O objetivo da bioquímica é explicar a forma e função biológica

Apresentação em tema: "O objetivo da bioquímica é explicar a forma e função biológica"— Transcrição da apresentação:

1 O objetivo da bioquímica é explicar a forma e função biológica
Fundamentos da Bioquimica: Lógica molecular seres vivos Células Biomoléculas Água O objetivo da bioquímica é explicar a forma e função biológica em têrmos químicos Uma estratégia tem sido isolar, purificar e caracterizar a estrutura quimica. Que elementos quimicos são encontrados nas células? Que tipos de moléculas estão presentes na matéria viva? Em que proporções estão presentes? Porque estas moleculas estão adaptadas as suas funções

2 Ambiente aquoso terrestre conduziu os
Seres vivos a utilizarem propriedades da água

3 Água: H2O 1 - Interações fracas em sistemas aquosos
Estrutura da água/pontes de hidrogênio Água forma pontes hidrogenio com solutos polares Água atura eletrostaticamente com solutos carregados Água x gases Compostos não polares produzem mudanças desfavoráveis na estrutura da água – Lipideos Interações fracas são importantes para função e estrutura das macromoléculas Solutos afetam as propriedades coligativas de soluções aquosas (osmose) 2 - Dissociação da água, ácidos e bases fracas pH, curvas de titulação, tamponamento 3 - Significados biológicos de propriedades da água

4 Diferentes estados da água
VAPOR LÍQUIDO GELO

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6 ESTRUTURA MOLECULAR DA ÁGUA

7 ESQUEMA DA FORMAÇÃO DE UMA PONTE DE HIDROGÊNIO PONTE DE HIDROGÊNIO NÃO É UMA LIGAÇÃO COVALENTE

8 ESTRUTURA ORGANIZADA DAS MOLÉCULAS DE ÁGUA NO ESTADO DE GELO (Cada Molécula de água forma 4 pon- tes de hidrogênio com outra molécula de água) Na água (líquida) ocorrem 3,4 ligações por molécula

9 * * PONTES DE HIDROGÊNIO ENTRE DIFERENTES ELEMENTOS
DEFINIÇÃO DE PONTE DE HIDROGÊNIO: interação que ocorre com o Hidrogenio quando ligado a elementos químicos eletronegativos (*)

10 EXEMPLOS BIOLÓGICOS DE PONTES DE HIDROGÊNIO

11 * * ORIENTAÇÃO DOS ELEMENTOS ELETRONEGATIVOS*
FORMA PONTES FORTES OU PONTES FRACAS * *

12 EXEMPLOS DE MOLÉCULAS: POLARES NÃO POLARES apolares ANFI PATICAS

13 DISSOLUÇÃO DE SAIS CRISTALINOS PELA HIDRATAÇÃO
DOS IONS CONSTITUÍNTES

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15 Compostos apolares produzem mudanças desfavoráveis na Organização da água

16 O aumento da concentração
de moléculas apolares na água produz estruturas organizadas com exclusão da água

17 A saída da água organizada
entre o substrato e a enzima favorece a formação do Complexo enzima-substrato

18 Interações fracas são importantes Fatores para a Função e Estrutura
de macromoléculas 1. Pontes Hidrogênio 2. Interações iônicas 3. Interações hidrofóbicas 4. Van de Waals

19 SOLUTOS ALTERAM AS PROPRIEDADES COLIGATIVAS DE SOLUÇÕES AQUOSAS

20 OSMOSE E MEDIÇÃO DA PRESSÃO OSMÓTICA
Pressão osmótica: é medida como a força que precisa ser colocada para (em b) para restabelecer o nível do líquido no becker.

21 INFLUÊNCIA DA OSMÓLARIDADE EXTRACELULAR NO MOVIMENTO DA ÁGUA ATRAVÉS DAS MEMBRANAS

22 Toque a pelos sensitivos desencadeiam mudanças no turgor
EXEMPLOS DA OSMOLARIDADE EM FUNÇÕES BIOLÓGICAS Mimosa pudica dormideira (sensitiva) Dionea muscipula carnivora Toque a pelos sensitivos desencadeiam mudanças no turgor pela saída de íons K+

23 Água: H2O 1 - Interações fracas em sistemas aquosos
Estrutura da água/pontes de hidrogênio Água forma pontes hidrogenio com solutos polares Água atura eletrostaticamente com solutos carregados Água x gases Compostos não polares produzem mudanças desfavoráveis na estrutura da água – Lipideos Interações fracas são importantes para função e estrutura das macromoléculas Solutos afetam as propriedades coligativas de soluções aquosas (osmose) 2 - Dissociação da água, ácidos e bases fracas pH, curvas de titulação, tamponamento 3 - Significados biológicos de propriedades da água

24 Salto de Próton Dissociação (Ionização da água) H2O H+ + OH- H-O+-H + OH- H

25 Dissociação da água e Escala de pH

26 CURVAS DE TITULAÇÃO DE TRES ÁCIDOS FRACOS

27 CURVA DE TITULAÇÃO DO ÁCIDO ACÉTICO
Equação de Henderson-Hasselbach

28 O par: ácido acético- acetato como exemplo de sistema tampão
Base Ácido

29 Curvas de Titulação de ácidos fracos

30 Radicais de aminoácidos (Histidina) na estrutura proteica
Podem exercer controle de pH (tamponamento) Exemplo: dissociação do H+ em pH próximo do pH fisiológico (6.0)

31 Sistema tampão bicarbonato

32 Efeito do pH na atividade de diferentes enzimas

33 PARTICIPAÇÃO DA ÁGUA (H2O) EM REAÇÕES BIOLÓGICAS

34 Água: H2O 1 - Interações fracas em sistemas aquosos
Estrutura da água/pontes de hidrogênio Água forma pontes hidrogenio com solutos polares Água atura eletrostaticamente com solutos carregados Água x gases Compostos não polares produzem mudanças desfavoráveis na estrutura da água – Lipideos Interações fracas são importantes para função e estrutura das macromoléculas Solutos afetam as propriedades coligativas de soluções aquosas (osmose) 2 - Dissociação da água, ácidos e bases fracas pH, curvas de titulação, tamponamento 3 - Significados biológicos de propriedades da água

35 Significados Biológicos e propriedades da água usados pelos seres vivos
Considerar: Ponto de fusão e ebulição elevados: são consequência da formação de pontes de Hidrogênio, necessitando portanto maior energia para rompê-las. Calor específico da água (caloria): é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1 g de água de 15, para 16oC. Calor de vaporização: Se I kg de água absorver 1Kcal de calor, sua temperatura aumenta 1oC. Porém, a vaporização de apenas 2g de água, diminuem a temperatura das 998g de Água restantes, em 1 oC. Esse efeito de resfriamento minimiza a perda de água por grandes variações de temperatura (funciona como termostado): ex: SUOR Calor de fusão: O calor despreendido pela água no congelamento minimiza mudanças de temperatura no inverno. O calor absorvido quando o gelo derrete, diminui as mudanças de temperatura na primavera. Tensão superficial: capilaridade Densidade: O congelamento da água ocorre com aumento de volume e diminuição da densidade. Logo, quando ocorre formação de gelo, sempre será de cima para baixo.

36 TENSÃO SUPERFICIAL

37 M D = V ESTRUTURA ORGANIZADA DAS MOLÉCULAS DE ÁGUA
NO ESTADO DE GELO (Cada Molécula de água forma 4 pon- tes de hidrogênio com outra molécula de água) Na água (líquida) ocorrem 3,4 ligações por molécula M D = V