Bioquimica ilustrada de harper. PDF
Preview Bioquimica ilustrada de harper.
Equipe de tradução Luís Fernando Marques Dorvillé Maria Elisabete Costa Moreira Simone Kobe de Oliveira Revisão técnica desta edição Guilhian Leipnitz Professor adjunto do Departamento de Bioquímica, Instituto de Ciências Básicas da Saúde da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Doutor em Ciências Biológicas: Bioquímica pela UFRGS. B615 Bioquímica ilustrada de Harper [recurso eletrônico] / Victor W. Rodwell ... [et al.] ; [tradução: Luís Fernando Marques Dorvillé, Maria Elisabete Costa Moreira, Simone Kobe de Oliveira ; revisão técnica: Guilhian Leipnitz]. – 30. ed. – Porto Alegre : AMGH, 2017. Editado como livro impresso em 2017. ISBN 978-85-8055-595-0 1. Bioquímica. 2. Rodwell, Victor W. CDU 577.1 Catalogação na publicação: Poliana Sanchez de Araujo – CRB 10/2094 Um livro médico LANGE Victor W. Rodwell, Ph.D. Kathleen M. Botham, Ph.D., D.Sc. Peter J. Kennelly, Ph.D. Professor (Emeritus) of Biochemistry Emeritus Professor of Biochemistry Professor and Head Purdue University Department of Comparative Biomedical Sciences Department of Biochemistry West Lafayette, Indiana Royal Veterinary College Virginia Tech University of London Blacksburg, Virginia London, United Kingdom David A. Bender, Ph.D. P. Anthony Weil, Ph.D. Professor (Emeritus) of Nutritional Biochemistry University College London Professor London, United Kingdom Department of Molecular Physiology & Biophysics Vanderbilt University Nashville, Tennessee 30a Edição Versão impressa desta obra: 2017 2017 Obra originalmente publicada sob o título Harper’s illustrated biochemistry, 30th edition ISBN 0071825347 / 9780071825344 Original edition copyright © 2015, McGraw-Hill Global Education Holdings, LLC, New York, New York 10121. All rights reserved. Portuguese language translation copyright ©2017 AMGH Editora Ltda., a Grupo A Educação S.A. Company. All rights reserved. Gerente editorial: Letícia Bispo de Lima Colaboraram nesta edição: Editora: Simone de Fraga Capa: Márcio Monticelli Preparação de originais: Caroline Castilhos Melo Leitura final: Magda Regina Schwartzhaupt Chaves, Sandra da Câmara Godoy e Marquieli de Oliveira Editoração: Estúdio Castellani Nota A bioquímica está em constante evolução. À medida que novas pesquisas e a própria experiência ampliam o nosso conhecimento, novas descobertas são realizadas. Os autores desta obra consultaram as fontes consideradas confiáveis, em um esforço para oferecer informações completas e, geralmente, de acordo com os padrões aceitos à época da sua publicação. Reservados todos os direitos de publicação, em língua portuguesa, à AMGH EDITORA LTDA., uma parceria entre GRUPO A EDUCAÇÃO S.A. e McGRAW-HILL EDUCATION Av. Jerônimo de Ornelas, 670 – Santana 90040-340 Porto Alegre RS Fone: (51) 3027-7000 Fax: (51) 3027-7070 Unidade São Paulo Rua Doutor Cesário Mota Jr., 63 – Vila Buarque 01221-020 São Paulo SP Fone: (11) 3221-9033 SAC 0800 703-3444 – www.grupoa.com.br É proibida a duplicação ou reprodução deste volume, no todo ou em parte, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (eletrônico, mecânico, gravação, fotocópia, distribuição na Web e outros), sem permissão expressa da Editora. Coautores Peter L. Gross, M.D., M.Sc., F.R.C.P.(C) Robert K. Murray, M.D., Ph.D. Associate Professor Emeritus Professor of Biochemistry Department of Medicine University of Toronto McMaster University Toronto, Ontario Hamilton, Ontario, Canada Margaret L. Rand, Ph.D. Molly Jacob, M.B.B.S., M.D., Ph.D. Senior Associate Scientist Professor and Chair The Hospital for Sick Children Department of Biochemistry Toronto, and Professor Christian Medical College Department of Laboratory Medicine & Pathobiology Vellore, Tamil Nadu, India University of Toronto, Toronto, Canada Peter A. Mayes, Ph.D., D.Sc. Joe Varghese, M.B.B.S., M.D., D.N.B. Emeritus