bioquimica

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<p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia)</p><p>Conhecimentos Específicos</p><p>Autor:</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>28 de Setembro de 2023</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>1</p><p>1</p><p>1 – Introdução .................................................................................................................................................... 3</p><p>2 - Moléculas da vida – a composição dos seres vivos ...................................................................................... 4</p><p>2.1 Elementos químicos mais abundantes nos seres vivos............................................................................. 5</p><p>2.2 A água ...................................................................................................................................................... 6</p><p>2.3 Os carboidratos ou Glicídios .................................................................................................................... 8</p><p>2.4 Proteínas ................................................................................................................................................. 10</p><p>2.5 Lipídios ................................................................................................................................................... 16</p><p>2.6 As vitaminas ........................................................................................................................................... 18</p><p>3 - Introdução às reações metabólicas .............................................................................................................. 19</p><p>4 - Introdução ao Catabolismo dos Alimentos ................................................................................................. 21</p><p>5 – A energia das células .................................................................................................................................. 23</p><p>6 - Metabolismo de Carboidratos ..................................................................................................................... 24</p><p>6.1 Glicólise ................................................................................................................................................. 24</p><p>6.2 A Fermentação láctica (anaerobiose) ..................................................................................................... 27</p><p>6.3 Gliconeogênese - anabolismo de glicose ............................................................................................... 29</p><p>6.4 Via das Pentoses ..................................................................................................................................... 33</p><p>7 - A respiração aeróbica e a via metabólica comum....................................................................................... 36</p><p>7.1 O ciclo de Krebs ..................................................................................................................................... 36</p><p>7.2 A Fosforilação oxidativa ........................................................................................................................ 40</p><p>8 - Metabolismo de lipídios ............................................................................................................................. 43</p><p>8.1 Catabolismo do Glicerol ......................................................................................................................... 43</p><p>8.2 Catabolismo de ácidos graxos ................................................................................................................ 44</p><p>8.3 Biossíntese de lipídios ............................................................................................................................ 47</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>2</p><p>2</p><p>9 - Metabolismo de Amino ácidos ................................................................................................................... 51</p><p>9.1 Reações de transaminação ...................................................................................................................... 51</p><p>9.2 A excreção do nitrogênio - Ciclo da Ureia ............................................................................................. 54</p><p>9.3 Biossíntese de Aminoácidos ................................................................................................................... 57</p><p>10 - Metabolismo de Nucleotídeos .................................................................................................................. 58</p><p>10.1 Biossíntese de nucleotídeos .................................................................................................................. 61</p><p>11 – A fotossíntese ........................................................................................................................................... 62</p><p>12 - Regulação metabólica ............................................................................................................................... 64</p><p>12.1 Deslocamento de equilíbrio das reações. ............................................................................................. 64</p><p>12.2 Alterações enzimáticas ......................................................................................................................... 64</p><p>12.3 Regulação alostérica ............................................................................................................................. 65</p><p>12.4 Regulação covalente ............................................................................................................................. 67</p><p>12.5 Transdução de sinal .............................................................................................................................. 68</p><p>12.6 Hormônios esteroides ........................................................................................................................... 71</p><p>12.7 Metabolismo energético ....................................................................................................................... 71</p><p>12.8 A atuação da Adrenalina, da Insulina e do Glucagon .......................................................................... 74</p><p>12.9 Metabolismo no jejum e após as refeições ........................................................................................... 76</p><p>13 - Exercícios comentados ............................................................................................................................. 79</p><p>14 - Lista de Questões ...................................................................................................................................... 94</p><p>14 - Gabarito comentado ................................................................................................................................ 103</p><p>15 - Resumo do livro ...................................................................................................................................... 105</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>3</p><p>3</p><p>1 – INTRODUÇÃO</p><p>Caro aluno, neste livro, estudaremos bioquímica, ou seja, a ciência que mistura biologia e química e</p><p>que estuda as estruturas moleculares que compõe os organismos vivos, ou seja, a bioquímica estuda a</p><p>química da vida. O estudo de bioquímica requer que o aluno tenha familiaridade com alguns conceitos de</p><p>química orgânica, por isso, reveja alguns tipos de grupos orgânicos antes de iniciar.</p><p>Fique atento aos termos em negrito e aos quadros em destaque que irão conter explicações</p><p>importantes que você não poderá esquecer!</p><p>Vamos ao estudo!</p><p>Prof. MSc. André D’Ávila</p><p>Biólogo, Perito Criminal</p><p>periciahd</p><p>Esta irá perder um carbono na forma de gás carbônico e será</p><p>oxidada por um NAD+ formando uma molécula de Alfa Cetoglutarato e uma molécula de NADH.</p><p>O Alfa Cetoglutarato irá perder um carbono na forma de CO2 e será oxidado por um NAD+. Forma-</p><p>se assim uma molécula de Succinil que será ligada a uma coenzima A, formando SuccinilCoA. Esta molécula</p><p>será transformada em succinato com produção de GTP e liberação da coenzima A. O succinato se oxida</p><p>formando uma molécula chamada de fumarato, reduzindo uma molécula de FAD. O fumarato se hidrata,</p><p>utilizando uma molécula de H2O, formando uma molécula de malato. O malato perde dois hidrogênios se</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>38</p><p>38</p><p>oxidando, e consequentemente, reduzindo uma molécula de NAD+, finalizando na formação de</p><p>Oxaloacetato novamente. Veja o esquema abaixo com todas as reações e enzimas envolvidas.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>39</p><p>39</p><p>Figura 13: O ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico. Fonte Wikipedia commons</p><p>Essa reação ocorre com o objetivo de se gerar potencial químico. Veremos à frente o que isso</p><p>significa. Você reparou na quantidade de NADH e FADH2 formada tanto no processo de glicólise quanto no</p><p>ciclo de Krebs? É bem maior do que a quantidade de GTP.</p><p>Podemos resumir estas reações da seguinte forma:</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>40</p><p>40</p><p>2 Piruvatos + 2 CoASH + 2NAD+ = 2 AcetilCoA + 2 CO2 + 2 NADH+H+</p><p>2 AcetilCoA + 4H2O + 2 GDP+Pi + 6NAD+ + 2 FAD = 4CO2 + 2GTP + 2CoASH + 6 NADHH+ + 2 FADH2</p><p>7.2 A Fosforilação oxidativa</p><p>Um potencial químico será gerado quando os NADH e FADH2 "despejarem" os átomos de</p><p>hidrogênio (H), que receberam nas reações estudadas anteriormente, em moléculas presentes na</p><p>membrana interna da mitocôndria. Estas moléculas são complexos de proteínas organizados em uma</p><p>cadeia ou em sequência. Quando isso ocorre, na verdade o que está ocorrendo é que elétrons estão sendo</p><p>passados para esta cadeia de proteínas. Estes elétrons são atraídos por esta cadeia, mas, como elétrons</p><p>"não podem viajar sozinhos na natureza", eles são transportados e despejados pelos átomos de</p><p>hidrogênio. Estes, então, passam para o espaço intermediário mitocondrial, formando um gradiente de</p><p>prótons.</p><p>As proteínas desta cadeia formam complexos em geral numerados com algarismos romanos e estão</p><p>situados na membrana interna da mitocôndria. Eles irão, portanto, receber os elétrons dos NADH e</p><p>FADH2, jogando para dentro do espaço intermediário o átomo de hidrogênio carregado positivamente</p><p>(pois perdeu um elétron). Isso vai ocorrer com todos os NADH e FADH2 produzidos na glicólise e no ciclo de</p><p>Krebs. A quantidade de H+ vai aumentar bastante gerando um potencial químico no espaço intermediário.</p><p>Os átomos de hidrogênio irão então retornar à matriz mitocondrial, ou seja, ao espaço gerado no interior</p><p>da membrana interna, passando por dentro de um complexo de proteínas chamado de ATP sintase. Aqui</p><p>está o pulo do gato! Quando o hidrogênio passa pela ATP sintase, ela adiciona um fosfato inorgânico livre</p><p>ao ADP, formando ATP.</p><p>A quantidade final de ATP de todo esse processo (glicólise + ciclo de Krebs) é de 38 ATPs! Muito</p><p>maior do que a glicólise sozinha. Ou seja, para cada molécula de glicose oxidada em processo aeróbico,</p><p>iremos gerar 38 ATPs. Comparando com o processo anaeróbico, teremos somente dois ATPs sendo</p><p>gerados pelos processos de glicólise fermentativos (anaeróbicas).</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>41</p><p>41</p><p>O processo de transferência de elétrons para a cadeia de complexos proteicos da membrana</p><p>interna da mitocôndria, somado à geração de ATP pela ATP sintase, se chama Fosforilação Oxidativa. A</p><p>esta cadeia de complexos de proteínas chamamos de Cadeia de Transporte de Elétrons (ou cadeia</p><p>respiratória).</p><p>Não sentiu falta de nada? Onde entra o oxigênio nesta história toda?</p><p>O oxigênio (O2) será a molécula que vai receber os elétrons da cadeia de transporte, ao final das</p><p>reações. Por isso ele é chamado de aceptor final de elétrons. Quando ele recebe esses elétrons que</p><p>passaram pela cadeia de complexos de proteínas, ele reage com dois átomos de H+ (hidrogênio) presentes</p><p>na matriz, formando água (H2O). Os elétrons passam por esta cadeia proteica, pois a quantidade de</p><p>energia liberada caso o elétron fosse passado do NADH ou FADH2 diretamente para o oxigênio seria</p><p>enorme e muito seria perdido, possivelmente na forma de calor. Assim, a evolução selecionou sistemas de</p><p>transporte gradual de elétrons, com proteínas que apresentam diferentes graus de afinidade (potenciais</p><p>de óxido-redução), o que tornou mais gradual a liberação de energia, possibilitando o seu aproveitamento</p><p>como energia química pelos seres vivos.</p><p>O processo de movimentação dos elétrons pode ser interrompido por inibidores e desacopladores -</p><p>muitos são antibióticos. Eles podem agir sobre qualquer um dos complexos proteicos da cadeia de</p><p>transporte de elétrons. São alguns exemplos:</p><p>• Inibidor Barbiturado - age sobre o complexo I.</p><p>• Inibidor Malonato - age sobre o complexo II.</p><p>• Inibidor Antimicina A - age sobre o complexo III.</p><p>• Inibidor Oligomicina - age sobre a ATPsintase.</p><p>• Inibidor cianeto - age sobre o complexo IV.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>42</p><p>42</p><p>Figura 14: Esquema mostra uma região no interior da mitocôndria e a organização da cadeia de transporte de elétrons (I, II, III e IV).</p><p>Não somente a glicose será utilizada para gerar energia para a célula. Ácidos graxos, aminoácidos e</p><p>glicerol (polímero de glicose) também são fonte de energia, sofrendo reações químicas que geram</p><p>moléculas que entram como intermediários no ciclo de Krebs, como a Acetil-CoA. Para se ter uma ideia, a</p><p>oxidação de uma molécula, resultante da degradação de ácidos graxos, como o palmitoil CoA, gera mais de</p><p>120 ATPs! Por isso os lipídios (gorduras) são ótimas reservas de energia.</p><p>O ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa podem ser chamadas de vias catabólicas comuns.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>43</p><p>43</p><p>8 - METABOLISMO DE LIPÍDIOS</p><p>Lipídios sobre a forma de triglicérides são estocados em tecido adiposo, correspondendo a 20% de</p><p>nosso peso corporal.</p><p>O controle de sua degradação ocorre por vias hormonais, gerando comandos para transformação</p><p>de triglicérides em ácidos graxos e glicerol, por meio de reações de hidrolise, ou seja, utilizando água. As</p><p>enzimas responsáveis por estas reações se chamam Lipases do tecido adiposo.</p><p>Figura 15: Um triglicéride. By Instituto de Energías Renovables - UNAM - Own work, CC BY-SA 4.0,</p><p>https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=81280936</p><p>8.1 Catabolismo do Glicerol</p><p>O glicerol formado por estas reações será fosfatado, gastando-se uma molécula de ATP. O</p><p>composto fosfatado, chamado de Glicerol 3 fosfato será oxidado a Diidroxicetona fosfato (DHAP)</p><p>utilizando um NAD+. Você se recorda deste composto? Ele é o mesmo formado a partir de Frutose 1,6P na</p><p>glicólise. Assim, ele entrará na via glicolítica formando um gliceraldeído 3P que irá formar</p><p>piruvato, que</p><p>entrará no ciclo de Krebs.</p><p>Ácidos graxos</p><p>Glicerol</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>44</p><p>44</p><p>Podemos calcular o balanço energético do catabolismo de uma molécula de glicerol. Houve no</p><p>início a formação de um NADH. Este tem um equivalente energético de cerca de 3 ATPs já que auxiliará na</p><p>formação de potencial químico na membrana da mitocôndria. Houve gasto de um ATP no início da reação,</p><p>nos deixando, portanto, com 2 ATPs de saldo. Como o DHAP acessa o final da via glicolítica, ele irá gerar no</p><p>total mais 20 ATPs (glicolise + ciclo de Krebs). A soma total é de 22ATPs por molécula de Glicerol oxidada.</p><p>Figura 16: Formação de DHAP a partir de glicerol. By Alejandro Porto - Own work, CC BY-SA 3.0,</p><p>https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=25027709</p><p>8.2 Catabolismo de ácidos graxos</p><p>Lembre-se que a partir da degradação de triglicérides, teremos a formação de glicerol e de ácidos</p><p>graxos. Estes últimos, ao saírem dos adipócitos serão transportados pelas albuminas do sangue e</p><p>acessarão as células onde serão ativados. Essa ativação ocorre por meio de ligação do grupo carboxila com</p><p>uma coenzima A, utilizando ATP e formando AMP. Forma-se então um Acil-COA. Este composto atravessa</p><p>a membrana externa e acessa a mitocôndria. Ele não consegue atravessar a membrana interna desta</p><p>organela, a não ser com auxílio da atuação de um derivado de amino ácido, chamado Carnitina. Sem a</p><p>carnitina não há entrada nas mitocôndrias e, portanto, não haverá o catabolismo dos ácidos graxos. Muitos</p><p>complementos alimentares têm carnitina na sua composição, a fim de aumentar o uso metabólico de</p><p>lipídios.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>45</p><p>45</p><p>A Acil-coA se liga a carnitina liberando a coenzima A. A carnitina se encontra aderida a um</p><p>carregador de membrana ligado à membrana interna, o qual transfere o ácido graxo para dentro da matriz</p><p>e expõe uma carnitina livre para o espaço intermediário (fora da membrana interna). Ao entrar na matriz,</p><p>uma nova molécula de coenzima A se liga ao ácido graxo, formando novamente Acil-CoA.</p><p>Veja o esquema abaixo ilustrando o processo.</p><p>No interior da matriz da mitocôndria ocorrerá uma séria de oxidações do ácido graxo, num conjunto</p><p>de reações chamados de Beta-oxidação ou Ciclo de Lynen.</p><p>8.2.1 Beta-Oxidação ou Ciclo de Lynen</p><p>Consiste de reações de oxidação que retiram dois carbonos dos ácidos graxos ligados a coenzima A.</p><p>Estas reações ocorrem em ciclos, até que "todos" os carbonos da cadeia longa do ácido graxo sejam</p><p>separados. Assim, o Acil-CoA ao entrar na matriz é oxidado por um FAD a um composto chamado de Trans</p><p>delta 2 enoil-CoA. Este é hidrolisado e forma L betahidroxiAcil-CoA. Por sua vez, esse composto é oxidado</p><p>por um NAD+, formando Beta CetoAcil-CoA. Esse último será quebrado em seu segundo carbono, liberando</p><p>uma molécula de Acetil-CoA e uma molécula que apresenta o restante da cadeia de carbonos e que será</p><p>Carnitina livre</p><p>Acil-Carnitina</p><p>Carnitina livre</p><p>Carnitina</p><p>AcilCoA</p><p>CoA</p><p>Membrana interna mitocôndria Membrana interna mitocôndria</p><p>CoA</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>46</p><p>46</p><p>ligada a uma coenzima A, formando uma nova Acil-CoA, mas que apresenta 2 carbonos a menos do que a</p><p>quantidade original.</p><p>Figura 17: Beta Oxidação. Em destaque, indicamos a redução da cadeia de carbonos do ácido graxo de N para N-2. Deixamos ainda em</p><p>destaque a molécula final de Acetil-CoA, que irá acessar o ciclo de Krebs.</p><p>Verifique que a cada ciclo, teremos a geração de um FADH2 e um NADH. Assim, se tivermos uma</p><p>cadeia de 18 carbonos no ácido graxo, teremos 8 ciclos para separá-la (oxidá-la) completamente. Como o</p><p>valor correspondente energético de um FADH2 é de 2 ATPs e de um NADH é de 3 ATPs, no nosso caso</p><p>hipotético (oxidação de um ácido graxo de 18 carbonos), teremos 40 ATPs no total. Veja que estamos aqui</p><p>somente contabilizando o potencial energético dos FADH2 e NADH que serão utilizados na cadeia de</p><p>transporte de elétrons. Devemos ainda contabilizar dois ATPs a menos utilizados na ativação do ácido</p><p>graxo (são quebradas duas ligações de alta energia, tendo ATP como reagente e AMP como produto) e o</p><p>valor energético das Acetil-Coa geradas, que no caso, contabilizam 9 no total. Se cada volta do ciclo de</p><p>Krebs gera 12 ATPs e estamos gerando nove moléculas a serem oxidadas, teremos então 108 ATPs sendo</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>47</p><p>47</p><p>gerados. A contabilidade total é de 146 ATPs! Veja então que para uma mesma massa, o ácido graxo gera</p><p>muito mais energia do que o açúcar. Os músculos têm preferência por glicose. Assim, quando acaba o</p><p>suprimento deste carboidrato, disponível na forma de glicogênio, o músculo inicia a utilização dos ácidos</p><p>graxos. Isso demora cerca de 20 a 30 minutos para ocorrer quando em exercício físico, dependendo da</p><p>intensidade de sua realização.</p><p>Este ciclo pode ocorrer no peroxissomo. No interior desta organela, ácidos graxos de cadeias muito</p><p>longas (20 carbonos ou mais) sofrerão oxidação da mesma forma que foi explicado anteriormente. No</p><p>entanto, as coenzimas reduzidas de FADH2 serão recicladas por meio de ação de enzimas que as oxidam,</p><p>retirando os hidrogênios e passando para uma molécula de oxigênio. Este processo forma água</p><p>oxigenada ou peróxido de hidrogênio (H2O2). Este composto pode ser danoso para a célula, de forma que</p><p>enzimas catalases presentes no próprio peroxissomo atuam degradando-o.</p><p>8.3 Biossíntese de lipídios</p><p>Quando não há demanda energética e há acumulo de nutrientes, o corpo pode estocar carbonos</p><p>nas cadeias longas dos ácidos graxos. Novamente, teremos o início das reações sendo realizado nas</p><p>mitocôndrias. Nestas organelas, ocorrerá o acúmulo de Acetil-CoA, que poderá se juntar ao Oxaloacetato</p><p>formando Citrato. O ciclo de Krebs, tendo em vista a condição de baixa demanda energética, irá acumular</p><p>este composto. Este composto será enviado para o citosol, onde será novamente decomposto em</p><p>Oxaloacetato e em Acetil-CoA. O Oxaloacetato irá produzir malato que pode retornar ao interior da</p><p>mitocôndria ou poderá formar piruvato, que irá retornar à mitocôndria para formar novamente</p><p>Oxaloacetato.