QBII - Matéria para 2ªFrequência

Já que pouca gente vai ao email do sigarra:

"Uma vez que me atrasei a inserir os sumários das aulas teóricas no seu devido sítio
(SIGARRA), que se encontra agora inacessível à edição por terem terminado as aulas,
venho por este meio divulgá-los.

Saudações,
JAP

1
Apresentação.
A estratificação do saber em Ciências Biológicas, do átomo ao ecossistema. Posição
da Química Biológica nessa estratificação. Importância para a Medicina.
Introdução ao programa teórico do restante da disciplina de QBII.
Informação sobre calendário das aulas e sobre avaliação.

2
Definição de lípido, classificação de lípidos em simples e complexos.
Ácidos gordos: constituição e características físico-químicas,
derivatização com coenzima A, reacção de beta-oxidação e algumas reacções de
identificação e doseamento.
Acilglicerídeos: síntese a partir de glicerol.
Fosfoglicerídeos: constituição química.

3
Fosfoglicerídeos: estruturas supramoleculares (membranas).
Esfingolípidos: constituição, tipos, síntese da ceramida.
Fosfoesfingolípidos, constituição, ocorrência e síntese.
Glucoesfingolípidos, constituição, ocorrência e síntese, cerebrósidos e gangliósidos.
Ceras: definição e exemplos.
Terpenos: o isopentenilpirofosfato (IPP) e a sua reacção de polimerização. Estrutura
e classificação dos terpenos, exemplos notáveis.
Esteróides: origem no terpeno esqualeno, definição, colesterol, conformações. Ácidos
biliares. Vitamina D.

4
Esteróides: progesterona, hormonas sexuais, hormonas adrenocorticais.
Icosanóides: definições e estrutura, o ácido araquidónico, reacções catalisadas
pelas cicloxigenases e pelas lipoxigenases usando o oxigénio molecular e sua
inibição por fármacos.Prostanóides: prostaglandinas, prostaciclinas, tromboxanos e
seus efeitos. HPETE, HETE e leucotrienos, estrutura e efeitos.
Aminoácidos: fórmula geral, esterioisomeria, classificação por tipos. Captação do
azoto pelo glutamato, ciclo biológico do azoto e seus estados de oxidação. Reacções
de síntese biológica da ligação peptídica, função do tRNA e do ATP, características
da ligação amídica.

5
Proteínas: estrutura primária, liberdade conformacional de uma cadeia polipeptídica.
Estrutura secundária: hélice alfa e comformação beta (paralela e antiparalela),
estabilização por pontes de hidrogénio. Estrutura terciária: anfipatia da cadeia
polipeptídica e interacção com a água, interacções intra-cadeia, pontes
dissulfureto.

6
Potencial redox do meio, glutationa e pontes dissulfureto. Factores que interferem
com a conformação das proteínas: potencial redox, força iónica, pH, polaridade do
solvente, temperatura. Representação gráfica de proteínas e sua interpretação.
Domínios na estrutura terciária. Estrutura quaternária, interacções e dependencia
conformacional inter-subunidades. Principais tipos de proteínas biológicas e suas
funções.

7
Exemplos de proteínas estruturais com pouca variedade de resíduos de aminoácidos:
função, estrutura e organização supramolecular de colagénio (resíduos de prolina e
glicina), alfa-queratinas (resíduos de cisteína) e beta-queratinas (alanina e
glicina). Exemplos de péptidos hormonais: insulina, comparação da estrutura primária
e das funções de oxitocina e vasopressina. Exemplos de imunoglobulinas: IgG,
aspectos estruturais (domínios, estrutura quaternária) e função de reconhecimento
molecular.

8
Reconhecimento molecular: definição com base na extensão da associação
intermolecular (interacções fracas), complementaridade espacial e funcional.
Complementaridade induzida.
Ácidos nucleicos: definição de ribonucleótidos e desoxirribonucleótidos, reacção de
formação da ligação fosfodiéster.

