O ensino experimental da Ciência deve ser uma componente importante nos planos curriculares de qualquer escola, universitária ou não. No caso da Química e Bioquímica, as aulas de laboratório, ou aulas práticas, são essenciais para a formação dos estudantes e deve ser-lhes dedicada a maior atenção.

Este livro inclui algumas regras gerais de comportamento num laboratório e aborda um conjunto de tópicos que raramente são tratados nas aulas com um nível adequado: elaboração de relatórios, pesquisa bibliográca, aquisição automática de dados, análise e tratamento de dados experimentais, apresentação de dados em grácos e métodos de medida de algumas propriedades.

Nesta 3.ª edição, todos os capítulos e o apêndice foram revistos.
Reescreveram-se partes do texto, alteraram-se conteúdos e tentou-se aumentar a clareza da exposição e de alguns exemplos apresentados.
Introduziu-se um novo capítulo sobre a medida de pH. O capítulo sobre segurança foi reformulado.

Acredita-se que as informações aqui contidas serão úteis não apenas para os estudantes e docentes do ensino superior, e docentes do ensino secundário, mas também para todos os que trabalham em laboratórios de Química e Bioquímica.

Algumas das fontes de informação recomendadas ao longo dos vários capítulos são portais da Internet. Para facilitar a sua consulta foi mantido um portal (quimica.fc.ul.pt/guia) inteiramente dedicado ao Guia do Laboratório de Química e Bioquímica, que contém não apenas os links dos portais mencionados, mas também outra informação considerada útil para o leitor e que não consta na versão impressa do livro.

São grandes as dificuldades do ensino e da aprendizagem da Bioquímica nos cursos das ciências da saúde – confluência de múltiplos saberes em grande expansão, projectados para uma esclarecida intervenção nos processos da vida.
Não basta adquirir os necessários conhecimentos técnicos: o exercício pedagógico deve ser também um pulsar anagógico, ou seja, deve ser desenvolvido de forma a que o leitor, sentindo prazer em aprender, consiga, futuramente, sozinho, explorar os desafios que lhe forem sendo colocados.
As práticas são imprescindíveis nos seus curricular se pretende proporcionar a aquisição de hábitos para caminhos certos em situações incertas, bem como a satisfação do desejo de conhecer o que se desconhece e que flui sem fixar o espaço e o tempo, embora deixando marcas..., mas a escolha dos temas e a sua representação têm dificuldades acrescidas, e não há livros de texto satisfatórios que ajudem a vencê-las.
A presente obra ocupa lugar nesse espaço. Fornece, em 30 trabalhos práticos, uma base pluridisciplinar das matérias tratadas, evitando assim a procura dos apoios necessários à compreensão dos assuntos. É, também, um excelente livro de apoio para os professores, orientando-os no sentido de evitar demoras excessivas na apresentação de matérias complexas.

A Bioquímica, enquanto área científica, estuda a organização e a interconversão molecular inerentes à vida. Desta forma, a compreensão da estrutura e função das macromoléculas constituintes dos seres vivos; o estudo do metabolismo e regulação dos processos metabólicos; o entendimento dos mecanismos de comunicação celular e a compreensão das vias de informação genética fazem parte do objecto de estudo desta fascinante área científica.

A investigação Bioquímica tem permitido grandes avanços no campo das Ciências da Saúde, nomeadamente a nível da compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes às doenças e o conhecimento da estrutura tridimensional de alvos terapêuticos, permitindo assim o desenho dirigido de novos fármacos. Na verdade, grande parte do desenvolvimento científico que ocorreu nas últimas décadas no campo das Ciências da Vida tem tido na Bioquímica o seu principal elemento de impulso e fundamentação, como atestam os inúmeros Prémios Nobel em Química e em Fisiologia e Medicina atribuídos a estudos na área da Bioquímica e a Bioquímicos.

Surgindo da necessidade de existir uma obra de referência universitária na área da Bioquímica e em língua portuguesa, este manual apresenta textos originais escritos por professores universitários e investigadores portugueses, profusamente ilustrados com cerca de 700 figuras originais e a cores, que abordam de uma forma completa todas as matérias essenciais ao estudo da Bioquímica e ainda uma selecção dos tópicos mais recentes de investigação nesta área científica.

