Biomoléculas e Metabolismo: Estrutura, Função e Homeostase em Animais Domésticos

15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 146 Biomoléculas e metabolismo Prof Marcelo Granja Descrição Biomoléculas suas relações com as reações metabólicas para os animais domésticos e a bioquímica envolvida na manutenção no metabolismo celular Propósito Compreender a estrutura e função das bioméculas por meio do estudo dos aminoácidos das proteínas enzimas dos lipídeos e carboidratos bem como suas reações bioquímicas para o entendimento da vida em nível celular e molecular em correlação com os mecanismos envolvidos nas diferentes formas de obtenção alimentar e manutenção da homeostase das espécies de animais domésticos Objetivos Módulo 1 Aminoácidos e proteínas Reconhecer a estrutura química geral dos aminoácidos e das proteínas bem como suas propriedades químicas e funções no metabolismo celular Módulo 2 Enzimas Identificar as enzimas suas propriedades e funções e os principais fatores que interferem na cinética regulação e inibição enzimática nas reações metabólicas 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 246 Módulo 3 lipídeos Identificar as propriedades e funções dos lipídeos bem como suas relações com o metabolismo animal Módulo 4 Carboidratos e nucleotídeos Reconhecer as propriedades e funções dos carboidratos as formas de digestão e aproveitamento energético e a estrutura dos nucleotídeos e ácidos nucléicos omeostasia Tendência do organismo em se manter em equilíbrio por meio de reações químicas para a manutenção das condições fisiológicas normais Introdução Os animais domésticos possuem peculiaridades diversas principalmente quando falamos em padrão alimentar Eles podem ser classificados como carnívoros cães e gatos herbívoros equinos herbívoros ruminantes bovinos caprinos e ovinos e onívoros suínos e galináceos As diferenças de padrões alimentares entre os animais domésticos nos chamam a atenção para as diferentes formas de obtenção de nutrientes de acordo com sua dieta O que há na composição desses alimentos tão distintos que permite suprir as necessidades dos diferentes perfis alimentares animais Para responder a essa pergunta apresentaremos os principais componentes presentes na dieta de um animal como as macromoléculas de proteínas carboidratos e lipídeos Além disso estudaremos as relações desses componentes com as reações que ocorrem nos organismos das diferentes espécies para a obtenção de energia e a manutenção da homeostasia Agora que já nos familiarizamos com as biomoléculas e conceituamos o que é metabolismo convidamos você a acompanhar nosso conteúdo e a perceber como é fantástico o conhecimento da bioquímica molecular 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo ee i LP i ee eee a sa J Wj IPSS 4 a es yy BA ere BLY Ve Ao final deste modulo vocé sera capaz de reconhecer a estrutura quimica geral dos aminoacidos e das proteinas bem como suas propriedades quimicas e fungoes no metabolismo celular Os aminoacidos sao pequenas moléculas organicas que possuem em sua constituigao basica Atomos de carbono hidrogénio nitrogénio e oxigénio Sao classificados como constituintes da estrutura das proteinas e dos peptideos sendo que cada uma dessas estruturas 6 formada por uma combinagao de diferentes aminoacidos gerando diferentes proteinas e peptideos er Sy y ae aA aR oo eee r ey ss De 4 4 a a eet a e Ke EN 6 te an a 7 B a do A Yy ce 3 as all ere Sap a ana PPS Aminoacidos Nos tépicos a seguir vamos conceituar os termos proteinas e peptideos Agora ja sabemos que os aminoacidos sao os elementos basicos que formam essas biomoléculas A imagem nos ajuda a entender o conceito de organizacgao molecular Observe que os aminoacidos sao moléculas que irao se ligar e formar estruturas como os peptideos e proteinas oO Co oO Aminoacidos Peptideo Proteina httpsstecine azureedge netrepositorio002 12sa04250index html 346 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo Aminoacidos proteina e peptideo Estrut lecular d inoacid As moléculas de aminoacidos tem em comum a presenga de um grupo carboxila de um grupo amina e de um hidrogénio unidos ao mesmo carbono carbono alfa Diferem entre si na estrutura do seu grupo radical grupo R também conhecido como cadeia lateral sendo este responsavel pelas diferentes estruturas e fungdes que cada aminoacido ira exercer A imagem a seguir demonstra a estrutura molecular de aminoacidos e sua relagao com seus componentes H H OCGf H c i Grupo Cadeia Grupo Amina Lateral Carboxila Estrutura de um aminoacido apresentando um Carbono central Carbono alfa grupo Amino grupo acido carboxilico hidrogénio e cadeira lateral Tipos de aminoacidos Existem cerca de 20 diferentes tipos de aminoacidos disponiveis na natureza e que irao exercer fungdes individuais ou associarse na formagao de peptideos e proteinas Além dos 20 aminoacidos que fazem parte das proteinas aminoacidos proteicos existem outros aminoacidos que tém fungdes metabdlicas diversas como precursores de neurotransmissores horm6nios e participantes de reagdes bioquimicas como demonstrado na estrutura molecular a seguir KN i on AL i on Ah uO ig isn oO NH NH NHy NH pKa 1047 BEER Seg a be ng om Be mw A rmtua g Ty tam g Satta tam wa rae sain g san wig Hat g Estrutura molecular dos 20 aminoacidos disponiveis na natureza Classificacgao d inoacid As classificagdes dos aminoacidos sao baseadas nas estruturas quimicas que dao a eles diferengas entre algumas propriedades e suas relagées com outras moléculas ou componentes celulares Tais propriedades sao entre outros httpsstecine azureedge netrepositorio002 12sa04250index html 446 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo Polaridade Presenga de carga Hidrofilicidade ou hidrofobicidade Tendéncia em interagir com o pH fisioldgico Fica mais facil compreender as diferengas de estruturas quimicas sempre que associarmos essa analise com a informagao ja apresentada segundo a qual é a cadeia lateral ou grupo radical R de um aminoacido que fornece a diferenga entre eles Desse modo podemos dividir os aminoacidos em cinco grupos de cadeias laterais de acordo com a polaridade e carga sendo eles httpsstecine azureedge netrepositorio002 12sa04250index html 546 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 646 São representados pela glicina metionina prolina valina alanina leucina e isoleucina Seus grupos R são alifáticos moléculas de cadeia aberta ou seja não formam anel quando se unem e hidrofóbicos A glicina é o aminoácido mais simples pois apresenta um hidrogênio como grupo R a metionina apresenta uma cadeia carbônica maior em seu grupo R São representados pela serina glutamina asparagina treonina e cisteína Esses aminoácidos são hidrofílicos e sua polaridade pode ser dada pelos grupos hidroxila amida ou sulfidrila tiol que formam ligações de hidrogênio com a água Podemos citar a asparagina e glutamina que são amidas derivadas dos ácidos aspártico e glutâmico respectivamente São representados pelo aspartato e glutamato A carga está determinada pelos grupos carboxila ionizados grupo COOH possuindo características ácidas em pH fisiológico São representados pela lisina histidina e arginina A carga positiva está determinada pelos grupos amina guanidino ou imidazol Compartilham carga positiva em suas cadeias laterais e características mais básicas em pH fisiológico Aminoácidos não polares ou alifáticos Aminoácidos polares sem carga Aminoácidos carregados negativamente ou aminoácidos ácidos Aminoácidos carregados positivamente ou aminoácidos básicos 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 746 São representados pela tirosina fenilalanina e triptofano que compartilham cadeias laterais apolares e hidrofóbicas com estrutura aromática Aminoácidos essenciais não essenciais e limitantes Já percebemos que existem classificações dos aminoácidos em relação à sua polaridade e carga o que é fundamental para entendermos sua relação com as reações metabólicas do organismo Agora precisamos entender as especificidades de alguns aminoácidos veja a seguir Aminoácidos não essenciais Serão produzidos diretamente pelo organismo do animal durante as reações metabólicas logo os aminoácidos não essenciais conseguem ser sintetizados pelos animais podendo ser formados a partir de precursores de outros aminoácidos Aminoácidos essenciais Não serão produzidos durante as reações metabólicas sendo necessária sua ingestão na dieta Ou seja o animal não consegue sintetizar nem produzilos em quantidade suficiente para suprir suas exigências metabólicas Há ainda o conceito de aminoácidos limitantes Nesse caso precisamos levar em consideração a presença de certo aminoácido em um ingrediente ou dieta Quando um aminoácido é um limitante a sua falta na dieta determina o excesso ou a carência de outro Esse conceito é determinante para entendermos de absorção de aminoácidos em que a carência de um limitante irá limitar que o outro possa ser absorvido Resumindo Os aminoácidos limitantes são aminoácidos essenciais que estão presentes na dieta em concentrações inferiores à