Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

Pós-graduação → Bioquímica ↓


Metabolismo e Bioenergética


Metabolismo é uma série de reações químicas que mantêm a vida nos organismos. É composto por duas categorias principais: catabolismo, que quebra moléculas para produzir energia, e anabolismo, que constrói moléculas a partir de unidades menores e consome energia. Esses processos permitem que os organismos cresçam, reproduzam-se, mantenham suas estruturas e respondam aos seus ambientes.

Bioenergética refere-se ao estudo das transformações de energia em organismos vivos e aos mecanismos dessas transformações. É um aspecto chave para entender como as células produzem e gerenciam energia, o que é vital para todas as atividades biológicas.

Conceitos básicos de metabolismo

Antes de nos aprofundarmos, vamos entender dois termos essenciais: enzima e substrato. Enzimas são proteínas que catalisam reações químicas sem serem consumidas no processo. O substrato é a substância sobre a qual a enzima atua.

Reações químicas no metabolismo

Caminhos metabólicos são sequências de reações químicas, cada uma das quais é catalisada por uma enzima específica. Por exemplo, a reação geral para a degradação da glicose na respiração celular é:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + energia

Esta equação mostra o processo catabólico de quebra da glicose em dióxido de carbono e água, liberando energia na forma de ATP, que é adenosina trifosfato, a moeda de energia da célula.

Anabolismo

O anabolismo envolve a síntese de moléculas complexas como proteínas, ácidos nucleicos e carboidratos a partir de moléculas mais simples. Essas reações requerem energia, muitas vezes fornecida pelo ATP. Um exemplo de reação anabólica é a síntese de proteína a partir de aminoácidos:

Aminoácidos → Proteínas

Bioenergética no Metabolismo

A bioenergética nos ajuda a entender como a energia flui através dos sistemas vivos. As transformações de energia biológica geralmente envolvem moléculas como ATP, NADH e FADH 2. Aqui está como essas moléculas se comportam em processos metabólicos:

ATP: Moeda de energia

O ATP armazena energia em suas ligações fosfato de alta energia. Quando uma célula precisa de energia, o ATP é frequentemente convertido em adenosina difosfato (ADP) e um fosfato inorgânico, liberando energia no processo:

ATP → ADP + Pi + energia

Essa liberação de energia alimenta uma variedade de processos celulares, incluindo contração muscular, transmissão de impulsos nervosos e síntese química.

Visualização da estrutura do ATP

adenina Ribose exemplar exemplar exemplar Estrutura do ATP

A molécula de ATP consiste em três partes principais: adenina (uma base nitrogenada), ribose (um açúcar de cinco carbonos) e três grupos fosfato (representados como pi). A energia do ATP está armazenada principalmente nas ligações entre os grupos fosfato.

Papel dos transportadores de elétrons

Transportadores de elétrons como NAD + e FAD desempenham papéis importantes tanto na respiração aeróbica quanto na anaeróbica. Estas moléculas podem aceitar e doar elétrons, agindo como intermediários em reações de oxidorredução:

NAD + + 2e− + H + ⇌ NADH
FAD + 2e - + 2H + ⇌ FADH 2

Visualização do NADH

N Anúncio H Estrutura do NADH

NADH e FADH 2 são utilizados na cadeia de transporte de elétrons, que ocorre nas mitocôndrias das células eucarióticas. Este processo envolve várias substâncias complexas que transferem elétrons através de uma membrana para impulsionar a produção de ATP.

Glicólise e o Ciclo do Ácido Cítrico

Dois processos principais na quebra da glicose, glicólise e o ciclo do ácido cítrico, são componentes importantes da respiração celular. Vamos explorar esses processos:

Glicólise

A glicólise é o primeiro passo do metabolismo da glicose, que ocorre no citoplasma. Converte uma molécula de glicose em duas moléculas de piruvato, levando a um ganho líquido de duas moléculas de ATP e duas NADH:

Glicose + 2NAD + + 2ADP + 2Pi → 2piruvato + 2NADH + 2ATP + 2H 2 O

Ciclo do ácido cítrico

Também conhecido como ciclo de Krebs ou ciclo do TCA, este processo ocorre nas mitocôndrias. O piruvato é descarboxilado em acetil-CoA, que entra no ciclo. Três NADH, um FADH 2 e um GTP (ou ATP) são produzidos a cada volta do ciclo:

Acetil-CoA + 3NAD + + FAD + GDP + Pi → 2CO 2 + 3NADH + FADH 2 + GTP + CoA

Visualização do ciclo do ácido cítrico

Citrato oxaloacetato Isocitrato α-cetoglutarato

Este ciclo garante a liberação gradual de energia química armazenada através da oxidação do acetil-CoA. Essa energia aproveitada é então usada para a síntese de ATP, completando assim a produção de dióxido de carbono a partir da glicose original.

Cadeia de transporte de elétrons

A cadeia de transporte de elétrons (ETC) é a etapa final da respiração celular, onde elétrons de alta energia provenientes de NADH e FADH 2 passam através dos complexos I-IV, finalmente convertendo oxigênio em água. A energia dos elétrons é usada para bombear prótons através da membrana mitocondrial, criando um gradiente de prótons:

NADH + H + + 1/ 2O2 + ADP + Pi → NAD + + H2O + ATP

Visualização da cadeia de transporte de elétrons

Complexo I Complexo IIEditar Complexo IIIEditar Complexo IVEditar

Os prótons fluem de volta para a matriz mitocondrial através da ATP sintase, levando à síntese de ATP em um processo chamado fosforilação oxidativa. Este mecanismo é o mais eficiente para a produção de ATP.

Conclusão

Através desses processos, metabolismo e bioenergética refletem a complexa coordenação de reações bioquímicas que sustentam a vida. Compreender esse fluxo de energia por meio de vias metabólicas é crucial para entender a dinâmica energética celular e como os organismos interagem com seu ambiente. Este conhecimento fornece importantes insights sobre doenças, produção de energia em biocombustíveis e muitas outras áreas de investigação científica.


Pós-graduação → 6.2


U
username
0%
concluído em Pós-graduação

← Anterior (6.1.2)
Mecanismo de inibição
Próximo (6.2.1) →
Glicólise

Comentários 



Metabolismo e Bioenergética

https://www.chemistryelite.com/g/6.2?ceal=pt