Bioquímica - proteínas, carboidratos, lipídeos, vias metabólicas

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Revisão geral
Quais são as principais biomoléculas?
 R = proteínas, lipídeos, glicideos/carboidratos e ácidos nucleicos/nucleotídeos.
Quais são as principais vias metabólicas?
 R = catabolismo, anabolismo, glicólise, ciclo de Krebs, fosforilação oxidativa, vias das pentoses-fosfatos, ciclo da uréia e gluconeogenese.
Explique as interações da membrana plasmática.
 difusão simples: movimento das moléculas ou dos íons ocorrendo através de aberturas na membrana ou através de espaços intermoleculares, sem que ocorra qualquer interação com as proteínas carreadoras de membrana.
OBS: pode ocorrer pelos interstícios da bicamada lipídica, ou pelos canais aquosos que penetrama espessura da membrana, por meio de alguma proteína transportadora
 Difusão facilitada: ocorre pela interação com uma proteína carreadora, que ajuda na passagem das moléculas ou dos íons, através da membrana, por meio de ligações químicas.
 Osmose: ocorre a partir da diferença de concentração de agua entre o meio inter e intracelular, possibilitando a movimentação de agua através da membrana.
 Transporte ativo: ocorre quando o transporte vai contra o gradiente de concentração, necessitando assim da ligação de energia.
OBS: geralmente o transporte ativo acontece por vias primárias ou secundárias.
OBS: via primaria a energia é derivada diretamente da degradação de ATP ou de qualquer outro composto de fosfato com alta energia.
OBS: via secundária a energia é derivada secundariamente da energia armazenada na forma de diferentes concentrações iônicas de substancias moleculares
OBS: no transporte ativo, as proteínas carreadoras funcionam de modo distinto das da difusão facilitada, pois são capazes de transferir energia para a substancia transportada, para movê-la contra o gradiente de concentração.
Relacione as vias metabólicas.
Defina e classifique os aminoácidos.
 Aminoácidos: compostos orgânicos formados por nitrogênio, carbono, hidrogênio e oxigênio. Dentre eles temos os aminoácidos essenciais (aqueles que não podem ser produzidos pelo organismo e são necessários para processos metabologicos vitais, como a construção de proteínas e de neurotransmissores) e os aminoácidos não essenciais (são aqueles que o organismo é capaz de sintetizar para seu pleno funcionamento).
Defina e classifique proteínas.
 Proteínas: são moléculas compostas por aminoácidos, possuem diversas funções metabologicas.
Defina e classifique carboidratos.
 Carboidratos: são moléculas compostas por monossacarídeos (pentoses); possuem diversas funções no organismo e é a principal via de energia rápida.
Defina e classifique lipídeos.
 Lipídeos: são compostos moleculares compostos por acido graxo e glicerol; possuem diversas funções no organismo, principalmente relacionadas ao trato hormonal.
Defina e classifique enzimas.
 As enzimas são proteínas que catalisam reações químicas as quais ocorrem em seres vivos. Elas aceleram a velocidade das reações, o que contribui para o metabolismo e sem elas muitas reações seriam extremamente lentas.
Cite e comente sobre 3 doenças relacionadas com as falhas metabólicas.
 Fenilcetonúria: é uma doença de erro inato do metabolismo. Ela é de característica genética e hereditária, de traço recessivo. Isso significa que ela é transmitida pelo pai e pela mãe que contenham o gene causador da doença; sua característica é a dificuldade do organismo em metabolizar um aminoácido chamado fenilalanina. O acúmulo desse aminoácido, em especial no cérebro, leva a problemas sérios, tais quais a deficiência no desenvolvimento motor e intelectual. 
 Fibrose cística: é causada devido à falha de um gene CFTR, responsável pelo controle de secreções do organismo, o que compromete o funcionamento das glândulas exócrinas, que produzem substâncias (muco, suor ou enzimas pancreáticas) mais espessas e de difícil eliminação. Além disso, é uma doença genética multissistêmica de herança autossômica recessiva, que gera um desequilíbrio na concentração de cloro e sódio nas células que produzem as secreções do corpo, como muco e suor (glândulas exócrinas).