exigida para o máximo desempenho animal pois interferem na absorção dos demais aminoácidos Na produção de frangos de corte os principais aminoácidos limitantes são primeiramente a Metionina e em seguida a Lisina Nos suínos essa ordem é inversa Podemos encontrar esses aminoácidos na soja metionina e no milho lisina de forma que devemos prestar atenção nas Aminoácidos aromáticos 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 846 quantidades desses grãos na dieta dos animais para realizarmos a suplementação correta desses aminoácidos e garantirmos que não ocorrerá a carência nutricional de nenhum deles A taurina é um aminoácido essencial limitante para gatos já que esses animais não conseguem sintetizar a taurina em níveis suficientes para suas demandas metabólicas Fontes de proteína animal principalmente as vísceras são ricas em taurina de modo que devemos suplementar esses aminoácidos nas rações destinadas aos felinos Com isso garantimos a sua ação em reações metabólicas relacionadas ao crescimento do animal a digestibilidade de lipídeos por meio dos sais biliares e a atuação nos músculos esqueléticos e cardíacos estabilizando as funções circulatórias Puma comendo pedaço de carne fonte de proteína animal Estrutura e formação das proteínas A formação dos peptídeos Para entender como as proteínas são formadas assista ao vídeo e veja o que são ligações peptídicas e como essas ligações contribuem para a construção dos peptídeos e proteínas Observe a seguir as estruturas proteicas Diferentes estruturas proteicas Apresentaremos agora as formas de organização das estruturas proteicas 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 946 Aminoácido Estrutura primária É dada pela sequência de aminoácidos e ligações peptídicas da molécula Forma um arranjo linear semelhante a um colar de contas Beta pregueada Estrutura secundária É dada pelo arranjo espacial de aminoácidos próximos entre si na sequência primária da proteína Ocorre graças à possibilidade de rotação das ligações entre os carbonos alfa dos aminoácidos e os seus grupos amina e carboxila Peptídeo Estrutura terciária É resultado do enrolamento da hélice sendo estabilizada por pontes de hidrogênio e pontes dissulfeto É literalmente um dobramento da proteína adquirindo uma estrutura tridimensional Proteína 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 1046 Estrutura quaternária É um tipo de proteína que tem duas ou mais cadeias polipeptídicas em estrutura tridimensional Isso ocorre com algumas proteínas Função das proteínas Associando as informações das funções e estruturas proteicas podemos entender como cada uma delas pode interagir dentro de um organismo As estruturas primárias e secundárias das proteínas não apresentam um papel metabólico importante ficando a cargo de como elas se organizam posteriormente nas estruturas terciárias e quaternárias Com isso temos a classificação em dois grandes grupos funcionais São caracterizadas por longos filamentos ou folhas proteicas que têm importantes ações estruturais como a realização de força muscular flexibilidade e sustentação dos tecidos Apresentam grande resistência em função das ligações covalentes entre as fibras o que faz delas estruturas rígidas Um exemplo são as estruturas fibrosas presentes em cicatrizes São caracterizadas por um arranjo enovelado das cadeias de polipeptídios dando uma forma esférica e compacta Estão relacionadas com funções biológicas como proteínas transportadoras de membrana imunoglobulinas proteínas reguladoras e enzimas entre outras Desnaturação proteica Como já sabemos as proteínas desempenham papéis importantíssimos nas reações metabólicas dos organismos vivos Essas ações são reguladas por diversos fatores e sua modulação é muito importante para garantir que as proteínas executem suas ações somente nos locais favoráveis para tal Saiba mais Apesar de as estruturas proteicas terciárias e quaternárias possuírem atividades diretas sobre o organismo essas formas de organização não são muito estáveis nos organismos vivos Isso ocorre em razão das interações intermoleculares como as interações iônicas ligações de hidrogênio e forças hidrofóbicas que realizam entre as estruturas secundárias Essas ligações são importantes para configuração estrutural mas são mais fracas do que as ligações covalentes ligação peptídicas por exemplo e por isso são mais facilmente quebradas Dessa forma elas podem sofrer um processo chamado de desnaturação ou seja a perda da sua estrutura tridimensional A desnaturação pode ocorrer por diversos fatores como a variação de temperatura que pode mediar a ruptura das ligações estabilizadoras da estrutura e fazer com que a proteína retorne à sua confirmação primária perdendo sua função Há casos em que a proteína pode voltar à sua estrutura tridimensional renaturação fazendo com que ela possa executar novamente suas ações metabólicas Proteínas fibrosas Proteínas globulares 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 1146 Modelo esquemático de desnaturação e renaturação proteica Além da temperatura outros fatores podem levar ao mecanismo de desnaturação proteica como as variações de pH Mudanças extremas no pHs podem alterar o estado de ionização dos aminoácidos levando ao rompimento das ligações de hidrogênio e consequentemente à mudança estrutural da proteína Pensando em situações da rotina vamos imaginar que sem querer pingamos um pouco de limão sobre o leite Ao realizarmos isso veremos que o leite irá coalhar Isso nos mostra que o ácido do limão levou à desnaturação da proteína do leite a caseína mudando sua estrutura química Esse método é amplamente utilizado pela indústria alimentícia na produção de queijos Especialista derrama ácido para fazer queijo Ao atendermos um paciente com febre é extremamente importante a controlarmos pois o aumento da temperatura corpórea pode levar à perda de funções metabólicas das proteínas orgânicas podendo agravar ainda mais os sinais clínicos do animal que está sendo atendido por você Esse fenômeno tem a participação da desnaturação das proteínas que fazem partes das vias metabólicas tirando o animal da homeostase 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 1246 Falta pouco para atingir seus objetivos Vamos praticar alguns conceitos Questão 1 Ao planejarmos a dieta de um animal de produção devemos sempre levar em consideração as necessidades nutricionais desses animais Os aminoácidos ganham grande destaque quando tratamos de equilíbrio na dieta pois existem alguns aminoácidos que determinam as taxas de desempenho animal e síntese proteica quando em desequilíbrio com outro aminoácido Em relação a essa condição qual é o nome do aminoácido citado Parabéns A alternativa E está correta Os aminoácidos limitantes são aminoácidos que estão presentes na dieta em concentrações inferiores às necessárias e reduzem o aproveitamento dos demais aminoácidos fazendo com que o animal não atinja seu desempenho máximo de produção Questão 2 Os aminoácidos são biomoléculas que apresentam um esqueleto comum onde o carbono alfa é o átomo central ao passo que os seus demais componentes estão ligados a eles Entre os componentes dos aminoácidos também iremos encontrar outros componentes como o A Aminoácido não essencial B Aminoácido essencial C Aminoácido carregado negativamente D Aminoácido carregado positivamente E Aminoácido limitante 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo grupamento amino grupo acido carboxilico hidrogénio e cadeia lateral também chamado de radical Entre esses componentes estruturais dos aminodacidos qual é 0 responsavel pela sua variabilidade estrutural Cadeia lateral Grupo acido carboxilico Carbono alfa Hidrogénio Grupo amino Parabéns A alternativa A esta correta Os grupos amino e acido carboxilico s4o componentes estruturais permanentes dos aminoacidos O carbono alfa é o elemento central e permanente da estrutura de um aminodacido e apesar de a glicina possuir o Hidrogénio também no radical sua presenga como elemento de ligagao direta no carbono alfa faz dela um elemento central Ja a cadeia lateral é a estrutura que fornece a variabilidade entre os diferentes tipos de aminodacidos podendo ser acidos basicos polares em apolares em relagado a este componente da molécula de aminoacidos 8 OE se ga ww o wi ax ee ved re x ae fm y poy fa e g nag as y F a et a a a a Ft ed I 3p a 3 Dall rh ha ag f a b t sf Ao final deste modulo vocé sera capaz de identificar as enzimas suas propriedades e funcoes e os principais fatores que interferem na cinética regulacao e inibicao enzimatica nas reacgoes metabolicas httpsstecine azureedge netrepositorio002 12sa04250index html 1346 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 1446 Conceitos iniciais Agora que já temos os conceitos de aminoácidos e proteínas vamos avançar em nosso estudo sobre biomoléculas e metabolismo conhecendo os conceitos que envolvem as enzimas Primeiramente é importante deixar claro que toda enzima é uma proteína com exceção das ribozimas que são RNAs Posteriormente saber que uma enzima é uma proteína nos