Exercícios Metabolismo de Carboidratos 2

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EXERCÍCIOS – METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
1. Defina metabolismo, catabolismo e anabolismo.
Metabolismo: Conjunto de todas as reações de um organismo.
Catabolismo: Quebra de moléculas maiores em moléculas menores através da
oxidação, havendo a perda de elétrons.
Anabolismo: Formação de grandes moléculas a partir de moléculas menores através
da redução, que é a ganha de elétrons.
2. Como uma reação endergônica (energeticamente desfavorável) pode ocorrer em
uma célula?
Ocorre através da injeção de energia através da quebra do ATP.
3. Qual o órgão dos animais que possui a função de distribuição de nutrientes na
proporção adequada para outras partes do corpo?
O Fígado
4. Assinale a alternativa correta:
(a) O transportador GLUT3 do cérebro é dependente de insulina.
(b) A insulina não afeta a atividade do GLUT1 e GLUT2 do fígado.
(c) Todos os transportadores de glicose são dependentes de insulina.
(d) A insulina não afeta a atividade dos transportadores de glicose.
(e) A atividade do GLUT4 do músculo é insulino-independente.
5. Quais os destinos da glicose no hepatócito?
A glicose pode ser convertida em piruvato e ir para a cadeia respiratória para formar
ATP, pode ser convertido em glicogênio para armazenamento ou oxidado na via das
pentoses, gerando ribose-5-fosfato e NADPH.
6. Defina glicólise e gliconeogênese. Em qual compartimento celular ocorre a glicólise?
E a gliconeogênese?
Glicose: conversão de piruvato e semelhantes em glicose, ocorre no citosol e em todas
as células.
Gliconeogênese: Conversão de glicose em piruvato. Ocorre sua parte inicial na
mitocôndria e depois no citosol. Acontece no fígado e rim.
7. Qual o ganho líquido de ATP na degradação de 1 molécula de glicose até piruvato na
glicólise?
Ganho de 2 ATPs.
8. Explique por que em condições de hipóxia a célula necessita converter o piruvato a
lactato na chamada glicólise anaeróbica.
A glicólise possui uma etapa onde ocorre a redução do NAD oxidado. O NADH vai
para a fosforilação oxidativa, onde perde elétrons e depois é oxidado retornando
para a glicólise.
Sem Oxigênio não ocorre a fosforilação oxidativa. Caso isso ocorra, a célula converte
piruvato em lactato gerando 2 ATPs.
9. Assinale a alternativa incorreta.
(a) A gliconeogênese é o processo de síntese de uma nova molécula de glicose a partir
de precursores mais simples, como o piruvato e o glicerol.
(b) Aminoácidos podem gerar precursores da gliconeogênese.
(c) A gliconeogênese é o processo que ocorre na direção oposta da glicólise, ou seja,
compartilha todas as reações da glicólise, porém no sentido inverso. (NÃO
COMPARTILHA TODAS! possui a PEP-carboxilase, FBPase-1 e a Glicose-6-fosfatase).
(d) A gliconeogênese nos mamíferos ocorre principalmente no fígado. (e) O músculo
não é capaz de realizar gliconeogênese.
10. Cite os 3 contornos que a via da gliconeogênese realiza sobre a via da glicólise,
destacando as enzimas que catalisam essas reações.
1. Piruvato > oxaloacetato > fosfoenolpiruvato = PEP-Carboxilase
2. Frutose-1,6-bifosfato > frutose-1-fosfato = FBPase-1
3. Glicose-6-fosfato > glicose = Glicose-6-fosfatase
11. Uma consequência do jejum prolongado é a redução da massa muscular. O que
acontece com as proteínas musculares neste estado metabólico?
Ocorre a proteólise, que é a liberação de aminoácidos para a gliconeogênese
12. A transformação de glicose a lactato nos miócitos libera apenas em torno de 7% da
energia livre liberada quando a glicose é completamente oxidada a CO2 e H2O. Isso
significa que a glicólise anaeróbica no músculo é um desperdício de glicose? Justifique.