Professor of Veterinary Biochemistry Associate Professor Royal Veterinary College Department of Biochemistry University of London Christian Medical College London, United Kingdom Vellore, Tamil Nadu Esta página foi deixada em branco intencionalmente. Prefácio Temos o prazer de apresentar a 30a edição do Bioquímica conhecimento bioquímico, com repetida ênfase na sua relação ilustrada de Harper. A 1a edição deste livro, intitulada Bioquí- com doenças genéticas, na informação clínica e na prática da mica de Harper, foi publicada, em 1939, sob a autoria única medicina. Essa edição inclui novas ilustrações e tabelas colo- do Dr. Harold Harper da University of California School of ridas e vários exemplos médicos relevantes que apresentam Medicine, São Francisco, Califórnia. Atualmente intitulado uma revisão clara e sucinta dos fundamentos de bioquímica Bioquímica ilustrada de Harper, o livro continua, como pre- que um estudante precisa compreender para ser bem-sucedi- tendia originalmente, oferecendo uma apresentação concisa do na faculdade de medicina. Além da atualização periódica dos aspectos mais relevantes da bioquímica para o estudo da do seu conteúdo, a ordem de apresentação dos conceitos pas- medicina. Vários autores contribuíram para as edições poste- sou por uma importante revisão. Os atuais 58 capítulos estão riores desta obra, que já completou mais de 7 décadas de vida! organizados em uma lista expandida de 11 seções. Os capítu- los e tópicos nessas seções enfatizam a cobertura integrada de Ilustração da capa desta edição doenças bioquímicas e de informação clínica. Uma alteração importante foi que, após a aposentadoria do Dr. Murray, a au- A ilustração de capa mostra o proteossomo e a degradação toria e revisão dos seus 13 capítulos foi assumida pelos Drs. proteolítica inicial de uma proteína intracelular ubiquitinada. Bender, Botham, Kennelly e Rodwell. Por exemplo, a Seção X O proteossomo consiste em um complexo macromolecular de contém um novo capítulo sobre leucócitos, e a Seção XI apre- subunidades 14a e 14b (representadas em verde e em amare- senta nove casos clínicos abertos inteiramente novos, que en- lo, respectivamente) dispostas como quatro anéis empilhados fatizam a relevância clínica e que testam tanto os conhecimen- a b b a . Eles formam uma câmara oca em formato de tubo que 7 7 7 7 tos quanto a compreensão. A fim de facilitar a apreensão pelo contém proteases imobilizadas. Um polipeptídeo marcado para estudante de cada grupo de conceitos, as questões de revisão degradação (mostrado em vermelho) entra no proteossomo aparecem agora após cada uma das 11 novas seções. Foram (parte superior, à esquerda) e é hidrolisado em fragmentos de adicionadas muitas questões novas, e um banco de respostas peptídeos por proteases internas do proteossomo. Após sua pode ser encontrado após o último capítulo. Uma novidade saída do proteossomo (parte inferior, à direita), as proteases desta edição é a inclusão, no banco de respostas, de explica- extracelulares degradam esses fragmentos de peptídeos em ções detalhadas de várias respostas. aminoácidos. A degradação de proteínas intracelulares realizada de Organização do livro modo controlado e no momento exato é importante para processos biológicos fundamentais, como a diferenciação e a Todos os 58 capítulos da 30a edição enfatizam a relevância mé- divisão celulares. A capacidade de reconhecer e descartar pro- dica da bioquímica. Os tópicos são organizados em 11 títulos teínas desnaturadas ou danificadas é essencial para a saúde, principais. Para facilitar a retenção da informação, questões uma vez que o acúmulo de agregados proteicos contribui sig- para estudo acompanham cada Seção, e um banco de respos- nificativamente para a etiologia de várias doenças humanas, tas é localizado antes do Índice. incluindo vários distúrbios neurológicos. Pela descoberta