traz a informação de que elas também são formadas por polímeros de aminoácidos unidos por ligações peptídicas e que podem sofrer desnaturação por ação de temperatura pH polaridade salinidade solventes radiações entre outros As enzimas são catalisadores biológicos facilitando a execução das vias metabólicas orgânicas Sem elas as reações do nosso organismo seriam bem lentas trazendo prejuízos na manutenção da homeostase Ou seja o metabolismo corpóreo dos animais seria lento sem as enzimas no entanto com a ação delas esses processos serão acelerados Enzimas são as aceleradoras do metabolismo Catálise de uma reação O que é a catálise de uma reação Resposta Catálise é a função mais importante das enzimas sendo o processo pelo qual uma substância acelera determinada reação química Na ausência de catálise a maioria das reações biológicas seria demasiadamente lenta e o metabolismo corporal extremamente baixo Você já deve estar se perguntando como as enzimas conseguem acelerar as reações Quando pensamos em biomoléculas é sempre importante sabermos que se alguma molécula interage com outra é porque elas conseguem se reconhecer No caso da ação enzimática toda a reação da qual as enzimas participam terão como resultado um produto e para se ter um produto de uma reação é necessário que exista um reagente Desse modo as enzimas reconhecem um reagente molécula com quem vão interagir catalisam uma reação com esse reagente e geram um produto como resultado final A imagem a seguir mostra essa interação enzimática Mecanismo de interação enzimasubstrato e geração de um produto Por serem proteínas as enzimas também possuem suas peculiaridades para um bom funcionamento Tais peculiaridades são importantes para garantir as ações das enzimas como catalisadoras de reações Seu funcionamento será dependente de condições como a temperatura o pH do meio as forças de ligação com os substratos a concentração do substrato entre outras 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 1546 Saiba mais As enzimas estão presentes em todas as células do organismo animal Vale a pena rever os conceitos da relação estruturafunção de uma proteína porque caso a enzima sofra desnaturação perderá sua estrutura conformacional e consequentemente não poderá executar sua ação enzimática Isso leva à perda das funções metabólicas celulares e ao comprometimento da homeostase A amilase salivar é um exemplo de enzima que tem sua ação dependente do pH Ela é uma enzima presente na saliva também conhecida como ptialina que participa da digestão do amido quando o alimento entra em contato com o conteúdo salivar ainda na cavidade oral Nesse momento a amilase salivar enzima consegue realizar a quebra do amido reagente e transformálo em maltose produto Essa reação de quebra só ocorre porque o pH da cavidade oral é neutro sendo o pH ideal para a ação dessa enzima Glândula salivar secretando ptialina auxiliando na quebra do amido alimentar e facilitando a digestão de carboidratos Após a deglutição a amilase salivar tem sua ação inibida ao chegar no estômago por causa da acidez do suco gástrico levandoa à desnaturação e parada de sua ação A ação das enzimas Cinética da ação enzimática Já está claro que a principal função das enzimas é a catálise de reações que são importantes para a manutenção do equilíbrio orgânico Também vimos que a enzima vai interagir com um substrato para que essas reações ocorram Isso quer dizer que nem toda molécula pode ser um substrato enzimático uma vez que a enzima vai precisar que o substrato seja reconhecido por um sítio específico para a sua ligação chamado de sítio ativo Para esse reconhecimento específico damos o nome de modelo chavefechadura em que o substrato precisa se encaixar perfeitamente no sítio ativo para a enzima seja ativada Caso esse encaixe não ocorra perfeitamente a ativação da enzima não será iniciada e consequentemente nenhuma ação ocorrerá A imagem demonstra esse modelo e interação substratoenzima Modelo chavefechadura de ativação enzimática Quando o substrato correto se liga ao sítio ativo da enzima iniciase a formação de uma estrutura conhecida como complexo enzimasubstrato Após a formação do complexo enzimasubstrato iniciamse as reações de catálise enzimática conforme demonstrado na imagem 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 1646 Ligação do substrato no sítio ativo da enzima e formação do complexo enzimasubstrato A partir desse momento as enzimas iniciam a aceleração das reações mas sem alterar o resultado final ou seja a presença da enzima não altera o produto de uma reação A velocidade da reação vai depender da energia de ativação que é a energia necessária para iniciar qualquer reação química Uma reação não catalisada necessita de mais energia para ser iniciada Por isso ela é mais lenta Redução da energia de ativação pelas enzimas para conversão de substratos em produtos Na imagem é possível visualizar a representação de uma reação de conversão do substrato em produto na ausência de uma enzima mas a quantidade de energia necessária energia de ativação para que essa reação ocorra é alta Quando essa reação ocorre na presença de enzima a energia de ativação é reduzida e o processo é catalisado trazendo menor consumo energético na execução da reação e fazendo com o que o organismo utilize menor quantidade de energia para a manutenção de seu equilíbrio A conversão de um substrato em produtos depende da formação do complexo enzimasubstrato ES que existirá somente enquanto os produtos ainda não estão sendo gerados A partir do momento em que os produtos começam a ser formados temos o surgimento do complexo enzima produto EP À medida que mais produto é formado esse complexo deixa de existir e a enzima se torna novamente disponível para ligação com o substrato conforme demonstrado na imagem a seguir Estado de transição enzimática formação do ES Complexo enzimasubstrato e EP Complexo enzimaproduto com formação final dos produtos A seguir temos um passo a passo das etapas do estado de transição enzimático Passo 1 Ocorre a atração entre enzima e substrato com ligação do substrato no sítio ativo da enzima Passo 2 O complexo ES se torna energeticamente mais favorável para o início da reação Passo 3 Ocorre o início da reação e o ES atinge o estado de transição em que o substrato está ligado aos átomos com os quais reagirá dando início à catálise enzimática Passo 4 À medida que ligações são rompidas e novas são formadas o substrato se transforma em produto e forma o complexo EP 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 1746 Como resultado temos a seguinte fórmula Rotacione a tela Onde E Enzima S Substrato ES Complexo enzimasubstrato P Produto Regulação enzimática Como a ação das enzimas é regulada Apesar de específicas as ações das enzimas podem ser manipuladas e reguladas mediando um aumento ou uma diminuição das suas ações Essas mudanças de padrões enzimáticos podem ocorrer tanto em sistemas biológicos quanto em meios industriais na produção de alimentos ou por uso farmacológico Vamos chamar as variações das atividades das enzimas de regulação enzimática Vale lembrarmos que as enzimas são polímeros de aminoácidos ou seja são proteínas com ações metabólicas Vários fatores podem alterar a velocidade de uma reação enzimática como a concentração do substrato no estado de transição as variações no pH do meio conforme vimos com a amilase salivar e a elevação da temperatura em situações de febre conforme demonstrado na imagem a seguir Fatores de regulação enzimática Agora vamos apresentar a descrição de cada ação enzimática As concentrações da enzima e do substrato regulam a velocidade das reações enzimáticas Quando ocorre um aumento na concentração de enzimas a formação do estado de transição é favorecida e a velocidade da reação é elevada Pensando terapeuticamente ao administrarmos uma enzima para um paciente que possua uma deficiência na produção dessa enzima iremos favorecer a ocorrências das reações metabólicas de funções vitais O aumento na concentração de substratos também interfere na atividade enzimática uma vez que quanto mais substrato for oferecido mais produtos serão formados E S ES EP E P Concentração Variações do pH 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo As mudangas do pH no meio em que as enzimas se encontram provocam a desnaturagao da enzima diminuindo a velocidade da reagao Essa mudanga no valor de pH levara a uma mudana nos sitios ativos e desestabilizagao da formagao do complexo enzimasubstrato A agao das enzimas é dependente da temperatura do meio em que elas estado Quando ha uma temperatura na qual a enzima tera o seu melhor desempenho em converter substrato em produto ela esta em uma temperatura otima de atuagao No entanto temperaturas superiores a temperatura 6tima promovem uma diminuicao na formacao do estado de transicao e reducao da ativagao enzimatica o que pode ser atribuido a desnaturaao proteica Conforme vimos as reagdes enzimaticas sofrem a agao de fatores regulatérios mas também podem ter suas acoées interrompidas e inibidas durante