Química Ambiental Noturno 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?

Separa as “coisas Hidrofílicas de Hidrofóbicas”.. 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?

Como gás é um dos mais leves, Como líquido é muito denso, 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+ + A- Ka = [H3O+]*[A-]/[HA]                                                                                                                          Como se mede pH??? Como se mede pH?

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

Glutamic Acid                                                                                                                                      

Lysine                                                                                                                                  

Como seria uma curva de titulação de um polipeptídeo?

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

Objetivo Principal  Metabolismo!!!! QBQ 4020N aula 2 Objetivo Principal  Metabolismo!!!! Células Podem ser Ensinadas!!!! Precisa aprender qual a Fonte: Brasil  Cana de Açúcar USA  Milho!! Qual a Diferença??? Ex. Leveduras  Álcool 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

Somente 20 constituem essenciais 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

Proteína     AA´s livres . 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

Por que os pKa´s dos grupos carboxila e Amônio 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??

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