

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Os carboidratos são basicamente compostos por: carbono, hidrogênio e oxigênio. Alguns carboidratos podem apresentam outros átomos em sua composição. E assim, são classificados de acordo com a quantidade de carbono encontrado nas moléculas, como os monossacarídeos (são os carboidratos mais simples que contém de 3 a 7 carbonos - triose, tetrose, pentose, hexose e heptose). Os oligossacarídeos (formados pela ligação de dois a 10 monossacarídeos. Sendo apenas dois são denominados dissacarídeo). Os polissacarídeos (formados por mais de 10 monossacarídeos e classificados de acordo com a suas funções: energética ou estrutural.

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Entre as funções principais dos carboidratos, podemos citar:
Função energética: Os carboidratos (glicose) são utilizados pelas células para a produção de ATP, fornecendo energia para a realização das atividades celulares.
Função estrutural: Alguns carboidratos destacam-se por sua estrutura, como por exemplo a celulose, que é o principal componente da parede celular dos vegetais;
Função de reserva energética: Além de fornecer energia de maneira imediata, os carboidratos podem ser armazenados de diferentes formas. Nos vegetais, o carboidrato de reserva é o amido; nos animais, o carboidrato de reserva é o glicogênio.

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ESTRUTURA E FUNÇÃO DE CARBOIDRATOS - ppt carregar

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ROTA DE SÍNTESE E OXIDAÇÃO DOS CARBOIDRATOS

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ROTA DE SÍNTESE E OXIDAÇÃO DOS CARBOIDRATOS

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A síntese do glicogênio se dá a partir da glicose-6-fosfato derivada da glicose livre pela ação da glicocinase (no fígado) ou da hexocinase (no músculo).
Quatro fases principais estão envolvidas na oxidação da glicose: transporte e retenção da glicose no ambiente intracelular; glicólise; ciclo do ácido tricarboxílico (Ciclo de Krebs); fosforilação oxidativa.

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Os lipídeos (gordura) são moléculas orgânicas (em sua composição encontra-se o carbono, hidrogênio e oxigênio), e apolares (insolúvel em água). São compostos por uma molécula de ácido (ácido graxo) e uma de álcool (glicerol ou outro). Os principais lipídeos encontrados no organismo são os: glicerídeos (uma molécula de glicerol unida a dois ácidos graxos); os triglicerídeos (uma molécula de glicerol unida a três ácidos graxos, que apresentam estruturas saturadas e insaturadas); os fosfolipídios (dois ácidos graxos, glicerol e uma molécula de fosfato, formam uma biocamada, que formam duas estruturas, com duas regiões: hidrofóbica e hidrofílica); os esteroides (acumulo de colesterol, produção de alguns hormônios e são ligados a duas lipoproteinas  LDL, HDL); as ceras (por exemplo, nos vegetais elas servem para impermeabiliza-los) e os carotenóides (relacionados  com a pigmentação dos vegetais. Responsável pela formação da Vitamina A).

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Estrutural - estarão na membrana plasmática das nossas células;
Reserva energética - são nossa reserva de energia, os lipídios liberam bem mais energia que os carboidratos quando oxidados. Porém, quando a célula precisa de energia, primeiro ela consome da glicose e depois dos lipídios;

Isolante térmico e físico - vão auxiliar na manutenção da temperatura corporal dos seres vivos. Por exemplo os mamíferos que possuem uma camada de tecido chamada de hipoderme;
Absorção de vitaminas – o transporte das vitaminas A, D, E K é realizado com a ajuda dos lipídios lipossolúveis (se dissolvem no óleo).

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Os ácidos graxos são sintetizados a partir de carboidratos e do excedente de proteína ingerido na dieta. Estes são sintetizados no CITOSSOL e a primeira etapa é o transporte do Acetil-CoA da mitocondria para o citossol. Ja a oxidação acontece na mitocôndria, através da β-oxidação, que corresponde a remoção de duas unidades de carbono na forma de acetil-CoA. O ácidos graxos, ramificados/hidroxilados e sua etapa final consiste da oxidação do acetil-CoA no Ciclo de Krebs. A degradação dos lipídios também pode ser realizadas nas organelas, nos peroxissomos e no retículo endoplasmático.

