Feliz Natal!

Desejo a todos os leitores do Mundo da Bioquímica um excelente Natal! :)

Frase célebre (27)

Para mim esta é a "lei fundamental" da ciência... :)
“Nalgum local, algo incrível está à espera de ser descoberto.” ― Carl Sagan

Mapa metabólico sobre a via de sinalização da ceramida

Música "The Science Love Song"

Para quem acha que a ciência não pode ser romântica...

Obrigado pela contribuição Suely! :)

Vídeo sobre a anemia falciforme

Obrigado pela sugestão Vasco! :)

A Química Orgânica da vida...

Há uma frase que eu digo algumas vezes nas minhas aulas que definem a minha interpretação do que é a vida...

"Nós não somos mais do que um conjunto de moléculas que sabem interatuar e consequentemente organizam-se em estruturas mais complexas."

É uma visão objetiva, fria dirão alguns, mas é a minha interpretação daquilo que realmente somos. Claro que existem muitos fatores, muitas variáveis que nós ainda não conhecemos, e por isso não controlamos. 

Recentemente a astronomia deu mais um passo na elucidação desta relação entre a química, a física e as ciências biológicas, com a sonda Philae. Para os interessados ou simplesmente curiosos, aqui fica mais informação sobre o assunto:

http://www.iflscience.com/space/explainer-what-philae-did-its-60-hours-comet-67p

Obrigado pela contribuição Vasco!

Aminoácidos (considerações gerais)

Os aminoácidos são moléculas que, do ponto de vista químico, são caracterizados pela presença de 2 grupos funcionais diferentes. O próprio nome já os refere: grupo amina e grupo carboxílico (que é o grupo ácido mais relevante na bioquímica). Apesar de normalmente pensarmos em proteínas quando ouvimos a palavra “aminoácido”, na realidade qualquer molécula que apresente estes 2 grupos funcionais é um aminoácido.

Do ponto de vista funcional, os aminoácidos desempenham várias funções relevantes no nosso organismo. Todas as nossas proteínas são formadas a partir de diferentes combinações de um conjunto de 20 aminoácidos diferentes, os chamados “aminoácidos standard”. 

Esta é, na realidade, a função mais conhecida dos aminoácidos, serem os blocos de construção dos milhares de proteínas e péptidos que existem na Natureza. No entanto, resumir todas as suas funções a esta é uma perspetiva muito redutora. Os aminoácidos desempenham muitas outras funções fisiológicas importantes, tais como: são dadores de átomos de azoto para a síntese de várias moléculas, como bases azotadas, outros aminoácidos, poliaminas, grupo heme, …; entram na composição de alguns lípidos, como por exemplo a fosfatidilserina; desempenham a função de neurotransmissores (glutamato e glicina, por exemplo) ou são usados como precursores na síntese de outros neurotransmissores (GABA, por exemplo); funcionam como veículos de transporte de azoto na corrente sanguínea, sendo de destacar nesta função o papel da glutamina e da alanina.

Na sua composição química, os aminoácidos standard apresentam uma estrutura comum entre eles na maior parte dos seus constituintes. Apresentam um carbono central, designado por carbono a, ao qual estão ligados o grupo amina e o grupo carboxílico que os definem como aminoácidos. Como estes grupos estão ligados ao carbono a, são muitas vezes designados por a-amina e a-carboxílico, e os aminoácidos são referidos como a-aminoácidos. Além destes grupos, existe também um átomo de hidrogénio ligado ao carbono central. O 4º substituinte é designado por grupo R ou cadeia lateral e é este que define a identidade do aminoácido, pois todos os restantes componentes são comuns aos 20 aminoácidos. Em breve irei falar com mais detalhe sobre as propriedades deste grupo R…

Frase célebre (26)

If we knew what it was we were doing, it would not be called research, would it?

Se soubéssemos o que estávamos a fazer, não se chamava investigação, não era?

Albert Einstein

T-shirt - Difusão

Tatuagem - Física (2)

Vídeo sobre epímeros e anómeros

Mapa metabólico sobre o enfarte do miocárdio

Cartoon - Água

Tripsina

A tripsina é uma protease digestiva produzida no pâncreas (é um componente do suco pancreático, que é lançado no duodeno durante a digestão). A sua função é clivar as proteínas da dieta, sendo que para isso vai reconhecer aminoácidos com cadeias laterais básicas (lisina e arginina) e clivar as ligações peptídicas nas quais eles estão envolvidos.

De forma a não ser ativa no interior das células que a produzem (se tal acontecesse ela iria começar a degradar as nossas próprias proteínas), é sintetizada sob a forma de tripsinogénio. O tripsinogénio é o zimogénio da tripsina, sendo que um zimogénio é uma forma inativa de uma enzima, caracterizada por possuir mais aminoácidos do que aqueles que a enzima necessita para ser funcional. A ideia é que esses aminoácidos adicionais bloqueiem a atividade catalítica (por exemplo, impedindo o acesso do substrato ao centro ativo). Uma vez no intestino, o tripsinogénio é clivado proteoliticamente por ação de uma enzima intestinal designada enteropeptidase.