algumas etapas do metabolismo celular 0 estudo da inibigao enzimatica foi importante para identificar os componentes dos sitios alvo das enzimas e conhecer as vias envolvidas nessas ativagdes como o mecanismo de agao de alguns farmacos por exemplo o acido acetilsalicilico AAS encontrado na aspirina As vias de inibigao enzimaticas incluem alguns caminhos distintos e sao divididas em inibigao inespecifica e inibigao especifica 4 ne Ww Br ad NU Wes vtane Di OS ae 4 e i re me My q a 4 a a y Su oes GQ a oe ed ea a bd oa a A Enzima hepatica em complexo com a droga quinina Inibicao inespecifica Ocorre quando os fatores de regulagao enzimatica levam a diminuicao da velocidade da reagao por intermédio por exemplo de uma temperatura muito acima ou muito abaixo da temperatura dtima de acao enzimatica As alteragdes do pH do meio que promovam mudangas nos sitios ativos das enzimas ou a remogao dos substratos da reagao também sao exemplos de inibicdo inespecifica Inibicao especifica Nesse caso teremos a acao de inibidor agindo diretamente sobre a enzima Esse tipo de inibidor enzimatico podera ser capaz de inibir ou diminuir a atividade de uma enzima ou de um grupo de enzimas especificos Saiba mais O inibidor enzimatico pode se ligar de forma reversivel ou irreversivel a enzima Em vez de ocorrer a formacao do complexo enzimasubstrato nos casos de inibides enzimaticas ocorrera a formagdo de um complexo enzimainibidor El que nado é capaz de formar produtos pois impossibilita a interagdo entre a enzima e o substrato Quando essa ligacao é irreversivel o inibidor ligase covalentemente a enzima que se torna indisponivel para futura ligagao com o substrato efetor Quando o inibidor é reversivel ele pode ter sua ligagao desfeita com enzima permitindoa que se ligue a um substrato e o converta em produto httpsstecine azureedge netrepositorio002 12sa04250index html 1846 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 1946 De forma geral vamos encontrar três tipos de inibidores enzimáticos Tipos de inibição enzimática Veja a descrição de cada inibição enzimática Inibidor competitivo Ocorre quando o substrato e o inibidor possuem estruturas semelhantes ligandose no mesmo sítio ativo Ele inibe a enzima de forma competitiva porque o substrato e o inibidor irão competir pelo mesmo sítio ativo Inibidor não competitivo Ocorre quando o inibidor não possui semelhança estrutural com o substrato de forma que o inibidor precisa de outro sítio de ligação que não o sítio ativo ao qual o substrato se liga Quando o inibidor se liga no seu sítio sítio alostérico promove uma mudança na conformação do sítio ativo da enzima fazendo com que ela passe a interagir menos com o substrato Também é conhecido como inibidor alostérico Inibidor incompetitivo Ocorre quando é caracterizado pela ligação de um inibidor incompetitivo ou seja que se liga ao complexo enzimasubstrato formando o complexo enzimasubstratoInibidor ESI Neste caso não ocorrerá a formação de produto mesmo na presença do substrato ligado ao seu sítio ativo Tipos de enzimas Agora que já compreendemos o que é uma enzima como elas agem e de que forma sua ação é regulada precisamos entender suas nomenclaturas e possíveis ações Você já deve ter reparado que sempre que nos referimos a uma proteína com ação enzimática seus nomes possuem o sufixo ase e que geralmente o prefixo está associado ao substrato ou à atividade que essa enzima exerce Exemplo A amilase salivar é responsável pela quebra do amido em maltose durante a passagem do alimento pela cavidade oral em contato com a saliva Essa modalidade de nomenclatura apesar de fazer alusão à função da enzima nem sempre esclarece em sua totalidade a ação que uma enzima pode executar Para isso existem terminologias mais específicas que classificam o tipo e a função de uma enzima seguindo as bases de suas reações de catálise são elas Hidrolases São responsáveis por se associarem às moléculas de água para promoverem a quebra das ligações covalentes como as peptidases e a enzima amilase importante enzima utilizada na digestão de carboidratos 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 2046 Para finalizar nossos estudos a respeito das enzimas ainda precisamos classificálas dentro de mais uma divisão são elas Coenzimas São as enzimas que necessitam associarse com outras moléculas ou íons para exercer seu papel catalítico e mediar suas funções enzimáticas Cofatores São os componentes de que as coenzimas necessitam para mediar suas reações enzimáticas podendo ser íons ou moléculas orgânicas não proteicas como as vitaminas Os animais podem adquirir os cofatores em diferentes alimentos o que torna necessário uma viabilidade alimentar grande para a aquisição dessas moléculas Ligases São responsáveis por formar novas moléculas pela união de duas já préexistentes Essas enzimas catalisam as reações de síntese por meio da junção de duas moléculas diferentes formando novas ligações CC CO CN CS Para tal atividade necessitam da hidrólise de ATP Como exemplo podemos citar a enzima DNA ligase e as sintetases Oxirredutases São responsáveis por efetuar a transferência de elétrons o que podemos definir como oxirredução ou reações de oxidação e redução Por exemplo as desidrogenases e oxidases Transferases São enzimas que têm como finalidade realizar a translocação de grupos funcionais entre duas moléculas nos quais uma molécula é doadora de um grupo e a outra molécula é receptora como o grupamento amina carbonila carboxila fosfato de uma molécula para outra Podemos citar como exemplo a quinase Liases São responsáveis por atuar na remoção de molécula de água gás carbônico e amônia a partir da ruptura de ligações covalentes Tais enzimas catalisam as reações de lise quebra de ligações funcionais como as ligações CC CO CN ligações duplas e até o rompimento de anéis via reações de hidrólise ou oxidação Por exemplo a descarboxilase Isomerases São responsáveis por mediar a conversão de substâncias isoméricas sejam geométricas ou ópticas Essas enzimas catalisam as reações de isomerização por meio da transferência de grupos dentro da mesma molécula formando isômeros como as epimerases 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 2146 Enzimas e os aspectos clínicos em animais de companhia Assista ao vídeo e conheça a ação de importantes enzimas associadas a aspectos clínicos em animais de companhia Falta pouco para atingir seus objetivos 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 2246 Vamos praticar alguns conceitos Questão 1 Ao longo dos estudos falamos bastante sobre o papel da amilase salivar nos processos de catálise das reações de hidrólise do amido em maltose processo que ocorre durante a mastigação e o contato do alimento com a saliva na cavidade oral Entre os fatores de regulação da atividade da amilase salivar assinale a forma de regulação que leva à perda da atividade dessa enzima ao chegar no estômago do animal Parabéns A alternativa E está correta Quando a amilase salivar chega ao estômago após a deglutição o pH ácido do estômago leva à desnaturação da amilase salivar e à perda de sua atividade Questão 2 A atividade das enzimas é muito importante na regulação das ações de manutenção da vida dos animais É necessário que essas enzimas executem suas ações mas o controle das suas atividades também se faz necessário Ao analisarmos o papel do ácido acetilsalicílico AAS sobre a enzima ciclooxigenase1 verificamos que essa molécula se liga à enzima e mesmo na presença do substrato ligado ao seu sítio ativo a enzima ciclooxigenase1 não consegue executar sua ação catalítica A este tipo de inibição enzimática damos o nome de A Temperatura B Concentração da enzima C Concentração de substrato D Concentração do produto E pH A inibição irreversível B inibição incompetitiva C inibição competitiva 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo D inibigado nao competitiva E inibigdo alostérica Parabéns A alternativa B esta correta Um inibidor incompetitivo é aquele que se liga a enzima e mesmo que o substrato também esteja ligado ao seu sitio ativo a enzima nao conseguira realizar a conversao do substrato em produto O AAS age de forma incompetitiva com a ciclooxiganese1 por impedir a sua agao catalitica Lo x Ml Oy Ke To i M4 a Ott E ot P be y rs ete ha ee iN f S 4 oO ry SS 3 o aa Ss a i 4h Ao final deste mddulo vocé sera capaz de identificar as propriedades e funcoes dos lipideos bem como suas relagdes com 0 metabolismo animal Ao falarmos de lipideos a maioria de nds pensa na imagem de uma gordura de armazenamento de energia mas os lipideos tém fungdes muito mais amplas do que armazenamento energético Os lipideos sao moléculas caracterizadas pela sua baixa solubilidade em agua e alta solubilidade em solventes organicos 0 que reflete a sua natureza hidrofdbica e apolar So formados a partir da associagao entre acidos graxos e alcool e suas moléculas apresentam um esqueleto de carbonos C associado a d4tomos de oxigénio 0 e hidrogénio H No entanto também podem conter outros elementos como enxofre S nitrogénio N e fosforo P Alguns