Química Orgânica: Volume 1 (2ª Edição)
13.11 Reações Redox Biológicas
APLICANDO
o que você aprendeu
13.23 Proponha uma síntese e ciente para cada uma das transformações vistas a seguir.
é necessário PRATICAR MAIS? Tente Resolver os Problemas 13.35e-f,13.37, 13.48
13.11 Reações Redox Biológicas
Neste capítulo, vimos vários agentes de redução e vários reagentes
oxidantes utilizados pelos químicos em laboratório. A natureza emprega
seus próprios agentes de redução e de oxidação, apesar de terem geralmente
estruturas muito mais complexas e de serem muito mais seletivos na sua
reatividade. Um agente de redução biológico importante é o NADH, que é
uma molécula constituída por várias partes, mostradas na Figura 13.7. A PROPÓSITO
NADH é muito menos reativo que NaBH ou HAL e requer um catalisador para fazer o seu 4 trabalho. Catalisadores existentes na natureza são chamados de enzimas (Seção 25.8, do Volume 2).
FIGURA 13.7
A estrutura do NADH, um agente de redução biológico.
O centro reativo no NADH (realçado em laranja) funciona como um agente
de liberação de hidreto (muito semelhante ao NaBH 4 ou HAL) e pode
reduzir cetonas ou aldeídos para formar álcoois. O NADH atua como um
agente de redução e, no processo, ele é oxidado. A forma oxidada é
chamada NAD+.
O processo inverso pode também ocorrer. Isto é, o NAD+ pode atuar como
um agente de oxidação através da recepção de um hidreto a partir de um
álcool e, no processo, o NAD+ é reduzido dando o NADH.
A PROPÓSITO
Para lembrar qual é o agente de redução e qual é o agente oxidante, basta lembrar que o NADH tem um H no final do seu nome, uma vez que pode atuar como um agente de liberação de hidreto.
NAD+ e NADH estão presentes em todas as células vivas e funcionam em
uma grande variedade de reações redox. O NADH é um agente de redução
e o NAD+ é um agente de oxidação. Dois importantes processos biológicos
demonstram o papel crítico do NADH e do NAD+ em sistemas biológicos
(Figura 13.8). O ciclo do ácido cítrico é parte do processo pelo qual o
alimento é metabolizado. Este processo envolve a conversão de NAD+ a
NADH. Outro processo biológico importante é a conversão de ADP
(difosfato de adenosina) para ATP (trifosfato de adenosina), chamado
síntese do ATP, que envolve a conversão de NADH a NAD+. ATP é uma
molécula que tem mais energia do que o ADP, e a conversão do ADP em
ATP é a forma que o corpo tem de armazenar a energia que é obtida a partir
do metabolismo dos alimentos que nós consumimos. A energia armazenada
no ATP pode ser liberada pela conversão de volta em ADP, e essa energia
armazenada é utilizada para alimentar todas as nossas funções de vida.
O ciclo do ácido cítrico e a síntese de ATP estão ligados em uma
história. Essa história pode ser resumida assim: a energia do sol é absorvida
pela vegetação e é usada para converter moléculas de CO2 em grandes
substâncias orgânicas (um processo chamado de fixação de dióxido de
carbono). Essas substâncias têm ligações orgânicas (tais como C —C e C
—H), que têm mais energia do que as ligações C=O no CO . Portanto, a 2
energia será liberada se as substâncias orgânicas são convertidas novamente
em CO (isto é precisamente porque a combustão de gasolina libera 2