Não, pois em situação de hipóxia isso é necessário para o músculo produzir ATP.
13. Um defeito congênito na enzima hepática frutose-1,6 bifosfatase-1 resulta em
níveis de lactato anormalmente altos no plasma sanguíneo. Por que?
Pois é uma das enzimas irreversíveis da gliconeogênese, e um defeito nela causará o
acúmulo de seus substratos, como o lactato.
14. Sobre a regulação das enzimas da glicólise e gliconeogênese, analise as afirmativas
abaixo e marque V para verdadeiro ou F para falso.
(V) A hexocinase é a enzima que catalisa a conversão de glicose à glicose-6-fosfato.
(F) A hexocinase IV (ou glicocinase) é uma isoforma da hexocinase presente no
músculo e possui um Km elevado para possibilitar a captação de grande quantidade de
glicose do sangue. (HEXOCINASE IV ESTÁ NO FÍGADO)
(F) Tanto a hexocinase I como a hexocinase IV apresentam o mesmo Km. (I POSSUI KM
BAIXO)
(F) A glicocinase é inibida alostericamente por seu produto, glicose-6-fosfato. (A
GLICOCINASE (HEXOCINASE IV) É REGULADA ALOSTERICAMENTE POR SEQUESTRO, E A
HEXOCINASE I E II SÃO INIBIDAS ALOSTERICAMENTE POR SEU PRODUTO)
(V) A fosforilação da molécula de glicose impede que ela saia da célula.
(F) A glicose-6-fosfatase do fígado e músculo é uma enzima da gliconeogênese
responsável pela conversão de glicose-6-fosfato à glicose. (MÚSCULO NÃO FAZ
GLICONEOGÊNESE)
(V) A fosfofrutocinase 1 (PFK-1) é uma enzima da glicólise.
(V) O ATP é um modular alostérico negativo da PFK-1.
(V) AMP e ADP são moduladores alostéricos positivos da PFK-1.
(F) O AMP é um modulador alostérico positivo da frutose-1,6-bifosfatase (FBPase-1).
(NEGATIVO)
(V) A frutose-2,6-bifosfato (F26BP) é um modulador negativo da glicólise e modulador
positivo da gliconeogênese.
(V) A frutose-2-6-bifosfato (F26BP) é sintetizada pela fosfrutocinase-2 (PFK-2) e
convertida a frutose-6-fosfato pela futose-2,6-bifosfatase (FBPase-2).
(V) PFK-2 e PBPase-2 são duas atividades enzimáticas de uma única proteína
bifuncional, sendo reciprocamente reguladas por insulina e glucagon.
(V) O glucagon causa a fosforilação da proteína bifuncional contendo PFK-2 e PBPase
2.
(F) O glucagon ativa a PFK-2, aumentado a síntese de frutose-2,6-bifosfato (F26BP).
(GLUCAGON DIMINUI E INSULINA AUMENTA)
(V) A insulina promove a ativação da PFK-2.
(F) A FBPase-2 é inibida por insulina e a PFK-2 é ativada por glucagon. (PFK2 É ATIVADA
POR INSULINA)
(V) O glucagon ativa a gliconeogênese, enquanto a insulina ativa a glicólise.
() A PFK-2 e a FBPase-2, dependendo da situação metabólica, podem ser ativadas ou
inbidas ao mesmo tempo.
(V) A piruvato cinase é uma importante enzima da glicólise.
(F) O glucagon promove a inativação da piruvato cinase no músculo.
(GLUCAGON NÃO AGE NO MUSCULO)
(V ) A glicogênio fosforilase e a glicogênio sintase promovem a degradação e síntese do
glicogênio, respectivamente.
(V) A glicogênio fosforilase fosforilada é a forma mais ativa desta enzima.
(V) O glucagon causa a fosforilação da glicogênio fosforilase.