lipideos estao combinados com outras classes de compostos como httpsstecine azureedge netrepositorio002 12sa04250index html 2346 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 2446 Lipoproteínas Junção de proteínas e lipídeos Glicolipídeos Combinação de um carboidrato e um lipídeo Os lipídeos mais abundantes são os triglicerídeos que têm função armazenadora de energia pois apresentam maior capacidade de estocagem de energia em comparação aos carboidratos Por isso os triglicerídeos trazem uma vantagem em relação aos carboidratos no que diz respeito ao seu armazenamento São os triglicerídeos armazenados que causam a obesidade animal Obesidade animal Os fosfolipídeos são componentes estruturais das membranas biológicas e parte importante da permeabilidade seletiva da membrana plasmática O colesterol visto por muitos como um vilão tem importantes funções biológicas sendo precursor dos hormônios esteroidais e dos ácidos biliares além de fazer parte da estrutura das membranas Finalmente as vitaminas lipossolúveis têm importantes funções metabólicas sendo a sua ação como cofatores enzimáticos um exemplo dessas funções Tipos de lipídeos Em nosso dia a dia os lipídeos fazem parte de nossa dieta tanto na forma de ingestão direta quanto na participação da preparação dos alimentos Olhando para a cozinha de casa podemos encontrar dois tipos de lipídeos os óleos e as gorduras Por natureza os óleos são lipídeos que em temperatura ambiente apresentamse líquidos São glicerídeos de ácidos graxos insaturados e geralmente são produtos de origem vegetal como o óleo de soja e o azeite de oliva As gorduras são caracterizadas por estarem sólidas em temperatura ambiente São glicerídeos de ácidos graxos saturados de consistência sólida à temperatura ambiente e geralmente produtos de origem animal como a manteiga Exemplos de lipídeos Ainda precisamos conhecer um pouco sobre as ceras moléculas formadas por um lipídeo simples constituído por uma molécula de álcool ligada a uma ou mais moléculas de ácidos graxos As ceras podem ser de origem vegetal ou animal Nos vegetais as ceras têm a função de recobrir as folhas e diminuir a velocidade de evaporação da água Para os animais como as aves as ceras têm várias funções Após espalhar as ceras por todo o corpo as aves impermeabilizam suas penas facilitando o nado das aves aquáticas Saiba mais Fique atento para alguns lipídeos que fogem a essa regra O óleo de coco é uma gordura de origem vegetal que se apresenta de forma sólida e possui ácidos graxos saturados Os óleos de peixes marinhos são produtos de origem animal encontrados na forma líquida e composição de ácidos 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 2546 graxos insaturados Ácidos graxos Ao conhecermos os tipos de lipídeos observamos termos com os quais ainda não estávamos familiarizados como os nomes de ácidos graxos Pensando nas proteínas e nos lipídeos como macromoléculas devemos ter ciência de que elas são constituídas por estruturas menores Como já aprendemos as moléculas constituintes das proteínas são os aminoácidos Pois bem quando falamos de lipídeos as principais moléculas constituintes são os ácidos graxos Dessa forma podemos dizer que os aminoácidos estão para as proteínas como os ácidos graxos estão para os lipídeos Podemos dividir os ácidos graxos em dois grupos os ácidos graxos saturados e insaturados Vejamos São cadeias de ácidos carboxílicos que não possuem duplas ligações entre os carbonos da cadeira e apresentam uma estrutura linear Geralmente são sólidos à temperatura ambiente por possuírem maior ponto de ebulição e são os principais constituintes dos lipídeos de origem animal as gorduras Cadeia de um ácido graxo saturado São ácidos carboxílicos em que a cadeia carbônica apresenta uma ou mais duplas ligações entre os carbonos de forma que a estrutura apresenta uma flexão lateral Em geral são líquidas em temperatura ambiente por apresentarem menor ponto de ebulição e são os principais constituintes dos lipídeos de origem vegetal os óleos Cadeia de um ácido graxo insaturado Hidrogenação Na natureza encontramos os ácidos graxos insaturados na posição cis ao passo que a indústria se utiliza de uma técnica para transformar os ácidos graxos de cis para trans por meio de um processo chamado de hidrogenação Ácidos graxos saturados Ácidos graxos insaturados 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 2646 No processo de hidrogenação átomos de hidrogênio são inseridos até que a gordura atinja a consistência desejada pela indústria Veja a seguir A gordura formada por ácidos graxos saturados com estrutura linear e com ponto de fusão mais elevado será gerada A formação da gordura levará a uma melhor qualidade de estocagem melhor palatabilidade e textura e maior vida de prateleira Por causa disso a utilização nos processos químicos se torna mais vantajosa em produtos industrializados A seguir vemos a diferença estrutural entre um ácido graxo na conformação cis de outro em conformação trans Diferença entre ácido graxo cis e ácido graxo trans Apesar de terem grandes vantagens para a indústria alimentícia o consumo de gorduras trans ácidos graxos insaturados trans está sendo associado a uma maior incidência de doenças cardiovasculares Para evitar a ocorrência dessas doenças recomendase a substituição e principalmente a redução dessas gorduras e maior predileção pelas gorduras naturais animal ou vegetal Função dos lipídeos Qual a função dos lipídeos nos organismos vivos Agora que já sabemos onde encontramos os lipídeos e de que forma eles se organizam estamos preparados para conhecer as funções que eles desempenham nos seres vivos Conforme vimos as funções dos lipídeos vão além do armazenamento de energia e dessa forma vamos dividir as suas funções em três grandes grupos lipídeos de armazenamento lipídeos estruturais e lipídeos sinalizadores Lipídeos de armazenamento São destinados à reserva e ao armazenamento de energia No interior de células de armazenamento de lipídeos os adipócitos encontramos os triglicerídeos ou triacilgliceróis que são as moléculas que compõem os lipídeos de armazenamento e são constituídos pela junção de três ácidos graxos e uma molécula de glicerol conforme demonstrado na imagem a seguir Triglicerídeo Os triglicerídeos são responsáveis pelo fornecimento e armazenamento de energia mas também pelo isolamento térmico com a formação de uma barreira lipídica em torno do corpo e das vísceras ajudando a manter a temperatura corporal 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 2746 Lipídeos estruturais São encontrados nas membranas biológicas sendo responsáveis por dar formas estruturais e participarem da permeabilidade seletiva da membrana As membranas são organizadas em uma dupla camada lipídica também chamada de bicamada lipídica com grupamentos lipídicos situados tanto na membrana externa como na membrana interna da bicamada Os lipídeos de membrana são classificados como moléculas anfipáticas ou seja possuem uma cabeça polar hidrofílica e as caudas apolares hidrofóbicas como demonstrado na imagem a seguir Bicamada lipídica cabeças dos fosfolipídeos em vermelho e as caudas em amarelo Essa característica anfipática faz com que as cabeças polares dos fosfolipídeos estejam voltadas para o citosol e espaço extracelular enquanto as caudas apolares estão voltadas para o centro da bicamada Essa disposição dos lipídeos de membrana faz com seja criada uma barreira para a passagem de moléculas polares e íons Estrutura de um fosfolipídeo e sua distribuição na membrana Essa disposição dos lipídeos de membrana faz com seja criada uma barreira para a passagem de moléculas polares e íons Os fosfolipídeos são os principais componentes desse grupo No entanto existem outros exemplos de lipídeos como glicerofosfolipídeos esfingolipídeos galactolipídeos e sulfolipídeos Lipídeos sinalizadores Os lipídeos sinalizadores são as moléculas metabolicamente ativas pois participam diretamente de reações orgânicas Como membros dos lipídeos sinalizadores podemos citar os hormônios como os esteroides anabolizantes utilizados em animais atletas para melhorar de performance física cofatores enzimáticos em reações importantes para a transferência de elétrons em cloroplastos ou mitocôndrias e até em transferência de glicose em reações de glicosilação As vitaminas A D K e E também fazem parte desses grupos por possuírem em sua constituição o isopreno um tipo específico de lipídeo 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 2846 Saiba mais Humanos atletas passam por constantes análises de compostos circulantes no sangue e na urina para a verificação de possível utilização de substâncias que possam induzir uma melhora na performance esportiva Para animais domésticos atletas algumas substâncias são totalmente proibidas incluindo hormônios do crescimento e esteroides anabolizantes que aumentam o nível de testosterona e causam melhor rendimento dos animas nas provas Esses testes são chamados de doping sanguíneo e realizados com frequência durante os períodos de prova Digestão de