Os aminoácidos estão ligados entre si em cadeias lineares chamadas polipeptídeos. Uma proteína designa um polipeptídeo ou polipeptídeos que têm forma distinta e função única. 

Proteínas apresentam quatro níveis estruturais.
Estrutura primária: Sequência linear de aminoácidos em cadeia polipeptídica. 

Estrutura secundária: Origina-se do dobramento local do polipeptídeo em algumas regiões. Os dois arranjos locais mais comuns da estrutura secundária são em alfa-hélice e beta-folha pregueada. 

Estrutura terciária:  Corresponde ao dobramento da cadeia polipeptídica sobre si mesmo em um arranjo tridimensional. 

Estrutura quaternária: Corresponde a duas ou mais cadeias polipeptídicas, idênticas ou não, que se agrupam e se ajustam para formar a estrutura total da proteína. São formadas a partir de vários polipeptídeos sepadarados, conhecidos como subunidades.

Funções:

Função imunológica: Os anticorpos se ligam a partículas estranhas específicas, como vírus e bactérias, para ajudar a proteger o corpo.

Atividade catalítica: As enzimas participam em reações de condensação e hidrólise. Além disso, auxiliam na formação de novas moléculas, lendo as informações genéticas armazenadas no DNA.

Regulação: Proteínas com atividade sinalizadora e receptora. Como a insulina que regula a entrada de glicose na célula.

Componente estrutural: Essas proteínas fornecem arcabouço e sustentação para as células. Também permitem a amplitude de movimentos realizados pelo corpo.

Transporte/ armazenamento: Essas proteínas se ligam e carregam átomos e pequenas moléculas dentro das células e por todo o corpo. 

Os carboidratos são conhecidos sob três formas:

Monossacarídeos: O número de carbonos geralmente varia de três a sete. Geralmente o nome dos monossacarídeos termina com o sufixo “ose”. Exemplos: Glicose, galactose, frutose e ribose.

Dissacarídeos: Surgem a partir da reação de condensação de dois monossacarídeos. A ligação covalente entre dois monossacarídeos é chamada de ligação glicosídica, e pode ser do tipo alfa ou beta.

Polissacarídeos: Consiste em uma extensa cadeia de monossacarídeos ligados por ligações glicosídicas. A ligação pode ser ramificada ou não ramificada e pode conter diferentes tipos de monossacarídeos.

FUNÇÕES
Produção de energia: O papel principal dos carboidratos é fornecer energia a todas as células do corpo.

Armazenamento de energia: Se o corpo já tem energia suficiente para suportar suas funções, o excesso de glicose é armazenado como glicogênio.

Criação de macromoléculas: Embora a maior parte da glicose absorvida seja usada para produzir energia, parte dela é convertida em ribose e desoxirribose, blocos de construção essenciais de macromoléculas importantes como RNA, DNA e ATP.

Economia de proteínas: a presença de glicose adequada evita a quebra de proteínas ao ser usada na síntese de glicose necessária ao corpo. 

Metabolismo lipídico: Ao passo que os níveis de glicose no sangue aumentam, o uso de lipídios como fonte de energia é inibido. Isso ocorre porque um aumento da glicose no sangue estimula a liberação do hormônio insulina, que diz às células para usarem glicose (ao invés de lipídios) para produzir energia.

Os ácidos graxos são blocos de construção em vários outros tipos de lipídios.  Possuem uma longa cadeia de hidrocarbonetos aos quais um grupo carboxil está ligado. O número de carbonos em ácidos graxos difere entre 4 e 36, sendo mais frequente os que contêm 12-18 carbonos. Os ácidos graxos são denominados saturados ou insaturados mediante o tipo de ligações presentes na cadeia de hidrocarbonetos. Se houver apenas ligações simples entre carbonos vizinhos, considera-se o ácido graxo saturado; quando na cadeia de hidrocarbonetos há ligação dupla, denomina-se instaturado. 
 
 

As ligações duplas encontradas em ácidos graxos insaturados podem ser cis ou trans, sendo “cis” quando ambos os átomos estão no mesmo lado da cadeia de carbono, e “trans” quando os átomos de hidrogênio estão em lados opostos da cadeia de carbono. 

 

Funções:

Armazenamento de energia: O excesso de energia obtida dos alimentos é incorporada ao tecido adiposo. 
 
 

Regulagem e sinalização: Os triglicerídeos ajudam o corpo a produzir e regular os hormônios.
 
 

Auxilia a digestão e aumenta a biodisponibilidade: As gorduras dietéticas dos alimentos são consumidas e se decompõem no sistema digestório, iniciando o transporte de micronutrientes preciosos. Ao transportar nutrientes solúveis em gordura ao longo do processo digestivo, a absorção intestinal é melhorada. 

 

Isolante térmico e proteção mecânica: A gordura subcutânea isola o corpo de temperaturas extremas e ajuda a manter o clima interno sob controle. 

 

Base nitrogenada: As bases adenina (A) e guanina (G) e citosina (C) são encontradas tanto no DNA quanto no RNA, a uracila (U) apenas no RNA e a timina (T) apenas no DNA.