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>48</p><p>48</p><p>Figura 18: Esquema mostra transporte do Acetil-CoA para fora da mitocôndria. No citoplasma haverá a formação de Malonil-CoA.</p><p>A Acetil-CoA que se acumulou no citoplasma será carboxilada e sofrerá algumas reações com gasto</p><p>de ATP que formarão Malonil-CoA. Ocorrerá então acúmulo de Acetil-CoA e de Malonil-CoA. Estas</p><p>moléculas serão utilizadas na formação de um novo ácido graxo.</p><p>Um complexo enzimático chamado de Ácido-graxo Sintase, formado por sete subunidades, irá</p><p>catalisar a síntese dos ácidos graxos. Duas subunidades deste complexo apresentam grupos SH (enxofre).</p><p>Estes grupos são importantes, pois atraem a coenzima A dos grupos Acetil-CoA e Malonil-CoA, servindo</p><p>como verdadeiros ancoradouros. Teremos então, a biossíntese de ácidos graxos ocorrendo da seguinte</p><p>forma:</p><p>1. A subunidade Acetil-CoA-ACP Transacetilase (AT) sofre uma modificação conformacional que promove a</p><p>ligação de um Acetil-CoA a um grupo SH presente em um</p><p>amino ácido Cisteína. Quando ocorre essa</p><p>ligação, a coenzima A é liberada, sobrando, portanto, um grupo Acetil preso à subunidade enzimática.</p><p>2. A subunidade Malonil-CoA-ACP Transferase (MT) fará o mesmo processo anterior, mas com um</p><p>Malonil-CoA. O grupo SH aqui está presente em uma fosfopanteína. Assim, será liberada a coenzima A,</p><p>ligando o malonil ao grupo enzimático.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>49</p><p>49</p><p>3. A Beta-Ceto-ACP sintase (KS) irá fundir o Acetil ao Malonil formando um cetoácido e liberando CO2.</p><p>4. A subunidade Beta-Cetoacil-ACP redutase (KR) irá reduzir o cetoácido formado, utilizando uma</p><p>molécula de NADPH+.</p><p>5. A molécula formada sofrerá desidratação, perdendo uma molécula de água, por meio da ação da enzima</p><p>beta-hidroxi-ACP-desidratase (HD). Isso retira um grupo hidroxila da molécula e forma uma dupla ligação</p><p>remanescente.</p><p>6. Uma subunidade chamada Enoil-ACP-redutase (ER), irá reduzir o composto sendo formado, retirando a</p><p>dupla ligação formada anteriormente, com gasto de um NADPH. O composto formado apresentará quatro</p><p>carbonos em sua composição (chamado butiril).</p><p>7. A subunidade MT irá então deslocar o butiril formado novamente para a subunidade KS, liberando seu</p><p>grupo SH da panteína para ligar-se a outra molécula de malonil-CoA. Esta molécula sofrerá todos os</p><p>processos acima descritos - ligação ao butiril anteriormente formado, descarboxilação, redução,</p><p>desidratação, redução, transferência de sítio e nova ligação e assim, ciclicamente, até a incorporação</p><p>total de 16 carbonos, formando um ácido palmítico (cuja forma protonada se chama palmitato).</p><p>Note que as reações químicas são contrárias às reações catabólicas, ou seja, enquanto na</p><p>degradação temos oxidação e hidratação, no anabolismo teremos desidratações e reduções. Na primeira,</p><p>teremos a retirada dos elétrons a partir do nutriente, na segunda, teremos a incorporação de elétrons nas</p><p>moléculas. Importante ainda notar que o gasto total de ATPs para construir um ácido palmítico é de</p><p>145ATPs, enquanto que sua degradação gera 131ATPs.</p><p>Para a formação de ácidos graxos com mais do que 16 carbonos, é necessário um aparato especial</p><p>que é encontrado no retículo endoplasmático. Lá ocorre o alongamento e também a adição de</p><p>insaturações à molécula de lipídio, por meio de reações de oxidação mediada por oxigênio, com a</p><p>formação de água. Interessantemente, em animais, as enzimas que atuam nestes processos de adicionar</p><p>insaturações ao ácido graxo somente conseguem adicionar duplas ligações nos carbonos anteriores ao</p><p>carbono de número 9. No entanto, alguns lipídios com insaturações em carbonos mais afastados são</p><p>necessários para nosso metabolismo, por exemplo, na formação de prostaglandinas que auxiliam na</p><p>coagulação do sangue e combate a inflamações. Eles serão obtidos na alimentação.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>50</p><p>50</p><p>O colesterol é formado no citosol e no retículo endoplasmático. Ele é bastante importante para</p><p>regulação da viscosidade da membrana plasmática, podendo ainda ser utilizado para síntese de diversos</p><p>compostos como hormônios esteroides, por exemplo. Sua síntese ocorre em diversas etapas, tendo como</p><p>base moléculas de Acetil-CoA. Uma importante enzima que atua na primeira fase dessa via anabólica é a</p><p>HMG CoA Redutase. Ela forma mevalonato, um importante composto que irá ser utilizado na formação de</p><p>moléculas de isoprenoides, que serão unidos e ciclizados para formação do colesterol.</p><p>Figura 19: imagem ilustra algumas fases da síntese de colesterol.</p><p>Acetil-CoA</p><p>HMG-CoA</p><p>Redutase</p><p>Mevalonato</p><p>Colesterol</p><p>Esqualeno</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>51</p><p>51</p><p>9 - METABOLISMO DE AMINO ÁCIDOS</p><p>Amino ácidos são provenientes de proteínas obtidas na dieta alimentar ou produzidas e recicladas</p><p>no próprio organismo.</p><p>Em vias gerais, os produtos do catabolismo de amino ácidos serão aminas (na forma de amônia NH3</p><p>ou íons amônio NH4</p><p>+) e esqueletos de carbono na forma de cetoacidos. Aquelas serão excretadas na forma</p><p>de urina ou utilizadas para construção de outros aminoácidos e os esqueletos de carbono serão</p><p>armazenados na sua maioria sob a forma de longas cadeias de ácidos graxos ou participarão do ciclo de</p><p>Krebs ou serão utilizados para formar glicose.</p><p>9.1 Reações de transaminação</p><p>São reações do catabolismo de amino ácidos, que podem ser reguladas pela demanda de alguns</p><p>destes no organismo. Elas iniciam a captação dos grupos amina dos amino ácidos. São realizadas por</p><p>enzimas transaminases, que transferem os grupos amina entre amino ácidos diferentes.</p><p>Há duas reações importantes que devemos conhecer. Uma delas envolve uma molécula que está</p><p>envolvida no ciclo de Krebs, chamada alfa Cetoglutarato. Nela um amino ácido qualquer irá perder o</p><p>grupo amina para o alfa cetoglutarato, formando um Glutamato e um cetoácido que contém o radical do</p><p>amino ácido que cedeu o grupo amina. Como exemplo, se o alfacetoglutarato "transaminar" com a Alanina,</p><p>teremos a formação de um piruvato e um glutamato.</p><p>Na mitocôndria, o glutamato formado será oxidado por NAD+ formando um cetoácido (alfa ceto</p><p>glutarato) e amônia (NH4</p><p>+), a qual deve ser excretada.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>52</p><p>52</p><p>Como visão geral desta reação, teremos então o alfa cetoglutarato sendo utilizado para catabolisar</p><p>os amino ácidos, gerando cetoácidos (ou esqueletos de carbono) e glutamato no interior da mitocôndria.</p><p>O glutamato, quando na mitocôndria, poderá ainda sofrer transaminação com o oxaloacetato,</p><p>passando seu grupo amina para este e formando Aspartato (outro tipo de amino ácido). Neste processo</p><p>ele retorna à sua forma de alfa cetoglutarato.</p><p>Assim, temos como destino dos amino ácidos nestes processos a formação de Glutamato e/ou de</p><p>Asparto.</p><p>Figura 20: O processo de transaminação do Alfa Cetoglutarato (AKG), formando glutamato e do oxaloacetato (OxA) formando Aspartato (Asp).</p><p>By Patchgood - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=68190306</p><p>Estes processos são importantes para o organismo, pois os amino ácidos, por transaminação,</p><p>poderão gerar moléculas que acessam o ciclo de Krebs em diferentes "partes", podendo ser:</p><p>1. Oxidados gerando CO2 e potencial químico na forma de NADH e FADH2 - aqueles que acessam o ciclo</p><p>gerando Aceto-Acetil CoA ou Acetil CoA chamados de cetogênicos, como por exemplo Leucina, Lisina,</p><p>Triptofano, Tirosina e Fenilalanina.</p><p>Amino ácido qualquer</p><p>Cetoácido</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>53</p><p>53</p><p>2. Convertidos a moléculas que poderão ser utilizadas em vias anabólicas de geração de glicose ou para</p><p>gerar NADH ou FADH2 - chamados de glicogênicos, acessam o ciclo de Krebs formando succinato,</p><p>fumarato ou oxaloacetato, por exemplo. São exemplos Metionina, Valina, Tirosina, Fenilalanina, Aspartato.</p><p>3. Alguns podem formar piruvato, funcionando tanto como glicogênicos como cetogênicos (Alanina,</p><p>Glicina, Cisteína e triptofano, por exemplo).</p><p>A regulação destes processos se dá de acordo com a necessidade de estoque de glicose do</p><p>organismo. Assim o corpo irá "decidir" se oxidará totalmente a molécula gerada na transaminação ou se irá</p><p>utiliza-la</p><p>para formar glicose. Veja que isto tem uma implicação direta nas dietas baseadas somente em</p><p>proteínas. O corpo perceberá a falta de carboidratos e utilizará os aminoácidos para formar glicose, tanto</p><p>para uso imediato quanto para armazenamento.</p><p>Figura 21: Catabolismo de aminoácidos e suas portas de entrada no ciclo de Krebs. Os aminoácidos glicogênicos podem formar glicose. Os</p><p>cetogênicos podem ser oxidados gerando energia.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>54</p><p>54</p><p>A produção destes cetoácidos (cadeias do esqueleto carbônico dos animo ácidos) ocorre muito no</p><p>fígado, um órgão que é grande produtor de glicogênio (um polímero da glicose utilizado como reserva).</p><p>Grande quantidades de Acetil-CoA podem ser geradas neste órgão a partir de aminoácidos, em especial</p><p>quando há baixa glicemia. Para transporte no corpo, duas moléculas de Acetil-CoA são unidas, formando</p><p>betahidroxibutirato. A partir desta reação, forma-se também acetona. Por se tratar de um composto</p><p>bastante volátil, a presença de acetona pode ser percebida no hálito. As moléculas formadas nestas</p><p>reações são chamadas de corpos cetônicos. Isto ocorre, portanto, quando fígado produz muitos esqueletos</p><p>de carbono a partir de aminoácidos, gerando grande quantidade de Acetil-CoA, evidenciando grande</p><p>catabolismo de proteínas para recompor o déficit energético. Estes corpos cetônicos podem também ser</p><p>produzidos no metabolismo dos lipídios.</p><p>O betahidroxibutirato nos tecidos será novamente convertido a duas moléculas de Acetil-CoA,</p><p>sendo utilizadas no ciclo de Krebs.</p><p>9.2 A excreção do nitrogênio - Ciclo da Ureia</p><p>O nitrogênio que será excretado nos processos de catabolismo de amino ácidos deverá ser</p><p>convertido a ureia em nosso organismo, já que a amônia é um composto bastante tóxico. A formação da</p><p>ureia ocorre no interior da mitocôndria.</p><p>Neste processo, a amônia se combina com bicarbonato (amplamente presente no citoplasma</p><p>devido a dissolução do CO2 em água), formando, com dispêndio de dois ATPs, uma molécula de carbamoil-</p><p>fosfato (ela é formada por uma troca de um fosfato pela amônia, gerando um intermediário chamado</p><p>carbamato que será fosforilado formando carbamoil-fosfato). Esta molécula se combina com um amino</p><p>ácido chamado Ornitina formando uma molécula de Citrulina, outro tipo de amino ácido. A Citrulina é</p><p>carregada para o citoplasma da célula onde se combina com Aspartato, com novo gasto de ATP. Forma-se</p><p>então o Arginino-succinato que se divide em Fumarato (que pode voltar para o ciclo de Krebs) e em</p><p>Arginina. A Arginina gerada então se decompõe por hidrólise em Ornitina (que pode retornar ao interior da</p><p>mitocôndria) e em ureia, que será excretada da célula e filtrada pelos rins onde será formada a urina.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>55</p><p>55</p><p>Aminoácidos Glutamina e Alanina promovem o transporte da amônia para o fígado, em outras</p><p>palavras, eles estão promovendo o transporte de nitrogênio dos tecidos para aquele órgão onde será</p><p>formada a ureia. Nos tecidos estes amino ácidos são formados por meio da ligação da amônia com</p><p>glutamato, com gasto de ATP. Ao chegar ao fígado, essa ligação é desfeita por hidrólise, liberando-se</p><p>novamente a amônia. Nos músculos, o glutamato formado a partir do catabolismo de aminoácidos pode</p><p>transaminar com o piruvato formando Alanina, que será transportada pela corrente sanguínea ao fígado,</p><p>onde ela irá transaminar com alfa cetoglutarato, retornando à forma de glutamato que poderá liberar a</p><p>amônia. Veja, portanto que o transporte da amônia (excretas de nitrogênio) gerada nos músculos se dá na</p><p>forma de alanina.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>56</p><p>56</p><p>Figura 22: O ciclo da ureia. By Yikrazuul - Own work by uploader; Mitochondrium angepasst aus Hoffis Bild, CC BY-SA 3.0,</p><p>https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7732060</p><p>Citrulina</p><p>Carbamoil-fosfato</p><p>Argininosuccinato</p><p>Uréia</p><p>Fumarato</p><p>Arginina</p><p>Ornitina</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>57</p><p>57</p><p>9.3 Biossíntese de Aminoácidos</p><p>Dos 20 aminoácidos conhecidos, nove devem ser obtidos a partir da alimentação, sendo produzidos</p><p>por organismos autotróficos, como vegetais. São eles:</p><p>• Apolares: valina, leucina, isoleucina, triptofano, fenilalanina e metionina.</p><p>• Polar: treonina.</p><p>• Radical com amina: lisina e histidina (este último somente no início da vida).</p><p>Para entendermos o anabolismo de aminoácidos, devemos retornar à via glicolítica e à via metabólica</p><p>comum. Ali poderemos encontrar os compostos que serão precursores de aminoácidos que podem ser</p><p>produzidos pelo nosso organismo. Veja abaixo, os aminoácidos que poderemos formar a partir de</p><p>diferentes intermediários da glicólise e do ciclo de Krebs:</p><p>• Alfa Cetoglutarato - glutamato, glutamina, prolina e argilina</p><p>• Oxaloacetato - asparagina e aspartato (por transaminação)</p><p>• Piruvato - Alanina</p><p>• 3 Fosfoglicerato - tirosina, serina, glicina e cisteina</p><p>• Glicose 6P - Histidina</p><p>Os princípios das reações de formação dos aminoácidos são basicamente os mesmos nestes</p><p>processos. Ocorrem inicialmente reações de adição de grupos amina que podem ter como reagentes o íon</p><p>amônio (NH4</p><p>+), seguidas de reações de redução, nas quais são utilizadas coenzimas reduzidas como</p><p>NADPHH+, ou ainda ATP. Veja abaixo a formação de glutamato e de glutamina a partir de Alfa</p><p>Cetoglutarato.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>58</p><p>58</p><p>Nestes processos, assim como em todos os processos anabólicos, há gasto de energia ou consumo</p><p>de potencial energético como NADH. Importante entendermos que o NADH utilizado nestes processos</p><p>deixou de ser utilizado na fosforilação oxidativa, onde iria auxiliar na produção de ATP (1:3).</p><p>10 - METABOLISMO DE NUCLEOTÍDEOS</p><p>Os nucleotídeos são unidades básicas dos ácidos nucleicos DNA e RNA. Eles são formados por bases</p><p>nitrogenadas, de forma que podemos observar aqui outra fonte de nitrogênio que deverá ser excretado.</p><p>Este será excretado na forma de ácido úrico. Este tipo de ácido pode se acumular nas articulações gerando</p><p>a gota, caso haja excesso de formação e cristalização nas cartilagens. Em geral isso ocorre devido a</p><p>problemas na nutrição.</p><p>Com as bases púricas adenina e guanina, o processo inicial é a sua desfosforilação dos nucleosídeos</p><p>e posterior retirada por hidrólise do nitrogênio, na forma de aminas. A Adenosina é transformada em</p><p>inosina devido à perda de uma amina, gerada pela enzima adenosina desaminase. A falta desta enzima</p><p>pode gerar problemas de acúmulo de adenosina, resultando em deficiência no sistema imune.</p><p>Alfa Cetoglutarato Glutamato Glutamina</p><p>NH4</p><p>+</p><p>NADPHH NAD+</p><p>ATP ADP + Pi</p><p>NH4</p><p>+</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>59</p><p>59</p><p>A inosina e a guanosina serão separados dos açúcares por hidrólise, formando guanina e</p><p>hipoxantina. Os açúcares podem entrar em determinadas etapas da glicólise. A partir da hipoxantina e da</p><p>guanina, por oxidação, forma-se um composto</p><p>chamado xantina, bem como amina (que é retirada da</p><p>guanina) e peróxido de hidrogênio. A formação deste último composto exige que esse processo ocorre no</p><p>interior do peroxissomo, onde há enzimas catalase que degradam o H2O2. A xantina originará ácido úrico,</p><p>formando também água oxigenada (peróxido de hidrogênio).</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>60</p><p>60</p><p>Figura 23: Metabolismo de Guanosina (GMP) e Adenosina (AMP).</p><p>Os nucleotídeos formados pelas bases pirimidicas citosina, uracila e timina são também</p><p>desfoforilados, seguindo da separação da base nitrogenada e do açúcar. As bases serão então</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>61</p><p>61</p><p>desmontados. Citosina será transformada em uracila. A uracila e a timina serão quebradas por oxidação</p><p>até a formação de gás carbônico, tendo como produto o metail malonil CoA que sofre beta oxidação na</p><p>mitocôndria. Os grupos amina formam amônia que irá formar carbamoil fosfato e entrará no ciclo da</p><p>uréia. Uracila e citosina irão formar Alanina que pode ser desaminada ou reaproveitada como amino</p><p>ácido, e amônia.</p><p>10.1 Biossíntese de nucleotídeos</p><p>Muitos nucleotídeos são obtidos a partir da dieta, mas podemos produzi-los dependendo das</p><p>necessidades metabólicas.</p><p>A formação dos nucleotídeos se inicia com um importante precursor chamado de Fosforribosil</p><p>Pirofosfato (PRPP). Ele é formado a partir de uma reação entre uma ribose 5 fosfato e um ATP. A partir</p><p>desta reação, dois fosfatos do ATP são passados para a ribose, formando o PRPP e um AMP.</p><p>Este composto será utilizado como molde para a formação das bases nitrogenadas purinas. Estas</p><p>serão formadas por reações de transferência de grupos amina advindos de aminoácidos como glicina,</p><p>glutamina e aspartato. Há gasto de ATP, como em todos os processos anabólicos. Os carbonos que</p><p>formam as estruturas cíclicas das bases nitrogenadas são provenientes dos aminoácidos utilizados nas</p><p>reações e de adição de CO2, na forma de íons bicarbonato. Assim, as reações prosseguem até a formação</p><p>de uma molécula de inosinato. Este irá sofrer adição de um aspartato com gasto de GTP, liberando</p><p>fumarato e formando uma adenosina monofosfato (AMP). O inosinato poderá ser oxidado e hidratado,</p><p>recebendo um grupo amina de uma glutamina, gerando uma Guanosina monofosfato (GMP).</p><p>As bases pirimídicas são formadas a partir de reações de carboxilação de aspartato, o qual irá</p><p>formar uma molécula cíclica por desidratação e oxidação, chamada orotato. Esta molécula irá se ligar por</p><p>meio da ação de uma enzima transferase ao PRPP, formando uma molécula chamada Orotidilato. Este</p><p>composto sofre descarboxilação formando uma Uridina monofosfato (UMP). A uridina receberá um grupo</p><p>amina a partir de uma glutamina, formando uma base citidina trifosfato (CTP).</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>62</p><p>62</p><p>Atente para a diferença entre esta reação e a formação das bases púricas. Adenosina e Guanina são</p><p>formadas sobre a ribose (PRPP). As bases pirimídicas são formadas e depois adicionadas à ribose.</p><p>Até aqui, formamos somente bases com açucares ribose. Estas são importantes para a formação do</p><p>RNA. Para formar nucleotídeos com pentose do tipo desoxirribose, devemos reduzir a ribose de forma que</p><p>ela perca um oxigênio. Isso é efetuado por uma enzima chamada Ribonucleotídeo redutase. Ela apresenta</p><p>dois grupos SH os quais irão ceder elétrons à ribose, formando a desoxirribose. Depois de participar desta</p><p>reação a enzima assume a forma oxidada, necessitando retornar a sua forma reduzida para poder oxidar</p><p>novos nucleotídeos. Isso ocorrerá por uma serie de reações envolvendo enzimas chamadas tio redoxinas e</p><p>gluta redoxinas, além de FADH2 e NADHH+.</p><p>A ribose de uma uridina será reduzida formando a desoxiuridina. Esta será metilada (receberá um</p><p>CH2) por meio de reações envolvendo aminoácido serina e com utilização de um NADHH, formando a</p><p>timidina.</p><p>11 – A FOTOSSÍNTESE</p><p>A fotossíntese consiste numa cadeia de reações que gera carboidratos, água e gás oxigênio a partir</p><p>de água e gás carbônico utilizando energia da luz solar. Ela apresenta duas fases, uma clara e uma escura,</p><p>chamadas de fase fotoquímica e de fase química.</p><p>Esse processo é realizado por organismos autótrofos e fotossintetizantes.</p><p>O que ocorre é que a clorofila, um pigmento presente na membrana dos tilacóides que estão nos</p><p>cloroplastos, capta a luz e utiliza sua energia para quebrar quimicamente a água, gerando hidrogênio e</p><p>oxigênio. Este processo se chama fotólise da água. A quebra da água gera moléculas redutoras de NADPH</p><p>por meio da passagem de elétrons em uma cadeia de proteínas (semelhante ao que ocorre com o NADH</p><p>nas membranas das mitocôndrias). Assim como na respiração mitocondrial, forma-se um gradiente de H+</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>63</p><p>63</p><p>que ao passar pela ATP sintase gera ATP, num processo de fotofosforilação. Estas reações compõem a fase</p><p>fotoquímica. Ela ocorre na membrana dos tilacóides.</p><p>Este ATP e o NADPH, em conjunto com o CO2 retirado do meio ambiente serão utilizados para</p><p>gerar moléculas de carboidrato, em geral glicose. A glicose será gerada pela fixação (ou união) de</p><p>moléculas de CO2, em reações que formam um ciclo chamado de ciclo de Calvin ou ciclo das pentoses.</p><p>Importante entender que há gasto de energia neste processo. Esta fase é chamada de fase química (ou</p><p>fase escura) e ocorre no estroma (o “citoplasma” do cloroplasto).</p><p>12 H2O + 6 CO2 6 O2 + C6H12O6 (glicose) + 6 H2O</p><p>Veja que o processo de gerar glicose pela fotossíntese consome energia (ATP) que ele mesmo gera.