Conteúdo

A Bioquímica e a Vida

Fundamentos de Bioquímica

Matriz estrutural dos sistemas biológicos

Proteínas - estrutura e função

Glúcidos - estrutura, função e metabolismo

Lípidos - estrutura, função e metabolismo

Metabolismo de aminoácidos e de outras moléculas nitrogenadas

Integração do metabolismo e comunicação celular

Fluxo da Informação Genética

Índice

Prefácio
Sobre os Autores
Sobre o Livro
Abreviaturas

Parte I
A BIOQUÍMICA E A VIDA
Direcção: Manuel J. Halpern, Alexandre Quintas 1
1. Origem molecular da vida
Alexandre Quintas
2. História da Bioquímica
Manuel J. Halpern, Ana Ponces Freire, Alexandre Quintas

Parte II
FUNDAMENTOS DE BIOQUÍMICA
Direcção: Alexandre Quintas 23
3. Química orgânica
Fátima Frazão, Teresa Pamplona
4. Princípios de termodinâmica de equilíbrio
Manuel E. Minas da Piedade
5. Macromoléculas
Carlos Monteiro
6. Introdução ao metabolismo
Madalena Oom
7. Bioenergética
J. Cruz Morais

Parte III
MATRIZ ESTRUTURAL DOS SISTEMAS BIOLÓGICOS
Direcção: Carlos Azevedo 115
8. Água
José Augusto Pereira
9. A Célula
Carlos Azevedo

Parte IV
PROTEÍNAS: ESTRUTURA E FUNÇÃO
Direcção: Ana Ponces Freire, Alexandre Quintas 139
10. Estrutura e propriedade dos aminoácidos e péptidos
Carla Ascenso, Alexandre Quintas
11. Introdução às proteínas
Alexandre Quintas, Carla Ascenso
12. Estrutura tridimensional das proteínas
Alexandre Quintas, Carla Ascenso
13. Purificação, detecção e caracterização de proteínas
Paula C. Ramos
14. Relação estrutura-função
Alexandre Quintas, Carla Ascenso, Rui Abreu, Carlos Família
15. Aquisição da estrutura nativa das proteínas: folding
Alexandre Quintas
16. Patologias conformacionais
Alexandre Quintas
17. Ubiquitina
Alexandra Maia e Silva
18. Propriedade dos enzimas
Ana Ponces Freire, Carlos Cordeiro, António E. N. Ferreira
19. Cinética enzimática
Ana Ponces Freire, Carlos Cordeiro, António E. N. Ferreira
20. Regulação da actividade enzimática
Ana Ponces Freire, Carlos Cordeiro, António E. N. Ferreira
21. Citocromo P450
Maria Celeste Lechner

Parte V
GLÚCIDOS: ESTRUTURA, FUNÇÃO E METABOLISMO
Direcção: Alexandre Quintas 317
22. Estrutura e função dos glúcidos
José Augusto Pereira
23. Glicólise
Alexandre Quintas, Carla Ascenso
24. Via dos fosfatos de pentose
Carlos Cordeiro, Marta Sousa Silva
25. O sistema piruvato desidrogenase
Alexandre Quintas, Luís M. A. Oliveira, Hugo Vicente Miranda
26. Ciclo do ácido cítrico
Alexandre Quintas, Carla Ascenso
27. Cadeia transportadora de electrões e fosforilação oxidativa
Alexandre Quintas
28. Fotossíntese
Celeste Arrabaça
29. Biossíntese de oses e ósidos
Ricardo A. Gomes, Manuel J. Halpern

Parte VI
LÍPIDOS: ESTRUTURAS, FUNÇÃO E METABOLISMO
Direcção: Manuel J. Halpern 447
30. Estrutura e função dos lípidos
José Augusto Pereira
31. Membranas biológicas e transporte
Ana Cristina Rego, Catarina Resende de Oliveira
32. Catabolismo dos lípidos
Manuel J. Halpern
33. Biossíntese dos lípidos
Manuel J. Halpern
34. Lipoproteínas
Manuel J. Halpern

Parte VII
METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS E DE OUTRAS MOLÉCULAS NITROGENADAS
Direcção: Manuel J. Halpern, Alexandre Quintas 333
35. Metabolismo de aminoácidos
Nuno F. Lages, Mariana Silva, Manuel J. Halpern
36. Metabolismo dos nucleótidos
Alexandra Maia e Silva

Parte VIII
INTEGRAÇÃO DO METABOLISMO E COMUNICAÇÃO CELULAR
Direcção: Catarina Resende de Oliveira 599
37. Regulação bioquímica
Rodrigo A. Cunha
38. Integração do metabolismo - biossinalização
Ana Bela Ribeiro, Catarina Resende de Oliveira
39. Proteólise intracelular
Paula C. Ramos

Parte IX
FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA
Direcção: Arnaldo Videira 667
40. DNA e Cromossomas
Cláudio Sunkel, Paula Almeida Coelho
41. Replicação, reparação e recombinação de DNA
Susana Pereira
42. Transcrição e processamento de RNA
Alexandra Moreira
43. Tradução
Arnaldo Videira

Apêndice

Índice Remissivo

Em nossa atividade docente, ao longo dos anos, pudemos observar que os estudantes de cursos da área médica que possuem a disciplina de bioquímica, como acontece na área da saúde, contam com inúmeras obras específicas, inclusive aquelas que tratam exclusivamente de bioquímica celular, bioquímica clínica, bioquímica dos alimentos, bioquímica dos ácidos nucleicos, dentre outros.