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São os monômeros (uma micro molécula) que formam os ácidos nucleicos (união de várias micro moléculas chamada de polímero) que é tanto o DNA quanto o RNA.
Na composição do nucleotídeo a primeira coisa que encontraremos é a PENTOSE (monossacarídeos de 5 carbonos), exemplo: a desoxirribose (açúcar do DNA - contem 1 oxigênio a menos, o que dá mais estabilidade ao DNA) e a ribose (açúcar do RNA, contem cinco O², o que dá instabilidade ao RNA). Também encontraremos no nucleotídeo o FOSFATO que é responsável pelas ligações fosfodiester (um nucleotídeo unido ao outro). Vale ressaltar que os nucleotídeos também apresentam uma base nitrogenada e essas bases são divididas em dois grupos: pirimidinas (1 anel químico, pode ser citosina, timina e uracila) e purinas (2 anéis químicos na composição, neste caso temos a adenina e guanina). As bases nitrogenadas formam pares, mas tem de ser uma base purica + uma base pirimídica. Cada nucleotídeo só tem uma base, são elas: adenina, guanina e citosina (que aparecem no DNA e RNA), a uracila (que só aparece no RNA) e a timina (presente só no DNA).

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Participar de forma ativa no transporte e conservação de energia;

São componentes de alguns fatores enzimáticos;

Alguns ácidos tem função de mensageiros químicos celulares;

Carregam energia química na forma de adenosina trifosfato.

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A oxidação do composto leva a liberação do orotato, através da transferência de elétrons. Após outras reações ocorre a formação dos desoxirribonucleotídeos, unidades estruturais do DNA, sendo que a formação de timina envolve apenas desoxirribonucleotídeos.
As purinas e as pirimidinas são degradadas formando ácido úrico e ureia. O grupo fosfato é perdido através da 5° nucleotidase. O adenilato forma adenosina, que por ação da adenosina desaminase forma inosina, que é hidrolisada liberando D-ribose e hipoxantina. A hipoxantina é oxidada para xantina e ácido úrico através da xantina oxidase. Um processo semelhante ocorre para o GMP. Já as pirimidinas são degradadas formando NH4+, e consequentemente a síntese de ureia é ativada.
Após a degradação as células podem aproveitar as purinas livres para produzir nucleotídeos através da “recuperação”.

https://siteantigo.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/farmacia/metabolismo-dos-acidos-nucleicos/33797

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LIPIDOSE HEPATICA - DOENÇA RELACIONADA A DESORDEM METABOLICA

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LIPIDOSE HEPATICA - DOENÇA RELACIONADA A DESORDEM METABOLICA

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A lipidose hepática felina ou "doença do fígado gorduroso"  é a hepatopatia mais comum em gatos, que na maioria das vezes afeta gatos que passam longos períodos comendo menos do que já estão acostumados, ou privados totalmente de alimentos (comumente ocasionada por estresse). Considerada um processo patológico que atinge, no entanto, gatos aparentemente sadios. Esta patologia pode estar associada a outras disfunções do fígado. As causas específicas da lipidose hepática incluem obesidade, ingestão calórica desbalanceada, desnutrição (quando não se identifica nenhuma outra patologia associada). A patogenia esta relacionada com o acumulo de triglicerídeos no hepatócitos. Os sintomas clínicos dessa doença são: aumento do fígado, icterícia, emaciação muscular, palidez e seborreia.

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Lipidose hepática felina - Trecho de aula

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https://www.manualdaquimica.com/quimica-dos-alimentos/proteinas.htm#:~:text=Prote%C3%ADnas%20s%C3%A3o%20macromol%C3%A9culas%20(mol%C3%A9culas%20grandes,)%2C%20cobre%20e%20outros%20elementos.
https://www.youtube.com/watch?v=YLSUkfB2dMA
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/carboidratos.htm#:~:text=Os%20carboidratos%20s%C3%A3o%20subst%C3%A2ncias%20formadas%20principalmente%20por%20carbono%2C%20hidrog%C3%AAnio%20e%20oxig%C3%AAnio.&text=Eles%20podem%20ser%20definidos%20como,de%20uma%20mol%C3%A9cula%20por%20%C3%A1gua).

