O documento discute os metais essenciais, não-essenciais e indiferentes para o corpo humano, como sódio, potássio, cálcio e magnésio. Detalha suas funções vitais, como manter a pressão osmótica e contrabalançar as cargas em proteínas, e os efeitos de falta ou excesso, como fraqueza muscular e hipertensão. Também explica o transporte ativo desses íons através da membrana celular mediado pela bomba Na+/K+ e ATPase.

1. Amanda Cunha
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
QMC5124 – QUÍMICA BIOINORGÂNICA

2. 2
Introdução
Metais essenciais: Na, K, Mg, Ca
Metais não-essenciais: Ba
Metais indiferentes: Rb, Cs, Sr

3. 3
Introdução
Falta: redução da síntese de proteínas
Excesso: desequilíbrio na bomba Na/K
Na+
Falta: Fraqueza muscular/fadigaK+
Falta: enfraquecimento dos ossos
Excesso: calcificação das cartilagens/coagulação
Ca+2
Mg+2
Falta: paralisia muscular

4. 4
Funções
Sódio e Potássio:
• contrabalancear as cargas negativas associadas a
grupos funcionais em proteínas.
• manter a pressão osmótica dentro das células

5. 5
Funções
Sem a função reguladora do sódio e do potássio, a
quantidade de água no interior das células
fatalmente passaria para a corrente sanguínea
causando o colapso celular!

6. 6
Funções
Como o sódio causa Hipertensão:
• Para evitar a desidratação celular
pelo excesso de sódio na corrente
sanguínea, o organismo passa a
enviar mais água para as células.
• O aumento do volume de água
consequentemente aumenta a
pressão das artérias, e então...

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Funções

8. 8
Funções
Bomba de Na/K:
• Potencial elétrico intracelular: ↓[Na+] [K+]↑
• Difusão: canais iônicos da membrana
Por que o transporte é realizado
contra os gradientes de
concentração intracelular???

9. 9
Funções
Transporte Ativo:

10. 10
Funções
Transporte Ativo: hidrólise do ATP
ATP → ADP + Pi

11. 11
Funções
Proteínas sinalizadoras de cálcio:
Mudam com facilidade sua conformação dependendo
da ligação do metal com um ou mais sítios ativos.
Ca2+
• Lábil
• Força de ligação intermediária
• Esfera de coordenação grande e flexível

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Funções
Proteínas sinalizadoras de cálcio:
Calmodulin: ao se ligarem 4 íons Ca2+ a
proteína muda sua conformação para
uma forma mais reconhecível para
muitas enzimas.
Troponin C: a ligação com Ca2+ é
responsável por todos os movimentos
musculares.

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Funções
Enzimas de magnésio:
• Sinalização celular: Mg-ATP é substrato em quinases, que
são comandadas pela calmodulin.
Rubisco (ribulose 1,5-bisfosofato carboxilase):
• Enzima mais abundante na biosfera. Produção de
biomassa por organismos fotossintéticos.
• Metal: boa acidez de Lewis e ligação fraca, considerável
abundância.

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Funções
Ciclo de Calvin: Fase não-luminosa da fotossíntese

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Funções
Ciclo de Calvin: Fixação de CO2
R
H
N O
R NH2
CO2

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Funções
Ciclo de Calvin: Fixação de CO2

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Funções
Ciclo de Calvin: Fixação de CO2