01 Introdução ao metabolismo

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Milena Silva Araujo 
MEDUFES 105 
 
BioQuímica 
exercícios de fixação 
 
 INTRODUÇÃO AO METABOLISMO 
 
1 - O que é Bioenergética? 
A bioenergética é o estudo quantitativo das transduções de energia que ocorrem em células vivas. Assim, é 
feita a análise das mudanças de uma forma de energia a outra, a natureza e a função dos processos 
químicos envolvidos nessas transformações. 
2 - O que estuda a Termodinâmica? 
 
3 - Quais as leis da Termodinâmica? 
A primeira lei dita sobra a conservação de energia: a quantidade total de energia no universo é constante, 
pois ela não é criada nem destruída, é transformada. A segunda lei fala sobre a entropia: todos os processos 
naturais levam a um aumento da desordem. 
4 - O que é entalpia? 
A entalpia é o conteúdo de calor de um sistema reagente, a qual é resultado do número e do tipo de ligações 
químicas nos reagentes e nos produtos. 
5 - Quais as condições para uma reação ser exotérmica e endotérmica? 
Para que uma reação seja considerada exotérmica deve haver liberação de calor, o conteúdo em calor dos 
produtos deve ser menor que o dos reagentes e o ΔH é negativo. Já numa reação endotérmica, há absorção 
de calor do meio e o ΔH é positivo. 
6 - O que é entropia? Em que condições a entropia aumenta? 
A entropia é a expressão quantitativa da desordem/aleatoriedade de um sistema. 
7 - Qual o critério para se determinar se uma reação ou processo é 
espontâneo ou não? 
Para que uma reação seja considerada espontânea ela deve ser termodinamicamente favorável, ou seja, 
possuir ΔG (variação da energia livre) negativa. 
8 - Como a variação da energia livre de Gibbs está relacionada com a 
concentração dos reagentes e produtos de uma reação? 
 
9 - O que é variação da energia livre padrão e qual a diferença para a 
variação da energia livre padrão bioquímica? 
 
Milena Silva Araujo 
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10 - Como uma reação pode ocorrer com variação de energia livre 
positiva? Cite exemplos. 
Para que reações não espontâneas ocorram é necessário que haja acoplamento a uma reação espontânea 
a qual irá impulsioná-la, pois em uma série de reações acopladas o ΔG global é igual à soma dos ΔG das 
reações individuais. 
Um bom exemplo disso é a fosforilação da glicose a glicose-6-fosfato: como a reação glicose + Pi → glicose-
6-fosfato tem ΔG positivo, ela é acoplada à reação de hidrólise do ATP (ATP → ADP + Pi), a qual é 
termodinamicamente favorável o suficiente para impulsionar a primeira. 
O acoplamento pode ocorrer caso haja um intermediário químico comum, por exemplo. 
11 - Quais as características do ATP que o tornam a “moeda energética” 
dos processos bioquímicos? 
O ATP é um bom carreador, agente acoplador e doador imediato de energia: ele possui uma unidade 
trifosfato com duas ligações fosfoanidrido ricas em energia, as quais possuem considerável energia livre de 
hidrólise. Isso se deve ao fato dos produtos da hidrólise do ATP (ADP e Pi) serem mais estáveis por 
ressonância e quando hidratados do que o ATP, além da unidade trifosfato sofrer mais repulsão eletrostática 
que a difosfato. 
Outro ponto importante de se destacar é que o ATP, quando comparado a outras moléculas (como o 
fosfoenolpiruvato e o 1,3-bifosfoglicerato, que são intermediários da glicólise), possui energia livre de 
hidrólise intermediária. Assim, ATP pode ser formado a partir da hidrólise de tais espécies por meio de 
fosforilação ao nível do substrato. 
12 - Quais os tipos de carreadores ativados? Exemplifique. 
Considerando os tipos mais frequentes no metabolismo, existem os carreadores ativados de grupos fosforila 
(ATP), os carreadores ativados de elétrons para oxidação de compostos energéticos (NAD⁺ e FAD), os 
carreadores ativados de elétrons para a biossíntese redutora (NADPH⁺) e os carreadores ativados de 
fragmentos de dois carbonos (coenzima A). 
13 - Quais carreadores ativados são derivados de vitaminas? 
Considerando os carreadores ativados citados anteriormente, os derivados de vitamina são o NAD⁺ e o 
NADPH⁺ (B3/niacina), o FAD (B2/riboflavina) e a coenzima A (B5/pantotenato). 
14 - Quais os tipos de vias metabólicas? Explique. 
As vias metabólicas podem ser divididas em duas grandes classes: a de reações que convertem 
combustíveis em energia celular (catabolismo) e a de reações que demandam energia (anabolismo). A 
energia útil gerada no catabolismo é empregada no anabolismo. 
Há ainda vias que podem ser tanto anabólicas quanto catabólicas, dependendo das necessidades da célula: 
são as chamadas vias anfibólicas. 
15 - Qual a diferença entre catabolismo e anabolismo? 
No catabolismo, precursores mais complexos são degradados (oxidados) e geram energia útil (ATP, 
NADPH, NADPH e FADH2), CO2 e H2O. No anabolismo, a energia útil é empregada para transformar 
precursores simples em mais complexos (gerando ADP, NAD⁺, NADPH⁺ e FAD). 
16 - Quais os mecanismos de regulação do metabolismo? 
 
Milena Silva Araujo 
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17 - Calcule a energia livre padrão das seguintes reações a 25 ºC e pH 7, 
dadas as constantes de equilíbrio: 
Glutamato + oxalacetato ↔ aspartato + α-cetoglutarato K’eq = 6,8 
 Dihidroxiacetona fosfato ↔ gliceraldeído-3-fosfato K’eq = 0,0475 
Frutose-6-fosfato + ATP ↔ frutose-1,6-bifosfato + ADP K’eq = 254 
 
Estabeleça uma relação entre o valor da K’eq e a espontaneidade da 
reação. 
 
 
18 - Se 0,1M de uma solução de glicose-1-fosfato é incubada com uma 
quantidade catalítica de fosfoglicomutase, a glicose-1-fosfato é 
convertida em glicose-6-fosfato. No equilíbrio, as concentrações dos 
componentes da reação são: 
Glicose-1-fosfato ↔ glicose-6-fosfato 
4,5 x 10⁻³ M 9,6 x 10⁻² M 
 
Calcule K’eq e ΔG’º para esta reação à 25 ºC.