(V) A insulina causa a desfosforilação da glicogênio fosforilase.
(F) No músculo, o glucagon não tem efeito sobre a glicogênio fosforilase. (GLUCAGON
NÃO AGE NO MUSCULO)
(F) A atividade da glicogênio sintase não é alterada por insulina e glucagon.
(F) A glicogênio sintase fosforilada é a forma mais ativa desta enzima. (INATIVADA)
( ) A insulina promove a fosforilação e inativação da 3, a qual desta forma não fosforila
a glicogênio sintase, deixando-a mais ativa.
15. A insulina e o glucagon são dois hormônios liberados pelo pâncreas em resposta a
diferentes estados metabólicos, e influenciam profundamente as vias da glicólise,
gliconeogênese e glicogenólise. Para cada processo abaixo, diga se o efeito é da
insulina ou do glucagon.
a. Ativação da glicogenólise: G
b. Ativação da glicólise: I
c. Ativação da gliconeogênese: G
d. Ativação da glicogênio fosforilase: G
e. Inativação da glicogênio fosforilase: I
f. Fosforilação da glicogênio fosforilase: G
g. Desfosforilação da glicogênio fosforilase: I
h. Ativação da glicogênio sintase: I
i. Inativação da glicogênio sintase: G
j. Desfosforilação da glicogênio sintase: I
l. Fosforilação da GSK3: G
m. Ativação da PFK-1 e inativação da FBPase-1: I
n: Inativação da PFK-1 e ativação da FBPase-1: G
o: Ativação da PFK-2 e inativação da FBPase-2: I
p: Inativação da PFK-2 e ativação da FBPase2: G
q: Fosforilação e inativação da piruvato cinase: G
r: Liberado pelas células pancreáticas β: I
s: Liberado pelas células pancreáticasα: G
t: Liberado no estado de jejum: G
u: Liberado no estado alimentado: I
16. Quais os produtos da via das pentoses fosfato? Qual a finalidade destes
metabólitos? Como a via das pentoses fosfato é regulada?
Ribose-5-fosfato: sintese de nucleotideos e coenzimas
NADPH: doa elétrons na síntesew de lipídeos e para enzimas antioxidantes,
contrapondo os efeitos dos radicais livres do oxigênio.
Regulação: + NADPH = inibição da G6PD.
17. Liste as diferenças entre músculo e fígado em termos de metabolismo de
carboidratos.
A glicose muscular é usada para produzir ATP e contração muscular, já no fígado
diminui a glicólise para controlar a glicemia. O fígado realiza a gliconeogênese, e o
músculo não. O músculo responde a adrenalina e não a glucagon, já o fígado responde
a ambas.
EXERCÍCIOS – CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
1. Em qual compartimento celular ocorre o ciclo do ácido cítrico?
Na mitocôndria, na matriz mitocondrial.
2. Quais são os principais produtos do ciclo do ácido cítrico?
3 NADH, 1 FADH2, 1 GTP e 2 CO2
3. O que são reações anapleróticas do ciclo do ácido cítrico?
Serve para repor os intermediários do ciclo.
4. Analisando as reações da piruvato desidrogenase e do ciclo do ácido cítrico, o acetil
CoA pode ser utilizado para a síntese de glicose através da gliconeogênese?
Não. O acetil-CoA pode produzir ATP no ciclo de Krebs, produzir corpos cetônicos ou
sintetizar ácidos graxos.
5. Assinale a alternativa incorreta
a) as reações do ciclo do ácido cítrico ocorrem na mitocôndria.
b) O complexo da piruvato desidrogenase converte piruvato em acetil-CoA, liberando
NADH, que é um transportador de elétrons utilizado na síntese de ATP.
c) Os produtos do ciclo do ácido cítrico são principalmente NADH, FADH2 e GTP (ATP).
d) Altas concentrações de ATP na célula ativam o ciclo do ácido cítrico. (MUITO ATP
VAI DESATIVAR)
e) Altas concentrações de NADH inibem o ciclo do ácido cítrico.