lipídeos Fontes e a digestão dos lipídeos em animais No início dos nossos estudos verificamos que os animais apresentam diferentes padrões alimentares podendo ser carnívoros onívoros ou herbívoros Isso nos informa que a fonte de alimento para os animais será de origem vegetal e animal e consequentemente a obtenção das macromoléculas circulará de diferentes formas Alimentação de ruminantes Lipídeos vegetais e digestão de ruminantes Ao imaginar uma fonte de lipídeo sempre nos vem à mente algo gorduroso e nunca imaginamos que um vegetal possa ser fonte de lipídeos Estamos extremamente enganados Nos vegetais os lipídeos se encontram localizados principalmente nas folhas e nas sementes Atenção O tipo de lipídeo varia de acordo com a localização Os fosfolipídeos e galactolipídeos são encontrados nas folhas das plantas e os triglicerídeos estão localizados nas sementes como substância de reserva Após a ingestão os lipídeos serão liberados no rúmen cavidade constituinte do estômago de bovídeos caprídeos e ovinos a partir dos vegetais ingeridos uma vez que esses animais são herbívoros A partir do momento em que esses lipídeos estão livres no ambiente ruminal eles sofrerão a ação de enzimas produzidas pelas bactérias que vivem no rúmen as chamadas lipases bacterianas que quebram esses lipídeos em estruturas menores Digestão de lipídeos no rúmen Apesar de existirem protozoários e fungos habitando o rúmen a etapa de digestão de lipídeos tem importante ação mediada pelas bactérias A hidrólise dos lipídeos pela lipase bacteriana ocorre em meio extracelular onde o glicerol e os açúcares são liberados e rapidamente fermentados a 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 2946 ácidos graxos voláteis AGV os quais serão absorvidos pela parede do rúmen Um grupo importante de lipídeos não conseguirá passar pelo processo digestivo descrito e será digerido em regiões intestinais conforme veremos mais adiante Lipídeos de origem animal e digestão de carnívoros Nos valores totais dos componentes da dieta de cães e gatos os triglicerídeos constituem a maior parte da gordura consumida pelos animais domésticos Eles são a principal fonte de ácidos graxos fornecidos na dieta e desempenham um importante papel como fonte de energia de significativa importância para os animais carnívoros Cachorro consome fonte de triglicerídeos Esses triglicerídeos serão obtidos a partir da ingesta direta de produtos cárneos que possuam gordura de armazenamento em sua constituição Já vimos aqui que em organismos animais a forma de reserva de gordura são os triglicerídeos e sendo os cães e gatos animais carnívoros a ingestão desses produtos será a via de acesso a esses lipídeos A proximidade de convivência com o ser humano trouxe algumas mudanças nos padrões alimentares de cães fazendo com que alguns deles apresentem um padrão alimentar onívoro Após a deglutição do alimento pelos animais o bolo alimentar será levado à porção inicial do intestino chamado de duodeno Lá entrará em ação a colescitonina CCK hormônio responsável pela ativação da vesícula biliar induzindoa a secretar a bile produzida no fígado Saiba mais A bile é rica em sais biliares e tem como função principal emulsificar os glóbulos de gordura formados pelos lipídeos Dessa forma conseguem promover maior superfície de contato para a ação mais eficaz da lipase pancreática transformando a gordura emulsificada em ácidos graxos e monoglicerídeos Além desse papel extremamente importante de emulsificação os sais biliares também ajudam a tornar mais solúveis os ácidos graxos de cadeias curtas ou longas Devido à natureza anfipática dos sais biliares imediatamente após a emulsificação das gorduras formamse as micelas uma estrutura globular formada por um agregado de moléculas anfipáticas que auxiliam no transporte de lipídeos pelo organismo Representação de uma micela A própria insolubilidade dos triglicerídeos característica hidrofóbica faz com que eles devam ser emulsificados no intestino antes de serem absorvidos e somente podem ser transportados no sangue mediante as lipoproteínas formadoras de micelas Você sabe o que são monoglicerídeos Resposta 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 3046 São moléculas que contêm em sua estrutura uma molécula de ácido graxo ligada a uma molécula de glicerol Têm papel importante nas vias de absorção de lipídeos por apresentarem uma característica anfipática e auxiliarem na absorção de lipídeos Absorção de lipídeos A absorção dos lipídeos em animais ruminantes e não ruminantes se inicia a partir da formação das micelas a nível duodenal por intermédio da ação dos sais biliares Em animais onívoros e carnívoros nos quais a digestão dos triglicerídeos se dá no intestino será necessário que a absorção dessas moléculas ocorra já em nível intestinal Nesse caso os sais biliares e os monoglicerídeos têm em sua estrutura molecular partes que podem interagir com os líquidos do meio e outras que interagem com os lipídeos fazendo uma interface entre gordura e água e facilitando a sua absorção Absorção de moléculas de lipídeos Em ruminantes um composto chamado lisolecitina desempenhará o papel dos monoglicerídeos Nesses animais as secreções biliares e pancreáticas liberadas no duodeno são necessárias para garantir o processo de digestão de lipídeos Juntos com os sais biliares o fígado irá secretar uma enzima chamada de lecitina Tal enzima posteriormente será convertida em lisolecitina por ação de enzimas pancreáticas e terá um papel emulsificador importante dos ácidos graxos saturados conforme demonstrado na imagem a seguir Formação de micelas e ação da lecitina em ruminantes Outro fator importante é a composição da bile dos ruminantes sendo caracterizada por um excesso de ácido taurocólico Na maioria dos herbívoros o ácido glicocólico é predominante No entanto em ruminantes adultos o ácido taurocólico excede o glicocólico tornando o pH no duodeno ácido pH 3 a 5 devido à baixa secreção de bicarbonato pelo pâncreas dos bovinos Vale lembrar que nos animais não ruminantes o pH do duodeno está mais próximo a valores neutros pH 6 a 7 Saiba mais Após serem absorvidos pelo epitélio intestinal os lipídeos serão transportados pelos capilares sanguíneos por meio de lipoproteínas específicas para seu transporte como por exemplo a LDL principal transportadora de colesterol levandoos até os tecidos periféricos e permitindo que haja uma homeostase de produção de colesterol Em contrapartida a HDL é sintetizada pelo fígado e intestino e tem como função captar o colesterol liberado no sangue e leválo de volta ao fígado para que possa ser utilizado na síntese de hormônios sais biliares ou excretado Popularmente o HDL é conhecido como colesterol bom pois atua diminuindo os níveis de colesterol do sangue ao passo que o LDL é popularmente conhecido como colesterol ruim pois aumenta os níveis de colesterol circulante e está relacionado com a deposição nos vasos em um processo chamado de aterosclerose 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 3146 Principais tipos de transportadores de colesterol Mobilização de lipídeos e seus aspectos clínicos Assista ao vídeo e veja como acontece a mobilização de lipídeos e sua relação com aspectos clínicos 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 3246 Falta pouco para atingir seus objetivos Vamos praticar alguns conceitos Questão 1 Sabemos que os lipídeos podem estar presentes na natureza de diferentes formas Nos vegetais são importantes para formação de um filme que recobre as folhas Nas aves eles são utilizados de forma a impermeabilizarem as penas e dar resistência nos bicos Assinale a alternativa que indique esse tipo de lipídeos Parabéns A alternativa B está correta Ceras são lipídeos com estruturas menores em comparação às gorduras sendo utilizadas pelas plantas para reduzir a evaporação e pelas aves para recobrir e impermeabilizar as penas facilitando seu mergulho Questão 2 A utilização de anabolizantes em animais é feita para diversos interesses em diferentes animais podendo ser administrados em bovinos para aumento de apetite e consequente ganho de massa magra Em equinos atletas a administração de esteroides é feita para induzir o aumento da massa muscular a fortificação do tecido ósseo e a melhora no desempenho desportivo apesar de ser acusado pelo doping A respeito do fármaco citado podemos classificálo como um lipídeo de qual grupo A Óleo B Cera C Gordura D Sebo E Graxa A Sinalizador B Armazenamento 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo Cc Estrutural D Funcional E Regulador Parabéns A alternativa A esta correta Lipideos sinalizadores tém agao ativa no metabolismo levando a interagdo e deflagracao direta de respostas celulares Os horménios esteroides s4o importantes exemplos dessa classe pois levam a mudangas no perfil metabdlico celular y V4 A WA i TN a ee y 4 WM SSS Dae Li oy ae Wid Ge 2 ee ar a ee 4 Carboidratos e nucleotideos Ao final deste mddulo vocé sera capaz de reconhecer as propriedades e funcoes dos carboidratos as formas de digestao e aproveitamento energético