Grupo fosfato (HPO₄): Grupo químico derivado do ácido fosfórico. A única porção que não varia no nucleotídeo.

Pentose: Um açúcar de 5 carbonos. No DNA temos a desoxirribose e no RNA temos a ribose.

Além disso, são também componentes estruturais de co-fatores enzimáticos, intermediários metabólicos e ácidos nucléicos. Os ácidos nucleicos são formados por unidades repetidas dos nucleotídeos. Em nossas células existem dois tipos de ácidos nucleicos, o DNA e o RNA.

O DNA ou ácido desoxirribonucleico é uma molécula longa formada por duas fitas unidas constituídas por nucleotídeos. Ele é responsável por conter todas as informações genéticas.

O RNA ou ácido ribonucleico possui apenas um filamento de nucleotídeos. Ele é responsável pela síntese de proteínas.

Nos ácidos nucleicos, os nucleotídeos estão unidos entre si formando um polinucleotídeo. A ligação ocorre entre o fosfato de um nucleotídeo e a pentose do nucleotídeo seguinte.

Detalhadamente, a ligação se dá através da hidroxila (OH) presente no carbono 5 do grupo fosfato com a hidroxila do carbono 3 da pentose do outro nucleotídeo. Dizemos que esta é uma ligação fosfodiéster.

A síntese proteica ocorrerá pelo processo de tradução, no qual a informação presente no RNAm, uma sequência de nucleotídeos, será traduzida numa sequência de aminoácidos, que dará origem a um polipeptídeo (proteína). Essa tradução é realizada pelo RNAt (RNA transportador), o qual traduz cada série de códons (trincas de nucleotídeos) presente no RNAm em um aminoácido. 

A via de novo da purina consiste em 10 etapas, e começa com fosforibosilpirofosfato (PRPP), sintetizado pela PRPP sintetase (PRS), levando à produção do nucleotídeo monofosfato de inosina (IMP). O caminho termina com a conversão de IMP em nucleotídeos de adenosina e guanosina. Esses mononucleotídeos são posteriormente processados em di- e tri-nucleotídeos, desoxirribonucleotídeos e, eventualmente, incorporados em RNA e DNA.

A via de recuperação (ou via de resgate)  recicla as bases nitrogenadas e os nucleotideos livres gerados pela degradação dos ácidos nucleicos. Na via de resgate de purinas, guanina, hipoxantina e a adenina é convertida em mononucleotídeos pela hipoxantina-guanina fosforibosiltransferase (HPRT) e adenina fosforibosiltransferase (APRT), enquanto a desoxiguanosina e a adenosina são funcionalmente ativadas por cinases enzimáticas específicas.

No estado fisiológico normal, sob ação da insulina, o fígado e o músculo esquelético armazenam monossacarídeos na forma de glicogênio. Por outro lado, em pacientes obesos, a glicose excedente é convertida em triglicerídeos por lipogênese, sendo armazenada nos adipócitos. Na obesidade é observado acúmulo de gordura no músculo esquelético, fígado e células beta pancreáticas. Essa condição culmina em desordem metabólica, levando a uma condição de resistência à insulina, síndrome metabólica e diabetes tipo 2. O processo de respiração celular compreende três fases: 

• Glicólise. • Ciclo de Krebs. • Fosforilação Oxidativa.

A síntese e degradação de proteínas com a recuperação de aminoácidos é conhecida como turnover. O turnover da proteína difere entre seus diferentes tipos (por exemplo, albumina, colágeno) e, portanto, entre os órgãos.

Os triacilgliceróis são hidrolisados fora das células pela lipoproteína lipase para produzir ácidos graxos livres. 

Os ácidos graxos livres entram principalmente na célula por meio de transportadores de proteínas de ácidos graxos na superfície celular. Uma vez dentro, a enzima pela acil-CoA sintase (FACS) adiciona um grupo CoA ao ácido graxo. Então, o CPT1 (carnitina palmitoiltransferase 1) converte o acil-CoA de cadeia longa em acilcarnitina de cadeia longa. A porção de ácido graxo é transportada por CAT (carnitina translocase) através da membrana mitocondrial interna. O CPT2 (carnitina palmitoiltransferase 2) converte a acilcarnitina de cadeia longa de volta em acil-CoA de cadeia longa. O acil-CoA de 9 cadeia longa pode, então, entrar na via de β-oxidação do ácido graxo, resultando na produção de um acetil-CoA a partir de cada ciclo de β-oxidação. Esse acetil-CoA entra no ciclo do TCA. O NADH e o FADH2 produzidos pela β-oxidação e pelo ciclo de Krebs são usados pela cadeia de transporte de elétrons para produzir ATP.

Os nucleotídeos de guanina geram guanosina, guanina e xantina; enquanto os nucleotídeos de adenina geram adenosina, inosina e hipoxantina.

Dessa forma, o ácido úrico resulta do catabolismo das purinas (adenina e guanina) e é a única via de excreção das mesmas.