A proposta deste livro é a de oferecer praticidade aos alunos de estudarem e os profissionais recordarem um assunto específico. Por isso, abordamos não só aquilo que precisa na parte específica, mas também a bioquímica geral. Não nos propusemos a tratar de bioquímica específica porque, em função das suas peculiaridades, pode ser estudada à parte. Nosso compromisso ainda é com a objetividade. Desta forma, procuramos sempre ir ao encontro somente daquilo que os estudantes da área da saúde necessitam num primeiro momento.

Este livro foi escrito com muita dedicação e cuidado, visando oferecer a você um bom material de estudo. Esperamos, assim, contribuir com mais esta opção e tornar mais prático e objetivo o estudo da bioquímica para a área da saúde. Nossa proposta é aproximar a bioquímica das questões cotidianas, abrindo espaços para reflexão e o desenvolvimento de assuntos voltados para o nosso dia a dia.

Procuramos apresentar a bioquímica de maneira integrada, relacionando várias subáreas entre si e também com outras áreas do saber. Esperamos que você, ao estudar bioquímica, aprenda a respeitar cada vez mais o seu corpo, a sua saúde e a sua vida.

Então, vamos conhecer melhor como funciona o corpo que habita em nós?

Em 2020, Jennifer Doudna recebeu, com Emmanuelle Charpentier, o Prémio Nobel da Química pela identificação da CRISPR-Cas9, uma ferramenta de edição do ADN que permite tratar doenças graves ou combater vírus - foi esta descoberta revolucionária que facilitou o desenvolvimento das vacinas contra a covid-19. Contudo, abre caminho para um mundo por explorar: em breve, poderemos escolher a altura ou a cor dos olhos de uma criança. Mas será correto fazê-lo? No que respeita à edição genética, onde se traça o limite? E quem deve traçá-lo?

Na vanguarda deste debate incontornável, está a comunidade científica, pautada pela colaboração e competição amigável na concretização de um objetivo comum, por rivalidades declaradas ou, na sua versão mais rara e perigosa, pela transgressão de limites que não devem ser ultrapassados, sob risco de alterar irreversivelmente a espécie humana.

Com colaboração da própria Doudna, Isaacson escreveu a biografia empolgante de uma heroína do nosso tempo (The New York Times), uma voz criativa, ponderada e empenhada em refletir sobre os desafios éticos associados à descoberta da CRISPR-Cas9, cujas consequências poderão ser disruptoras e imprevisíveis.

Este livro fornece uma formação básica em Bioquímica, perspectivada no sentido do estudo dos fenómenos moleculares subjacentes à estrutura e função dos sistemas biológicos, com especial incidência nos processos biomoleculares intrinsecamente relacionados com a Motricidade Humana.

Contribui ainda para os múltiplos conhecimentos que fundamentam o rendimento - performance humana.

Optámos ainda por introduzir noções de nutrição preventiva essenciais para a melhoria da performance.