</p><p>Essa glicose será utilizada pelas células para gerar energia ou será armazenada como reserva energética,</p><p>além de poder ser utilizada de outras formas para a formação dos organismos. Como exemplo, podemos</p><p>lembrar-nos do amido que está nas batatas. O amido é um polímero de glicose, ou seja, um amontoado</p><p>destas moléculas que é armazenado nas células das batatas para fins de reserva. Desta maneira, podemos</p><p>pensar nas estruturas de reserva como verdadeiras baterias das plantas, nas quais a energia proveniente</p><p>da luz solar é "armazenada" em forma de carboidratos.</p><p>Importante entender que a respiração celular das células que realizam fotossíntese ocorre</p><p>normalmente e em todo momento, de forma independente daquele processo. Cuidado com questões de</p><p>provas que questionem se enquanto a célula realiza fotossíntese, ela para de respirar e assim por diante.</p><p>Luz</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>64</p><p>64</p><p>12 - REGULAÇÃO METABÓLICA</p><p>O organismo apresenta uma série de processos bioquímicos diferentes que podem atuar na</p><p>regulação das vias metabólicas. Estudaremos os principais com alguns exemplos didáticos.</p><p>12.1 Deslocamento de equilíbrio das reações.</p><p>Este modo de regulação se aproveita de conceitos basilares da química, propostos por "Le</p><p>Chatelier", sendo importante sabermos que o aumento da concentração de compostos de um lado da</p><p>reação desloca o equilíbrio para o lado oposto e vice versa, ou seja, ao aumentarmos a concentração de</p><p>um produto em uma reação reversível, teremos o deslocamento da reação no sentido de formação</p><p>dos</p><p>reagentes.</p><p>Isso pode ocorrer quando há grande consumo de piruvato, ocasionando o deslocamento das</p><p>reações da via da glicólise no sentido do aumento do consumo de glicose. Outro exemplo é quando temos</p><p>acúmulo de Acetil-CoA que pode ocorrer por alta degradação de ácidos graxos, quando há elevada</p><p>demanda energética, ou quando há baixa demanda, de forma que o ciclo de krebs desacelera, ocasionando</p><p>redução no consumo daquele composto. Assim, ao acumular-se o Acetil-CoA, haverá aumento da produção</p><p>de oxaloacetato o qual reage com o Acetil-CoA formando citrato. Assim, aumentará a produção de citrato</p><p>no ciclo de Krebs. O aumento de ATP e de NADH no meio intramitocondrial também reduz a ciclagem do</p><p>ácido cítrico (ciclo de Krebs).</p><p>12.2 Alterações enzimáticas</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>65</p><p>65</p><p>A presença de determinados fatores externos pode alterar a expressão gênica de determinadas</p><p>enzimas. Estes fatores podem ser hormônios, ou produtos e reagentes de uma determinada reação, cujos</p><p>compostos em excesso atuam alterando a produção das enzimas, regulando a expressão de seus genes</p><p>formadores.</p><p>Exemplos clássicos deste tipo de regulação ocorrem na atuação de insulina e glucagon. Quando</p><p>temos muita insulina circulante, teremos a indução da enzima glicoquinase. Esta enzima atua fosforilando a</p><p>glicose, o que gera glicose 6P que irá acessar a via glicolítica. Contrariamente, ela reprime a produção de</p><p>piruvato carboxilase. Esta enzima atua carboxilando o piruvato para a formação de oxaloacetato, que</p><p>poderá participar do anabolismo de glicose ou do ciclo de Krebs. Desta forma, teremos ativação da glicolise</p><p>e repressão da gliconeogênese em uma situação de elevada insulina circulante o que indica que o corpo</p><p>tem glicose disponível para consumo. No caso de elevada quantidade de glucagon, teremos a repressão da</p><p>produção de glicoquinase e a ativação de piruvato carboxilase, promovendo a via contrária de anabolismo</p><p>de glicose.</p><p>12.3 Regulação alostérica</p><p>Ocorre sobre enzimas chamadas alostéricas (atualmente chamadas de enzima marca passo, que</p><p>controlam o ritmo de cada via nos ciclos metabólicos). Estas são definidas como enzimas formadas por</p><p>algumas subunidades que apresentam cada uma, um sítio ativo, que será regulado por ligações não</p><p>covalentes de substâncias chamadas de efetores ou efetuadores. Estes podem aumentar a capacidade</p><p>reativa da enzima, sendo chamados de ativadores alostéricos ou efetores positivos; ou podem inibir a</p><p>enzima, sendo chamados de efetores negativos ou inibidores alostéricos. Em outras palavras, a ligação de</p><p>efetuadores altera a conformação tridimensional das enzimas, alterando sua afinidade pelo substrato.</p><p>Este tipo de regulação ocorre em praticamente todas as vias metabólicas, sendo muito importante</p><p>conhece-la. Vamos ver alguns exemplos:</p><p>A enzima isocitrato desidrogenase é uma enzima que atua no ciclo de Krebs. Ela oxida o isocitrato,</p><p>reduzindo uma molécula de NAD+, formando alfa cetoglutarato e NADHH+. Esta enzima apresenta como</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>66</p><p>66</p><p>efetuador negativo o NADH e como efetuador positivo o ADP. Assim, quando a concentração de NADH</p><p>aumenta muito, este composto pode se ligar a esta enzima, inibindo sua atuação e reduzindo a formação</p><p>de alfa cetoglutarato, o que diminui a ciclagem do ciclo de Krebs. Veja abaixo a reação que é catalisada</p><p>por esta enzima.</p><p>Acetil-COA + Oxaloacetato Citrato Isocitrato Alfa cetoglutarato</p><p>Contrariamente, quando há aumento de ADP no interior da mitocôndria, se faz necessária a geração</p><p>de mais potencial químico na forma de NADH e FADH e de mais produção de ATP. O ADP então atuará</p><p>como ativador alostérico da Isocitrato desidrogenase, aumentando sua atuação e, portanto, promovendo a</p><p>formação de alfa cetoglutarato, gerando mais compostos para a ciclagem do ciclo de Krebs.</p><p>Outra enzima regulada por este processo é a Piruvato carboxilase. Acabamos de comentar sobre</p><p>sua atuação no tópico anterior. Ela pode ser regulada alostericamente pelo Acetil-CoA. Este composto age</p><p>como efetuador positivo nesta enzima, promovendo sua atividade. Assim, quando há acumulo de Acetil-</p><p>CoA, promove-se a ativação da via anabólica da glicose, carboxilando o piruvato no sentido de formação</p><p>de oxaloacetato, aumentando sua concentração na matriz mitocondrial. Esse composto poderá se juntar à</p><p>Acetil-CoA para a formação de citrato, ou formar malato, o qual sairá da matriz e no citoplasma participará</p><p>de reações para formação de fosfoenolpiruvato, participando do anabolismo de glicose.</p><p>A Acetil-CoA carboxilase também é regulada por este processo. Ela será ativada por citrato e</p><p>inibida por Acil-CoA. Esta enzima forma Malonil-CoA a partir de Acetil-CoA. O Malonil-CoA é importante</p><p>para a formação de ácidos graxos.</p><p>Figura 24: atuação da Acetil-CoA Carboxilase.</p><p>NAD+ NADH</p><p>CO2</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>67</p><p>67</p><p>Assim, quando o ciclo de Krebs diminui sua produção em uma situação de baixa demanda</p><p>energética, teremos o acúmulo de citrato na matriz mitocondrial. Nesta situação de baixa demanda,</p><p>poderemos ter, por exemplo a inibição da isocitrato desidrogenase por ação efetuadora negativa do NADH.</p><p>O citrato irá sair da matriz e ativar a Acetil-CoA carboxilase. Veja que se há redução de velocidade do ciclo</p><p>de Krebs, possivelmente teremos sobra de Acetil-CoA. Com a ativação desta enzima pelo citrato, teremos</p><p>aumento da formação de Malonil-CoA e, portanto, estaremos promovendo a formação de ácidos graxos.</p><p>A Fosfofruto quinase 1 (PFK1), é a principal enzima da glicólise. Ela fosforila a frutose6P a frutose</p><p>1,6P. Ela tem como inibidores o ATP e o citrato, os quais serão bastante produzidos quando há demanda</p><p>energética elevada, mas podem se acumular caso não haja tanta demanda. Ela apresenta como</p><p>efetuadores positivos o AMP, o ADP e a frutose 2,6 bisfosfato. AMP e ADP se acumulam quando a célula</p><p>usa muito ATP, promovendo a atividade desta enzima e assim acelerando a glicólise. A frutose 2,6</p><p>bisfosfato é produzida a partir de frutose 6P por meio da ação de uma enzima chamada fosfofrutoquinase</p><p>2. Esta enzima atua somente quando há necessidade de ativação da PFK1, já que seu produto, a frutose 2,6</p><p>bisfosfato ativa a fosfofrutoquinase 1.</p><p>A HMG-CoA redutase é outra enzima sob regulação alostérica que devemos conhecer. Ela atua na</p><p>síntese de colesterol. Ela é inibida alostericamente pelo seu produto, o mevalonato, sendo também inibida</p><p>pelo colesterol. Ela pode ser fosforilada, o que reduz sua atividade. Este processo de fosforilação ocorre</p><p>em função de resposta ao glucagon e a outros glicocorticoides.</p><p>12.4 Regulação covalente</p><p>A regulação por ligações covalentes envolve a ligação ou remoção de determinados compostos às</p><p>enzimas, ativando-as ou inibindo-as. Estes compostos podem ser fosfatos inorgânicos, como é mais comum</p><p>observar. Mas pode ocorrer também metilações, adenilações e acetilações.</p><p>A fosforilação de compostos ocorre porção de proteínas chamadas de proteínas quinases (usam</p><p>ATP). A retirada de fosfatos ocorrem por ação de fosfatases.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>68</p><p>68</p><p>Um exemplo clássico deste tipo de regulação ocorre com o Complexo Piruvato Desidrogenase.</p><p>Este complexo oxida o piruvato e</p><p>forma Acetil-CoA com a liberação de um CO2. Ele apresenta quatro</p><p>subunidades, sendo uma delas uma proteína quinase. Elevadas concentrações de NADH e de Acetil-CoA</p><p>ativam esta subunidade, que fosforila uma hidroxila presente em um aminoácido serina de uma das</p><p>subunidades (E1). Esta fosforilação inativa o complexo todo, impedindo sua atuação. Quando, por outro</p><p>lado, a concentração de NADH e de Acetil-CoA diminui, uma proteína fosfatase retira o fosfato da</p><p>subunidade E1, "liberando" o sítio ativo do complexo e ativando-o.</p><p>12.5 Transdução de sinal</p><p>Este é um processo genérico, que consiste na percepção de um sinal pelo organismo ou pelas</p><p>células. Este sinal ativa um receptor específico presente nas membranas das células, que transmite uma</p><p>informação química para o citoplasma. Esta informação é traduzida na forma de outro composto químico</p><p>que irá gerar uma resposta. Hormônios proteicos podem gerar este tipo de resposta, já que eles não</p><p>conseguem acessar a célula, pois não passam pela membrana como ocorre com os hormônios esteroides.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>69</p><p>69</p><p>Figura 25: Esquema mostra um processo genérico de transdução de sinal. By File:1Signal Transduction Pathways Model.jpg:</p><p>Yaneepornderivative work: Pixelsquid - This file was derived from: 1Signal Transduction Pathways Model.jpg:, CC BY-SA 4.0,</p><p>https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=97419672</p><p>O caso mais clássico deste tipo de sinalização é o do AMP cíclico ou cAMP. Ele está envolvido na</p><p>transdução de sinais gerados por hormônios peptídicos, como o Glucagon. A adrenalina também causa</p><p>esse tipo de resposta da célula. Algumas células apresentam receptores transmembranares para estes</p><p>hormônios. Estes receptores apresentam um domínio externo que tem afinidade pelos hormônios e um</p><p>domínio interno, voltado para o citoplasma, que se altera quando há ligação hormonal, gerando afinidade</p><p>por um composto chamado de proteína G. Esta proteína G apresenta 3 subunidades. Uma delas (alfa)</p><p>encontra-se ligada a um GDP. A ativação do receptor gera mudanças conformacionais que aumentam a</p><p>afinidade do domínio interno pela subunidade alfa da proteína G. Quando ocorre ligação da proteína G</p><p>com esse domínio ativado, há liberação do GDP e sua substituição por GTP. Essa substituição faz com que</p><p>as subunidades da proteína G se separem, deixando a subunidade alfa+GTP livre. Esta subunidade então</p><p>se liga a uma proteína ancorada na membrana plasmática chamada adenilado ciclase. Ela, ao ser ativada</p><p>pela subunidade alfa da proteína G, irá formar uma molécula de AMP cíclico a partir de um ATP.</p><p>Meio</p><p>extracelular</p><p>Citoplasma</p><p>Sinal externo -</p><p>Hormônio, estímulo do</p><p>ambiente</p><p>Recepção Transdução</p><p>Resposta</p><p>Membrana</p><p>Produção de</p><p>segundo</p><p>mensageiro</p><p>Ativação da</p><p>resposta</p><p>celular</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>70</p><p>70</p><p>No citoplasma, o cAMP irá ativar uma proteína quinase depende de AMP cíclico (PKA), que por sua</p><p>vez irá acessar o núcleo da célula, provocando modificações em outros fatores que irão promover a</p><p>regulação gênica. A ativação da PKA por cAMP ocorre por ligação do AMP a uma subunidade reguladora</p><p>desta proteína. Quando isso ocorre, esta subunidade ligada ao AMP se desliga da subunidade catalítica,</p><p>liberando-a para se ligar ao seu substrato, ou seja, ativando-a.</p><p>Figura 26: Esquema mostra diversas vias de regulação por transdução de sinais. A via que estudamos está em destaque. O erro do esquema é</p><p>que mostra a adenilato ciclase no citoplasma, quando na verdade ela está situada na membrana plasmática. By Roadnottaken, CC BY-SA 3.0,</p><p>https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2163484</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>71</p><p>71</p><p>12.6 Hormônios esteroides</p><p>Este tipo de hormônio é formado por colesterol (lipídio), portanto, apresenta facilidade em</p><p>atravessar a membrana plasmática. Assim, seja por ligação a compostos presentes no citoplasma ou por</p><p>ação direta no núcleo, estes hormônios atuam diretamente em nível intracelular.</p><p>Estes hormônios são formados a partir de colesterol, que por sua vez será formado a partir de</p><p>acetato (Acetil-CoA). São exemplos o estradiol e a testosterona.</p><p>Figura 27: Esquema mostrando as diferenças entre a transdução de sinais de hormônios esteroides e hormônios proteicos. Em ambos os</p><p>esquemas teremos a como os hormônios, b como membrana plasmática, c como citoplasma e d como núcleo. À esquerda temos em 1 o acesso</p><p>do hormônio ao citoplasma e em 2 a ativação de fatores de transcrição. À direita temos a ligação do hormônio a um receptor (1), a transdução</p><p>do sinal (2) e a ativação dos fatores de transcrição no núcleo (3). By Doweexist42 - Mader, Sylvia S. Biology tenth edition New York: McGraw-</p><p>Hill, 2010. Print., CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=26426854</p><p>12.7 Metabolismo energético</p><p>O corpo necessita de energia para todos os processos metabólicos. Esta energia será fornecida na</p><p>forma de ATP que poderá ser obtido a partir da oxidação de glicose, ácidos graxos ou aminoácidos.</p><p>Estudamos as vias metabólicas que formam e que oxidam estes compostos, gerando potencial químico</p><p>Hormônios Esteroides Hormônios Proteicos</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>72</p><p>72</p><p>para a formação de energia química (ATP). Os processos estudados estão interligados, o que se evidencia</p><p>pela presença de inibidores e ativadores comuns, bem como a presença de intermediários que podem ser</p><p>produzidos e utilizados em várias vias metabólicas.</p><p>Uma maneira didática de entendermos o metabolismo energético ocorre ao analisarmos como a</p><p>energia se disponibiliza para o exercício físico.</p><p>A musculatura esquelética é responsável pela movimentação do corpo. Nestes músculos, não</p><p>teremos a produção de ácidos graxos, somente de reservas de glicogênio. Quando iniciamos um exercício,</p><p>o músculo primariamente utiliza ATP produzido naturalmente nos miócitos (por glicólise). Este ATP se</p><p>esgota rapidamente, sendo suficiente para cerca de 2 segundos de atividade física. Então, nos próximos</p><p>segundos 10 segundos, o músculo utilizará outro composto que fornece ATP, a creatina fosfato. Este</p><p>composto funciona como uma reserva de fosfatos que produzem uma pequena quantidade de ATP a partir</p><p>de ADP para o trabalho muscular. Depois de desfosforilada, a creatina pode ser novamente fosforilada por</p><p>ATP, no entanto, para isso, devemos ter baixa demanda energética e, portanto sobra deste composto. O</p><p>excesso de creatina fosfato é excretado na forma de creatinina.</p><p>Para exercícios ainda mais longos, que durem até cerca de 5 minutos, o corpo consegue utilizar suas</p><p>reservas de glicogênio, em especial por meio de atuação do fígado. Este composto, quando de origem</p><p>muscular, irá durar pouco, não mais do que 1 minuto. A sua degradação (glicogenólise) ocorre por</p><p>liberação de uma glicose (lembrando que o glicogênio é um polímero da glicose), que ocorre por fosfatação</p><p>em seu carbono 1, por ação da glicogenio fosforilase. Forma-se a glicose 1 fosfato, que originará a glicose</p><p>6 fosfato que será degradada pela glicólise. Terminado o estoque muscular de glicogênio, iniciará o uso do</p><p>glicogênio hepático, ou seja, aquele estocado no fígado (na verdade, estes processos ocorrem quase que</p><p>conjuntamente). Neste órgão o glicogênio sofrerá o mesmo processo descrito acima, entretanto,</p><p>por ação</p><p>da enzima glicose 6 fosfatase, irá formar glicose a partir da glicose 6 P, que será liberada na corrente</p><p>sanguínea e poderá ser captada em outros tecidos, como a musculatura em questão. Note que, conforme</p><p>já estudado, a glicose para ser transportada pelo sangue e para acessar a célula, não pode estar fosfatada.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>73</p><p>73</p><p>Figura 28: o catabolismo de glicogênio.</p><p>Importante notar que a glicólise está sempre ocorrendo nestes momentos. Nos casos de exercícios</p><p>de alta intensidade (que em geral ocorrem em curtos períodos de tempo - até 30s - como levantamentos</p><p>de peso, corridas de 100 a 200m rasos, provas de natação de 100m, etc), ela irá ocorrer inicialmente sem o</p><p>uso do oxigênio (anaeróbica). Isso não quer dizer que o atleta não respira quando realiza o exercício, mas</p><p>que a sua frequência cardiorrespiratória não é elevada o suficiente para suprir a alta demanda de</p><p>oxigênio gerada de forma explosiva pelo exercício. Observe, portanto, que a frequência cardíaca e a taxa</p><p>respiratória são limitantes para o metabolismo nestes casos. Isso ficará mais claro, mais adiante. Nos</p><p>músculos, a falta de oxigênio suficiente para realizar as reações na cadeia transportadora de elétrons faz</p><p>com que haja acúmulo de piruvato como produto da glicólise, o qual irá formar lactato. Esse composto</p><p>Glicogênio</p><p>Glicose 6 fosfato</p><p>Fígado</p><p>Glicose</p><p>Circulação</p><p>sanguínea</p><p>Via das</p><p>pentoses Glicólise Músculo,</p><p>cérebro</p><p>Glicogênio fosforilase</p><p>Fosfoglicomutase</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>74</p><p>74</p><p>será enviado via corrente sanguínea para o fígado, onde será metabolizado novamente a piruvato. Caso</p><p>não ocorram ajustes na frequência cardiorrespiratória no sentido de aumentar o suprimento de oxigênio</p><p>para a musculatura, o lactato irá se acumular, gerando fadiga. Importante notar que em atividades</p><p>intermitentes, ou seja, quando há aumentos e reduções de intensidade, intercalados, sempre haverá</p><p>momentos de anaerobiose, que perdurarão até que a frequência cardiorrespiratória se adeque à nova</p><p>condição do exercício.</p><p>Nos casos de exercícios mais longos, a partir de cerca de 5 minutos de atividade contínua (isso pode</p><p>variar entre indivíduos, mas se aplica a corridas longas, maratonas, ciclismos, caminhadas, etc), estando o</p><p>corpo com a frequência cardiorrespiratória adequada (e contínua), inicia-se o catabolismo de ácidos</p><p>graxos (triglicérides). Caso o corpo exceda a sua capacidade de utilização do oxigênio na respiração</p><p>aeróbica por estar realizando exercício que eleve demais a demanda energética, haverá aumento da via</p><p>anaeróbia da glicólise, formando lactato. Veja então que o que limita a atividade metabólica será a</p><p>capacidade cardiorrespiratória do indivíduo (além da disponibilidade de energia), que fornecerá o aporte</p><p>correto de oxigênio para a demanda muscular. Quando a atividade física diminui, haverá diminuição da</p><p>demanda por ATP e, logo, o ciclo de Krebs irá "arrefecer". Ocorrerá então acúmulo de citrato e de Acetil-</p><p>CoA, fato que reiniciará a síntese de ácidos graxos.</p><p>12.8 A atuação da Adrenalina, da Insulina e do Glucagon</p><p>12.8.1 Adrenalina</p><p>Adrenalina é um hormônio produzido nas glândulas supra renais. Ela está envolvida nas reações do</p><p>organismo a situações de estresse, sendo liberada sempre para ativação de metabolismo de luta ou fuga.</p><p>Ela é liberada quando ocorre prática de exercícios físicos, quando o indivíduo sente medo (real ou</p><p>imaginário), em hipotermia e hipoglicemia. No corpo, a adrenalina pode ocasionar:</p><p>• Alerta mental;</p><p>• Aumento da taxa metabólica;</p><p>• Redução das funções urinária e digestiva;</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>75</p><p>75</p><p>• Ativação das reservas energéticas;</p><p>• Aumento da taxa respiratória;</p><p>• Aumento dos batimentos cardíacos e da pressão sanguínea;</p><p>• Ativação das glândulas sudoríparas;</p><p>• Ativação do tônus muscular.</p><p>No metabolismo energético, ela age de forma semelhante ao Glucagon, gerando aumento da</p><p>glicemia (ou seja, da quantidade de glicose circulante na corrente sanguínea), promovendo aumento da</p><p>quantidade de glicose no fígado por meio de gliconeogênese e da degradação de glicogênio</p><p>(glicogenólise), além da degradação de ácidos graxos (lipólise).</p><p>12.8.2 Glucagon</p><p>O glucagon é um peptídeo formado no pâncreas, que tem forte atuação no fígado e em tecido</p><p>adiposo. Ele é produzido em situações de hipoglicemia (jejum). Sua ação se soma à atuação da adrenalina</p><p>e se contrapõe à ação da insulina.</p><p>Ele promove aumento da glicemia, redução da glicólise; no fígado ativa a gliconeogênese a partir</p><p>de aminoácidos, ativa a degradação de glicogênio reduzindo sua síntese, ativa a lipólise reduzindo a</p><p>síntese de triglicérides, e ativa a cetogênese (formação de corpos cetônicos).