e a estrutura dos nucleotideos e acidos nucléicos Caracteristicas e classificacgao dos carboidratos Caracteristicas dos carboidratos Falar de carboidratos é falar de alimentos que nos dao rapida sensagdo de saciedade e bemestar uma vez que os carboidratos estado presentes em alimentos como Frutas httpsstecine azureedge netrepositorio002 12sa04250index html 3346 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 3446 Raízes Sementes 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 3546 Chocolates Massas Os carboidratos ou glicídios são as biomoléculas mais abundantes na natureza encontrados principalmente na forma de polissacarídeos carboidratos de cadeia longa como o amido e a celulose nos vegetais e o glicogênio nas células dos animais Alimentos que são fontes de carboidrato Os carboidratos constituem uma importante fonte energética para os animais além de fazerem parte da estrutura da parede das células vegetais componentes nutricionais de herbívoros e onívoros Você já pode imaginar que as principais funções dos carboidratos são 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo e Rapido fornecimento de energia para o organismo e Reserva de energia celular Participagao como elementos estruturais da parede e da membrana celular e Protegao Sinalizagao lubrificagao e adesao celular Classificacgao d boidrat Vimos que os aminoacidos sao os monémeros que constituem as proteinas e que os acidos graxos sao as principais unidades formadoras dos lipideos Agora estamos aprendendo que os carboidratos sao construidos por moléculas chamadas de acucares glicidios ou sacarideos O nome dos carboidratos estara relacionado a sua formula geral CH20 que representa a estrutura basica dessas moléculas A seguir apresentamos os glicideos existentes que nado obedecem a essa férmula assim como outros que contém elementos diferentes de carbono hidrogénio e oxigénio como Nitrogénio Enxofre Fosforo Os carboidratos sao classificados de acordo com a quantidade de carbonos presentes em sua cadeia estrutural podendo formar quatro importantes grupos Monossacarideos Dissacarideos Oligossacarideos Polissacarideos Veja a seguir a classificagao dos carboidratos em relagao ao numero de carbonos estruturais duas moléculas de agucar trés a 10 moléculas de acucar dez ou mais moléculas de acucar nates io Classificagao dos carboidratos em relagao com o numero de carbonos estruturais Monossacarideos httpsstecine azureedge netrepositorio002 12sa04250index html 3646 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 3746 São carboidratos de cadeia pequena e simples sendo formados por 3 a 7 carbonos e são estruturalmente divididos em aldeídos ou cetonas com dois ou mais grupos de hidroxila em sua estrutura Também ganham a nomenclatura de acordo com o número de carbonos presentes em sua composição sendo elas Apesar de alguns desses nomes serem novos para nós seus principais representantes já são um pouco conhecidos como a glicose a frutose e a galactose A imagem a seguir mostra a estrutura molecular dos monossacarídeos Estrutura molecular dos monossacarídeos Você sabe o que são aldeídos e cetonas A principal diferença entre um aldeído e uma cetona é a posição do grupo carbonila na estrutura molecular As cetonas apresentam uma carbonila entre dois átomos de carbono Nos aldeídos por sua vez a carbonila localizase na extremidade da cadeia onde também estarão presentes o hidrogênio ligado ao carbono do grupo formando uma formila As diferenças estruturais entre os aldeídos e as cetonas estão representadas na imagem Diferenças estruturais entre os aldeídos e as cetonas Dissacarídeos São estruturas moleculares formadas pela união entre dois monossacarídeos Assim como os aminoácidos possuem uma ligação peptídica entre as moléculas os açúcares possuem a ligação glicosídica entre eles fazendo com que dois monossacarídeos possam se ligar e iniciar a formação de uma cadeia de sacarídeos A junção de dois monossacarídeos pela ligação glicosídica resulta nos dissacarídeos outro grupo de carboidratos Essa ligação é formada pela hidroxila de um monossacarídeo com o carbono anomérico do grupo aldeído presente na ponta da cadeia de outro monossacarídeo A imagem a seguir demonstra a formação dos dissacarídeos Trioses CH2O3 Com 3 carbonos Tetroses CH2O4 Com 4 carbonos Pentoses CH2O5 Com 5 carbonos Hexoses CH2O6 Com 6 carbonos 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 3846 Formação de um dissacarídeo através de uma ligação glicídica Os representantes dos dissacarídeos mais conhecidos são a maltose ligação entre duas moléculas de glicose a sacarose uma molécula de glicose frutose e a lactose junção de uma molécula de glicose com uma de galactose conforme representado a seguir Estrutura molecular dos dissacarídeos Oligossacarídeos São carboidratos com duas a dez cadeias de monossacarídeos unidas por cadeias laterais ou ramificadas Tais cadeias costumam estar associadas a outras biomoléculas especialmente com lipídeos formando glicolipídios e com proteínas formando glicoproteínas Podemos citar o exemplo da glicoproteína formadora das Spike do vírus causador da Covid19 e relacionadas com os mecanismos de invasão viral nas células infectadas Estrutura do coronavírus e presença da glicoproteína Spike Polissacarídeos São carboidratos que podem conter centenas de unidades de monossacarídeos unidos por ligações glicosídicas Eles podem ser lineares como a celulose ou ramificados como o amido e o glicogênio Os polissacarídeos também são classificados como homopolissacarídeos quando a cadeia contém um único tipo de monossacarídeo ou como heteropolissacarídeos quando a cadeia é constituída por dois ou mais tipos de monossacarídeo Os principais representantes dos polissacarídeos são O amido Presente nas células vegetais e principal forma de reserva de energia nesses seres vivos 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 3946 O glicogênio Presente nas células hepáticas e musculares principalmente como reserva de energia em animais A celulose Pertencente a parede celular dos vegetais A imagem a seguir demonstra a formação de um polissacarídeo bem como seus principais representantes Formação dos polissacarídeos e seus principais representantes Digestão de carboidratos Em decorrência da alta variabilidade alimentar dos animais as fontes de carboidratos na dieta podem ser muito variadas Os carboidratos podem ser encontrados em alimentos como frutas legumes vegetais carnes leite e grãos pães massas bolos biscoitos açúcar entre outros Entre os monossacarídeos os animais podem obter a frutose nas diferentes frutas ofertadas na dieta ao passo que a glicose poderá ser encontrada em pastagens na forma de amido e celulose nos vegetais carnes no glicogênio muscular legumes vegetais leite grãos e derivados A lactose é a principal fonte de energia para os filhotes em fase de amamentação enquanto a galactose e a glicose serão encontrados no leite Digestão de carboidratos em monogástricos As principais fontes de carboidratos na dieta de animais monogástricos são os monossacarídeos citados e encontrados na forma dos polissacarídeos amido e glicogênio além de alguns dissacarídeos como Sacarose Lactose 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 4046 Maltose Em animais monogástricos a celulose não terá função direta como fonte de energia pois os animais não possuem a enzima celulase que realiza a degradação desse composto e proporciona sua utilização energética Esse papel fica a cargo das bactérias presentes no intestino que podem realizar essa ação principalmente em equinos No item Explore você encontrará um artigo que explica como os equinos realizam a digestão dos carboidratos oriundos da pastagem Os cães e gatos são animais que fazem parte da classificação de carnívoros por serem animais que tem a proteína animal como principal fonte nutricional Conforme a convivência com os seres humanos foi se tornando mais próxima o padrão alimentar dos cães foi adquirindo certas mudanças e eles passaram a ingerir em alguns momentos frutas raízes e gramíneas Alimentação de cães e gatos Os gatos não conseguiram atender a esses padrões de adaptação por possuírem condições metabólicas restritas à origem animal sendo classificados como carnívoros restritos Então podemos dizer que os cães e gatos não precisam de carboidratos Resposta Não os cães e gatos obtêm os carboidratos diretamente da proteína e da gordura por uma via bioquímica chamada de gliconeogênese Por meio dessa via esses animais conseguem converter uma proteína ou um lipídeo em glicose para que utilizem essa molécula como fonte de energia celular Como já aprendemos durante o processo de mastigação o alimento entrará em contato com a enzima amilase salivar responsável pela quebra do amido na cavidade oral Em decorrência do seu padrão alimentar os carnívoros não possuem amilase salivar ficando a cargo do pâncreas realizar a digestão dessas moléculas por meio da secreção de amilase pancreática no duodeno Além da digestão de carboidratos as enzimas presentes no suco pancreático também participarão