Este é o primeiro Compêndio de Bioquímica Geral - abordando todo o metabolismo fundamental em animais e plantas - da autoria de um professor português.
Foi intenção do autor, ao utilizar aqui toda a experiência adquirida numa já longa carreira universitária como professor de Bioquímica, consagrada a vários milhares de alunos, incluir nesta obra as bases para o entendimento lógico dos processos fundamentais da Química da Vida e, desde logo, as respostas às dúvidas que já se habituou a diagnosticar. E, também, aproveitar o seu relacionamento com numerosas Faculdades e organismos de investigação, como formador ou avaliador, para produzir um livro de consulta rápida e esclarecedora, que pudesse resolver grandes dúvidas e anteceder a consulta de informação mais detalhada por alunos e por docentes ou investigadores mais jovens. Este livro é um Compêndio de Bioquímica Geral que se pretendeu uma obra clara, acessível, actual e, tanto quanto possível, completa. Situa-se entre um manual - sempre omisso em esclarecimentos e interpretações - e os livros de texto extensivos publicados pelas editoras internacionais, estes naturalmente mais pormenorizados mas raramente acessíveis ao estudante ou ao estudioso que se inicie nestes domínios.
Assim, e antes de entrar no estudo do metabolismo dos grandes grupos de compostos (Cap. 4 a 9 - Glúcidos, Lípidos, Ácidos Nucleicos, Aminoácidos e Proteínas), o leitor é introduzido no conhecimento da cinética das reacções catalisadas por enzimas e das transferências de energia nas reacções bioquímicas, aspectos básicos sem os quais não é possível entender os processos metabólicos. Como, aliás, não é possível interpretá-los sem as noções fundamentais sobre os mecanismos de regulação - sem dúvida complexos mas que aqui são explicados com rigor e clareza. A fechar o livro um utilíssimo Glossário de Biotecnologia.
Esta obra é recomendada a estudantes universitários de Bioquímica, Biologia, Ciências Biomédicas, Farmacêuticas e Veterinárias, Ciências Agrárias e aos estudantes de Ciências Biológicas em geral; como elemento de consulta, a técnicos e investigadores dos mesmos ramos, e também a técnicos e especialistas de Nutrição; e, ainda, como auxiliar didáctico e pedagógico, aos docentes das correspondentes disciplinas propedêuticas do Ensino Superior e das disciplinas das mesmas áreas do Ensino Secundário (11º e 12º anos).

O Metabolismo é talvez a disciplina da Bioquímica mais fascinante e ao mesmo tempo mais complexa, associada à integração de cerca de 2000 a 3000 reações químicas distintas que ocorrem simultaneamente nas células humanas.

Neste livro, as vias metabólicas específicas de diferentes células/tecidos são descritas e enquadradas na multiplicidade de funções dos organismos constituídos por diferentes órgãos/tecidos/células.

Efetivamente, o metabolismo integra os processos químicos que estão na base da vida ao permitirem transformar a energia química armazenada em moléculas orgânicas em energia disponível para os processos celulares.

É relevante, para as futuras gerações de bioquímicos que queiram conhecer uma Bioquímica integrada, a leitura desta obra.

O presente livro contém textos de divulgação em Bioquímica e textos didáticos baseados nas áreas de especialização dos estudantes de doutoramento em Bioquímica da Universidade de Aveiro: Juliana Felgueiras | Rita Nogueira-Ferreira | Sandra Magalhães | Ângela R. Guerra | Ana S. Martins | Edgar Lopes | Maria João Quental | Helena Ribeiro | Tânia Melo | Élia Maricato | Ana S. P. Moreira | Cátia Martins.

Porque é que
A atividade física é importante no combate ao cancro?
A flora intestinal é importante para combater o cancro?
A metabolómica e os complexos metálicos
são aliados no combate ao cancro?
O ovo é uma alternativa promissora
para a produção de biofármacos?
Os ácidos gordos nitrados são benéficos para a saúde?
Os compostos castanhos do café são benéficos para a saúde?
O exercício físico tem efeito cardioprotetor?
As plantas são usadas para o tratamento e
prevenção do cancro da mama?
A bioquímica é uma ferramenta
no combate à candidíase?
Os lípidos têm potencial imunoterapêutico?
As microalgas são valorizadas como alimento?
Sentimos aroma numa cerveja?

Fundamentos de Bioquímica: A Vida em Nível Molecular contempla os principais avanços em bioquímica, particularmente nas áreas de estrutura e função macromoleculares e em biologia molecular, a fim de preparar os estudantes para os desafios científicos do futuro.
Esta 4ª edição inclui mudanças e atualizações significativas do conteúdo, porém mantendo a linguagem didática e acessível que a consagrou.

Esta obra fornece uma visão ampla dos princípios da química, a reatividade dos elementos químicos e seus compostos e as aplicações da química. Tenta-se mostrar a íntima relação entre as observações que os químicos fazem sobre as mudanças químicas e físicas em laboratório, e na natureza, e a maneira como tais mudanças são vistas nos níveis atômico e molecular.

Além disso, tenta-se trazer o sentido de que a química não é somente uma história vívida, mas também dinâmica, com importantes desenvolvimentos novos que ocorrem a cada ano.

Passados mais de 50 anos, Princípios de Bioquímica de Lehninger continua inigualável na proposta de ajudar estudantes a navegarem pela complexa disciplina de bioquímica de maneira clara e coerente.

Esta 8ª edição traz uma novidade pedagógica que está presente no próprio título do livro: os princípios mais importantes da bioquímica agora são declarados de forma mais didática e visual na primeira página de cada capítulo.

Identificados com um ícone numerado, os princípios aparecem também ao longo do texto e destacam conteúdos relacionados, criando uma estrutura de organização lógica que facilita a compreensão e esclarece as conexões entre os conceitos.