</p><p>12.8.2 Insulina</p><p>A insulina é um peptídeo de cerca de 51 aminoácidos produzido pelas células beta das ilhotas</p><p>presentes no pâncreas. É um hormônio que atua em situação de hiperglicemia, ou seja, quando há muita</p><p>glicose no sangue, em geral decorrente de momentos pós alimentares. Ela se liga a receptores que geram</p><p>cascatas de reações por desfosforilações, não utilizando a via das proteínas quinases dependentes de</p><p>cAMP.</p><p>A insulina ocasiona aumento dos processos anabólicos como formação de glicogênio (em músculo</p><p>e fígado) e formação de lipídios. Ela acelera a glicólise hepática aumentando assim a síntese de ácidos</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>76</p><p>76</p><p>graxos. Por outro lado, ela irá reduzir processos ligados à síntese e degradação de glicogênio, bem como</p><p>de utilização de lipídios e geração de corpos cetônicos. Nos tecidos adiposos a insulina promove a entrada</p><p>de glicose nas células fornecendo material para formação de glicerol 3 fosfato e portanto para construção</p><p>de triacilglicerol.</p><p>12.9 Metabolismo no jejum e após as refeições</p><p>Após as refeições (até 4 horas), aumenta-se a disponibilidade de glicose, ácidos graxos e</p><p>aminoácidos no sangue como resultado da digestão dos alimentos. Estes compostos terão destinos que</p><p>podem diferir um pouco, dependendo do tecido analisado. Analisando músculo, fígado e tecido adiposo,</p><p>teremos:</p><p>• Músculos: utilizarão a glicose como fonte de energia (ATP) na via glicolítica e na formação de</p><p>glicogênio. Os ácidos graxos podem ser oxidados na forma de Acetil-CoA que integrará o ciclo de</p><p>Krebs mas serão preferencialmente utilizados para formar TAG nos adipócitos. Os aminoácidos</p><p>poderão ser utilizados no ciclo de Krebs mas serão preferencialmente utilizados na síntese de</p><p>proteínas.</p><p>• Fígado: utilizará a glicose como fonte de energia na via glicolítica, na formação de glicogênio e na</p><p>via das pentoses. Ácidos graxos formarão Acetil-CoA que será utilizado preferencialmente para a</p><p>formação de triacilglicerol (triglicéride = lipídios), que retornarão à corrente sanguínea e serão</p><p>captados pelo tecido adiposo. Os aminoácidos poderão ser utilizados na síntese de proteínas.</p><p>• Tecido adiposo: utilizará a glicose como fonte de energia na via glicolítica, na formação de</p><p>glicogênio e na via das pentoses. Ácidos graxos formarão triacilglicerol (triglicéride = lipídios), que</p><p>será armazenado no tecido. Os aminoácidos poderão ser utilizados na síntese de proteínas.</p><p>Nestes momentos após as refeições a relação de Insulina/Glucagon é da ordem de 1,25. Ou seja, há</p><p>insulina e glucagon circulantes, mas há cerca de 25% mais insulina do que glucagon.</p><p>Nos períodos de jejum ou a partir de cerca de 4 horas depois da refeição, o metabolismo nestes</p><p>tecidos se altera no sentido de liberar e catabolisar compostos para a geração de energia. Assim, teremos</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>77</p><p>77</p><p>nos adipócitos a degradação de triglicérides formando ácidos graxos e glicerol. Os ácidos graxos serão</p><p>liberados na corrente sanguínea e serão utilizados no tecido adiposo para formar Acetil-CoA que irá gerar</p><p>energia pelo ciclo de Krebs. O glicerol será liberado no sangue e será captado no fígado, onde será</p><p>convertido a glicose 6P. Esse composto será também gerado por degradação do glicogênio. A glicose 6P</p><p>será desfosforilada formando glicose que será liberada na corrente sanguínea. No fígado, os ácidos</p><p>graxos provenientes dos tecidos adiposos formará Acetil-CoA que gerará corpos cetônicos, os quais serão</p><p>liberados na corrente sanguínea.</p><p>No músculo, haverá degradação do glicogênio, liberando glicose 6P, que entrará na via glicolítica</p><p>gerando piruvato. Este piruvato poderá formar oxaloacetado que acessará o ciclo de Krebs, ou Alanina e</p><p>Lactato que sairão do músculo e irão para o fígado para serem convertidos a piruvato. A Alanina poderá</p><p>também ser gerada a partir da degradação de proteínas musculares como actina e miosina. A degradação</p><p>destas proteínas pode gerar piruvato que será utilizado pelas células para obtenção de energia. A</p><p>degradação de proteínas musculares ocorre em jejuns relativamente prolongados, com mais de 6 ou 7</p><p>horas. Estas proteínas são preferencialmente degradadas, em detrimento da degradação de enzimas ou</p><p>outras proteínas estruturais "mais importantes". Os corpos cetônicos produzidos no fígado serão</p><p>absorvidos pelos músculos e serão utilizados para produção de Acetil-CoA, junto com ácidos graxos</p><p>liberados pelos tecidos adiposos.</p><p>Comparando a situação do jejum com a situação imediatamente após a alimentação (absortiva),</p><p>notaremos que a relação insulina/glucagon se reduz cerca de 10 vezes, sendo da ordem de 0,15 no</p><p>período pós-absortivo e 0,05 em jejum de 72h, indicando a presença muito maior de glucagon do que de</p><p>insulina. Nestes mesmos períodos a quantidade de ácidos graxos circulantes dobra após as primeiras 4h</p><p>depois da refeição e aumenta quase cinco vezes no jejum de 3 dias, em relação ao período absortivo. No</p><p>jejum de 3 dias, a quantidade de corpos cetônicos como o beta hidroxibutirato aumenta cerca de 100</p><p>vezes em relação ao período absortivo.</p><p>A seguir, temos esquemas mostrando as duas situações acima descritas.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>78</p><p>78</p><p>Período pós-absortivo e jejum</p><p>Período absortivo (até 4h após refeição)</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>79</p><p>79</p><p>13 - EXERCÍCIOS COMENTADOS</p><p>1. (Papipol PC SP 2018) As leveduras Saccharomyces cerevisiae são amplamente utilizadas na</p><p>fabricação de pães e de bebidas alcoólicas. Esses microrganismos promovem a fermentação, realizada</p><p>por diversos tipos de fungos para obtenção de energia. No entanto, para que ocorra a via metabólica da</p><p>fermentação, é necessário que a levedura:</p><p>(A) produza inicialmente o gás carbônico, molécula que será utilizada como reagente no processo</p><p>fermentativo.</p><p>(B) sintetize aminoácidos essenciais os quais serão polimerizados durante a síntese proteica da</p><p>fermentação.</p><p>(C) consuma no interior de suas mitocôndrias moléculas de glicose e de gás oxigênio para produção de ATP.</p><p>(D) realize inicialmente a hidrólise das moléculas de açúcares por meio de enzimas específicas.</p><p>(E) libere gás oxigênio, o qual é responsável pela oxidação das moléculas de açúcares que serão</p><p>metabolizadas em álcool e gás carbônico.</p><p>Comentário</p><p>Resp. D. a quebra de uma molécula de glicose (açúcar) em dois piruvatos ou acidos pirúvicos que ocorre no</p><p>citoplasma das células, por meio sequência de reações é processo inicial tanto da fermentação quanto da</p><p>respiração aeróbia. No caso da fermentação, o piruvato será utilizado para formar lactato ou etanol.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>80</p><p>80</p><p>2. Sobre o processo de respiração celular, indique a alternativa que julgar correta.</p><p>a) A glicolise é a última fase do processo, sendo aquela na qual mais energia é gerada na forma de</p><p>açúcar.</p><p>b) O oxigênio é imprescindível para a respiração celular.</p><p>c) O ciclo do ácido cítrico e a glicólise geram indiretamente o potencial químico (gradiente) para a</p><p>fosforilação oxidativa.</p><p>d) O processo de fermentação depende da presença de água e oxigênio.</p><p>e) Ao final da respiração aeróbia, a célula produz 4 APT, água e oxigênio.</p><p>Comentário</p><p>Resp C. O ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs, junto com a glicolise, geram moléculas redutoras (NADH e</p><p>FADH2) que transportam elétrons para a cadeia de transporte de elétrons que por fim irá gerar gradiente</p><p>de H+ e que irá promover o funcionamento da ATP sintase, produzindo ATP.</p><p>3. (FGV - 2013 - SEDUC-SP - Professor - Biologia) A fermentação lática ocorre em duas etapas</p><p>químicas (I e II), como resumido na figura a seguir:</p><p>Com relação a essas duas etapas, é correto afirmar que:</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>81</p><p>81</p><p>A) Na etapa I não ocorre produção de ATP.</p><p>B) Na etapa I, a glicose não sofre oxidação.</p><p>C) Somente na etapa II há produção de ATP.</p><p>D) Na etapa II ocorre a oxidação do NADH.</p><p>E) Na etapa II ocorre liberação de CO2.</p><p>Comentário</p><p>Resp. D. O processo I é a glicolise, processo de oxidação da glicose que gera ATP. No processo II ocorre</p><p>formação de ATP e oxidação de um NADH a NAD+. Não há liberação de CO2, o que somente ocorre na</p><p>fermentação alcoólica, quando se forma etanol.</p><p>4. (CS-UFG 2017) A respiração aeróbica é o processo de produção de energia por meio de</p><p>carboidratos, conforme a seguinte reação:</p><p>C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O → 6 CO2 + 12 H2O</p><p>No consumo de duas moléculas de carboidrato, quantos mols de gás carbônico são liberados?</p><p>a. 1 mol</p><p>b. 3 mols</p><p>c. 6 mols</p><p>d. 12 mols</p><p>Comentário</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>82</p><p>82</p><p>Resp. D. a questão apesar de se relacionar a reações de aerobiose, está relacionada ao entendimento das</p><p>reações químicas. Como o enunciado fala em 2 moles de carboidrato, basta multiplicar a quantidade de</p><p>CO2 formada por 2.</p><p>5. (ADM E TEC 2019 - modificado) Leia as afirmativas a seguir:</p><p>I. O ser humano utiliza somente cerca de vinte tipos diferentes de aminoácidos para a construção de suas</p><p>proteínas.</p><p>II. As proteínas são compostos orgânicos relacionados ao metabolismo de construção.</p><p>Marque a alternativa CORRETA:</p><p>A. As duas afirmativas são verdadeiras.</p><p>B. A afirmativa I é verdadeira, e a II é falsa.</p><p>C. A afirmativa II é verdadeira, e a I é falsa.</p><p>D. As duas afirmativas são falsas.</p><p>Comentário</p><p>Resp. A. Utilizamos 20 aminoácidos para produção das proteínas. Estas são importantes compostos que</p><p>podem atuar em várias áreas metabólicas.</p><p>OS RISCOS DA FEBRE ALTA</p><p>Nós, como</p><p>todos os mamíferos, somos animais homeotérmicos, isto é, nossa temperatura se mantém</p><p>constante independentemente da temperatura do local onde nos encontramos. Todas as reações do</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>83</p><p>83</p><p>complexo bioquímico representado por nosso organismo, como as envolvidas na digestão, ocorrem</p><p>nessa temperatura. Quando temos febre, todas essas reações passam a ter sua velocidade aumentada.</p><p>Uma elevação em 1 °C ou 2 °C na temperatura faz que elas se acelerem substancialmente. Como a</p><p>temperatura corporal aumenta, o metabolismo se acelera, produzindo mais calor. Nesse processo, nosso</p><p>ritmo respiratório aumenta porque a demanda de oxigênio passa a ser maior. Com isso, perdemos mais</p><p>água, comprometendo o sistema circulatório, o que torna mais difícil a eliminação de calor pela pele.</p><p>Acima de 41,5 °C, as funções celulares ficam muito prejudicadas, e o indivíduo perde a consciência, por</p><p>isso febres altas podem ser fatais.</p><p>Disponível em: Química: ações e aplicações: 2ª série/Vera Lúcia Duarte deNovais – 1ª ed. – São Paulo:</p><p>FTD, 2013. Adaptado.</p><p>6. (Unichristus 2015) No contexto apresentado no fragmento acima, podemos afirmar que risco de</p><p>morte:</p><p>A. está relacionado com aumento na atividade metabólica.</p><p>B está relacionado com a desnaturação das enzimas que são catalisadores biológicos.</p><p>C. está relacionado com o aumento na eficiência dos catalisadores biológicos.</p><p>D. é fantasioso porque o aumento na temperatura aumenta a velocidade metabólica.</p><p>E. não existe porque as atividades celulares são aumentadas.</p><p>Comentário</p><p>Resp. B. Como estudamos na parte de proteínas, alterações de temperatura podem ocasionar alterações</p><p>conformacionais irreversíveis, levanto a inativação de proteínas. Febres altas por longos períodos podem levar a</p><p>morte por este motivo.</p><p>7. (UERR 2017) O vinho e a cerveja são bebidas conhecidas desde a antiguidade. Os povos antigos</p><p>apreciavam seu sabor, mas não entendiam como o suco de uva e uma sopa de cereais maltados</p><p>adquiriam gosto e sabor dessas bebidas alcóolicas, respectivamente, apenas repousando por alguns dias</p><p>ao ar livre. Mesmo sem saber, os povos antigos praticavam Química ao fabricar o vinho e a cerveja.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>84</p><p>84</p><p>(Texto retirado do livro Química e Energia: transformando em desenvolvimento, 2010).</p><p>A reação abaixo é responsável pelo processo de fermentação:</p><p>C6 H12O6(s)⇾ 2C2 H5 OH (l) + 2CO2 (g)</p><p>Analise as seguintes sentenças:</p><p>I. Os açúcares são carboidratos com fórmula geral CnH2nOn, onde n é um número inteiro que dita o</p><p>tamanho da molécula. Um dos açúcares mais importantes que existe é a glicose.</p><p>II. Culturas ricas em carboidratos, como a cana, a mandioca, a beterraba e o milho, entre outras, são as</p><p>melhores para a produção de etanol por via fermentativa.</p><p>III. O processo fermentativo ocorre com a intervenção de enzimas presentes nos microorganismos.</p><p>Enzimas são catalisadores biológicos específicos, que atuam no metabolismo celular.</p><p>Assinale a alternativa correta.</p><p>A. Apenas a afirmação I é verdadeira.</p><p>B. Apenas a afirmação II é verdadeira.</p><p>C. Apenas a afirmação III é verdadeira.</p><p>D. Apenas as afirmações I e II são verdadeiras.</p><p>E. Apenas as afirmações I, II e III são verdadeiras.atividades celulares são aumentadas</p><p>Comentário</p><p>Resp. E. A questão apresenta a fórmula geral para os carboidratos e relaciona a sua presença em vegetais à</p><p>possibilidade de obtenção de alcool por meio da fermentação. Este processo ocorre por ação enzimática.</p><p>Enzimas são proteínas.</p><p>8. (UERR 2017) Os ácidos graxos são ácidos carboxílicos com elevado número de carbonos (de 4 até</p><p>mais de 20 carbonos) e por estarem presentes em grande parte dos lipídios, esses emprestam suas</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>85</p><p>85</p><p>propriedades físico-químicas a essas substâncias. Nos alimentos, os ácidos graxos saturados estão</p><p>presentes em maior quantidade nos lipídios de origem animal, como na banha. Por outro lado, os ácidos</p><p>graxos insaturados estão presentes em maior quantidade em lipídios de origem vegetal, como no óleo</p><p>de soja. Em relação aos ácidos graxos assinale a alternativa correta.</p><p>A. Além da variação de peso molecular, em função do número de carbonos, os ácidos graxos podem ter</p><p>diferenças referentes à presença de triplas ligações entre os carbonos.</p><p>B. O óleo de soja e outros lipídios de origem vegetal tendem a apresentar ponto de fusão mais elevado e</p><p>são comumente chamados “gorduras”.</p><p>C. Por terem ponto de fusão mais elevado, a banha e outros lipídios de origem animal tendem a ser sólidos</p><p>em temperatura ambiente e são comumente chamados “gorduras”.</p><p>D. Os ácidos graxos insaturados possuem características físico-químicas como ponto de ebulição e de fusão</p><p>iguais em relação àqueles com mesmo número de carbonos, mas saturados.</p><p>E. Os ácidos graxos não podem ter configurações cis ou trans.</p><p>Comentário</p><p>Resp. C. As insaturações se referem a duplas ligações entre os átomos de carbono. A presença destas altera as</p><p>características dos AG, mesmo que apresentem a mesma quantidade de carbonos na sua estrutura. Quanto</p><p>maior o ponto se fusão, mais sólido em elevadas temperaturas o AG será.</p><p>9. (CESPE 2004) Com referência a proteínas e enzimas, julgue o item seguinte.</p><p>As enzimas são moléculas protéicas insensíveis às mudanças de temperatura.</p><p>( ) Certo</p><p>( ) Errado</p><p>Comentário</p><p>Resp. ERRADO. Proteínas são sempre sensíveis a mudanças de temperatura.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>86</p><p>86</p><p>10. (CESPE 2004) Com referência a proteínas e enzimas, julgue o item seguinte.</p><p>A figura abaixo ilustra a estrutura quaternária de uma proteína.</p><p>( ) Certo</p><p>( ) Errado</p><p>Comentário</p><p>Resp. ERRADO. A figura mostra a estrutura secundária de uma proteína.</p><p>11. (IBADE 2018) A glicose e a frutose são oses que possuem a mesma fórmula molecular: C6H1206. A</p><p>diferença entre essas duas oses é que os grupos funcionais são diferentes, conforme mostrado em suas</p><p>fórmulas estruturais.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>87</p><p>87</p><p>A partir das fórmulas estruturais dessas oses é possível concluir que são isômeros de função, pois a</p><p>glicose é uma:</p><p>A. aldose e a frutose uma cetose.</p><p>B. hexose e a frutose uma pentose.</p><p>C. amina a frutose um ester.</p><p>D. amida e a frutose um eter.</p><p>Comentário</p><p>Resp. A. O grupo cabonila no primeiro carbono forma um aldeído. No segundo ou demais forma uma</p><p>cetona.</p><p>12. (IBADE 2018) Na fermentação, a glicose é parcialmente degradada, em substâncias orgânicas</p><p>mais simples, como o ácido lático, na fermentação lática e o álcool etílico, na fermentação alcoólica.</p><p>Uma importante diferença entre essas duas fermentações, é que, na fermentação alcoólica:</p><p>A. o saldo final de ATP e de quatro moléculas.</p><p>B. ocorre uma descarboxilação por molécula de piruvato.</p><p>C. o gás oxigênio atua como aceptor final de elétrons.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>88</p><p>88</p><p>D. o NADH ira sofre uma oxidação, liberando H+.</p><p>Comentário</p><p>Resp. B. Na fermentação alcoólica</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>4</p><p>4</p><p>2 - MOLÉCULAS DA VIDA – A COMPOSIÇÃO DOS SERES VIVOS</p><p>Para iniciarmos os estudos em bioquímica é preciso o conhecimento dos principais componentes</p><p>químicos dos seres vivos.</p><p>Iniciamos lembrando que a matéria é formada por elementos químicos, cuja parte indivisível</p><p>quimicamente e que os caracteriza é o átomo. Os átomos apresentam a capacidade de se ligar de formas</p><p>bastante distintas na natureza, gerando agregados que chamamos genericamente de moléculas. A</p><p>capacidade de ligação atômica em grande parte ocorre devido aos elétrons que os compõe. Estes elétrons</p><p>se organizam em camadas ao redor do núcleo atômico. Cada camada tem uma capacidade de carga</p><p>própria, ou seja, uma quantidade máxima de elétrons que pode ocupa-la. Por exemplo, átomos de</p><p>hidrogênio apresentam um elétron na primeira camada, átomos de carbono apresentam dois na primeira</p><p>camada e quatro na segunda; átomos de oxigênio apresentam dois elétrons na primeira camada e seis na</p><p>segunda. Esta disposição eletrônica tem relação direta com a capacidade destes átomos de formarem</p><p>ligações químicas. Basicamente, cada camada de elétrons tem uma capacidade máxima de carga a qual,</p><p>quando não preenchida, gera instabilidade e a possibilidade de se complementar por meio da adição de</p><p>elétrons provenientes de outros elementos, e que podem ser doados ou compartilhados.</p><p>A camada mais próxima do núcleo de um átomo, chamada de camada I, tem capacidade máxima</p><p>para dois elétrons. A segunda e a terceira camadas (II e III) tem capacidade para 8 elétrons cada uma.</p><p>Analisando os elementos citados anteriormente, veremos que o átomo de hidrogênio, por apresentar</p><p>somente um elétron na primeira camada, ainda tem espaço sobrando para mais um elétron. Como esta é</p><p>uma camada próxima ao núcleo, dizemos que ela é uma camada de elevada energia, o que confere a este</p><p>átomo alta capacidade de se ligar a outros elementos. Da mesma forma, o átomo de carbono apresenta</p><p>dois elétrons na sua primeira camada, fato que a deixa completa e, portanto, estável; e quatro na segunda</p><p>camada. Esta segunda camada, tendo capacidade total para acondicionar oito elétrons, se encontra</p><p>incompleta, portanto, admite ainda o compartilhamento de quatro elétrons.</p><p>As ligações entre os átomos que apresentam esta disponibilidade nas suas camadas podem ocorrer</p><p>sob duas estratégias: a doação de elétrons ou o compartilhamento de elétrons. Na doação de elétrons, um</p><p>átomo cede elétrons para o outro, o que gera um desequilíbrio em sua carga, que é compensado pela</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>5</p><p>5</p><p>união com o átomo que recebeu os elétrons. Este tipo de ligação é chamado de ligação iônica. No</p><p>compartilhamento de elétrons, os orbitais onde eles se encontram são compartilhados entre os átomos</p><p>que participam da ligação, complementando mutuamente suas camadas eletrônicas. Este tipo de ligação é</p><p>chamado de ligação covalente. Ela pode ocorrer de forma desigual, com um átomo "puxando" mais os</p><p>elétrons para próximo de si, gerando então um efeito de polaridade nas moléculas. Nestes casos, diremos</p><p>que ocorre ligação covalente polar.</p><p>Podemos concluir que os átomos de carbono podem realizar quatro ligações covalentes. Esta</p><p>possibilidade promove a estruturação de moléculas em três dimensões, formando estruturas complexas</p><p>que são muito importantes para o funcionamento dos organismos.</p><p>Ligações covalentes são bastante estáveis e necessitam de muita energia para ocorrerem e para</p><p>deixarem de existir. Para se ter uma ideia, essa quantidade de energia chega a ser 100 vezes maior do que</p><p>a energia necessária para quebrar uma ligação iônica. Isso é importante, pois tem relação direta com a</p><p>atividade das enzimas, proteínas com capacidade catalisadora que estudaremos em breve.</p><p>2.1 Elementos químicos mais abundantes nos seres vivos</p><p>Os seres vivos são constituídos por grande quantidade de água (H2O). Cerca de 75% quando nos</p><p>referimos ao corpo humano. Esta água faz parte de nossas células e dos líquidos que nos formam. Nas</p><p>células, por sua vez, encontramos grande quantidade de moléculas de natureza orgânica, ou seja, que</p><p>apresentam cadeias de carbono e hidrogênio em sua composição. Essas moléculas são compostas</p><p>majoritariamente por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio, podendo ser encontrado ainda o</p><p>nitrogênio como, por exemplo, nas bases que formam o DNA e nas estruturas moleculares das proteínas</p><p>(aminoácidos).