A partir do momento que uma molécula de tripsina se torna ativa, ela própria pode começar a ativar (clivar proteoliticamente) todos os outros zimogénios, não só da tripsina mas também da quimiotripsina, carboxipeptidases e aminopeptidases. Portanto, a tripsina tem um papel central na ativação das proteases digestivas, pelo que é indispensável garantir que nenhuma molécula, em condições normais, adquira atividade catalítica no interior das células. A primeira linha de proteção é a síntese da enzima sob a forma de tripsinogénio. Adicionalmente, as células do pâncreas que produzem a tripsina têm também uma segunda linha de proteção, que envolve a produção de uma proteína inibitória, designada por inibidor pancreático da tripsina. Portanto, mesmo que espontaneamente uma molécula de tripsinogénio adquira atividade no interior das células, a presença deste inibidor vai impedir que o mesmo exerça a sua função e, consequentemente, comece a clivar as proteínas celulares e a ativar os outros zimogénios.

Tatuagem - Microscópio (3)

Estojo - DNA

Vídeo sobre a ATP sintase mitocondrial

Mapa metabólico sobre a remodelação óssea

Cartoon sobre ciência

ATP sintase mitocondrial (características gerais)

A ATP sintase mitocondrial (F-ATP sintase) é uma enzima que está localizada na membrana interna da mitocôndria e cuja função está intimamente relacionada com a cadeia respiratória mitocondrial. Devido a isso, há alguns autores que lhe chamam Complexo V, ainda que a maioria não use esta nomenclatura. Pessoalmente, também acho que não se deve chamar Complexo V, uma vez que os complexos são, na minha opinião, os intervenientes no transporte dos eletrões, e esse processo termina no oxigénio (no complexo IV). 

Como o próprio nome sugere, a ATP sintase vai catalisar a síntese de moléculas de ATP, através do processo de fosforilação oxidativa. Ou seja, para se dar a fosforilação do ADP em ATP é necessário que ocorra uma oxidação, que neste caso passa pela utilização de NADH ou FADH2 na cadeia respiratória mitocondrial.

A reação geral de funcionamento do ATP sintase é:

ADP + Pi → ATP

Esta reação é bastante endergónica, pelo que necessita de energia para ocorrer. E de onde vem essa energia? Do gradiente de H+ criado durante o funcionamento dos complexos da cadeia respiratória. Portanto, a energia libertada durante o transporte dos eletrões é utilizada para criar uma acumulação de H+ no espaço intermembranar, sendo que depois estes iões vão ter tendência a regressar à matriz, e se o fizerem libertam energia. Essa energia é que é utilizada para se produzir ATP. Neste contexto, a ATP sintase possui duas subunidades distintas:

- subunidade Fo, que é uma subunidade transmembranar e que possui um poro, através do qual os H+ regressam à matriz. Como curiosidade, o nome é Fo (e não F ”zero”), pois a letra “o” deriva do facto desta subunidade se ligar à oligomicina, que é um antibiótico.

- subunidade F1, que é a subunidade catalítica, responsável pela síntese de ATP e localizada em associação com a face matricial da membrana interna da mitocôndria. Paradoxalmente, esta subunidade apresenta atividade de ATPase (hidrólise de ATP), quando isolada, mas quando em contacto com a membrana interna da mitocôndria e, especificamente, com a subunidade Fo, apresenta atividade de síntese de ATP.

Tatuagem - matemática (4)

Música sobre o sistema imunitário

A música Yankee Doodle serviu de inspiração ao Dr. Ahern para criar uma canção sobre o sistema imunitário.

Faça download da música aqui

The Immune Tune

Antigen presenting cells
Help to clear infection
And they help your thymocytes
Go through t-cell selection

Endocytose antigen
And then cross-present it
All to slow the illness down
Or possibly prevent it

Activate a CD8
This will help you be well
It will differentiate
To cytotoxic t-cell

Systems of immunity
Fusing with perfection
Thank Adaptive and Innate
For giving such protection!

Vídeo sobre proteínas desacopladoras

Mapa metabólico sobre ritmos circadianos

Cartoon sobre alterações climáticas

Proteínas desacopladoras

As proteínas desacopladoras (do inglês UCP, uncoupling protein) são proteínas que, como o próprio nome indica, vão desacoplar, ou seja, separar dois processos que, em condições normais ocorrem associados um ao outro. Estou a falar do transporte de eletrões ao longo da cadeia respiratória mitocondrial, e a síntese de ATP. O que se passa é que, em condições normais, se um dos processos parar, o outro também para. As UCP servem para que um processo possa ocorrer mesmo na ausência do outro. Basicamente são proteínas da membrana interna da mitocôndria que vão permitir que os H+ acumulados no espaço intermembranar regressem à matriz sem atravessarem a ATP sintase. 

Ou seja, vai continuar a existir transporte de eletrões na cadeia respiratória, mas este processo já não vai estar exclusivamente dependente da síntese de ATP. Quanto às diferentes isoformas, a UCP1, também designada de termogenina, serve para produzir calor no tecido adiposo castanho, contribuindo assim para a manutenção do calor corporal de recém-nascidos e de animais que hibernam, por exemplo. A UCP2 é uma proteína  envolvida essencialmente na produção de calor no músculo; no entanto, artigos científicos recentes têm sugerido que esta proteína pode também ser importante para regular os níveis de espécies reativas de oxigénio na mitocôndria. A UCP3 ainda não está tão bem caracterizada, mas pensa-se que pode estar relacionada com a regulação dos níveis de espécies reativas de oxigénio no músculo esquelético e no músculo cardíaco.