https://www.youtube.com/watch?v=LkEtsEa5LyM
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carboidrato
https://www.youtube.com/watch?v=e9LPzPWK-W4
https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/biologia/lipidios
https://siteantigo.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/biologia/metabolismo-energetico-oxidacoes-biologicas/33615
https://www.infoescola.com/bioquimica/proteolise/
https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/biologia/sintese-proteica

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BIOLOGIA

17/02/2013

Introdução

O ATP é a principal fonte de energia em todas as células. O organismo pode produzir ATP através da oxidação de carboidratos, ácidos graxos livres (FFAs), aminoácidos (AAs) e corpos cetônicos. As oxidações biológicas correspondem a um conjunto de reações bioquímicas, em nível celular, que fornecem às células a energia necessária à realização do trabalho celular.

O metabolismo energético pode ser dividido em três estágios principais: hidrólise das macromoléculas (proteínas, polissacarídeos, lipídios) até as unidades constituintes (aminoácidos, monossacarídeos, ácidos graxos e glicerol); conversão das unidades constituintes em compostos oxidáveis (principalmente Acetil-CoA); oxidação do Acetil-CoA formando CO2 e H2O e captura da energia quando a síntese de ATP é acoplada à Cadeia de Transporte de Elétrons.

A regulação metabólica é feita pela modulação de enzimas regulatórias de processos metabólicos chaves, de tal modo que se possa ativar ou inibir reações bioquímicas específicas para cada situação resultando em respostas biológicas adequadas. Existem dois tipos principais de regulação enzimática uma intracelular, comandada pela presença de moduladores alostéricos enzimáticos positivos ou negativos, e uma sistêmica deflagrada pelos hormônios.

Os hormônios são importantes moduladores da atividade enzimática, pois sua ação na célula pode resultar na ativação de proteínas quinases ou fosfatases, as quais atuam sobre as enzimas, de tal modo que promovem a regulação covalente das mesmas por meio da fosforilação ou desfosforilação de um ou mais resíduos de tirosina, treonina ou serina.

Os principais hormônios que influenciam diretamente o metabolismo energético incluem a insulina, o glucagon, as catecolaminas, o cortisol, o hormônio do crescimento, somatostatina, além de várias outras substâncias hormonais ou não-hormonais que podem agir tanto no nível periférico quanto central. Os objetivos desta revisão consistem em apresentar uma visão geral sobre o metabolismo energético.

Visão Geral do Metabolismo Energético: Síntese De ATP

A ATP é gerado pela oxidação de carboidratos, ácidos graxos livres (FFAs) e aminoácidos (AAs). O carboidrato primário (substrato) utilizado pelas células é a glicose, um monossacarídeo de seis carbonos (hexose). Quatro fases principais estão envolvidas na oxidação da glicose: transporte e retenção da glicose no ambiente intracelular; glicólise; ciclo do ácido tricarboxílico (Ciclo de Krebs); fosforilação oxidativa.

Na primeira fase, a glicose é transportada através da membrana por facilitadores do transporte de glicose bidirecional uma vez que é uma molécula hidrofílica. As duas famílias de transportadores de glicose são os co-transportadores de sódio-glicose (SGLTs) e os transportadores GLUT de difusão facilitada. Os SGLTs estão localizados na membrana apical dos epitélios intestinal e tubular proximal renal e são responsáveis pelo transporte transepitelial de glicose.
Os GLUTs possuem 4 isoformas que promovem o transporte transmembrana da glicose. O GLUT 1 e GLUT3 são amplamente expressos por vários tipos celulares e estão acoplados a uma hexoquinase de alta afinidade que fosforilam a glicose em glicose-6-fosfato (G-6- P) promovendo a retenção no ambiente intracelular. O GLUT2 é uma isoforma expressa nas células hepáticas, beta-pancreáticas e na membrana basolateral das células do epitélio intestinal e do túbulo renal e está acoplado a uma hexoquinase de baixa afinidade (glicoquinase) que desempenha um papel fundamental na regulação dos níveis de glicose plasmática. O GLUT4, ao contrário das demais isoformas, possui expressão dependente de insulina ocorrendo primariamente no músculo esquelético e no tecido adiposo. Este receptor é encontrado na membrana de vesículas citoplasmáticas e, em resposta à sinalização da insulina, é translocado para a membrana plasmática.