</p><p>Assim, podemos dizer que, em ordem de quantidade (massa), somos formados basicamente por</p><p>oxigênio (64%), carbono (18%), hidrogênio (10%) e nitrogênio (3%). Outros elementos como sódio,</p><p>potássio, magnésio, cálcio, ferro, fósforo e enxofre perfazem quase 5% de nossa massa, não sendo menos</p><p>importantes, fisiologicamente falando. Estes últimos são em geral associados a moléculas de sais minerais,</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>6</p><p>6</p><p>sendo muito importantes para o metabolismo celular e funcionamento da fisiologia do corpo. Como</p><p>exemplo, o cálcio é muito importante para contração muscular, formação óssea e coagulação do sangue.</p><p>O sódio e o potássio são importantes para gerar impulsos nervosos e para garantir a condução de impulsos</p><p>nas membranas de neurônios e algumas células musculares. O magnésio é cofator de muitas enzimas</p><p>atuantes no metabolismo energético, além de ser importante na formação de ossos e dentes (tecidos</p><p>rígidos). Ferro é importante constituinte do grupo heme presente nas hemoglobinas, sendo essencial para</p><p>o transporte de oxigênio no sangue. O fósforo é constituinte da matriz óssea, além de participar</p><p>ativamente do metabolismo energético e da regulação enzimática. O enxofre é constituinte de amino</p><p>ácidos e proteínas, sendo importante para estabilização do formato de algumas proteínas e atuando em</p><p>processos metabólicos como sítio de ligação de grupos acetila no metabolismo energético.</p><p>As moléculas orgânicas podem fazer parte de nossa estrutura, como o colágeno dos nossos tecidos</p><p>conjuntivos; podem ser protetoras, como enzimas utilizadas para nossas defesas contra microrganismos</p><p>invasores; podem ter função energética como os lipídios e o ATP; podem ser reguladoras, como os</p><p>hormônios ou podem ser hereditárias, armazenando informações que serão transmitidas para as gerações</p><p>futuras.</p><p>2.2 A água</p><p>A água é uma molécula formada por um átomo de oxigênio ligado a dois átomos de hidrogênio.</p><p>Ela é uma molécula polar, isto é, apresenta em sua organização espacial um desequilíbrio eletrônico,</p><p>gerando uma extremidade "mais carregada negativamente e outra positivamente". Quando as</p><p>extremidades polarizadas de moléculas de água se aproximam, ocorre um efeito de atração elétrica que</p><p>promove a ligação destas moléculas, formando uma ligação fraca chamada de ponte de hidrogênio.</p><p>Moléculas polares ou unidas por ligações iônicas formam ligações estáveis com a água, sendo</p><p>chamadas de hidrofílicas. Elas tendem a se misturar com a água. São exemplos: sais, gases, DNA, RNA,</p><p>açucares e proteínas. Muitas reações químicas nas células ocorrem em meio aquoso e se devem a estas</p><p>propriedades de miscibilidade. Por isso, diz-se que a água é um "solvente universal". Moléculas cujas</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>7</p><p>7</p><p>ligações covalentes não apresentam polaridade, não conseguem formar pontes de hidrogênio com a água</p><p>há liberação de CO2.</p><p>13. (CEPROS 2016) O etanol, derivado dos processos de fermentação alcoólica desenvolvidos</p><p>naturalmente por leveduras, possui diversas aplicações nas indústrias farmacêutica, automobilística e</p><p>alimentícia. Considerando esse processo metabólico, é correto afirmar que:</p><p>A. o ácido pirúvico, originado do ciclo de Krebs, transforma-se em álcool etílico.</p><p>B. o gás carbônico é liberado a partir da transformação da glicose em ácido pirúvico.</p><p>C. 2 ATPs são consumidos pela célula a partir da transformação de ácido pirúvico em etanol.</p><p>D. a maioria da energia livre produzida é derivada da cadeia de transporte de elétrons.</p><p>E. na presença de oxigênio, a produção de etanol é interrompida e o saldo energético aumentado.</p><p>Comentário</p><p>Resp. E. O piruvato ou ácido pirúvico será formado na glicólise. Nesta reação, não há liberação de CO2 - 6</p><p>carbonos formarão 2 compostos de 3 carbonos. A fermentação de um piruvato a um etanol forma 2 ATPs.</p><p>A energia não vem da cadeia de transporte de elétrons que somente ocorre quando há oxigênio.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>==2e1990==</p><p>89</p><p>89</p><p>14. (AOCP 2019) Os ácidos graxos oleico e linoleico possuem dupla ligação entre átomos de carbono,</p><p>o que os caracteriza como insaturados. Caso contrário, seriam saturados (apenas ligações simples entre</p><p>os carbonos). Sobre esse assunto, assinale a alternativa correta.</p><p>A. Os ácidos graxos saturados constituem os óleos, normalmente de origem vegetal.</p><p>B. Os ácidos graxos insaturados constituem as gorduras, normalmente de origem animal.</p><p>C. Os ácidos graxos saturados constituem as gorduras, normalmente de origem vegetal.</p><p>D. Os ácidos graxos saturados constituem as gorduras, normalmente de origem animal.</p><p>Comentário</p><p>Resp. D. Quanto mais insaturações (duplas ligações), menor o ponto de fusão e, portanto, mais líquido na</p><p>temperatura ambiente (óleo). Quanto mais saturado, maior o ponto de fusão, portanto mais sólido à</p><p>temperatura ambiente (gordura).</p><p>15. (Fudatec 2019) A queima da glicose libera uma quantidade certa de energia e consome oxigênio.</p><p>O resultado dessa operação produz calor, água e gás carbônico, segundo a equação:</p><p>C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + calor (energia)</p><p>Essa combustão da glicose é, porém, um processo violento que leva o calorímetro rapidamente a altas</p><p>temperaturas, por exemplo. Se isso ocorresse dentro de uma célula, ela se queimaria instantaneamente.</p><p>Percebe-se, portanto, porque, para retirar a energia dos nutrientes, a célula desenvolveu um sistema que</p><p>os oxida lentamente, liberando energia gradualmente, e produzindo água e CO2. Qual o nome do processo</p><p>descrito?</p><p>A.Glicólise anaeróbia.</p><p>B.Fosforilação oxidativa.</p><p>C.Respiração celular.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>90</p><p>90</p><p>D.Fermentação.</p><p>E.Citocromo-oxidase.</p><p>Comentário</p><p>Resp. C. O processo de respiração celular envolve processo de glicólise, ciclo de krebs e fosforilação oxidativa,</p><p>que irão oxidar a glicose, formando CO2 a água.</p><p>16. (IESES 2015) Após a leitura do enunciado apresentado a seguir, identifique a afirmação correta:</p><p>Células vivas requerem transfusão de energia a partir de fontes externas para realizarem suas diversas</p><p>tarefas – por exemplo, montagem de polímeros, bombeamento de substâncias através de membranas,</p><p>movimento e reprodução.</p><p>I. A fermentação é uma maneira de obter energia química sem utilizar oxigênio nem qualquer cadeia</p><p>transportadora de elétrons – em outras palavras, sem respiração celular.</p><p>II. A fonte imediata de energia que dirige a síntese de ATP pela ATP-sintase durante a fosforilação</p><p>oxidativa é o gradiente de concentração de H⁺ através da membrana interna da mitocôndria.</p><p>III. A maioria do CO₂ do catabolismo é liberado durante a glicólise.</p><p>IV. Uma distinção verdadeira entre a fermentação e respiração celular é que a fosforilação em nível de</p><p>substrato é exclusiva para fermentação.</p><p>A sequência correta é:</p><p>A. Apenas as assertivas II, III e IV estão incorretas.</p><p>B. Apenas as assertivas I e IV estão corretas.</p><p>C. As assertivas II e III estão corretas.</p><p>D. Estão incorretas apenas as assertivas III e IV.</p><p>Comentário</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>91</p><p>91</p><p>Resp. D. O CO2 é formado no ciclo de Krebs ou em processo de fermentação alcoólica. Fosforilação de</p><p>substrato ocorre na glicólise, na fermentação, no ciclo de krebs e na fosforilação oxidativa.</p><p>17. (FGV 2016) O professor de Biologia mostrou aos alunos as figuras a seguir que representam duas</p><p>mitocôndrias (1 e 2) de modo simplificado e, aproximadamente, na mesma escala.</p><p>Ele informou aos alunos que uma delas correspondia à mitocôndria de células da pele e a outra, à de</p><p>células de um músculo estriado.</p><p>Após diversas discussões intermediadas pelo professor, os alunos concluíram que a mitocôndria</p><p>proveniente das células musculares correspondia:</p><p>A. à figura 1, uma vez que, sendo menor e com mais cristas, apresenta maior absorção de glicose e</p><p>oxigênio.</p><p>B. à figura 1, uma vez que, tendo mais cristas, apresenta maior produção de ATP.</p><p>C. à figura 1, uma vez que, sendo menor e com mais cristas, apresenta maior superfície de contato com a</p><p>actina e a miosina.</p><p>D. à figura 2, uma vez que, sendo maior e com menos cristas, pode produzir maior quantidade de ATP.</p><p>E. à figura 2, uma vez que, sendo maior e com mais cristas, consome menos energia para produzir ATP.s</p><p>assertivas III e IV.</p><p>Comentário</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>92</p><p>92</p><p>Resp. B. A presença de mais cristas mitocondriais pode indicar mais espaço para acondicionar os</p><p>complexos proteicos que atuam na fosforilação oxidativa, portanto, aumentando a capacidade de a célula</p><p>produzir ATP.</p><p>18. (CESPE 2018) Com relação ao papel de macromoléculas e biomoléculas na manutenção da vida</p><p>na Terra, assinale a opção correta.</p><p>A. Nos animais, os carboidratos são armazenados como fonte de energia nos tecidos adiposos.</p><p>B. Na fermentação alcoólica, cada molécula de glucose é transformada em uma molécula de etanol e uma</p><p>molécula de dióxido de carbono.</p><p>C. A molécula de adenosina trifosfato (ATP) é responsável pela captação e pelo armazenamento de energia</p><p>no metabolismo energético celular.</p><p>D. A respiração celular é um processo que consome energia para quebrar moléculas de glicose</p><p>armazenadas nas células.</p><p>E. O ciclo de Krebs corresponde a uma sequência de reações no metabolismo dos carboidratos.</p><p>Comentário</p><p>Resp. C. Tecido adiposo não armazena carboidratos como fonte de energia. Na fermentação alcoolica cada</p><p>glicose forma 2 piruvatos que podem ser convertidos a duas moléculas de etanol. Respiração celular gera</p><p>energia a partir da oxidação de glicose. O ciclo de krebs não participa somente do metabolismo de</p><p>carboidratos, mas também de lipidios e aminoácidos.</p><p>19. (Vunesp 2019) Inibidores enzimáticos são substâncias que diminuem ou bloqueiam a atividade</p><p>de uma enzima.</p><p>Ao se acrescentar um inibidor por competição a uma solução que contém uma enzima e seu substrato, a</p><p>catálise enzimática</p><p>A. é totalmente interrompida de forma instantânea.</p><p>B. continua a ocorrer tanto com o substrato quanto com o inibidor.</p><p>C. independe das concentrações de substrato e inibidor.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen</p><p>Francisca Santos de Araújo</p><p>93</p><p>93</p><p>D. torna-se menos competitiva.</p><p>E. é acelerada pela concentração do inibidor.</p><p>Comentário</p><p>Resp. B. a reação de fato ocorre ainda, mas com o sítio ativo se ocupando com o inibidor ao invés do substrato,</p><p>já que aquele age por competição.</p><p>20. (AOCP 2019) Durante o processo de respiração celular, ocorre a quebra da molécula de glicose</p><p>em duas moléculas de piruvato na fase da glicólise. Qual é o saldo energético dessa etapa?</p><p>A. 2 ATP e 2 NADH.</p><p>B. 4 ATP e 1 NADH.</p><p>C. 6 ATP e 0,5 NADH.</p><p>D. 8 ATP e 5 NADH.</p><p>Comentário</p><p>Resp. A. A glicólise forma 2NADH e 2 ATP. Os NADH tem potencial para formar 3 ATPs. Assim, no total, teríamos</p><p>8ATPs como saldo da glicólise.</p><p>21. (Consulpam 2019) O processo de respiração aeróbia é realizado em três etapas. A fase que ocorre</p><p>no citosol da célula e não depende do gás oxigênio para acontecer é a (o):</p><p>A. Glicólise.</p><p>B. Ciclo de Krebs.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>94</p><p>94</p><p>C. Ciclo do ácido cítrico.</p><p>D. Fosforilação oxidativa.</p><p>Comentário</p><p>Resp. A. A glicólise ocorre no citoplasma sem a necessidade de oxigênio. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido</p><p>cítrico) e fosforilação oxidativa ocorrem na mitocôndria.</p><p>14 - LISTA DE QUESTÕES</p><p>1. (IBFC 2019) A Fermentação e a respiração são processos de metabolismo energético celular e</p><p>as células efetuam esses processos para obtenção de energia. Esses processos apresentam</p><p>uma etapa em comum, apesar de serem processos bastante distintos. Assinale a alternativa</p><p>que apresenta um processo comum entre eles.</p><p>A.Ciclo de Krebs</p><p>B.Glicólise</p><p>C.Ciclo de Calvin</p><p>D.Cadeia respiratória</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>2. (CS UFG 2019) Os triacilgliceróis (TAG) são reservas altamente concentradas de energia</p><p>metabólica. As células dos tecidos adiposos são especializadas para a síntese e</p><p>armazenamento de TAG. Quando o organismo necessita de moléculas fornecedoras de</p><p>energia, sabe-se que:</p><p>A. os TAG são hidrolisados pela ação das fosfolípases, liberando três ácidos graxos livres, glicerol e fosfato.</p><p>B. as lípases hormônio sensível são ativadas por modificação covalente mediado pelo hormônio insulina e</p><p>AMP cíclico.</p><p>C. os ácidos graxos livres, liberados dos TAG, são transportados pelos quilomícrons até o fígado, onde serão</p><p>oxidados.</p><p>D. os ácidos graxos serão oxidados na mitocôndria, gerando acetil CoA, NADH e FADH2.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>95</p><p>95</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>3. (COPESE UFT 2019) São carboidratos com função de armazenamento de energia nas células:</p><p>A. insulina e colesterol.</p><p>B. amido e glicogênio.</p><p>C. triacilglicerol e amido.</p><p>D. glicose e insulina.</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>4. (VUNESP 2019) Metabolismo é definido como o conjunto de transformações que as</p><p>substâncias químicas sofrem no interior dos organismos vivos. Tais transformações,</p><p>entretanto, podem ser classificadas como:</p><p>A. anabólicas quando relacionadas à liberação de energia química contida nas moléculas.</p><p>B. catabólicas quando relacionadas à síntese de moléculas orgânicas.</p><p>C. aeróbicas quando relacionadas à síntese de gases respiratórios, tais como o dióxido de carbono e o gás</p><p>oxigênio.</p><p>D. heterotróficas quando relacionadas à liberação de energia a partir da síntese de proteínas.</p><p>E. autotróficas quando relacionadas à síntese de moléculas orgânicas a partir de moléculas inorgânicas.</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>5. (FCC 2018) Quando praticamos exercícios físicos, ocorrem respostas fisiológicas importantes,</p><p>como o aumento da frequência dos movimentos respiratórios, o aumento da frequência dos</p><p>batimentos cardíacos e a elevação da pressão arterial. Estas respostas fisiológicas têm como</p><p>resultado</p><p>A. o aumento da disponibilidade de oxigênio para as células musculares realizarem a fosforilação oxidativa.</p><p>B. o aumento da concentração da glicose no sangue para melhorar a disponibilidade de nutrientes para as</p><p>células.</p><p>C. o aumento da concentração de gás carbônico no sangue disponível para as células realizarem a oxidação</p><p>dos ácidos graxos.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>96</p><p>96</p><p>D. a redução da disponibilidade de oxigênio nas células de modo a permitir a ocorrência de fermentação</p><p>alcoólica.</p><p>E. o aumento da concentração de hormônios que levam as células a sintetizarem mais moléculas de</p><p>glicogênio.</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>6. (IF SUL RG 2016) As mitocôndrias desempenham importante função no processo evolutivo de</p><p>animais complexos, e sem elas as atuais células seriam dependentes da glicólise anaeróbica</p><p>para obter todo seu ATP. Além de ocuparem grande extensão do volume citoplasmático das</p><p>células eucarióticas, são essenciais no fornecimento deste nucleosídeo, diretamente aos sítios</p><p>onde o consumo se faz necessário. O metabolismo dos açúcares é completo na mitocôndria, o</p><p>que permite uma maior produção de ATP em relação ao fornecido, exclusivamente, pela</p><p>glicólise.</p><p>Esse processo do metabolismo energético dos organismos aeróbios pode ser assim resumido:</p><p>A. O piruvato, produzido na mitocôndria pela glicólise, é importado para o citosol das células eucarióticas,</p><p>onde é descarboxilado pelo complexo enzimático denominado piruvato-desidrogenase, tendo, como</p><p>produtos, uma molécula de CO2 , uma de NADH e uma de acetil-COA.</p><p>B. O piruvato, produzido no citosol pela glicólise, é importado para a mitocôndria das células eucarióticas,</p><p>onde é descarboxilado pelo complexo enzimático denominado piruvato-desidrogenase, tendo, como</p><p>produtos, uma molécula de CO2 , uma de NADH e uma de acetil-COA.</p><p>C. O piruvato, sintetizado pela mitocôndria durante a glicólise, é oxidado na presença de oxigênio</p><p>molecular (gás O2), sendo convertido em CO2 e NADH.</p><p>D. O piruvato, sintetizado no citosol durante a glicólise, é oxidado na presença de oxigênio molecular (gás</p><p>O2), sendo convertido em CO2 e NADH.</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>7. (FCM 2019) Com relação ao destino da glicose-6-fosfato nos hepatócitos, é correto afirmar</p><p>que ela pode ser:</p><p>A.oxidada, repondo a glicose sanguínea.</p><p>B.degradada no ciclo de Krebs, para produção de ATP.</p><p>C.utilizada para a síntese de outros açúcares que irão esterificar proteínas.</p><p>D.parcialmente degradada, fornecendo acetil-CoA para a síntese de esteróis.</p><p>E. degradada na via das pentose-fosfato para a síntese de monossacarídeos da membrana celular.</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>97</p><p>97</p><p>8. (FCM 2019) Informe se é verdadeiro (V) ou falso (F) o que se afirma sobre a fosforilação</p><p>oxidativa.</p><p>( ) Ocorre nas cristas mitocondriais.</p><p>( )</p><p>Acontece em todos os seres vivos.</p><p>( ) É uma das etapas metabólicas da respiração celular.</p><p>( ) É um processo de síntese do ATP a partir do ADP e do fosfato inorgânico.</p><p>( ) A reoxidacão das coenzimas é realizada na cadeia de transporte de elétrons.</p><p>( ) Na respiração aeróbica, o último aceptor de hidrogênio é o oxigênio, enquanto na respiração anaeróbica</p><p>é outra substância inorgânica.</p><p>De acordo com as afirmações, a sequência correta é</p><p>A. (V); (F); (V); (V); (V); (V).</p><p>B. (F); (F); (V); (V); (F); (V).</p><p>C. (V); (F); (F); (V); (V); (F).</p><p>D. (V); (V); (V); (F); (F); (F).</p><p>E. (F); (V); (F); (F); (V); (V).</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>9. (NC-UFPR 2019) Na figura abaixo, está representado o mecanismo de transferência de um</p><p>grupo carboxila a um substrato por um carreador ativado.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>98</p><p>98</p><p>Com base na figura e nos conhecimentos sobre metabolismo celular, identifique como verdadeiras (V) ou</p><p>falsas (F) as seguintes afirmativas:</p><p>( ) Caso ocorra falta de ADP, o oxaloacetato não será formado.</p><p>( ) O carreador envolvido nesse processo funciona como uma coenzima.</p><p>( ) Parte das moléculas envolvidas nesse processo está diretamente correlacionada ao metabolismo</p><p>energético celular.</p><p>( ) O processo específico da transferência do grupo carboxila é um processo com variação de energia livre</p><p>negativa.</p><p>Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.</p><p>A.F – V – V – F.</p><p>B.V – V – F – V.</p><p>C.V – F – V – V.</p><p>D.F – V – F – V.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>99</p><p>99</p><p>E.V – F – V – F.</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>10. (IBFC 2015) O processo de respiração celular é a quebra da glicose para gerar energia,</p><p>presente na maioria das células dos seres vivos. Assinale a alternativa incorreta sobre esse</p><p>processo biológico.</p><p>A.Existe uma etapa, a glicólise, que não necessita da presença de oxigênio.</p><p>B.A energia obtida com a quebra da glicose é armazenada na forma de ATP.</p><p>C.Temos como resultado desse processo: água, gás carbônico e oxigênio gasoso.</p><p>D.Uma das etapas é a fosforilação oxidativa, processo no qual moléculas de ADP serão fosforiladas para</p><p>gerar ATP.</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>11. (IBADE 2016) O ciclo de Krebs é uma sequência de reações de oxidação que ocorrem na matriz</p><p>mitocondrial. Durante essa etapa da respiração celular, para cada molécula de ácido pirúvico</p><p>ou piruvato (C3h4O1), originadas ao final da glicólise, ter-se-á a formação de:</p><p>A. uma molécula de NADH + H- . três moléculas de FADH2, duas moléculas de CO2 e duas moléculas de ATP</p><p>B. duas moléculas de NADH + H-. uma molécula de FADH2, duas moléculas de CO2 e uma molécula de GTP.</p><p>C. três moléculas de NADH + H- uma molécula de FADH2, duas moléculas de CO2 e uma molécula de GTP.</p><p>D. três moléculas de NADH + H- duas moléculas de FADH2, duas moléculas de CO2 e duas moléculas de</p><p>ATP.</p><p>E. duas moléculas de NADH + H- três moléculas de FADH2 , duas moléculas de CO2 e duas moléculas de</p><p>ATP.</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>12. (Funcern 2017) Nos processos energéticos celulares,</p><p>A. a glicogenólise possibilita maior capacidade de ação pela liberação de noradrenalina com a consequente</p><p>hipoglicemia sanguínea.</p><p>B. a oxidação mitocondrial dos ácidos graxos ocorre com a β-oxidação que ocasiona a remoção oxidativa de</p><p>sucessivas unidades de cinco átomos de carbono.</p><p>C. a gliconeogênese é o processo através do qual precursores como lactato, glicerol e aminoácidos são</p><p>convertidos em glicose no jejum.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>100</p><p>100</p><p>D. a fosforilação oxidativa é uma via metabólica que inutiliza a energia liberada pela oxidação de nutrientes</p><p>de forma a produzir trifosfato de adenosina.</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>13. (CS-UFG 2017) Quais são as enzimas envolvidas na glicólise?