 Cushing: ocorre quando o organismo é exposto a altos níveis de corticoide, seja por meio de medicações ou pela produção excessiva do hormônio cortisol, produzido nas glândulas suprarrenais. A doença de Cushing é causada pela produção em excesso do hormônio ACTH por um tumor benigno de hipófise. O hormônio ACTH estimula a produção de cortisol pelas suprarrenais. A Síndrome de Cushing pode ser causada por tumor adrenal produtor de cortisol ou ainda de tumor produtor de ACTH localizado fora da hipófise, pode ser localizado nos pulmões, pâncreas, tireoide ou em outros locais.
Explique bioquimicamente as seguintes patologias:
Raquitismo - Raquitismo é uma doença que é devido a uma deficiência de vitamina D em crianças. Isso faz com que os ossos amolecem e enfraquecem. Ela pode ser causada quando não há quantidade suficiente de vitamina D ou cálcio no corpo da criança. Assim, O Ca é absorvido no intestino delgado e sua concentração plasmática é medida pela ação dos hormônios vitamina D3, calcitonina e hormônio da paratireóide (PTH), onde controlam sua absorção, excreção e o metabolismo ósseo. Dessa forma, ao ter uma deficiência na ingesta de cálcio ou na ativação da vitamina D, a criança tenderá a desenvolver raquitismo.
Osteoporose - A osteoporose é uma doença complexa caracterizada por um desequilíbrio no processode remodelação óssea regido pelas interações complexas entre vários fatores hormonais, citocinas e novos sistemasregulatórios RANK/RANKL/OPG. Este desequilíbrio na remodelação óssea ocasiona baixa densidade e qualidade óssea,o que culmina em fratura com facilidade. 
Artrite reumatoide - A doença caracteriza-se pela inflamação do tecido sinovial de múltiplas articulações, levando a destruição tecidual, dor, deformidades e redução na qualidade de vida do paciente. Sua etiologia é complexa e em grande parte desconhecida, porém estudos demonstram a influência de fatores genéticos e ambientais em sua patogênese
Quais as duas vias existentes na WNT? Comente sobre elas.
Quais são os 20 aminoácidos mais importantes e quais são as suas siglas?
	Valina
	VAL
	
Aumento das proteínas e atuam como fonte de energia durante os exercícios físicos
	Leucina
	LEU
	
	Isoleucina
	ILE
	
	Alanina
	ALA
	Fonte de energia para o fígado
	Arginina
	ARG
	Mantem as funções normais das vias sanguíneas e da resposta imunológica contra infecções
	Glutamina
	GLN
	Mantem as funções normais do taro intestinal e dos músculos, bem como da defesa imunológica
	Lisina
	LYS
	É um aminoácido essencial representativo e tende a ser insuficiente em dietas concentradas em trigo e em arroz
	Ácido aspártico
	ASP
	Fonte de energia de rápida atuação
	Ácido glutâmico
	GLU
	Fonte de energia de rápida atuação
	Prolina
	PRO
	É o principal componente do colágeno que constitui a pele e outros tecidos, atua como fonte de energia de rápida atuação
	Cisteína
	CYS
	Sua deficiência é comum em crianças
	Treonina
	THR
	Aminoácido essencial usado para suplementação de proteínas e de cereais.
	Metionina
	MET
	Produz diversas substâncias necessárias à nutrição, à resposta imunológica e à defesa contra agressões
	Histidina
	HIS
	Aminoácido essencial usado para produzir histamina e outros componentes
	Fenilalanina
	PHE
	Aminoácido essencial usado para produzir outros aminoácidos
	Tirosina
	TYR
	Produz outros aminoácidos, chamado de aminoácido aromático
	Triptofano
Aspagarina
	TRP
ASN
	Produz outros aminoácidos
Geração de energia
	Glicina
	GLY
	Produção de glutationa e porfirina, um componente da hemoglobina
	Serina
	SER
	Produção de fosfolipídeos e de ácido glicérico
O que são os cofatores enzimáticos? Dê exemplos.