da digestão de proteínas e lipídeos Isso nos mostra que o duodeno e pâncreas assumem um papel determinante nas vias digestivas dos animais carnívoros Digestão de moléculas pelo pâncreas Quando fornecemos dieta rica em carboidratos para os animais induzimos uma demanda enorme das ações pancreáticas Nesses casos o pâncreas dos cães e gatos trabalham em dobro para digerir esses compostos a fim de evitar uma sobrecarga metabólica nos níveis de glicose circulantes no sangue Caso esses animais tenham contato com uma dieta rica em carboidratos como pães bolos e massas os animais podem apresentar obesidade diabetes mellitus tártaro alergias de pele e otite queda na imunidade infecções urinárias diarreia e gases intestinais Ou seja devemos sempre respeitar os padrões alimentares dos animais para evitarmos a ocorrência de algumas doenças 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 4146 Digestão de carboidratos em ruminantes Os vegetais possuem dois tipos principais de carboidratos com valor nutricional sendo eles o amido e a celulose Já conversamos sobre os locais e as formas com que os animais poderão encontrar esses compostos na alimentação Como os amidos estão presentem em grãos e são as formas de reserva de energia dos vegetais estudamos os mecanismos associados com a digestão desse grupo de carboidratos pelos ruminantes Alimentação dos ruminantes Nas plantas podemos encontrar dois tipos gerais de carboidratos e classificálos em Carboidratos estruturais Fazem parte da estrutura da planta sendo constituintes da parede celular e chamados de fibra Carboidratos não estruturais Incluem todos os carboidratos de reserva como o amido A ingestão das fibras pelos animais promove a uma distensão física do rúmen sendo o principal fator limitante da ingestão voluntária de alimentos Já nos animais com alimentação rica em grãos com carboidratos de reserva o controle da alimentação se dará pelos níveis de ingestão energética da ração Exemplo de grão O amido é o principal carboidrato de armazenamento de energia nas gramíneas e leguminosas tipos de pastagens A velocidade com o que os carboidratos são fermentados no rúmen varia com a disponibilidade de bactérias fungos e protozoários presentes no rúmen A fibra em dietas ricas em vegetais volumosos consiste primariamente dos componentes da parede celular das plantas incluindo os carboidratos complexos celulose e hemicelulose Exemplo de material rico em celulose 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 4246 A celulose é um dos mais abundantes compostos existentes na natureza e pode ser utilizada como fonte de energia pelos animais ruminantes graças à presença da enzima celulase nos microrganismos habitantes do rúmen Vegetais volumosos são aqueles que contêm alto teor de fibra bruta e baixo valor energético como as pastagens as forrageiras para corte fenos silagens cascas sabugos e outros A celulose e a hemicelulose componentes estruturais dos vegetais são lentamente fermentadas Os produtos finais da fermentação microbiana dos carboidratos no rúmen são os ácidos graxos voláteis AGVs absorvidos e direcionados para o metabolismo hepático conforme já aprendemos Veja na imagem a seguir Localização da celulose nos vegetais Nucleotídeos e ácidos nucleicos Ao longo do nosso estudo fomos apresentados a estruturas menores que se unem e formam estruturas maiores Assim como as proteínas os lipídeos e carboidratos os ácidos nucleicos também possuem monômeros que os formam sendo chamados de nucleotídeos conforme demonstrado a seguir Componentes estruturais das macromoléculas e sua participação celular Os nucleotídeos são moléculas que apresentam três componentes um açúcar de cinco carbonos pentose uma base nitrogenada e um grupo fosfato Os nucleotídeos mais conhecidos são a Timina Citosina Guanina Adenina e Uracila São moléculas conhecidas por formarem os ácidos nucleicos sendo elas as de DNA e RNA Além disso temos alguns nucleotídeos que estão relacionados com a síntese de moléculas energéticas como é o caso do ATP Veja a seguir Os nucleotídeos se unem e formam moléculas de DNA e RNA Os ácidos nucleicos são polímeros de nucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster entre as moléculas de açúcar e os radicais fosfato formando os polinucleotídeos Em nossas células os ácidos nucleicos existentes são o ácido desoxirribonucleico também conhecido como DNA e o ácido ribonucleico conhecido como RNA 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 4346 O ATP e as Vias energéticas Assista ao vídeo para identificar o papel e importância do ATP nas vias energéticas Falta pouco para atingir seus objetivos 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 4446 Vamos praticar alguns conceitos Questão 1 Segundo os padrões alimentares dos ruminantes sabemos que esses animais ganham tal nome por apresentarem um estômago divido em quatro cavidades e características digestivas associadas com o retorno do alimento do rúmen para a cavidade oral Nesse processo podemos destacar a importância dos carboidratos de reserva nos efeitos digestivos Tais carboidratos de reserva são chamados de Parabéns A alternativa D está correta O carboidrato de reserva dos vegetais é o amido Após o grão entrar em contato com o líquido ruminal e retornar à cavidade oral o processo de ruminação facilitará que o amido no interior dos grãos e agora moído na mastigação seja melhor aproveitado pelo animal Questão 2 Os felinos são animais chamados de carnívoros restritos Dessa forma esses animais obtêm a energia dos carboidratos a partir do glicogênio muscular mas principalmente realizam a conversão das proteínas e lipídeos em glicose por meio de uma reação chamada A celulose B ribose C hemicelulose D amido E glicogênio A gliconeogênese B amilase C glicólise D glicogenólise E lipólise 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo Parabéns A alternativa A esta correta A gliconeogénese é a sintese de glicose a partir de compostos que nao sejam carboidratos No caso dos felinos que nao tém altos padroes de ingestao de carboidratos a gliconeogénese é a forma de conversao das proteinas e lipideos alimentares em glicose Conforme vimos compreender as diferencas nas formas de interagao do organismo dos animais com as macromoléculas oriundas da alimentagao fara com que o estudante e o profissional médico veterinario estejam preparados para manejar e cuidar dos aspectos nutricionais e fisioldgicos desses animais A composicao dos alimentos sera determinante para a sua escolha e a garantia das necessidades alimentares e metabdlicas das diferentes espécies serao atendidas Desse modo os produtos de origem animal ganham grande destaque na alimentagao de animais carnivoros como caes e gatos Os vegetais por sua vez serao fontes importantes de fibras lipideos e proteinas para os animais herbivoros Por sua vez os onivoros conseguem aproveitarse de uma grande variedade de alimentos As macromoléculas de proteinas carboidratos e lipideos assumem determinantes papéis na participagao do conjunto de reacdes que transformarao biomoléculas em um organismo fendmeno chamado de metabolismo Dessa forma podemos concluir que o conhecimento sobre essas biomoléculas é essencial para entendermos a bioquimica a fisiologia e a nutrigdo animal Oucga o podcast e entenda as fungdes do DNA e RNA e suas associagées com os nucleotideos Para ouvir 0 audio acesse a versao online deste contetdo BERG J M TYMOCZKO J L STRYER L Bioquimica 7 ed Rio de Janeiro Guanabara Koogan 2017 CREPALDI N et a Uso de anabolizantes para fins Terapéuticos na Medicina Veterinaria Revista Cientifica Eletr6nica de Medicina Veterinaria Ano VI n 11 Jul 2008 Consultado na Internet em abr 2022 GENOVA J L et a Aminoacidos limitantes na nutrigao de suinos Nutritime Revista Eletrénica online Vigosa v 14 n 5 p 7032 7045 setout 2017 Consultado na Internet em abr 2022 GONZALEZ F H D SILVA S C Introdugao a bioquimica clinica veterinaria 3 ed Porto Alegre Universidade Federal do Rio Grande do Sul 2017 httpsstecine azureedge netrepositorio002 12sa04250index html 4546 15032023 1719 Biomoléculas e metabolismo httpsstecineazureedgenetrepositorio00212sa04250indexhtml 4646 NELSON D L COX M M Princípios de Bioquímica de Lehninger 7 ed Porto Alegre Artmed 2019 NETO RF et al Nutrição de cães e gatos em suas diferentes fases de vida Colloquium Agrariae vol 13 n Especial JanJun 2017 p 348363 Consultado na Internet em abr 2022 OSORIO S D et al Análise das propriedades organolépticas na produção artesanal de queijo com limão agindo como coalho Disciplinarum Scientia Série Naturais e Tecnológicas Santa Maria v 18 n 1 p 121130 2017 Consultado na Internet em abr 2022 PUPA J M R Óleos e gorduras na alimentação de aves e suínos Revista Eletrônica Nutritime v 1 n 1 p 6973 julago 2004 Consultado na Internet em abr 2022 Explore Leia o artigo Nutrição de cães e gatos em suas diferentes fases de vida de Ronaildo Fabino Neto e seus colaboradores disponível na Internet No artigo os autores trazem 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nutrição desses animais