</p><p>A. Fosfofrutoquinase e piruvato-quinase.</p><p>B. Piruvato-desidrogenase e citrato-sintase.</p><p>C. Piruvato-carboxilase e frutose-1,6- bifosfatase.</p><p>D. Isocitratodesidrogenase e α-cetoglutaratodesidrogenase.</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>14. (IBFC 2017) Os seres vivos possuem moléculas e elementos que são essenciais para a sua</p><p>composição e seu metabolismo. Essas moléculas e esses elementos combinam-se em</p><p>diferentes proporções e quantidades, formando as substâncias inorgânicas e orgânicas. A</p><p>respeito das substâncias orgânicas, assinale a alternativa incorreta.</p><p>A. Têm como principal característica a presença do elemento carbono em grande quantidade</p><p>B. São ricas em energia e mais complexas quando comparadas às substâncias inorgânicas</p><p>C. Os lipídeos têm como característica a solubilidade em água e participam da contração muscular</p><p>D. As proteínas são constituídas por aminoácidos</p><p>E. Os ácidos nucleicos formam o material genético dos seres vivos e são responsáveis pelo controle das</p><p>atividades celulares</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>15. (IBFC 2017) A respeito das proteínas, analise as afirmativas.</p><p>I. Pode ser descrita como uma cadeia de aminoácidos unidos por ligações peptídicas em uma</p><p>sequência específica.</p><p>II. A conformação de uma molécula como a de proteína pode mudar sem a quebra de ligações</p><p>covalentes.</p><p>III. Uma proteína pode ser constituída por várias cadeias polipeptídicas, ligadas entre si por</p><p>interações fortes.</p><p>IV. As chamadas proteínas globulares possuem como característica o interior hidrofílico e uma</p><p>superfície hidrofóbica. Assinale a alternativa correta.</p><p>A. Está correta a afirmativa I, apenas</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>101</p><p>101</p><p>B. Estão corretas as afirmativas I e II, apenas</p><p>C. Estão corretas as afirmativas II e III, apenas</p><p>D. Estão corretas as afirmativas I, III, apenas</p><p>E. Está correta a afirmativa III, apenas</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>16. Sobre o metabolismo energético em período absortivo, nos músculos, é correto afirmar:</p><p>A. A glicose 6 fosfato será utilizada para metabolismo de pentose.</p><p>B. Haverá produção de triglicérides por acetil-coA.</p><p>C. Aminácidos somente serão utilizados para produção de novas proteínas.</p><p>D. A glicose 6 fosfato poderá ser utilizada para formação de glicogênio.</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>17. A formação de glicose a partir de compostos do metabolismo ocorre por uma via chamada de</p><p>gliconeogênese. Esta via é muito semelhante à glicólise, devido à capacidade de se reverterem</p><p>determinadas reações. Qual das reações abaixo é irreversível,</p><p>necessitando de outras</p><p>estratégias metabólicas para ocorrerem no sentido oposto?</p><p>A. Gliceraldeido 3P para 1,3 bisfosfoglicerato</p><p>B. Fosfoenolpiruvato para piruvato</p><p>C. Glicose 6P para frutose 6P</p><p>D. Pirtuvato para lactato</p><p>E. Frutose 16 bisfosfato para Gliceraldeido 3 fosfato</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>18. Em um estudo realizado num laboratório, notou-se em uma amostra a presença de quatro</p><p>tipos de ácidos graxos. Estes foram saponificados para análise do tamanho de suas cadeias de</p><p>carbonos. As quantidades de carbonos determinadas são representadas nas alternativas.</p><p>Assine a alternativa que apresenta o único destes ácidos graxos que não pode ser formado no</p><p>citosol da célula.</p><p>A. 18 carbonos</p><p>B. 6 carbonos</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>102</p><p>102</p><p>C. 8 carbonos</p><p>D. 14 carbonos.</p><p>----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>19. Sobre o metabolismo da ureia, assine a alternativa que julgar incorreta:</p><p>A. A amônia se liga a bicarbonato, formando um carbamoil-P</p><p>B. A ornitina é importante como carregador de ureia para dentro da mitocôndria.</p><p>C. Um dos subprodutos do metabolismo de amonia pode integrar o ciclo de Krebs.</p><p>D. Há participação de mais de um aminoácido no processo de metabolismo da ureia.</p><p>E. Amônia produzida nos músculos é transportada para o fígado ligada a uma alanina.</p><p>20. (CESPE 2021) A respeito da composição química da matéria viva, julgue os itens a seguir.</p><p>Os principais elementos químicos que constituem os organismos vivos são: carbono (C), oxigênio (O),</p><p>hidrogênio (H), nitrogênio (N) e argônio (Ar).</p><p>Certo ( ) Errado ( )</p><p>21. (CESPE 2021) O papel biológico dos íons magnésio no organismo inclui a formação de tecidos,</p><p>ossos e dentes, o metabolismo de carboidratos e a regulação da excitabilidade</p><p>neuromuscular.</p><p>Certo ( ) Errado ( )</p><p>22. (CESPE 2021) Acerca de vias metabólicas, julgue o próximo item.</p><p>Nos seres eucariontes, o ciclo de Krebs, ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos, ocorre nos</p><p>ribossomos livres no citosol.</p><p>Certo ( ) Errado ( )</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>103</p><p>103</p><p>14 - GABARITO COMENTADO</p><p>1. Resp. B. A glicólise é fase inicial que gera piruvato que será utilizado como Acetil Coa no ciclo de</p><p>Krebs ou será utilizado para formar lactato ou etanol.</p><p>2. Resp. D. TAG é hidrolisado por lipases. A insulina promove a síntese de TAG e não atua com</p><p>transdução via AMPc. Ácidos graxos livres são transportados por ligação a albumina.</p><p>3. Resp. B. Amido é polímero de reserva de carboidratos vegetal. Glicogênio é polímero de reserva</p><p>animal.</p><p>4. Resp. E. Catabolismo é sinônimo de degradação. Anabolismo é sinônimo de síntese. Aerobiose se</p><p>relaciona a utilização de oxigênio na respiração celular. Heterotrófico se relaciona a necessidade de</p><p>obter nutrientes orgânicos a partir da alimentação.</p><p>5. Resp. A. o aumento da frequência cardiorrespiratória ocorre primariamente para aumentar a</p><p>quantidade de oxigênio disponível para as células musculares.</p><p>6. Resp. B. Piruvato é modificado pela piruvato desidrogenase para poder entrar na mitocondria como</p><p>Acetil-CoA, que por sua vez, se liga ao oxaloacetado, formando citrato que irá prosseguir no ciclo de</p><p>krebs.</p><p>7. Resp. E. No fígado, a glicose 6P poderá ser desfosforilada para ser disponibilizada para o organismo,</p><p>poderá ser utilizada na via das pentoses ou poderá ser oxidada até formar piruvato que por sua vez</p><p>formará Acetil Coa. O fígado produz muitas glicoproteínas de membrana, que podem ser formadas</p><p>a partir de ribose.</p><p>8. Resp.A. A fosforilação oxidativa ocorre nas cristas mitocondriais, gerando oxidação de NADH e</p><p>FADH2, por oxigênio o que gera gradiente de protons que irá ativar a ATP sintase, formando ATP</p><p>por meio da união de um ADP com um fosfato inorgânico.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>104</p><p>104</p><p>9. Resp. A. A falta de ATP poderá impedir ativação da enzima e, portanto a reação como um todo. O</p><p>processo de transferência da carbonila não deve apresentar energia de Gibbs negativa, se não seria</p><p>espontâneo, sem necessidade de gasto de ATP.</p><p>10. Resp C. O processo consome oxigênio, não o forma.</p><p>11. REsp. C. Saldo do ciclo de Krebs: 3 NADH, 1 FADH, 2 CO2.</p><p>12. Resp. D. glicogenólise promove liberação de glicose, sendo comum em resultado da ação da</p><p>adrenalina. A beta ox. gera retirada de dois átomos e não de cinco.</p><p>13. Resp. A. Para responder a esta pergunta, não precisamos necessariamente decorar todas as</p><p>enzimas envolvidas nos processos metabólicos. Mas é importante conhecermos as suas funções</p><p>pelos nomes e os principais produtos das vias metabólicas. Assim veremos que citrato sintetase e</p><p>isocitrato desidrogenase não fazem parte da glicolise mas sim do ciclo de krebs. A frutose 16</p><p>bisfosfatase faz parte da gliconeogênese.</p><p>14. Resp. C. Lipídios são insolúveis e não participam de contração muscular diretamente.</p><p>15. Resp. B. Para alterar a conformação de uma proteína, não há necessidade de quebra de ligações</p><p>covalentes já que a forma dela é mantida por pontes de hidrogênio e atrações elétrostaticas, alem</p><p>de pontes dissulfeto. A manutenção da estrutura quaternária se dá por forças fracas, como pontes</p><p>de hidrogênio ou por pontes de dissulfeto.</p><p>16. Resp. D. células musculares não realizam via das pentoses e não produzem TAG. AA podem ser</p><p>utilizados no ciclo de Krebs.</p><p>17. Resp. B. A formação de fosfoenolpiruvato a partir de piruvato exige uma série de reações, com</p><p>formação de oxaloacetato e malato, para poder reverter a reação anterior.</p><p>18. Resp. A. Para a síntese de ácidos graxos de mais de 16 carbonos, necessita-se de um aparato</p><p>especial presente no retículo endoplasmático.</p><p>19. Resp. B. A ornitina é importante carregador de aminas para fora da mitocôndria.</p><p>20. Resp. Errado. Argônio é um gás nobre, não fazendo parte da composição dos seres vivos.</p><p>21. Resp. Certo. O magnésio é cofator de enzimas quinases, importantes para o metabolismo, além de</p><p>ser importante na formação de tecidos rígidos como ossos e dentes.</p><p>22. Resp. Errado. O ciclo do ácido cítrico, ou ciclo de Krebs, ocorre na matriz mitocondrial.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>105</p><p>105</p><p>15 - RESUMO DO LIVRO</p><p>• A molécula mais abundante nos seres vivos é a água.</p><p>• Os átomos mais abundantes nos seres vivos são carbono, hidrogênio e oxigênio.</p><p>• As moléculas orgânicas podem ser estruturais, protetoras, hereditárias, energéticas ou</p><p>reguladoras.</p><p>• Carboidratos são açucares. Podem ser estruturais ou fornecedores de energia.</p><p>• Carboidratos podem se polimerizar formando polissacarídeos.</p><p>• O carboidrato mais importante para nós é a glicose.</p><p>• A glicose é fonte de energia para as células.</p><p>• Proteínas são formadas por unidades chamadas aminoácidos. Estes se ligam por ligações</p><p>químicas chamadas de ligações peptídicas.</p><p>• As proteínas podem apresentar função estrutural, energética, reguladora ou protetora.</p><p>• Enzimas são proteínas que desempenham funções fisiológicas específicas, atuando em</p><p>grande parte das funções celulares.</p><p>• As proteínas apresentam quatro níveis de organização estrutural. Alterações de pH ou de</p><p>temperatura podem</p><p>mudar as formas das proteínas, impedindo-as de exercerem suas</p><p>funções (desnaturação).</p><p>• Lipídios são gorduras. Em geral desempenham funções de proteção e de reserva energética.</p><p>São armazenados como triacilglicerois, também chamados de triglicérides. Ácidos graxos</p><p>são importantes lipídios.</p><p>• Vitaminas são pequenas moléculas orgânicas que desempenham funções fisiológicas</p><p>importantes, podendo ser encontradas nas moléculas de coenzimas.</p><p>• Vitaminas podem ser lipossolúveis ou hidrossolúveis.</p><p>• A célula gera energia pelo processo de respiração celular. Este pode ser aeróbio ou</p><p>anaeróbio.</p><p>• O processo aeróbio tem como principal reação a fosforilação oxidativa. A glicose é principal</p><p>fonte de energia.</p><p>• São formadas 38 moléculas de ATP por molécula de glicose no processo de respiração</p><p>aeróbio.</p><p>• O oxigênio é aceptor final de elétrons da cadeia respiratória e ele forma água como produto</p><p>da respiração.</p><p>• CO2 é liberado devido à oxidação da glicose e de outros compostos.</p><p>• Fermentação é o processo de respiração celular anaeróbio.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>106</p><p>106</p><p>• Fermentação pode ser lática ou alcoólica. Em ambos há geração de ATP e oxidação de</p><p>NADH. Somente na fermentação alcoólica gera-se CO2.</p><p>• A fotossíntese gera carboidratos para os organismos autótrofos.</p><p>• Fotossíntese tem uma fase clara (fotoquímica) que depende de luz e uma fase escura</p><p>(química) que independe de luz.</p><p>• A energia gerada na fotossíntese é gasta no processo de geração de carboidratos.</p><p>• a glicólise é a oxidação da glicose, gerando ATP e NADH. Ela ocorre no citoplasma.</p><p>• O ciclo de Krebs utiliza Acetil-coA formada a partir do piruvato. Ela se liga ao oxaloacetato e</p><p>forma-se citrato. Este composto sofrerá várias reações, formando NADH, FADH2 a ATP.</p><p>• As moléculas de NADH, FADH2 formadas na glicolise e no ciclo de krebs irão oxidar na</p><p>cadeia de transporte de elétrons da crista mitocondrial, formando H2O e permitindo que</p><p>um gradiente de prótons se forma no espaço intermediário, fazendo com que se ative a ATP</p><p>sintase. Esta enzima produz ATP.</p><p>• Glicose que não for consumida na via da glicólise pode ser utilizada para formar pentoses e</p><p>NADPH ou para formar glicogênio.</p><p>• Gliceraldeido 3P formado na glicólise pode formar glicerol.</p><p>• Citrato e Acetil Coa que se acumulam no ciclo de Krebs podem ser usados para formar</p><p>ácidos graxos, num processo de estocagem do organismo.</p><p>• Acumulo de piruvato pode estimular gliconeogênese. Esta é a reação de formação da</p><p>glicose que depende de três pontos principais.</p><p>• Aminoácidos provenientes da degradação de proteínas podem originar glicose. O</p><p>metabolismo destes gera amônia NH3 no interior da mitocôndria. Este composto será</p><p>excretado como ureia, sendo metabolizado no fígado.</p><p>• Em jejum, temos prioridade metabólica para produção e consumo de glicose sobre ação do</p><p>hormônio glucagon. Assim, glicerol, ácidos graxos, aminoácidos e glicogênio serão</p><p>degradados para formar glicose que será oxidada pela glicólise. Seus produtos serão</p><p>utilizados no ciclo de krebs, aumentando a carga da fosforilação oxidativa.</p><p>• Quando acabamos de nos alimentar, promove-se a estocagem de energia. Assim, sob ação</p><p>da insulina, formam-se glicogênio, ácidos graxos e triglicérides.</p><p>• O metabolismo pode ser regulado por: deslocamento do equilíbrio das reações, regulação</p><p>covalente, regulação alostérica ou transdução de sinal.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>e são chamadas hidrofóbicas.</p><p>Átomos de hidrogênio têm forte tendência a se ligar a outras moléculas, como já relatado. Em</p><p>alguns casos, ao cederem elétrons, os átomos de hidrogênio se separam dessas moléculas, deixando seu</p><p>elétron para trás. Assim, eles expressam somente a carga do núcleo, uma carga positiva, comportando-se</p><p>como um próton (H+). Este processo é bastante comum em soluções. De fato, na água pura em estado</p><p>líquido, prótons H+ estão constantemente se associando e se dissociando às moléculas de água, formando</p><p>um íon chamado de hidrônio ou hidroxônio, representado pela fórmula H3O+. Este íon se apresenta em</p><p>concentração de 10-7M. A representação desta concentração é geralmente apresentada em uma escala</p><p>logarítmica, chamada de pH (potencial hidrogeniônico). Assim, podemos dizer que o pH da água pura é</p><p>de 7. Moléculas que liberam muito H+ em solução são chamadas de ácidas.</p><p>Quando um próton H+ sai de uma molécula de água (H2O), além da formação do hidroxônio, forma-</p><p>se um íon OH- chamado de hidroxila ou hidróxido. Moléculas que tendem a retirar prótons da solução</p><p>promovem o aumento da concentração de hidroxila. Este tipo de molécula é chamado de base.</p><p>Importante entender que na água pura em estado líquido, há equilíbrio na mobilidade dos prótons</p><p>H+, saindo das moléculas de H2O e se ligando às hidroxilas. Este equilíbrio pode ser desfeito com a adição</p><p>de moléculas com caráter ácido ou básico à solução. Isso tem uma grande relevância no metabolismo</p><p>celular, já que a presença de H+ ou de OH- no meio celular pode alterar a configuração de moléculas</p><p>essenciais para seu funcionamento (enzimas, por exemplo). Há soluções que impedem grandes variações</p><p>de pH chamadas de soluções tampão. Elas são formadas por um ácido ou uma base fracos e um sal</p><p>correspondente (do ácido ou da base) - exemplo: tampão de acetato que é formado por ácido acético +</p><p>acetato de sódio. No contexto fisiológico, o tampão fosfato monoácido é importante (H2PO4- e HPO4-),</p><p>pois seu potencial de equilíbrio (pK) é próximo de 6,86, um valor ótimo para trabalhar em nosso</p><p>organismo, no qual o pH varia próximo a 7,4.</p><p>Importante lembrarmos que a força de ácidos ou bases se refere à capacidade de liberar ou retirar</p><p>prótons (H+) de uma solução. Assim, por exemplo, ácidos fracos liberam poucos prótons na solução,</p><p>alterando pouco o seu pH, como ocorre com o HCN. Ácidos fortes liberam muitos prótons, abaixando o</p><p>valor do pH, como ocorre com o HCl.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>8</p><p>8</p><p>A água participa de várias reações químicas que podem ocorrer nas células. Quando a água é</p><p>formada a partir de uma determinada reação, dizemos que houve síntese por desidratação ou reação de</p><p>condensação. Quando a água é utilizada para a quebra de moléculas, dizemos que houve reação de</p><p>hidrólise.</p><p>2.3 Os carboidratos ou Glicídios</p><p>São moléculas compostas por ligações de carbono, hidrogênio e oxigênio, genericamente</p><p>chamados de açucares, podendo também ser chamados de glicídios. Em geral, apresentam fórmula</p><p>química CnH2nOn. Podem ser estruturais, ou seja, auxiliar na estrutura dos seres como é o caso da celulose</p><p>nos vegetais e da quitina que forma o exoesqueleto de artrópodes e a parede celular dos fungos; ou pode</p><p>ser energética, como a glicose, a frutose e a sacarose, ou ainda o amido, uma reserva energética vegetal</p><p>e o glicogênio, uma molécula de reserva animal. Quimicamente, são definidos como poli álcoois formados</p><p>por diversos grupos carboxila (-OH) e por ao menos um grupo carbonila (-C=O), que forma aldeídos ou</p><p>cetonas, o que permite classifica-los em aldoses e cetoses.</p><p>De acordo com o grau de polimerização destas moléculas, ou seja, de acordo com a quantidade de</p><p>moléculas básicas ou subunidades que formam o carboidrato, podemos classificá-los em:</p><p>1. Monossacarídeos – formados por somente uma unidade molecular, como a glicose e a frutose.</p><p>Nós somente absorvemos monossacarídeos, portanto, substâncias maiores devem ser quebradas</p><p>ou hidrolisadas para serem utilizadas pelo corpo.</p><p>2. Dissacarídeos – formadas por duas subunidades, como a sacarose formada por uma glicose</p><p>somada a uma frutose, encontrada na cana de açúcar.</p><p>3. Polissacarídeos – formados por várias subunidades. Exemplos: celulose, quitina, amido e</p><p>glicogênio que são polímeros de glicose.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>9</p><p>9</p><p>Figura 1: À esquerda uma molécula de glicose. À direita uma molécula de frutose. Por Acdx - Obra do próprio, based on Image:D-glucose-2D-</p><p>skeletal-hexagon.png, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8035050 / Por Acdx - Obra do próprio, based on</p><p>Image:D-glucose-2D-skeletal-hexagon.png, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8035050</p><p>Figura 2: Um dissacarídeo: sacarose (glicose+frutose).</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>10</p><p>10</p><p>Figura 3: À esquerda uma representação do amido; à direita a estrutura básica que se repete no glicogênio. Por NicolasGrandjean, CC BY-SA</p><p>3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2252788.</p><p>2.4 Proteínas</p><p>As proteínas são as “máquinas moleculares” que fazem as células funcionarem. São moléculas que</p><p>podem ser estruturais (histonas, colágeno, titina), protetoras (imunoglobulina) e reguladoras (insulina,</p><p>hemoglobina, ribonucleases). Podendo ser ainda fonte de energia (ovoalbumina), em casos específicos.</p><p>Estão envolvidas em todos os processos fisiológicos das células. Correspondem a cerca de 70% de nossa</p><p>matéria seca.</p><p>"Sem as proteínas, não há vida".</p><p>As proteínas são formadas por unidades chamadas aminoácidos. Estes são moléculas orgânicas</p><p>compostas: por um grupo amina que é representado por um átomo de nitrogênio ligado a átomos de</p><p>hidrogênio (-NH2); um radical que nada mais é do que um tipo de molécula orgânica; um grupo carboxila</p><p>que consiste de um átomo de carbono ligado a dois átomos de oxigênio (-COOH), todos estes interligados</p><p>por um átomo de carbono central chamado de carbono alfa. Diferentes composições moleculares do</p><p>radical geram diferentes aminoácidos. Mais de 100 aminoácidos são conhecidos na natureza, no entanto,</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>11</p><p>11</p><p>somente 20 deles fazem parte da composição dos seres vivos. Nove destes vinte são considerados</p><p>aminoácidos essenciais por não serem produzidos pelo nosso organismo e, portanto, por terem que ser</p><p>adquiridos pela alimentação.</p><p>Figura 4: a estrutura molecular de um aminoácido. “R” representa o radical. À esquerda temos o átomo de nitrogênio formando a amina. À</p><p>direita temos o grupo carboxila, no qual um átomo de carbono se liga a dois átomos de oxigênio.</p><p>Praticamente todos os aminoácidos que compõe proteínas são do tipo levógiros, ou L-aminoácidos.</p><p>Isso é importante, pois influencia diretamente no transporte destas subunidades pelo RNAt. Aminoácidos</p><p>apresentam caráter anfótero, ou seja, reagem com ácidos e bases, de forma que quanto maior o pH (mais</p><p>básico o meio, menos H+ em solução), mais prótons haverá no grupo carboxila e menos no grupo amina.</p><p>Sob condições específicas, teremos equilíbrio da quantidade de prótons presentes das carboxilas e das</p><p>aminas, de tal forma que a somatória da carga elétrica do aminoácido será zero. Esta condição é chamada</p><p>de ponto isoelétrico, ou pI de</p><p>um aminoácido. Esse conceito pode ser aplicado a toda a proteína. Ou seja,</p><p>quando ela se encontra em uma solução de determinado pH, e suas cargas totais se anulam, ela estará em</p><p>seu ponto isoelétrico.</p><p>Os aminoácidos se ligam formando ligações químicas chamadas de ligações peptídicas. Elas</p><p>ocorrem entre o oxigênio do grupo carboxila e o hidrogênio do grupo amina do aminoácido subsequente.