A glicólise envolve reações catabólicas citoplasmáticas que fornecem 2 ATPs/mol enquanto consome o co-fator NAD+ por meio da redução em NADH. Na primeira fase da glicólise ocorre a fosforilação da glicose seguida da formação de 2 moléculas de gliceraldeído-3-fosfato. Na segunda fase o gliceraldeído-3-fosfato é convertido em piruvato, o produto primário da glicólise.

Na presença de oxigênio, o piruvato é transportado para a matriz mitocondrial onde é convertido em Acetil coenzima A (Acetil CoA) pelo complexo piruvato desidrogenase e então metabolizado no ciclo do ácido tricarboxílico (Ciclo de Krebs ou ácido Cítrico) a partir da citrato sintase. A função do Ciclo de Krebs é oxidar o Acetil-CoA em CO2 e H2O, fornecer elétrons para a fosforilação oxidativa (cadeia respiratória) e intermediários de precursores importantes.

Nessa etapa ocorre a formação total de 12 ATPs. A fosforilação oxidativa é o estágio no qual as moléculas intermediárias de energia como NADH e FADH2 participam da síntese de várias moléculas de ATP, por meio dos componentes da cadeia de transporte de elétrons que correspondem a complexos protéicos (centro redox: NADH-Q redutase, citocromo redutase, ubiquinina, coenzima Q , citocromo C, citocromo oxidase, ATP sintetase) localizados no espaço intermembrana da crista mitocondrial. Em resumo, o processo total de oxidação da glicose gera em torno de 36 a 38 ATPs.

Os FFAs são convertidos, no citoplasma, em Acil-CoA (enzima Acil-CoA sintetase) e, posteriomente, transportados para matriz mitocondrial por meio da Carnitina Palmitoiltransferase (CPT-I e CPT-II) e Carnitina-Acilcarnitina Translocase. A Acil-CoA é metabolizada na mitocôndria por um ciclo de três reações sucessivas de remoção de pares de carbono denominado de beta-oxidação quando é gerado uma molécula de Acetil CoA que pode ser oxidada pelo ciclo do ácido tricarboxílico e pela fosforilação oxidativa.

É importante ressaltar que aporte elevado de ácidos graxos livres (FFAs) ao fígado pode levar à formação do Acetoacetil-CoA, por meio de uma tiolase citoplasmática, e à ativação de sistemas enzimáticos que induzem a formação corpos cetônicos (acetoacetato, ?-hidroxibutirato, acetona) que poderão ser utilizados com fonte de energia por outras células ou eliminados pela respiração e excreção urinária. Os AAs também podem ser fonte de energia a partir da reação de transaminação (transferência do grupo amino para outra molécula) que converge para os diversos níveis do Ciclo do Ácido Tricarboxilíco (oxalacetato, a-cetoglutarato, piruvato, fumarato, succinil-CoA, acetil-CoA ou acetoacetil-CoA). A partir dos AAs que são degradados à Acetil-CoA e Acetoacetil-CoA (Tirosina, Leucina, Lisina, Isoleucina, Fenilalanina, Triptofano) também é possível a formação de corpos cetônicos. É importante ressaltar que a metabolização de AAs para obtenção de energia gera amônia (NH4+), uma substância altamente tóxica, e, portanto deve estar associada ao ciclo da uréia no fígado.

Considerações Finais

A regulação do metabolismo energético é fundamental para que um organismo possa responder de modo rápido e eficiente a variações das condições ambientais, alimentares ou ainda a condições adversas como traumas e patologias.

AIRES, MM. Fisiologia. 3 ed. Guanabara Koogan, 2008.

BERG JMT, TYMOCZKO JL, STRYER L. Bioquímica. 6 ed. Guanabara Koogan, 2008.

KOEPPEN BM, STANTON BA. BERNE & LEVY: FISIOLOGIA. 6 ed. Elsevier, 2009.

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BIOLOGIA 17/02/2013 Introdução O ATP é a principal fonte de energia em todas as células. O organismo pode produzir ATP através da oxidação de carboidratos, ácidos graxos livres (FFAs), aminoácidos (AAs) e corpos cetônicos. As oxidações biológicas correspondem a um conjunto de reações bioquímicas, em nível celular, que fornecem às células a energia necessária à realização do trabalho celular.