Destaques:

- Organização por princípios apresenta novas possibilidades de aprendizado
- Navegação mais fácil pelo conteúdo dos capítulos
- Simplificação de alguns tópicos, com ênfase em conceitos centrais, resulta em capítulos mais curtos
- Revisão das fotografias oferece imagens mais contextualizadas
- Sintetização das legendas torna as figuras mais independentes do texto
- Revisão rigorosa das questões ao final dos capítulos assegura fixação do conteúdo e engajamento

A 31ª edição do Bioquímica Ilustrada de Harper continua sua atualização periódica e integrada do conhecimento bioquímico, enfatizando sua relação com prática da medicina.

Esta edição inclui novas ilustrações e tabelas coloridas, além de diversos exemplos de relevância médica, os quais proporcionam uma revisão clara e sucinta dos fundamentos de bioquímica necessários para o aprendizado do estudante.

Destaques desta edição:

- Mais de 600 ilustrações coloridas;
- Estudos de casos enfatizam a relevância clínica e relacionam a teoria à prática;
- Novo capítulo (Capítulo 10) sobre Bioquímica dos Metais de Transição aborda a sua importância;
- Questões de revisão aparecem ao final de cada uma das 11 Seções;
- Cada capítulo inclui um tópico sobre Importância Biomédica e um Resumo dos assuntos abordados.

Bioquímica Ilustrada chega à sua 7ª edição com as características que a tornaram uma obra de referência para estudo e revisão dos fundamentos de bioquímica.

Por mais de duas décadas, esta obra possibilitou que profissionais, professores e alunos assimilassem e integrassem rapidamente grande volume de informação essencial e complexa por meio de texto claro e ilustrações extremamente didáticas, as quais dão vida a conceitos complexos da área.

«Fui a Cambridge e vi o modelo e conheci Francis [Crick] e Jim [Watson]. Foi o dia mais emocionante da minha vida. A dupla hélice do DNA foi uma experiência reveladora; para mim, tudo encaixava e a minha futura vida científica foi decidida ali, naquele momento. Quando o artigo apareceu, algumas semanas depois, não foi bem-recebido pelo sistema instituído, composto basicamente por bioquímicos profissionais. Eles não podiam ver, na época, quão profundamente isso mudaria o seu tema, ao oferecer-nos um enquadramento para estudar a química da informação biológica.»
[Sydney Brenner, 1953]

«Aos sessenta anos, meu avô, Francis Crick, foi para os EUA e dirigiu a sua atenção para a neurobiologia teórica. Durante os 28 anos seguintes, trabalhou no avanço do estudo sobre a consciência humana. Foi quando eu o conheci melhor. Tinha sobrancelhas brancas, uma risada retumbante e uma cintilação sorridente nos seus olhos. Quando eu estava no início da adolescência, levava-me para o seu escritório no Instituto Salk na Califórnia. Durante a faculdade, ajudou-me a encontrar um estágio trabalhando lá, num laboratório. As paredes do seu escritório tinham um quadro-preto muito usado e retratos de Charles Darwin e Einstein. Numa mesa lateral exibia um modelo do DNA e outro do cérebro. Não sei o que esperava ver, mas este não era um laboratório com tubos de ensaio e microscópios; esses, ele deixou-os em Cambridge, Inglaterra. Quando lhe pedi para explicar o que fazia no Instituto Salk, disse-me: Eu penso.»
[Kindra Crick, 2017]

John Desmond Bernal gostava de dizer que a sua biografia devia ser escrita em quatro cores, em páginas intercaladas, para mostrar as suas diferentes atividades, encaixadas. A tradição oral difere quanto à cor das páginas; preto e branco, certamente para a ciência, vermelho para a política, azul para as artes, roxo ou amarelo para a sua vida pessoal. […] No seu trabalho científico foi um grande pioneiro, cujas ideias e experiências iniciais tornaram possível muitos dos maiores avanços do nosso tempo na compreensão da estrutura e função em física, química e biologia.
Dorothy Hodgkin (1980)

Neste laboratório sempre o vimos como o pai científico do nosso tema. Se não fosse a sua imaginação na forma de pensar sobre o que parecia ser problemas extremamente difíceis, e o encorajamento que deu a Max [Perutz] e Dorothy [Hodgkin] e a outros, pessoas como eu nunca teriam tido a oportunidade de trabalhar em biologia molecular, e teriam sido demasiado tímidos para enfrentarem as questões verdadeiramente interessantes.
Francis Crick (carta dirigida a Bernal; 1969)