9
Associação Watson-Crick por pontes de hidrogénio entre bases de nucleótidos,
empilhamento das bases em água (anfipatia de nucleótidos).
DNA: conformação em hélice dupla antiparalela, contribuição do efeito hidrofóbico;
histonas e cromossomas. Replicação do DNA: funcionamento da DNA polimerase, cadeia
matriz como suplemento de selectividade para a enzima.
RNA: tipos de RNA, sumário das contribuições de cada tipo para a síntese das proteínas.

10
mRNA: resumo do funcionamento da RNA polimerase. rRNA: estrutura autocomplementar do
rRNA, complexação com proteínas para a formação dos ribossomas. tRNA: conformação,
anti-codão. Aminoacil-tRNA sintetases: reacções, selectividade e definição do código
genético.

11
Síntese das proteínas: transcrição do DNA no ribossoma, função do mRNA e do tRNA.
Cinética química: definição de velocidade média e instantânea de reacções químicas.
Velocidade de reacções químicas: métodos para a medição experimental, definição de
equação de velocidade para mecanismo bimolecular. Distinção entre estequiometria e
ordem de reacção. Velocidade de reacções não elementares como a velocidade da
reacção mais lenta do mecanismo.

12
Cinética química: integração das funções de velocidade em ordem ao tempo para
reacções com mecanismo elementar; tempo de semi-transformação. Teoria de Arrhenius,
das colisões e do estado de transição para a constante de velocidade, interpretação
dos parâmetros. Relação entre as constantes de velocidade e a constante de
equilíbrio para reacções elementares.
Catálise: um novo mecanismo mais rápido para a reacção, independência da constante
de equilíbrio relativamente ao catalisador.

13
Catálise enzimática: catálise enzimática como um caso particular da catálise química
em meio homogéneo. Definição de complexo enzima-substrato. Importância da
estabilidade do complexo enzima substrato relativamente à estabilização do estado de
transição. Interacções no centro activo da enzima com os substratos. Estabilização
do estado de transição por via de dispersão de carga para resíduos da enzima e por
orientação óptima dos reagentes. Compensação da diminuição da entropia derivada da
formação do complexo enzima-substrato pelo aumento da entropia devida à libertação
de moléculas de água antes associadas aos grupos funcionais do centro activo.

14
Exemplos de mecanismos enzimáticos: quimotripsina, triosefosfato isomerase e lactato
desidrogenase.
Reconhecimento molecular no contexto das enzimas: o estado de transição como o ponto
máximo do reconhecimento molecular enzimático.
Graus de selectividade enzimática.
Modelo químico de Michaelis-Menten (MM). Equação cinética de MM: definição da
velocidade do mecanismo MM como k2[ES]. Desenvolvimento da equação de velocidade com
base na hipótese do estado estacionário para a concentração do complexo ES.
Definição de velocidade máxima. Interpretação da equação e sua linearização.
Interpretação das constantes k2 e Km. Significado da constante de especificidade,
k2/Km, relativamente ao limite de difusão, exemplos de constantes cinéticas para
várias enzimas.

15
Regulação do metabolismo: o papel central das enzimas, a selectividade das enzimas
definindo o metabolismo e o fenótipo celular. Enzimas reguladoras: regulação é
cinética e não termodinâmica, regulação de uma via reaccional por cooperatividade,
retro-inibição e retro-activação.
Modos de regulação. Regulação por inibição competitiva e não-competitiva com
cinética de MM (fumarase), equação de velocidade dependente da concentração de
inibidor. Regulação por enzimas alostéricas: cooperatividade derivada de estrutura
quaternária, sítios reguladores, cinética não-Michaelis-Menten (sigmoidal),
activadores e inibidores (ATCase e regulação da síntese de pirimidinas e purinas).

16
Regulação por associação entre enzimas e outras proteínas: alfa-lactalmubina como
reguladora da transformação entre galactosil transferase e lactose sintase.
Calmodulinas, uso do gradiente de Ca2+ como amplificador do sinal externo (químico
ou eléctrico), uso do ATP para repôr os níveis iniciais de cálcio, exemplo das
células musculares, associação às cinases, regulação por fosforilação. AMP-cíclico,
amplificação por uso directo do ATP, relação com a activação de cinases e activação
e inactivação por fosforilação (fosforilase e glicogénio sintase no fígado, lipases
nos adipócitos).

José Augusto Pereira"

Tiago Ramos