EXERCÍCIOS – FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
1. Em qual compartimento celular ocorre o processo de fosforilação oxidativa e qual é
seu principal produto?
Na mitocôndria, na matriz mitocondrial.
Produto: ATP
2. Explique como os transportadores de elétrons NADH e FADH2 podem ser
precursores da síntese de ATP na mitocôndria.
São moléculas que levam elétrons para a matriz mitocondrial, doando elétrons
para os complexos enzimáticos, e posteriormente retornam para o ciclo de Krebs
para fazer redução.
3. Assinale a alternativa correta:
a) A síntese de ATP ocorre no citosol pela ação da enzima ATP-sintase.
b) A ATP-sintase catalisa a formação de ATP quando os prótons H+ fluem do espaço
intermembrana para a matriz mitocondrial.
c) A glicólise produz maior quantidade de moléculas de ATP que a fosforilação
oxidativa.
d) A fosforilação oxidativa ocorre na hipóxia, ou seja, quando há falta de oxigênio. e) A
transferência de elétrons na cadeia respiratória não está acoplada ao processo de
síntese de ATP.
4. À medida que uma molécula de NADH é oxidada na cadeia respiratória:
a) 1,5 molécula de ATP é produzida no total.
b) 1 molécula de ATP é produzida, à medida que os elétrons passam pelo complexo IV.
c) 1 molécula de ATP é produzida, à medida que os elétrons passam pelo complexo II.
d) 1 molécula de ATP é produzida, à medida que os elétrons passam pelo complexo III.
e) 0,5 de uma molécula de ATP é produzida, à medida que os elétrons passam pelo
complexo I.
5. O número de moléculas de ATP produzidas por cada molécula de FADH2 oxidada na
cadeia respiratória é:
a) 1
b) 2,5
c) 1,5
d) 2
e) 0,5
6. A teoria quimiosmótica de Peter Mitchell propõe um mecanismo para o
acoplamento íntimo do transporte de elétrons na cadeia respiratória ao processo de
fosforilação oxidativa. Qual das opiniões a seguir não é predita pela teoria?
a) Um gradiente de prótons ao longo da membrana mitocondrial interna, gerado pelo
transporte de elétrons, impulsiona a síntese de ATP.
b) O potencial eletroquímico ao longo da membrana mitocondrial interna, causado
pelo transporte de elétrons, é positivo no lado da matriz. (POSITIVO NO ESPAÇO
INTERMEMBRANA E NEGATIVO NO LADO DA MATRIZ).
c) Os prótons são bombeados pela membrana mitocondrial interna à medida que os
elétrons passam pela cadeia respiratória.
d) Um aumento da permeabilidade da membrana mitocondrial interna aos prótons
desacopla o processo de transporte de elétrons e fosforilação oxidativa. e) A síntese
de ATP ocorre quando a diferença de potencial eletroquímico ao longo da membrana
é desfeita pelo deslocamento dos prótons de volta pela membrana mitocondrial
interna através da enzima ATP-sintase.
7. Como o pesticida 2,4-dinitrofenol é capaz de desacoplar o fluxo de elétrons pela
cadeia respiratória da síntese de ATP?
Captura os prótons do espaço intermembrana para a matriz mitocondrial, dissipando o
gradiente dos prótons, fazendo com que eles não passem pela ATPsintase,
promovendo a catálise rotacional.
8. Qual a função da proteína termogenina e como ela desempenha essa função?
É uma proteína desacopladora presente no tecido adiposo marrom, que faz com
que os prótons não voltem pela ATPsintase, mas na termogenina, gerando calor ao
invés de ATP.
9. O complexo II da cadeia respiratória é uma enzima do ciclo do ácido cítrico. Qual é
essa enzima?
Succinato Desidrogenase > succinato + fumarato e liberando FADH2