 R = São moléculas orgânicas ou inorgânicas necessárias para a função de uma enzima. Esses cofatores não estão ligados permanentemente à molécula da enzima, mas, na ausência delas, a enzima torna-se inativa. Exemplos: ferro e molibdênio, que são partes docofator enzimático ferro molibidênico
O que são coenzimas? Dê exemplos.
 R = são moléculas orgânicas unidas a uma enzima que juntas tem uma função catalítica e que é necessária ao funcionamento da mesma. Exemplo: coenzima A, na síntese e na oxidação de ácidos graxos, assim como na descarboxilação oxidativa do ácido pirúvico antes do ciclo de Krebs. 
PS: as vitaminas são coenzimas.
Qual a relação da glicólise com o ciclo do ácido cítrico?
 R = Na glicólise há a produção de piruvato, o qual se transformará em acetil CoA para poder ser usado na ativação do início do ciclo de Krebs.
Quais são as três enzimas marcapasso da glicólise?
 R = hexocinase, fosfofrutocnase-1 e piruvatocnase.
Quais são as três enzimas marcapasso da gliconeogenese?
 R = glicose-6-fosfatase, frutose-bi-fosfatase, piruvato-carboxilase.
Em quais pontos do ciclo de Krebs ocorre a geração de NADH e de FADH?
 R = na reação de isocitrato para α-ketogluarato; de α-ketogluarato para succinyl-CoA; de succinato para fumarato e de malato para oxalacetato.
Qual a importância do ciclo de Krebs?
 R = O ciclo de Krebs é uma das etapas metabólicas da respiração celular aeróbica, que ocorre na matriz mitocondrial de células animais. Sua principal função é a de promover a degradação dos produtos finais do metabolismo de carboidratos, de lipídeos e de alguns aminoácidos. Desse modo, ocorre a produção de energia para a célula.
Explique bioquimicamente o estado alimentado.
 O estado alimentado tem inicio quando o individuo está se alimentando para absorver nutrientes essenciais para o corpo, como a glicose. Dessa maneira, o bolo alimentar passa pelo sistema digestório para chegar ao intestino, lugar o qual ocorre a absorção alimentar. Nesse momento, uma hiperglicemia é induzida no sangue, sensibilizando as células B pancreáticas a secretar o hormônio insulina. Nessa perspectiva, a insulina é responsável por colocar aminoácidos e glicose no interior das células (no caso específico da glicose, essa será direcionada para o ciclo da respiração celular, ou seja, a glicólise) com o intuito de se gerar ATP. Ademais, o excesso desse nutriente deve ser aproveitado também, então é armazenado em forma de energia rápida, glicogênio, encontrado nos músculos e no fígado. Além disso, se ainda houver excesso de glicose, essa será armazenada na forma de gordura nos adipócitos. Por fim, o estado alimentado é um momento anabólico do corpo, ou seja, de construção de moléculas por efeito da insulina.
Explique bioquimicamente o estado de jejum.
 R = O estado de jejum inicia-se quando os níveis de glicose sanguínea retornam aos níveis basais e continua até que eles comecem a aumentar, após o início da próxima alimentação. Nesse momento é secretado o glucagon, agindo de maneira oposta à insulina, ou seja, provocará a catalise das reservas do corpo, ocorrendo a glicogenólise, a lipólise – com liberação de ácidos graxos e glicerol – e a liberação de corpos cetônicos. Assim, a primeira reserva a ser degradada será o glicogênio da região do fígado para gerar glicose, com o objetivo de suprir as necessidades cerebrais, reprodutoras (espermatozoides) e renais. Dessa maneira, após 12 horas de jejum as taxas de gliconeogenese começam a subir muito, fazendo elevar o consumo de lactato (proveniente do músculo), glicerol (proveniente da degradação de gorduras) e de alanina. 