da degradação de proteínas mediada por ubiquitina, Aaron Cie- A Seção I inclui uma breve história da bioquímica e enfati- chanover e Avram Hershko, de Israel, e Irwin Rose, dos Esta- za as inter-relações entre a bioquímica e a medicina. Água dos Unidos, receberam o Prêmio Nobel de Química de 2004. e pH são revisados, e são abordados os vários níveis de or- ganização proteica. Mudanças nesta edição A Seção II começa com um capítulo sobre hemoglobina, A 30a edição comemorativa do livro Bioquímica ilustrada de três capítulos abordam a cinética, o mecanismo de ação Harper continua a sua atualização periódica e integrada do e a regulação metabólica de enzimas. Um capítulo sobre viii PReFáCIO bioinformática e biologia computacional reflete a impor- função da membrana, as bases moleculares das atuações tância sempre crescente desses tópicos na bioquímica, na dos hormônios e a transdução de sinais. biologia e na medicina modernas. As Seções IX, X e XI abordam 14 tópicos de significativa A Seção III aborda a bioenergética e o papel dos fosfatos importância médica. de alta energia na captura e na transferência de energia, as A Seção IX discute nutrição, digestão e absorção, micro- reações de oxidação-redução envolvidas na oxidação bio- nutrientes, incluindo vitaminas, radicais livres e antioxi- lógica e os detalhes metabólicos da captura de energia via dantes, glicoproteínas, o metabolismo de xenobióticos e cadeia respiratória e fosforilação oxidativa. bioquímica clínica. A Seção IV considera o metabolismo de carboidratos via A Seção X aborda o tráfego intracelular e a separação de glicólise, o ciclo do ácido cítrico, a via das pentoses-fosfato, proteínas, a matriz extracelular, músculo e citoesqueleto, o metabolismo do glicogênio, a gliconeogênese e o contro- proteínas plasmáticas e imunoglobulinas e a bioquímica le da glicemia. de hemácias e leucócitos. A Seção V destaca a natureza dos lipídeos simples e com- A Seção XI inclui homeostasia e trombose, uma visão ge- plexos, o transporte e o armazenamento de lipídeos, a ral do câncer e a bioquímica do envelhecimento. biossíntese e a degradação de ácidos graxos e lipídeos mais complexos e as reações e a regulação metabólica da bios- Agradecimentos síntese de colesterol e do transporte em seres humanos. Agradecemos a Michael Weitz por seu papel no planejamento A Seção VI discute o catabolismo de proteínas, a biossín- desta edição e a Regina Y. Brown por seu papel fundamen- tese de ureia e o catabolismo de aminoácidos e enfatiza os tal na preparação desta edição para publicação. Agradecemos distúrbios metabólicos significativos do ponto de vista mé- também a Shruti Awasthi, do Cenveo Publisher Services, por dico associados a seu catabolismo incompleto. O capítulo sua atuação na etapa de editoração e com as ilustrações desta final considera a bioquímica das porfirinas e dos pigmen- obra. Sugestões de estudantes e colaboradores de todo o mun- tos biliares. do foram muito úteis na elaboração desta edição – esperamos receber estímulos semelhantes no futuro! Por fim, agradece- A Seção VII destaca primeiramente a estrutura e a função mos a Robert Murray por sua liderança e contribuições às edi- de nucleotídeos e ácidos nucleicos e, em seguida, detalha ções anteriores deste livro. a replicação e o reparo do DNA, a síntese e a modificação Victor W. Rodwell de RNA, a síntese proteica, os princípios da tecnologia do David A. Bender DNA recombinante e a regulação da expressão gênica. Kathleen M. Botham A Seção VIII reúne aspectos da comunicação intracelular Peter J. Kennelly e extracelular. Tópicos específicos incluem a estrutura e a P. Anthony Weil Sumário 10 Bioinformática e biologia computacional 97 SEç ã o Estruturas e funções de Peter J. Kennelly, Ph.D. e Victor W. Rodwell, Ph.D. I proteínas e enzimas 1 SEç ã o III Bioenergética 113 1 Bioquímica e medicina 1 Victor