Relatorio

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BIOENERGÉTICA E TERMODINÂMICA

➢ Quebra de moléculas ( extração de energia ( novas moléculas ( trabalho
➢ Reação de oxidação-redução ( fundamentos na extração de energia
➢ Principais transportadores de elétrons (NADH, NAD+
➢ Energia gerada ( conservada pela transformação do ADP, contendo baixa energia, em ATP de alta energia
➢ A energia pode ter diversas formas:
• Movimento ( energiamecânica
• Temperatura (energia térmica
• Fotossíntese (luz solar


➢ A formação e quebra de biomoléculas envolve mudanças de energia química

1. Variação de energia
➢ Células são sistemas que funcionam a T e P ctes, utilizando energia livre de Gibbs (G)
← O valor da variação de energia livre ((G) permite predizer a direção da reação química (espontânea ou não) e seu exato ponto deequilíbrio
← (G expressa a quantidade de energia capaz de realizar trabalho durante uma reação, a T e P ctes.
➢ Quando o sistema libera energia ( processo expontâneo ( (G negativo ( processo exergônico
➢ Quando o sistema necessita de fornecimento de energia ( processo não espontâneo ( (G positivo ( processo endergônico Quando o sistema libera energia ( processo expontâneo ( (G negativo (processo exergônico

2. Estados-padrão e variação da Energia livre Padrão

➢ Condições padrão ( arbitrárias
• Sólidos e líquidos puros ( substância pura em si
• Gases ( P de 1 atm
• Solutos ( 1 molar
P/ a equação:

aA + bB ( cC + dD

(G = (G0 + RT ln [C]c [D]d
[A]a [B]b
onde:
(G0 ( energia livre sob condições-padrão (drive-force que conduz o sistemaao equilíbrio) ( mostra quanta energia é livre é disponível em uma reação nas condições padrão.
R ( cte dos gases (8,31 J.mol-1K-1)
T ( temperatura absoluta
➢ Quando a reação está em equilíbrio:
(G0 = - RT ln [C]c [D]d
[A]a [B]b


➢ para aplicações bioquímicas ( estado padrão modificado (G0’
pH dacélula ( 7,0 ( conc. H+ = 10-7
[H2O] = 55,5 M


3. Termodinâmica e a vida

➢ 1a Lei – conservação da energia ( “Em qualquer mudança física ou química, a quantidade total de energia do universo permanece constante, embora a forma de energia possa mudar”.
➢ 2a Lei – “Nos processos naturais, a entropia do universo sempre aumenta”.
➢ As duas leis da termodinâmica podem serrelacionadas pela equação (G = (H – T (S
(H = calor trocado em uma reação a P cte – entalpia
(S = aumento da desordem ou aleatoriedade – entropia

➢ Organismos vivos preservam sua ordem interna extraindo energia livre da vizinhança em forma de nutrientes ou luz solar e retornando a vizinhança uma quantidade igual de energia em forma de calor e entropia.


4. Variações da energia livre padrãosão aditivas

Glicose + Pi ( glicose-6-fosfasto + H2O (G0’=13,8 kJ/mol
ATP + H2O ( ADP + Pi (G0’=-30,5 kJ/mol

ATP + glicose ( glicose-6-fosfato + ADP (G0’=-16,7 kJ/mol

**A energia armazenada nas ligações do ATP é utilizada para conduzir a síntese da glicose-6-fosfato, que é endergônica

4. Transferência de grupos fosfato e ATP

➢A quebra hidrolítica do ácido fosfórico anidrido terminal (fosfoanidrido) ligado ao ATP separa um dos 3 fosfatos carregados negativamente e acaba com a repulsão eletrostática no ATP.

➢ Pi (HPO42-) liberado pela hidrólise é estabilizado por formas de ressonância, que não são possíveis quando está ligado ao ATP.

➢ ADP2- ioniza-se, liberando H+ num meio onde a concentração de [H+] é muitobaixa (~10-7M)

➢ Apesar da hidrólise ser altamente exergônica ((G = -30,5 kJ/mol), o ATP é estável a pH 7,0 porque a EA para quebra é relativamente alta. A hidrólise só é rápida na presença de enzimas.

➢ As concentrações de ATP, ADP, Pi nas células intactas é bem menor do que a concentração padrão de 1 M. Desta forma, (G para o ATP em células intactas, chamado AGp é bem mais negativo,...
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