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Bioquímica Metabolismo – Catabolismo e Anabolismo Como retirar energia do ambiente? Como sintetizar moléculas (biomoléculas)? QBQ-4020 Química Ambiental.

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1 Bioquímica Metabolismo – Catabolismo e Anabolismo Como retirar energia do ambiente? Como sintetizar moléculas (biomoléculas)? QBQ-4020 Química Ambiental Noturno

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3 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

4 Como é possível a separação do meio externo do meio Interno? Compartimentalização? Quais as Bases Físicas e Químicas?

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6 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..

7 Coacervados são partículas coloidais (nanômetros) ~ 1 nm até ~ 1000 nm O que deve ter na interface Gota – Água???

8 Estrutura e Propriedades de H 2 O -ângulo de ligação -polaridade -tensão superficial -dissolução de espécies -coesividade

9 - H 2 O 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 H 2 O - Ciclo Hidrológico (Combustão, Fotossíntese) Ouro do próximo século - Sólido Líquido (só aumento de desordem? Por que densidade de 0 à 4 0 C ? - Gás Líquido (só aumento de densidade?) - Líquido de 0 `a C. Por que faixa tão alta?

10 Entre as propriedades ditas anômalas de H 2 O líquida. Estão aquelas que as diferenciam de outros líquidos. H 2 O 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.

11 Anomalias de água (mais importantes) 1. Alto ponto de fusão H-pontes no sólido 2. H 2 O alto ponto de ebulição. H-pontes no líquido

12 Como Líquido Água é muito mais denso que o esperado!!! E como Sólido é muito mais leve que o esperado!!!! GasLiquidSolid

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21 Gmix >> Gseparado Emulsion! Phase Separate!

22 Add surfactant

23 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?

24 pOH = -log[OH-] the negative log of the hydroxide ion molarity pKw = -log Kwthe negative log of the water ion product, Kw pKa = -log Kathe negative log of the acid dissociation constant, Ka pKb = -log Kbthe negative log of the base dissociation constant, Kb

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26 Ácidos e Bases - Bronsted HA + H 2 0 H 3 O + + A - Ka = [H3O + ]*[A - ]/[HA] Como se mede pH??? Como se mede pH?

27 ACID + BASE = SALT + WATER

28 Titration curve for weak acid/strong base. (Figure by MIT OCW.)

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31 Polyprotic Acid-Strong Base

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33 Derivation of the first Henderson-Hasselbach Equation

34 Glutamic Acid

35 Lysine

36 Como seria uma curva de titulação de um polipeptídeo?

37 Qual o pH do sangue? E quais espécies atuam como tampão?

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43 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

44 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? H 2 O – Propriedades: Polaridade Proticidade Ácidos-Bases Cargas de moléculas Interações Eletrostáticas Pontes de H, Van der Valls etc..

45 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 10 8 x velocidade de reações... Controle de fluxos METABOLISMO ENZIMAS

46 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

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48 . Em 1806, 1 0 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 Proteína AA´s livres 6M HCl

49 Amino-Ácidos 20 AA essenciais

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52 Aminoácidos Hidrofóbicos 1

53 Aminoácidos Hidrofóbicos 2

54 Aminoácidos Carregados

55 AA polares 1

56 AA polares2

57 AA Hidrofóbicos

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61 O pKa do Ácido Acético 3 HC-COOH 4.5, O pKa do R-NH Por que os pKa´s dos grupos carboxila e Amônio dos AA´s são menores? ~2, e ~9 respectivamente?

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64 AA´s em proteínas são via de regra L ! Será a vida Quiral??? Será que tem a ver com a síntese de proteínas RNAm????

65 Reação de Ninhidrina UV-Vis espectro, 280 nm Métodos identificar aa´s

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68 Aminas 1árias Violeta Aminas 2árias Amarelo (Prolina)

69 Excepto pelo Triptofano os outros AA´s são pouco fluorescentes Porém existem associações que levam a fluorescência O que é fluorescência ????

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81 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.

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83 Composição: Hidrolisa com HCl 6M Sabe quantos AA´s tem! Separa em colunas ou acende! E a Sequência 1ária??

84 Reage no N-terminal, repete processo várias vezes Hoje em dia síntese e geração de proteínas é +/- fácil Proteoma!!!


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