Explique bioquimicamente a ligação RANK-RANKL.
 Quando a concentração de cálcio no sangue está baixo, o PTH é produzido pela paratireoide. Esse hormônio se liga a um receptor que está na membrana do osteoblasto e o estimula a secretar uma proteína denominada RANKL. Assim, essa proteína se ligara a um receptor, RANK, na membrana do pré-osteoclasto e o ativará. Uma vez ativado o osteoclasto liberará bolsas de prótons no tecido ósseo, desmineralizando-o e repondo o cálcio das vias sanguíneas.
Explique bioquimicamente o que é um osteoclasto.
 São células gigantes, multinucleadas, derivados de células mononucleares hematopoiéticas pluripotentes provenientes da medula óssea que possuem em sua composição fatores que desmineralizam a composição óssea (as bolsas de prótons) e um mecanismo de vedamento que impossibila o extravasamento dessas bolsas de H+ para que elas não desmineralizam locais não planejados. Ademais, precisam passar por um processo de ativação via ligação RANK-RANKL para poder maturar-se, assim funcionam como macrófagos do tecido ósseo e são responsáveis pela reabsorção óssea
Explique bioquimicamente a síntese da vitamina D.
 a vitamina D2 (ergocalciferol), origem vegetal, é sintetizada na pele pela radiação UV do ergosterol e a vitamina D3 (colecalciferol), origem animal, pela irradiação UV do 7-desidrocolesterol. A vitamina D3 liga-se a globulina DBP, especifica para isso, e é transportada no plasma. Além disso, a vitamina D3 também é encontrado na dieta e sua absorção está associada a outras gorduras, sendo transportada para o fígado em quilomícrons. No fígado, a vitamina D3 é liberada dos quilomícrons pela DBP e em seguida é hidroxilada, formando o calcidiol.
Qual a composição da hidroxiapatita.
 (Ca10(PO4)6(OH)2) – cálcio, fósforo, hidrogênio e oxigênio.
Qual a função do pth e da calcitonina.
 Paratormônio (pth): é um hormônio peptídico de cadeia simples, formado por aminoácidos secretados pelas principais células da paratireoide. Assim, quando há uma baixa concentração de cálcio nos ossos o PTH é secretado e, então, os osteoclastos são indiretamente ativados por meio dos osteoblastos, pois o PTH sinaliza aos osteoblastos que eles precisam liberar o RANK-L, que se ligará ao RANK.
 Calcitonina: é um peptídeo de aminoácidos, sintetizado e secretado principalmente pelas células parafoliculares da glândula tireoide (células C). Sua secreção é regulada pelo cálcio do soro por meio de um receptor sensível ao cálcio (CaSR). Assim, quando há uma alta concentração de cálcio no sangue esse hormônio é ativado e realiza uma ``mutação`` nos osteócitos, transformando-os em osteoblastos, para que possam calcificar os ossos. 
Quais as vias dos segundos mensageiros.
 Via Gs:
1. O hormônio se conecta ao receptor.
2. Nesse momento, a proteína G perde a afinidade com o GDP e pega afinidade com o GTP.
3. Assim, sai a subunidade alfa e se conecta ao adelilato ciclase.
4. Então ocorrerá a transformação de ATP em ADP + AMPc
5. O AMPc será recebido pela proteína quinase, no receptor regulador, ativando a proteína quinase por liberar a parte catalítica.
6. A parte catalítica então vai ate o núcleo e pede a expressão gênica do hormônio que se conectou à proteína G.
 Via Gq: (relação com a parte liídica)
1. O hormônio se conecta ao receptor
2. Alfa se desprende e vai em direção à fosfolipase C (LPC)
3. No LPC forma-se o PIP3, o PIP2 e o IP3, que sinalizam a ativação do DAG
4. Após o DAG ativado ele ativará o PKC
5. O PIP3 vai ao retículo para liberar cálcio e formar calmodonina.
6. O PKC leva a informação para o DNA para a transcrição da informação do hormônio recebido pelo receptor.
Quais são os 5 tipos de gluts mais importantes e onde se localizam.