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>12</p><p>12</p><p>Estas uniões de aminoácidos, chamamos de peptídeos. As proteínas são grandes associações destes</p><p>aminoácidos. Diferentes combinações destes aminoácidos formam diversos tipos diferentes de proteínas.</p><p>Quando nos alimentamos, peptidases intestinais hidrolisam proteínas, liberando pequenos</p><p>peptídeos e aminoácidos que serão absorvidos pelas paredes intestinais.</p><p>Figura 5: esquema mostra uma ligação peptídica se formando entre dois aminoácidos. Por NicolasGrandjean, CC BY-SA 3.0,</p><p>https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2252788.</p><p>Peptídeos de até 30 aminoácidos são chamados de oligopeptídeos. Acima dessa quantidade, em</p><p>geral, chamamos de proteína (se apresentar função biológica) ou polipeptídeo.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>13</p><p>13</p><p>As proteínas, após sua formação, adquirem conformações espaciais determinadas pelas sequências</p><p>de aminoácidos que as formam e pelas características químicas do meio que as circunda (como</p><p>temperatura, pH e concentração salina). Esses formatos que as proteínas adquirem permitem que ela</p><p>desempenhe suas funções adequadamente. Classificamos os níveis de organização espacial das proteínas</p><p>em quatro níveis estruturais:</p><p>• Estrutura primária – representada pela sequência linear de aminoácidos que formam o</p><p>polipeptídeo, lida em geral no sentido amino-carboxi terminal.</p><p>• Estrutura secundária – formada pelos primeiros enrolamentos da sequência de aminoácidos,</p><p>gerados por interações entre hidrogênio do grupo amina com o oxigênio da carboxila (Pontes de</p><p>Hidrogênio). As estruturas secundárias mais comuns são alfa-hélice e beta-pregueada. Dependem</p><p>da estrutura primária.</p><p>• Estrutura terciária – formada por dobramentos tridimensionais da estrutura secundária</p><p>promovendo interações entre partes da proteína. Grande parte das proteínas já é funcional neste</p><p>nível. Formada pela interação dos grupos R (radicais) que pode ser: atração ou repulsão polar,</p><p>pontes de dissulfetos, atração ou repulsão eletrostática ou ligações de hidrogênio.</p><p>• Estrutura quaternária – Corresponde a interações entre subunidades terciárias. Presente em</p><p>proteínas que são formadas por mais de uma sequência linear de aminoácidos. Exemplo:</p><p>hemoglobina que é formada por quatro subunidades.</p><p>Figura 6: Exemplo de representação de estrutura terciária de uma proteína. Note as formações secundárias em alfa-hélice nas cores verde,</p><p>laranja e azul. À direita, a estrutura primária de uma proteína, representada pela sequência de aminoácidos.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>14</p><p>14</p><p>Modificado de: By Mariana Chaves Micheletto - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=70330154 e By</p><p>Amanda Rochol - Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=61270238</p><p>Essas alterações de formato são importantes para que as proteínas (enzimas) possam interagir</p><p>adequadamente com as suas moléculas alvo, num modelo de funcionamento denominado chave-</p><p>fechadura. Este modelo tem esse nome por ser análogo ao funcionamento de uma chave quando inserida</p><p>em uma fechadura. Se o formato da chave não corresponder com o ordenamento dos pinos da fechadura,</p><p>ela não abre. Ou seja, para o funcionamento correto das proteínas, é necessário que sua estrutura</p><p>terciária e/ou quaternária seja adequada. Caso as proteínas percam essa conformação devido a alterações</p><p>do meio (como temperatura e pH), diremos que a proteína está desnaturada, ou que ocorreu</p><p>desnaturação da proteína. Isso, em geral, faz com que ela perca sua função. Exemplo prático disso ocorre</p><p>quando cozinhamos um ovo. Proteínas presentes na composição da clara perdem a conformação e se</p><p>associam quando ocorre elevação da temperatura do meio. Isso solidifica o material que adquire a</p><p>coloração branca. Lembre-se que ela não volta à condição anterior após o resfriamento. Outro fator que</p><p>pode alterar a funcionalidade das enzimas é o pH. De fato, as proteínas apresentam pHs ótimos para</p><p>funcionarem, o que reflete o seu grau de protonação, ou seja, o quanto de prótons estarão ligados à sua</p><p>estrutura.</p><p>No organismo, podemos encontrar proteínas globulares, fibrosas ou conjugadas. Proteínas fibrosas são</p><p>formadas por longas cadeias com estruturas secundárias comuns, como a queratina formada por repetidas</p><p>cadeias de alfa-hélice presente no cabelo e nas unhas. Proteínas conjugadas são aquelas que podem ser</p><p>associar a outras estruturas moleculares como carboidratos, metais ou lipídios, os quais formam grupos</p><p>chamados de prostéticos. Assim, teremos, por exemplo, glicoproteínas formadas pela associação de</p><p>carboidratos com proteínas. Proteínas globulares apresentam conformações específicas, em geral</p><p>globulares, podendo apresentar o interior do esferóide hidrofóbico e a porção externa hidrofílica. Esse tipo</p><p>de proteína engloba as enzimas. Não confundir com Ribozimas, que são unidades catalíticas de RNA.</p><p>2.4.1 Enzimas</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>15</p><p>15</p><p>As proteínas quando atuam como reguladoras em reações químicas têm o papel de catalisadoras. Isto</p><p>quer dizer que elas aceleram ou facilitam a ocorrência de uma reação que, sem elas, demoraria muito para</p><p>ocorrer. Nestes casos específicos, as proteínas são chamadas de enzimas. As enzimas reduzem a energia</p><p>de ativação necessária para reação ocorrer. Uma forma de sua atuação é se ligando a moléculas alvo e</p><p>formando complexos intermediários que catalisam as reações. Grande parte da atuação das enzimas, de</p><p>fato ocorre na estabilização destes complexos ou estados intermediários. Assim, as enzimas não eficientes</p><p>e, na maioria das vezes, bastante específicas.</p><p>Enzimas podem requerer cofatores para funcionarem. Estes cofatores podem ser íons como Mg, Mn2+</p><p>ou Fe2+, ou outras moléculas orgânicas. Quando o cofator é uma molécula orgânica, este é chamado de</p><p>coenzima. Quando uma enzima se liga ao seu cofator, dizemos que ela está ativa e chamamos o complexo</p><p>de holoenzima. A parte proteica deste complexo é chamada de apoenzima. Vitaminas são tipicamente</p><p>partes de cofatores, como podemos observar na molécula de FAD.</p><p>Estas enzimas apresentam em sua estrutura uma região específica (ou mais) que chamamos de sítio</p><p>ativo. Esta região é necessária para o reconhecimento da molécula alvo, a qual chamamos de substrato.</p><p>As enzimas atuam em vários processos bioquímicos das células, participando de funções como a replicação</p><p>do DNA, a divisão celular, o metabolismo de substâncias, o transporte de substâncias, a respiração</p><p>celular, entre muitos outros. Normalmente, há elevada especificidade entre o sítio ativo e o substrato alvo</p><p>de determinada enzima. Conforme relatado acima, devemos pensar em conformações espaciais para</p><p>entendermos esta especificidade. O modelo de funcionamento ou mecanismo enzimático mais comumente</p><p>mencionado é o de Chave-Fechadura. Esse modelo assume que a enzima é uma estrutura rígida e cujos</p><p>aminoácidos</p><p>encontrados no sítio ativo e ao redor estão em perfeita conformação para ligação ao</p><p>substrato. O modelo de ajuste induzido explica que alterações conformacionais ocorrem quando ocorre a</p><p>ligação do substrato ao sítio ativo, promovendo a reação. Assim, temos na realidade um funcionamento</p><p>misto entre estes dois modelos, no qual a forma é importante, mas não é rígida, aceitando pequenos</p><p>ajustes.</p><p>Enzimas são classificadas em classes relacionadas ao tipo de reação que catalisam. Podemos ter, entre</p><p>outros tipos:</p><p>• transferases: transferem um grupo molecular de um substrato para outro (e.g. transaminases).</p><p>• hidrolases: hidrolisam, ou quebram moléculas utilizando água.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>16</p><p>16</p><p>• oxirredutases: transferem grupos de hidrogênio entre substratos, gerando reação de</p><p>oxirredução, como por exemplo, as hidrogenases.</p><p>• Ligases: catalisa reações de junção de substratos.</p><p>• Isomerases: catalisam a formação de isômeros.</p><p>• Liases: formam ou destroem duplas ligações.</p><p>Para algumas enzimas funcionarem, elas precisam ser ativadas. Sua forma inativa é em geral produzida</p><p>nas células e armazenada, já que a forma ativa poderia atacar a própria célula. A enzima inativa é chamada</p><p>de zimogênio. São exemplos de enzimas que sofrem estes processos as enzimas digestivas como pepsina e</p><p>tripsina. Processos de inibição tornam as enzimas menos ativas. Moléculas que atuam desta forma são</p><p>chamadas de inibidores. Eles podem ser inibidores competitivos, quando se ligam ao sítio ativo impedindo</p><p>a ligação ao substrato; ou inibidores não competitivos, quando se ligam a outra parte da enzima, alterando</p><p>sua estrutura terciária e reduzindo sua capacidade catalítica ou eliminando essa capacidade totalmente.</p><p>A atividade enzimática, representada pela velocidade com que uma reação ocorre, pode ser</p><p>aumentada ou diminuída pela concentração de enzimas de forma linear; pela concentração de substrato</p><p>até atingir um máximo quando todos os sítios ativos estarão ocupados; por aumento de temperatura ou</p><p>pH até um máximo (ótimo), além do qual a enzima desnatura e perde sua função.</p><p>Isoenzimas são proteínas que apresentam a mesma função, mas sua formação é determinada por</p><p>genes diferentes. Um exemplo é a Lactato desidrogenase. Isso é diferente do conceito de isoformas, que</p><p>são proteínas modificadas após o processo de tradução, ou seja, são formadas a partir da mesma origem</p><p>genética.</p><p>2.5 Lipídios</p><p>São moléculas orgânicas geralmente hidrofóbicas, ou seja, insolúveis em água, com funções de</p><p>armazenamento de energia e estrutural. Algumas apresentam função regulatória como os hormônios</p><p>esteroides.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>17</p><p>17</p><p>Podem ser encontrados como longas cadeias de carbono ligados a um grupo carboxila (o mesmo que</p><p>comentamos quando falamos de aminoácidos => C=OOH), formando os ácidos graxos. Estes podem se ligar</p><p>a um glicerol (um tipo de álcool) formando, por exemplo, os triglicérides, que tem como representantes</p><p>as gorduras animais e óleos vegetais. São ótimos estoques de carbono nos organismos animais.</p><p>Ácidos graxos podem formar moléculas anfipáticas, ou seja, que apresentam uma porção polar</p><p>representada pela carboxila e uma porção apolar, representada pela longa cadeia de carbonos. A</p><p>determinação do tamanho destas cadeias pode ocorrer, por exemplo, por reações de saponificação,</p><p>quando se mistura o ácido graxo com uma base, gerando um sal daquele ácido. Quanto maior a</p><p>quantidade de base necessária para reagir com determinado ácido graxo, menores são as cadeias de</p><p>carbono, já que para uma mesma quantidade volumétrica, teremos mais moléculas de menor cadeia.</p><p>Em relação à estrutura molecular, podem ser saturados ou insaturados. Ácidos graxos saturados não</p><p>apresentam duplas ligações entre os carbonos. Ácidos graxos insaturados podem apresentar uma ou mais</p><p>dessas duplas ligações. Quanto maior a quantidade de duplas ligações, maior o grau de insaturação e</p><p>menor o ponto de fusão. Quanto maior a cadeia de carbonos, maior o ponto de fusão. Assim, ácidos</p><p>graxos com muitas insaturações (duplas ligações) como o ácido araquidônico presente em banha de porco,</p><p>apresenta ponto de fusão de -50°C, ou seja, na temperatura ambiente (25°C), ele sempre se apresentará</p><p>como líquido, solidificando-se somente na baixa temperatura indicada. Já o ácido palmítico, presente em</p><p>carnes e palmeiras, consiste de um ácido graxo saturado cuja cadeia apresenta 16 carbonos sem duplas</p><p>ligações entre eles. Este ácido apresenta ponto de fusão de 63°C. Assim, podemos esperar em temperatura</p><p>ambiente, encontra-lo no estado sólido, necessitando de aquecimento para que ele se liquefaça. A</p><p>quantidade de insaturações pode ser determinada por meio de reações com iodo. Este composto se liga</p><p>às dupla ligações, de forma que quanto maior a quantidade de iodo em uma dada reação de titulação,</p><p>maior a quantidade de insaturações do ácido graxo sendo estudado.</p><p>São outros exemplos de lipídios: ceras, fosfolipídios (presentes nas membranas das células) e</p><p>esteroides. Estes últimos apresentam estrutura química cíclica e composta, sendo utilizados pelo nosso</p><p>corpo para a produção de hormônios, ou para gerar alterações na viscosidade de substâncias como a</p><p>própria membrana plasmática das células. As ceras são formadas por ácidos graxos e por álcoois graxos e</p><p>são totalmente apolares, ou seja, totalmente hidrofóbicas. Esfingolipidios são lipídios formadores das</p><p>bainhas de mielina. Eles formam também as balsas lipídicas (regiões especializadas da membrana</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>18</p><p>18</p><p>plasmática onde ocorre transdução de sinais e processos de endocitose). O colesterol é um tipo de lipídio</p><p>(alcool especial) presente nos seres vivos, sendo utilizado para produção dos esteroides.</p><p>Resumindo, podemos dividir os lipídios em dois grupos: aqueles formados com ácidos graxos e aqueles</p><p>que não apresentam ácidos graxos na sua estrutura.</p><p>2.6 As vitaminas</p><p>São um grupo bastante diversificado de substâncias orgânicas. Em geral são moléculas essenciais para</p><p>uma série de processos fisiológicos associando-se com enzimas permitindo assim seu funcionamento, ou</p><p>associando-se a nucleosídeos, formando coenzimas; são de tamanho pequeno e necessitam ser adquiridas</p><p>na alimentação, já que não são produzidas pelo organismo.</p><p>Devido a suas características moleculares, apresentam-se com ou sem solubilidade em água, sendo</p><p>assim classificadas como lipossolúveis ou hidrossolúveis.</p><p>• Lipossolúveis: Vitaminas D, E, K e A, se dissolvem em lipídios (gorduras) onde ficam</p><p>armazenadas. Algumas, como a K, são produzidas por bactérias em nosso intestino grosso.</p><p>• Hidrossolúveis: vitaminas C e do complexo B. Necessitam de reposição alimentar constante.</p><p>Podemos relacionar a avitaminose, ou falta de vitamina, com alguns problemas de saúde, como:</p><p>• Vitamina K – hemorragias.</p><p>• Vitamina E – anemia.</p><p>• Vitamina C – problemas de cicatrização e escorbuto.</p><p>• Vitamina D – deficiência nos processos relacionados a cálcio – ossos, raquitismo.</p><p>• Vitamina A – problemas na visão.</p><p>• Vitamina B12 – anemia, distúrbios nervosos.</p><p>• Vitamina B6 – distúrbios nervosos.</p><p>• Vitamina B2 – rachaduras na mucosa bucal.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>19</p><p>19</p><p>3 - INTRODUÇÃO ÀS REAÇÕES METABÓLICAS</p><p>Para entendemos algumas</p><p>reações que ocorrem no metabolismo, é necessário estudarmos alguns</p><p>tipos de reações químicas, cujos mecanismos são bastante comuns nas vias metabólicas.</p><p>Iniciamos com o conceito de reações espontâneas (não dependem de velocidade para ser</p><p>considerada espontânea). O conceito se relaciona a capacidade de uma reação de ocorrer de forma</p><p>natural. De fato, em termos metabólicos, as enzimas irão acelerar estes tipos de reação. Elas ocorrem em</p><p>determinadas condições. A química teórica e a termodinâmica estudam estas reações em termo de</p><p>entalpia, entropia e energia livre de Gibbs.</p><p>Entalpia é uma grandeza que mede a energia interna de sistemas. Ela é impossível de medir, mas</p><p>sua variação pode ser determinada em reações químicas. Importante aqui é saber que, de acordo com a</p><p>primeira lei da termodinâmica, se o reagente tiver entalpia maior do que o produto, a energia interna</p><p>perdida na reação deve aparecer como calor, por exemplo. Assim, forma-se uma reação exotérmica, ou</p><p>seja, aquela que libera energia. Em geral, este tipo de reação é espontânea, podendo ser classificada</p><p>também como exergônica.</p><p>A entropia é uma grandeza que mede a desordem de um sistema. Em processos naturais, a</p><p>entropia do universo sempre aumenta. Para reduzir isso, deve-se gastar energia. Uma analogia pode ser</p><p>feita em relação aos seus estudos. Se você não se organizar, a matéria se acumula e os conceitos ficam</p><p>bagunçados. Para resolver isso, você certamente irá gastar bastante energia.</p><p>Gibbs foi um pesquisador que estudou estes conceitos aplicados às reações químicas e postulou que, sob</p><p>temperatura e pressão constantes, a direção de uma reação espontânea é a direção da diminuição da</p><p>energia livre (que foi chamada de energia livre de Gibbs, representada como ∆G). Matematicamente, isso</p><p>foi determinado como sendo uma relação de subtração entre a variação de entropia e a variação de</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>20</p><p>20</p><p>entalpia do sistema. Assim, a variação de energia livre de Gibbs (∆G0') pode ser medida e determinada</p><p>para certas reações. O importante aqui é sabermos que:</p><p>1. Sempre que a variação de energia livre de Gibbs foi negativa, a reação será</p><p>espontânea.</p><p>2. A maioria das reações com ∆G0' muito negativo (menor do que -25) é praticamente</p><p>irreversível - considerando-se somente reverter as reações aumentando as</p><p>concentrações de produtos.</p><p>Vejamos um exemplo prático. Estudando a reação reversível A = B, na qual o reagente A forma</p><p>espontaneamente o produto B. Caso a variação da energia livre de Gibbs desta reação seja determinada</p><p>como sendo 10 KJ.mol-1, certamente ela ocorrerá espontaneamente no sentido de formação de A e não de</p><p>B. Isso quer dizer que para formarmos B, precisaremos gastar energia. Contrariamente, se o valor da</p><p>variação de energia livre de Gibbs for determinado como sendo -20 KJ.mol-1, isso indicará que a reação</p><p>ocorre espontaneamente no sentido de formação de B.</p><p>Desta forma, se analisarmos a reação ATP = ADP + Pi, ou seja, formação de fosfato inorgânico e de</p><p>adenosina difosfato a partir de adenosina trifosfato, verificaremos que o valor de variação de energia livre</p><p>de Gibbs (∆G0') vale -30,5 KJ.mol-1. Isso significa que a liberação de fosfato e formação de ADP ocorre de</p><p>forma quase espontânea enquanto que uma enorme quantidade de energia deve ser gasta para formar o</p><p>ATP.</p><p>Para reverter esta condição e com objetivo de viabilizar reações, o organismo pode acoplar reações,</p><p>ou seja, o organismo adiciona passos nas reações químicas para que elas ocorram, alterando assim o ∆G0'.</p><p>Como exemplo podemos verificar a reação de formação de Glicose 6 fosfato. Este tipo de composto</p><p>(glicose fosfatada) é importante para que a glicose seja utilizada pelas células. Para isso, basta</p><p>adicionarmos um fosfato orgânico à molécula de carboidrato. Só que a variação de energia livre de Gibbs</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>21</p><p>21</p><p>desta reação vale 14,3 KJ.mol-1, o que indica que ela não ocorre espontaneamente. O organismo então,</p><p>gasta uma molécula de ATP, formando ADP e fosfato orgânico livre, numa reação praticamente</p><p>espontânea, no valor de -31 KJ.mol-1. Quando somamos os valores de ∆G0' ao acoplarmos, ou somarmos</p><p>estas reações, teremos um valor resultante final de -16,7 KJ.mol-1, favorecendo, portanto, a formação de</p><p>Glicose fosfatada. Veja as representações abaixo.</p><p>Glicose + Pi = Glicose 6 Fosfato ∆G0' 14,3</p><p>ATP = ADP + Pi ∆G0'-31</p><p>-------------------------------------------------</p><p>Glicose + ATP = Glicose 6 Fosfato + ADP + Pi ∆G0' -16,7</p><p>Utilizaremos muito nos nossos estudos, termos relacionados a reações de oxido redução. Vale a</p><p>pena dar uma recordada. Este tipo de reação ocorre quando um composto doa elétrons para outro.</p><p>Aquele que doa elétrons é um agente redutor, que ao doar os elétrons está se oxidando. Aquele que</p><p>recebe elétrons é um agente oxidante e atua reduzindo os compostos doadores. Veremos mais à frente,</p><p>que as reações de catabolismo são em geral reações de oxidação de compostos. Já as reações anabólicas</p><p>em geral envolvem a redução de compostos. Uma dica: elétrons que são doados não viajam sozinhos no</p><p>meio intracelular. Eles são transferidos acoplados a átomos de hidrogênio. Com isso em mente, ficará</p><p>fácil identificar compostos que foram oxidados ou reduzidos nas reações que estudaremos.</p><p>4 - INTRODUÇÃO AO CATABOLISMO DAS BIOMOLÉCULAS</p><p>Quando nos alimentamos, ocorre a digestão dos alimentos num processo de quebra química de</p><p>suas estruturas, de forma que suas subunidades sejam disponibilizadas para as células do corpo. Estas</p><p>subunidades podem ser utilizadas em diversas rotas metabólicas. Especificamente nos processos de</p><p>geração de energia, teremos o catabolismo destas estruturas de tal forma que prótons e elétrons</p><p>Soma das reações</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>22</p><p>22</p><p>presentes nelas sejam utilizados pelo nosso organismo para gerar e armazenar energia. Nesse processo,</p><p>teremos a liberação de CO2 e de NH3, este último formado a partir do catabolismo de proteínas. Esses</p><p>elétrons e prótons provenientes das subunidades dos nossos alimentos serão passados para coenzimas</p><p>que serão reutilizadas no sistema (recicladas), devolvendo os elétrons ao ambiente por meio de ligação</p><p>destes ao gás oxigênio (já que somos seres aeróbicos), formando água.</p><p>Estas coenzimas são denominadas FAD e NAD. A Flavina Adenina Dinucleotídeo ou FAD é formada</p><p>por uma adenosina difosfato ligada a uma riboflavina (vitamina B2). Nos processos de catabolismo de</p><p>carboidratos, ela irá reduzir ao receber dois prótons e dois elétrons, tornando-se FADH2 (forma reduzida).