W. Rodwell, Ph.D. e Robert K. Murray, M.D., Ph.D. 2 Água e pH 6 11 Bioenergética: a função do ATP 113 Peter J. Kennelly, Ph.D. e Victor W. Rodwell, Ph.D. Kathleen M. Botham, Ph.D., D.Sc. e Peter A. Mayes, 3 Aminoácidos e peptídeos 15 Ph.D., D.Sc. Peter J. Kennelly, Ph.D. e Victor W. Rodwell, Ph.D. 12 oxidação biológica 119 4 Proteínas: determinação da estrutura Kathleen M. Botham, Ph.D., D.Sc. e Peter A. Mayes, primária 25 Ph.D., D.Sc. Peter J. Kennelly, Ph.D. e Victor W. Rodwell, Ph.D. 13 Cadeia respiratória e fosforilação oxidativa 126 5 Proteínas: ordens de estrutura superiores 36 Kathleen M. Botham, Ph.D., D.Sc. e Peter A. Mayes, Peter J. Kennelly, Ph.D. e Victor W. Rodwell, Ph.D. Ph.D., D.Sc. SEç ã o Enzimas: cinética, SEç ã o Metabolismo dos IV II mecanismo, regulação e carboidratos 139 bioinformática 51 14 Visão geral do metabolismo e do suprimento 6 Proteínas: mioglobina e hemoglobina 51 de combustíveis metabólicos 139 Peter J. Kennelly, Ph.D. e Victor W. Rodwell, Ph.D. David A. Bender, Ph.D. e Peter A. Mayes, Ph.D., D.Sc. 7 Enzimas: mecanismo de ação 60 15 Carboidratos de importância fisiológica 152 Peter J. Kennelly, Ph.D. e Victor W. Rodwell, Ph.D. David A. Bender, Ph.D. e Peter A. Mayes, Ph.D., D.Sc. 8 Enzimas: cinética 73 16 o ciclo do ácido cítrico: a via central do Peter J. Kennelly, Ph.D. e Victor W. Rodwell, Ph.D. metabolismo de carboidratos, de lipídeos e 9 Enzimas: regulação das atividades 87 de aminoácidos 161 Peter J. Kennelly, Ph.D. e Victor W. Rodwell, Ph.D. David A. Bender, Ph.D. e Peter A. Mayes, Ph.D., D.Sc. x SuMáRIO 17 Glicólise e oxidação do SEç ã o piruvato 168 Metabolismo de proteínas VI David A. Bender, Ph.D. e Peter A. Mayes, e aminoácidos 281 Ph.D., D.Sc. 18 Metabolismo do glicogênio 176 27 Biossíntese dos aminoácidos David A. Bender, Ph.D. e Peter A. Mayes, nutricionalmente não essenciais 281 Ph.D., D.Sc. Victor W. Rodwell, Ph.D. 19 Gliconeogênese e o controle da glicemia 185 28 Catabolismo das proteínas e do nitrogênio dos aminoácidos 287 David A. Bender, Ph.D. e Peter A. Mayes, Ph.D., D.Sc. Victor W. Rodwell, Ph.D. 20 Via das pentoses-fosfato e outras vias do 29 Catabolismo dos esqueletos de metabolismo das hexoses 196 carbono dos aminoácidos 297 David A. Bender, Ph.D. e Peter A. Mayes, Ph.D., D.Sc. Victor W. Rodwell, Ph.D. 30 Conversão dos aminoácidos em produtos especializados 313 Victor W. Rodwell, Ph.D. 31 Porfirinas e pigmentos biliares 323 S Eç ã o Metabolismo dos Victor W. Rodwell, Ph.D. e Robert K. Murray, M.D., Ph.D. V lipídeos 211 SEç ã o Estrutura, função e repli- 21 Lipídeos de importância fisiológica 211 VII cação de macromoléculas Kathleen M. Botham, Ph.D., D.Sc. e Peter A. Mayes, informacionais 339 Ph.D., D.Sc. 22 oxidação dos ácidos graxos: 32 Nucleotídeos 339 cetogênese 223 Victor W. Rodwell, Ph.D. Kathleen M. Botham, Ph.D., D.Sc. e Peter A. Mayes, 33 Metabolismo dos nucleotídeos de purinas e Ph.D., D.Sc. pirimidinas 347 23 Biossíntese de ácidos graxos e Victor W. Rodwell, Ph.D. eicosanoides 232 34 Estrutura e função dos ácidos nucleicos 359 Kathleen M. Botham, Ph.D., D.Sc. e Peter A. Mayes, P. Anthony Weil, Ph.D. Ph.D., D.Sc. 35 organização, replicação e reparo do DNA 370 24 Metabolismo de acilgliceróis e P. Anthony Weil, Ph.D. esfingolipídeos 245 36 Síntese, processamento e modificação do Kathleen M. Botham, Ph.D., D.Sc. e Peter A. Mayes, RNA 394 Ph.D., D.Sc. P. Anthony Weil, Ph.D. 25 Transporte e armazenamento de 37 A síntese de proteínas e o código genético 413 lipídeos 253 P. Anthony Weil, Ph.D. Kathleen M. Botham, Ph.D., D.Sc. e Peter A. Mayes, Ph.D., D.Sc. 38 Regulação da expressão gênica 428 P. Anthony Weil, Ph.D. 26 Síntese, transporte e excreção do colesterol 266 39 Genética molecular, DNA recombinante e Kathleen M. Botham, Ph.D., D.Sc. e Peter A. Mayes, tecnologia genômica 451 Ph.D., D.Sc. P. Anthony Weil, Ph.D.
The list of books you might like
