Ciclo de Krebs - E.D - P1 Bioquímica

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1) Pessoas com beribéri, uma doença causada pela deficiência de
tiamina, apresentam níveis sanguíneos elevados de piruvato e
alfa-cetoglutarato, especialmente após consumirem uma refeição
rica em glicose. Explique este fenômeno em termos bioquímicos.
R: A Tiamina é uma vitamina precursora de um cofator do
complexo enzimático da piruvato-desidrogenase e do complexo
alfa-cetoglutarato desidrogenase. Nesse sentido, a deficiência de
tiamina influencia diretamente a atividade enzimática na
respiração celular, que utiliza a glicose para a produção de
energia. Portanto, após uma refeição rica em glicose, sob
deficiência de tiamina, a ação da piruvato-desidrogenase na
conversão do piruvato em Acetil-CoA é inviabilizada,, além
prejudicar também a conversão do alfa-cetoglutarato em
Succinil-CoA, portanto, esses metabólitos se acumulam.
02) O fígado de mamíferos pode efetuar a gliconeogênese
utilizando oxaloacetato como material de partida. A operação do
ciclo do ácido cítrico seria afetada pela intensa utilização de
oxaloacetato para a gliconeogênese? Explique bioquimicamente
sua resposta.
R: Sim. O Ciclo do Ácido Cítrico tem como intermediário o
oxaloacetato. Portanto, o “desvio”, ou seja, a intensa utilização
desse metabólito para a gliconeogênese, pode diminuir a
velocidade do Ciclo de Krebs, e, consequentemente, a produção
de energia.
03) Na presença de quantidades saturantes de oxaloacetato, a
atividade da citrato-sintase do tecido cardíaco de porco mostra
uma dependência sigmóide da concentração de Acetil-CoA, como
mostrado no gráfico abaixo. Quando Succinil-CoA é adicionado, a
curva é deslocada para a direita e a dependência sigmóide é mais
pronunciada. Com base nessas observações, sugira:
a) como a Succinil-CoA regula a atividade da citrato-sintase,
indicando porque este composto é um sinal apropriado para a
regulação do ciclo de Krebs
R: A Succnil-CoA é um modulador negativo da Citrato-Sintase,
este metabólito é um sinal apropriado para a regulação do Ciclo
de Krebs porque sua formação depende da CoA, que advém do
complexo piruvato-desidrogenase, a partir da reação irreversível
que converte o piruvato em Acetil-Coa, conectando a via glicolítica
ao Ciclo de Krebs. Portanto, uma alta concentração de
Succnil-CoA sugere que a demanda energética está sendo
suprida.
b) Uma forma de reverter a inibição da PFK1 por Succnil-CoA.
R: Uma maneira de reverter a inibição da PFK1 por Succnil-Coa
seria a partir da sua produção de frutose 2,6 bifosfato pela PFK2,
um modulador alostérico positivo.
Sem adição de Succinil-CoA
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x
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A
Com adição de Succinil-CoA
Acetil-CoA (µM)
04) Como você espera que a operação do ciclo de Krebs responda a um rápido
aumento da razão [NADH]/[NAD+] na matriz mitocondrial? Explique.
R: O rápido aumento dessa razão, significa que a concentração de NADH é
superior a de NAD+, portanto, sob essas condições, o ciclo de Krebs é inibido,
uma vez que a função deste é, justamente, produzir NADH.
05) O ciclo de Krebs é uma via central do metabolismo, com vias degradativas
chegando até ele e com vias anabólicas principiando nele. Além disso, é
regulado de forma estrita em coordenação com essas e outras vias. Sabendo
que este ciclo é uma série de nove reações enzimáticas, responda:
a) Após uma volta deste ciclo, quais são os produtos formados? Entre esses
produtos quais serão utilizados na cadeia de transporte de elétrons?
R: 8 NADH, 2 FADH2, 2ATP, 4CO2. Serão utilizados na cadeia de transporte de
elétrons NADH e FADH2.
b) Durante o Ciclo dos ácidos Tricarboxílicos não há utilização direta de
oxigênio. Entretanto se não houver oxigênio disponível o esta via metabólica
irá parar. Desta forma explique essa afirmativa da relação entre oxigênio e o
funcionamento do ciclo de Krebs.
R: Sob condições aeróbicas, a respiração celular tem três etapas, a via
glicolítica, Ciclo de Krebs e cadeia respiratória. Apesar do CK não utilizar o
oxigênio, a última etapa depende diretamente do oxigênio. Portanto, sob
condições anaeróbicas, a conexão entre a via glicolítica e o ciclo de Krebs
através do complexo piruvato desidrogenase não vai ocorrer, uma vez que a
cadeia respiratória é inviável nessa situação. Portanto, sob essas condições, o
piruvato, produto da via glicolítica, é direcionado para a fermentação, processo
independente de oxigênio.
c) O que acontece com a velocidade do ciclo quando a relação [ATP]/[ADP] está
elevada? Por quê?
R: Quando essa relação está elevada, significa dizer que a concentração de ATP é
superior a de ADP, portanto, a velocidade do ciclo deve diminuir, em consonância à
demanda energética desse momento.
14) Nos estudos que elucidariam o ciclo dos ácidos tricarboxílicos, Hans Krebs
fez a s seguintes observações: - Ao adicionar ácidos tricarboxílicos (citrato,
cis-aconitato, isocitrato e α-cetoglutarato) a suspensões de músculo peitoral de
pinguins, ocorria um aumento do consumo de O2 e também um aumento no
consumo de piruvato; - A adição de malonato inibia a utilização aeróbica de
piruvato e ocorria acúmulo de citrato, α-cetoglutarato e succinato.
Explique as observações feitas por Krebs.
R: Os ácidos tricarboxílicos acrescentados por Hans Krebs são metabólitos
envolvidos na respiração celular, mais precisamente, no Ciclo de Krebs. Esse
processo ocorre apenas em condições aeróbicas, uma vez que é seguido pela
cadeia respiratória, que utiliza o oxigênio diretamente, fato que justifica o aumento
do consumo de oxigênio. Outro intermediário do CK é o piruvato, que, em
condições aeróbicas é convertido em Acetil-Coa, justificando também o aumento
no consumo de piruvato.
15) O que significa dizer que o ciclo do ácido cítrico é anfibólico?
R: Dizer que o ciclo do ácido cítrico é anfibólico significa dizer que essa via é
catabólica e anabólica. Ou seja, constrói moléculas e pode também degradar.
16) Moléculas de piruvato marcadas com C
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foram oxidadas no ciclo de Krebs,
entretanto, após uma volta completa no ciclo, não foi observada radioatividade
nas moléculas de CO2 liberadas. Explique o observado.
R: As moléculas de Carbono liberadas no ciclo não necessariamente advém
diretamente da molécula de piruvato.