Explique bioquimicamente todo o processo de contração muscular.
1) A acetilcolina, liberada pelo neurônio pré-sináptico, abre o canal para que o Na possa iniciar a despolarização da célula. 
2) No ato da despolarização, o Ca (extracelular) entra nos túbulos T em direção ao retículo sarcoplasmático para liberar outro cálcio (o intracelular), por meio da estimulação/sinalização química nas proteínas que estão nos túbulos (as rianodina e dihidropiridina).
3) O Ca intracelular quando liberado se liga a troponina C, fazendo ela mudar o estado deformacional – deixando amostra a actina, e essa alta concentração também estimula a miosina a ``soltar`` o ATP (que quando liberado se quebra em ADP + Pi).
OBS: Na miosina tem-se ATP e para ela se ligar a actina (rodeada por troponina) tem de liberar o ATP.
4) Dessa forma, a actina se liga a miosina, fazendo a contração muscular. 
5) Quando a concentração de P aumenta na célula (por causa da bombaNa e P) o potencial de ação é diminuído, pois a calciquestrina sequestra o cálcio para dentro do reticulo endoplasmático de novo.
6) Portanto, o Ca volta para o retículo sarcoplasmático e faz a miosina se soltar da actina e se religar ao ATP, relaxando o músculo. 
OBS: Os filamentos de actina se ligam aos de miosina; esse complexo dos filamentos é delimitado por duas regiões chamadas de ``linhas E``
OBS: a Zona H é a que pode relaxar e encurtar.	
Quais são as principais enzimas da via de contração muscular
 Quinase (CK), aspartato-aminotransferase (AST) e lactato desidrogenase (LDH).
Monte uma tabela para a via WNT (comparação entre a via canônica e a não canônica)
	Canônica
	Não canônica
	Atua com receptor e co-receptor
	Só atua com receptor
	β-catenina
	Calmodulina-cálcio
 
OBS: As proteínas Wnts compreendem uma grande familia de moléculas sinalizadoras que orquestram e influenciam uma infinidade de processos biológicos constituindo uma família de glicoproteínas secretadas e lipidiomodificadas nas células mesenquimais osteoprogenitoras. Tais proteínas desempenham papéis críticos no desenvolvimento embrionário, na carcinogênese e no metabolismo ósseo (osteoblastogênese e formação óssea).
OBS: via não-canônica subdividida em: via de polaridade celular planar (PCP) que exerce função importante na embriogênse e a via de Wnt/cálcio (Wnt/Ca) que regula a concentração de cálcio nas células ósseas.
OBS: Via canônica –
Relacionada ao processo de diferenciação de células mesenquimais em osteoblastos e sua não diferenciação em adipócitos por meio da regulação intracelular de β-catenina. Nesta via de sinalização:
1. Wnts ligam-se ao domínio extracelular do receptor transmembrana FZD (Frizzled) e ao co-receptor LRP5/6 (proteína relacionada ao receptor de baixa densidade 5/6) para promover a estabilização de β-catenina. 
2. Uma vez ativado, FZD interage diretamente por meio de seu domínio citoplasmático com a proteína DVL (Dishevelled), ativando-a e recrutando-a para membrana celular. 
3. DVL, uma vez acoplada à FZD e a LRP 5/6 promove fosforilação de LRP5/6 e consequentemente, há o recrutamento e inibição da quinase glicogênio sintase 3β (GSK3β) favorecendo a estabilização e translocação nuclear da β-catenina.
4. A β-catenina estabilizada, acumula-se no núcleo e ativa diversos fatores de transcrição que promovem diferenciação de osteoblastos e consequente aumento da produção de OPG.