</p><p>A Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo (NAD), é formada por uma adenosina ligada a uma molécula de</p><p>nicotinamida (vitamina B3). Nos processos metabólicos ela recebe dois elétrons e um próton, formando</p><p>NADH (forma reduzida). Sua forma oxidada em geral é representada como NAD+, já que apresenta uma</p><p>carga positiva.</p><p>No diagrama acima, podemos ver um resumo dos processos metabólitos que irão gerar energia</p><p>para as células.</p><p>Carboidratos Lipídios Proteínas NH3</p><p>CO2</p><p>H+ + e-</p><p>NAD+ e FAD</p><p>Coenzimas oxidadas</p><p>NADH e FADH2</p><p>Coenzimas reduzidas</p><p>O2 + ADP + Pi H2O + ATP</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>23</p><p>23</p><p>5 – A ENERGIA DAS CÉLULAS</p><p>Nosso processo de respiração depende da entrada de ar nos pulmões, o que é gerado por</p><p>diferenças de pressão entre o interior do tórax e o meio externo. De fato, o que chamamos comumente de</p><p>respiração pulmonar deveria ser corretamente chamado de ventilação pulmonar. A respiração celular</p><p>ocorre com a oxidação de nutrientes, gerando uma molécula que transfere energia química, fornecendo-a</p><p>para que as reações químicas das células ocorram. Esta molécula é chamada de ATP. Esta sigla vem das</p><p>palavras ADENOSINA TRIFOSFATO.</p><p>Figura 7: A estrutura química de uma molécula de ATP. À esquerda notamos os três átomos de fósforo (P) ligados a átomos de oxigênio (O). Ao</p><p>centro notamos o carboidrato (ribose) e na direita encontramos a adenina.</p><p>A adenosina é uma molécula formada por uma base nitrogenada (adenina; a mesma que forma o</p><p>DNA) e um carboidrato (a ribose; a mesma que forma o RNA). Esta molécula é ligada a três átomos de</p><p>fósforo ligados a átomos de oxigênio, daí o nome tri fosfato. O que ocorre é que estas ligações de fosfato</p><p>funcionam como verdadeiras reservas de energia para as células, de forma que podemos fazer uma</p><p>analogia com as moedas que utilizamos no dia a dia. Assim, quando nos alimentamos, algumas moléculas</p><p>presentes nos alimentos são digeridas (ou quebradas quimicamente) e sua energia é trocada nas células</p><p>por energia na forma de ATP, as “moedas” que serão utilizadas nos nossos sistemas bioquímicos.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>24</p><p>24</p><p>Quando a célula necessita de realizar alguma reação que demande energia, ela usa ATP. Exemplo:</p><p>quando você contrai algum músculo, é essa molécula que possibilita que as proteínas das células</p><p>musculares se liguem umas às outras e de desliguem depois.</p><p>O processo de respiração celular, portanto, é a geração de ATP a partir de nutrientes. O mais</p><p>comum nutriente utilizado para esta finalidade é a glicose, um carboidrato (açúcar). Entretanto, proteínas</p><p>e gorduras também podem ser utilizadas na síntese do ATP, conforme estudaremos adiante.</p><p>A respiração celular pode ocorrer tanto na presença como na ausência de oxigênio. No primeiro</p><p>caso, ocorre o processo aeróbio, que gera mais energia. No segundo, ocorre o processo anaeróbio (sem</p><p>oxigênio), que gera menos energia do que o primeiro.</p><p>Para entendermos estes processos, iniciaremos estudando quais as vias metabólicas que permitem</p><p>que a glicose seja disponibilizada para o metabolismo celular, ou utilizada por este para gerar ATP.</p><p>6 - METABOLISMO DE CARBOIDRATOS</p><p>6.1 Glicólise</p><p>O sufixo “lise” significa “quebra”. Logo, glicólise significa a quebra da glicose. Essa quebra consiste</p><p>no processo químico de oxidação dessa molécula (retirada de elétrons dessa molécula), no qual ela irá</p><p>receber adições de átomos de fósforo (ou íons fosfato) e dividir sua estrutura molecular (que apresenta 6</p><p>carbonos), gerando no final da reação:</p><p>• Duas moléculas de piruvato (três carbonos),</p><p>• Duas moléculas de ATP,</p><p>• Dois NADH.</p><p>Isso ocorre em 10 reações que são catalisadas por enzimas específicas presentes no citoplasma das</p><p>células.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>25</p><p>25</p><p>A glicólise ocorre no citoplasma da célula.</p><p>Na primeira etapa, a glicose é fosforilada e transformada em frutose. Na segunda, a frutose é</p><p>quebrada em dois açucares de 3 carbonos cada. Interessantemente, estas reações quando somadas</p><p>apresentam um ∆G0' real da ordem de -55 KJ.mol-1 (em eritrócitos), ou seja, é uma reação altamente</p><p>exergônica (liberação de energia), ocorrendo fortemente no sentido de degradação da glicose. Na</p><p>terceira, os açucares (aldeídos) são oxidados a ácidos e reduzem NAD+. Na quarta, os ácidos originam o</p><p>piruvato (um tipo de cetoácido) e produzem ATP. Estes processos são comuns a todos os organismos.</p><p>As reações da glicólise ocorrem independentes da presença de oxigênio.</p><p>A glicose tem na sua composição 6 átomos de carbono. Ela será “quebrada” em duas moléculas</p><p>com três átomos de carbono, que chamamos de piruvato (um cetoácido). Estas duas moléculas poderão</p><p>então ser transportadas para dentro da mitocôndria onde ocorrerá outra fase da respiração celular,</p><p>denominada de ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs.</p><p>C6H12O6 → 2 C3H4O3 + 2 NADHH+</p><p>Glicose = 2piruvato + coenzimas reduzidas</p><p>Nesse processo, dois elétrons (e-) e 2 prótons de hidrogênio (H+) também são retirados da</p><p>molécula de glicose e capturados por duas moléculas da coenzima NAD+, resultando em duas moléculas de</p><p>NADHH+, a forma reduzida da coenzima. As moléculas de NADH irão posteriormente gerar um potencial</p><p>químico no espaço intermediário da mitocôndria. Este potencial será utilizado para gerar energia na forma</p><p>de ATP. Por convenção, considera-se que cada NADHH+ possa gerar até 3 ATPs. Teremos então, como saldo</p><p>final da reação:</p><p>Glicose + 2Pi + NAD+ + 2ADP = 2NADH + 2ATP + 2 Piruvato + 2H2O</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>26</p><p>26</p><p>Imagine todo esse processo como um processo semelhante a uma combustão. Esta nada mais é do</p><p>que uma reação de oxidação. Nela, compostos orgânicos reagem com o gás oxigênio liberando grande</p><p>quantidade de energia e gerando gás carbônico (entre outros gases). Lembre-se de quando você queima</p><p>lenha em uma fogueira. A lenha é formada de matéria orgânica, em grande parte, representada por</p><p>polímeros de glicose: a celulose e a lignina. Estes polímeros demandam muita energia para serem</p><p>formados. Quando são queimados, promove-se sua oxidação, separando os carbonos que compõe a sua</p><p>estrutura e reagindo-os com o oxigênio, liberando gás carbônico e muita energia na forma de calor (que</p><p>forma a chama). Esse mesmo processo ocorre de forma bastante controlada em nossas células.</p><p>Glicose é fosforilada em seu carbono</p><p>6. Um Pi de um ATP se liga ao</p><p>oxigênio da hidroxila. Glicose-6-fosfato é isomerizada,</p><p>alterando sua forma, liberando um</p><p>grupo hidroxila para ser fosforilada.</p><p>Ao final, formar-se-á uma molécula de</p><p>frutose 1,6 bisfosfato.</p><p>Frutose1,6bisfosfato é quebrada em</p><p>dois açucares. Uma Diidroxicetona</p><p>fosfato (DHAP) e um Gliceraldeído 3</p><p>fosfato. A DHAP se isomeriza</p><p>formando Gliceraldeído 3 P.</p><p>As moléculas de Gliceraldeído3P irão</p><p>ser oxidadas por uma enzima</p><p>desidrogenase, que irá reduzir um</p><p>NAD+ a NADH. Ele irá receber ainda</p><p>um fosfato inorgânico, formando 1,3</p><p>bisfosfoglicerato.</p><p>Uma enzima quinase fosforila um</p><p>ADP, formando um ATP, retirando um</p><p>fosfato do 1,3bisfosfoglicerato.</p><p>Forma-se então 3 fosfoglicerato que</p><p>será isomerizado por uma enzima</p><p>mutase a 2 fosfoglicerato.</p><p>O 2 fosfoglicerato irá originar</p><p>fosfoenolpiruvato (PEP) por</p><p>condensação, ou seja, perdendo uma</p><p>molécula de água. Uma enzima</p><p>quinase irá então retirar o fosfato do</p><p>PEP e fosforilar uma molécula de ADP,</p><p>formando ATP. A molécula restante</p><p>irá rearranjar um hidrogênio</p><p>formando o piruvato.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>27</p><p>27</p><p>Figura 8: Acima, as reações que compõe a glicólise. Abaixo as reações com as formulas moleculares lineares ilustrando os processos de redução</p><p>de 6 para 3 carbonos, apresentando destaques dos átomos e grupo modificados. Modificado de Patchgood - Obra do próprio, CC BY-SA 4.0,</p><p>https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=64714598.</p><p>6.2 A Fermentação láctica (anaerobiose)</p><p>Verificamos anteriormente que a partir de glicose, geramos ATP e NADH, além de água e piruvato.</p><p>No processo da reação, verificamos então que foram utilizados ADP e NAD+ que deverão ser repostos no</p><p>organismo. Isso pode ocorrer por meio da alimentação ou por outras vias metabólicas. A recuperação de</p><p>NAD+ pode ocorrer por fermentação ou por fosforilação oxidativa, quando o NADH atua como doador de</p><p>prótons. O primeiro processo ocorre na ausência de oxigênio, portanto, sendo parte de processos de</p><p>respiração anaeróbia.</p><p>Quando não há oxigênio disponível, o piruvato será reduzido a outros compostos por meio de</p><p>reações com o NADH. Isso quer dizer que um elétron que o NADH carregava vai retornar ao piruvato</p><p>(carregado por um átomo de hidrogênio), fazendo com que se formem os compostos lactato ou o etanol.</p><p>Em ambos a quantidade de ATP produzida será muito inferior ao processo aeróbio. Este processo</p><p>regenera uma molécula de NAD+. Esta coenzima pode retornar então à via glicolítica.</p><p>Glicose</p><p>Piruvato</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>28</p><p>28</p><p>A fermentação pode ser classificada de acordo com o produto final da reação, sendo chamada de</p><p>fermentação láctica caso o produto final seja o ácido lático (ou lactato), ou de fermentação alcoólica</p><p>quando o produto final é o etanol e CO2. Veja nas reações abaixo.</p><p>C6H12O6 (glicose) + 2 ADP + 2 Pi 2 C3H5O3 (lactato) + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+</p><p>Fermentação Alcoólica</p><p>C6H12O6 (glicose) + 2 ADP + 2 Pi 2 C2H6O (etanol) + 2 ATP + 2 CO2</p><p>O=</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>29</p><p>29</p><p>Biologicamente, encontramos organismos que apenas realizam fermentação para obter energia,</p><p>como algumas bactérias e outros que podem optar por fermentar ou por respirar aerobiamente, como</p><p>leveduras. Nossas próprias células podem acabar fermentando caso o aporte de oxigênio não seja</p><p>suficiente para suprir a demanda energética. Essa fermentação pode causar o acúmulo de ácido lático nos</p><p>músculos gerando fadiga.</p><p>Fermentação é o processo bioquímico de respiração celular anaeróbia.</p><p>A fermentação tem um importante valor econômico. Há anos os humanos aprenderam a dominar o</p><p>cultivo de leveduras e a utiliza-las a seu favor, produzindo queijos, pães e bebidas alcoólicas como o vinho</p><p>e a cerveja. Todos estes produtos dependem de processos fermentativos.</p><p>6.3 Gliconeogênese - anabolismo de glicose</p><p>O processo de formação de glicose depende de sinais do organismo que indiquem a necessidade de</p><p>gerar este composto. Por se tratar de um processo anabólico, devemos entender que haverá gasto de</p><p>energia para construção da glicose.</p><p>Para iniciar os estudos, é importante lembrarmos que muitas das reações da glicólise apresentam</p><p>∆G0' próximo de zero, o que nos indica a possibilidade de reversão das reações. Assim, por exemplo, a</p><p>formação de frutose 6P a partir de glicose 6P apresenta ∆G0' no valor de -2,5 KJ/mol; a formação de</p><p>fosfoenolpiruvato a partir de 2PGlicerato apresenta valor de -3,3 KJ/mol; etc. No entanto, há três reações</p><p>da via glicolítica que apresentam elevados valores de variação de energia livre de Gibbs:</p><p>1. a formação de Glicose 6P a partir de Glicose (-33 KJ/mol);</p><p>2. a formação de frutose 6P a partir de Frutose 1,6P (-22 KJ/mol);</p><p>3. e a formação de piruvato a partir de Fosfoenaolpiruvato (-16,7 KJ/mol).</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>30</p><p>30</p><p>Desta forma, o organismo deverá encontrar outros meios para transpassar estes gargalos energéticos,</p><p>pois sem estes caminhos alternativos, contando apenas com a reversibilidade das reações, seria impossível</p><p>formar glicose apenas com esta via metabólica. Na figura 9, abaixo, podemos ver em destaque na glicólise</p><p>os gargalos anteriormente indicados.</p><p>Figura 9: Em destaque, na via da glicólise, as três reações que apresentam elevado∆G0'. 1. formação de glicose6P; 2. formação de frutose1,6P;</p><p>3. formação de Piruvato.</p><p>Para formar Fosfoenolpiruvato, a célula inicia o processo dentro da mitocôndria, carboxilando um</p><p>piruvato, ou seja, adicionando a ele uma molécula de gás cabônico unido a uma molécula de água. Este</p><p>piruvato não é o mesmo formado a partir de glicose. Ele pode ser formado a partir de outras fontes como</p><p>amino ácidos ou a partir de lactato. Depois de ganhar um carbono, forma-se a partir do piruvato uma</p><p>molécula de oxaloacetado. Para que isso ocorra, é necessário o gasto de um ATP. Essa produção</p><p>suplementar de oxaloacetado pode ser ativada pela elevada presença de Acetil CoA resultante de uma</p><p>demanda energética aumentada. Veremos mais sobre estes compostos quando falarmos do ciclo de Krebs.</p><p>O oxaloacetato, então, forma malato por meio da oxidação de um NADH, formando um NAD+. O</p><p>malato pode ser transportado para o citoplasma da célula, onde poderá novamente formar oxaloacetado.</p><p>Este oxaloacetato no citosol será fosforilado por meio de reação com um GTP e será descarboxilizado,</p><p>perdendo um átomo de carbono na forma de CO2. Como resultado destas reações teremos a formação de</p><p>Fosfoenolpiruvato.</p><p>1 2</p><p>3</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>31</p><p>31</p><p>Veja que vários intermediários moleculares foram adicionados na reação para que o piruvato forme</p><p>fosfoenolpiruvato.</p><p>No caso da formação de frutose6P, o que ocorre é a hidrólise da frutose 1,6P, mas agora sem gasto</p><p>de ATP. De fato, há liberação de um fosfato inorgânico na reação, agora desacoplada do uso de ATP. A</p><p>supressão do uso do ATP já é suficiente para que a energia livre da reação no sentido oposto ao da glicólise</p><p>se torne negativa, ou seja, favorável a ocorrer de forma espontânea.</p><p>Na ultima reação, de formação de glicose a partir de glicose6P, veremos que, assim como a reação</p><p>anterior, teremos por meio da hidrólise da glicose6P a liberação de um fosfato inorgânico e de glicose.</p><p>Desacoplando a reação do uso de um ATP, a reação se torna espontânea.</p><p>Assim, teremos como formula final da reação:</p><p>2 Piruvato + 6 H2O + 6ATP + 2NADHH+ = Glicose + 6ADP + 6Pi + 2NAD+</p><p>Energeticamente, a gliconeogênese irá "custar" à célula 12ATPs. Interessante notar que a glicólise</p><p>gera 8 ATPs (dois ATPs e 2NADH).</p><p>Note que aminoácidos podem participar da gliconeogênese, fornecendo esqueletos de carbono</p><p>(cetoácidos) para a formação de intermediários no ciclo de Krebs ou formando piruvato. Esses aminoácidos</p><p>são provenientes de intensa proteólise em períodos de jejum prolongado. Isso pode gerar anemia, redução</p><p>de imunidade e perda de massa muscular.</p><p>Na figura 10, temos todo o processo para facilitar a visualização da via.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>32</p><p>32</p><p>Figura 10: a gliconeogênese.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>33</p><p>33</p><p>6.4 Via das Pentoses</p><p>As pentoses são os açucares com cinco carbonos em sua estrutura que irão formar a estrutura dos</p><p>nucleotídeos. Estes, além da formação do RNA e do DNA, são importantes na formação de coenzimas</p><p>como coenzima A, NAD e FAD. O NAD é bastante importante, podendo atuar na formação de ATP dentro</p><p>das mitocôndrias. Sua forma fosforilada, formando NADPH, apresenta muita participação nos processos de</p><p>biossíntese, por exemplo, na formação de aminoácidos ou de</p><p>ácidos graxos, entre outros lipídios. Nestes</p><p>casos, ocorre a formação de NADP+ devido aos processos de redução envolvidos. Esse NADP+ será</p><p>regenerado por oxidação a NADPH na via das pentoses.</p><p>Além disso, o NADPH será importante na formação de glutationa, um relevante composto que atua</p><p>na redução do estresse oxidativo nas células. A cadeia respiratória e o transporte de oxigênio pelos</p><p>eritrócitos podem gerar radicais livres que podem ser ânions superóxidos, íons hidroxila, peróxidos e</p><p>peróxidos de hidrogênio. Estes radicais são muito reativos e podem danificar a célula e seu material</p><p>genético. A glutationa é um excelente agente redutor. Ela é formada pela conjugação de três aminoácidos:</p><p>glicina, cisteína e glutamato. O grupo SH presente na cisteína atua distribuindo elétrons para os compostos</p><p>reativos. Ela é recuperada por ação do NADPH, em uma reação catalisada pela Glutationa redutase.</p><p>Uma característica a ser notada é que o NADPH é um composto majoritariamente citoplasmático,</p><p>diferente do NADH que atuará bastante no interior da mitocôndria. Assim, a via de formação das pentoses</p><p>pode ser entendida como uma alternativa de oxidação da glicose, que irá gerar potencial químico para ser</p><p>usado em processos anabólicos. Interessantemente, de 20-30% da glicose oxidada no fígado, o é pela via</p><p>das pentoses.</p><p>A formação de ribose 5P pela via das pentoses pode ocorrer em duas fases: uma oxidativa e uma</p><p>não oxidativa.</p><p>Na fase oxidativa a glicose 6P, formada a partir de glicose na via glicolítica, será reduzida formando</p><p>6 fosfogluconato por ação da glicose 6 fosfato desidrogenase (G6PD). Esta enzima é regulada pela</p><p>presença de NADPH! Quando muito NADPH se acumula, a reação é parada aqui. O 6 fosfogluconato será</p><p>descarboxilado e reduzido, formando uma ribulose 5 fosfato. Neste processo todo, dois NADP+ serão</p><p>oxidados a NADPH.</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>34</p><p>34</p><p>A ribulose 5 P é uma cetona por apresentar uma dupla ligação com oxigênio (carbonila) no segundo</p><p>carbono. Uma enzima isomerase transforma essa cetona em um aldeído, levando a dupla ligação para o</p><p>primeiro carbono. Assim, forma-se a ribose 5 P.</p><p>Pessoas que apresentam deficiência da enzima G6PD apresentam deficiência na redução do NADP e</p><p>da glutationa o que leva ao rompimento de hemácias e um quadro de anemia profunda.</p><p>Figura 11: a via das pentoses ocorre em duas fases: uma oxidativa e uma não oxidativa.</p><p>No caso de o organismo acumular ribose 5P e necessitar apenas de mais NADPH, poderá</p><p>ocorrer preferencialmente a fase não oxidativa da via das pentoses. Neste caso, catabolizadas por uma</p><p>série de transaldolases e transcetolases, teremos a formação de diversos compostos a partir da ribose 5P,</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>35</p><p>35</p><p>como a xilulose 5P. Estes dois açucares de cinco carbonos poderão formar outros intermediários</p><p>resultando na formação final de frutose6P ou de Gliceraldeido3P. Estes últimos compostos podem ser</p><p>utilizados para formação de glicose, ou podem ser oxidados gerando ATP e seguindo a via glicolítica.</p><p>Assim notamos a integração entre a glicólise, a gliconeogênese e a via das pentoses, todos ocorrendo no</p><p>citoplasma e de forma independente.</p><p>Figura 12: a fase não oxidativa da via das pentoses. Em destaque compostos que poderão integrar a via glicolítica. Veja que a quantidade total</p><p>de carbonos nas reações não se altera. Partindo de reação com dois compostos com 5 carbonos cada, que formam dois compostos sendo um</p><p>com 7 e outro com 3, que podem formar um composto com 6 e outro com 4. Este último pode reagir com um composto com 5 carbonos,</p><p>formando um composto com 3 e outro com 6.</p><p>5C</p><p>5C</p><p>5C</p><p>7C</p><p>3C</p><p>6C</p><p>4C</p><p>6C</p><p>3C</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>36</p><p>36</p><p>7 - A RESPIRAÇÃO AERÓBICA E A VIA CATABÓLICA COMUM</p><p>A respiração aeróbica gera uma grande quantidade de ATP para a célula. Ele consiste na oxidação</p><p>de nutrientes, principalmente a glicose, utilizando o gás oxigênio como agente oxidante final. Isso quer</p><p>dizer que o oxigênio funciona como receptor final dos elétrons que serão “removidos” moléculas orgânicas</p><p>contidas nos alimentos. Estas reações geram água, gás carbônico e energia que será armazenada pela</p><p>célula na forma de ATP, de acordo com a fórmula indicada abaixo.</p><p>C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 38ATP</p><p>Glicose gás oxigênio gás carbônico água energia</p><p>O gás oxigênio desta reação é obtido por meio da respiração pulmonar. Já a glicose é obtida pela</p><p>alimentação ou a partir de outras reações do corpo, como por exemplo, quando utilizamos nossas reservas</p><p>hepáticas ou musculares de glicogênio, ou quando consumimos os nossos lipídios de reserva (gorduras).</p><p>Veja que o saldo energético é apresentado como sendo 38ATPs. Esse montante aparece como</p><p>36ATP em alguns livros, já que o NADH produzido no citoplasma gasta ATP para entrar na mitocôndria e ser</p><p>oxidado.</p><p>7.1 O ciclo de Krebs</p><p>Este ciclo também é chamado de Ciclo do ácido cítrico (ou ciclo do ácido tricarboxilico). Importante</p><p>saber que ele ocorre no interior das mitocôndrias nos eucariotos, ou no citosol dos procariotos aeróbicos.</p><p>Esse ciclo é o centro do metabolismo catabólico aeróbico, pois é ele quem fornece substratos (NADHs e</p><p>André Vieira Peixoto Davila</p><p>Aula 17</p><p>SEDUC-PA (Professor - Biologia) Conhecimentos Específicos</p><p>www.estrategiaconcursos.com.br</p><p>05969438308 - Ellen Francisca Santos de Araújo</p><p>37</p><p>37</p><p>FADH2) para a cadeia respiratória. O catabolismo de carboidratos, lipídios e aminoácidos libera as Acetil</p><p>CoAs que vão alimentar o Ciclo de Krebs.</p><p>Ele irá ocorrer por uma série de reações enzimáticas que irão oxidar as duas moléculas de piruvato</p><p>formadas na glicólise, gerando no final: duas moléculas de GTP (Guanosina trifosfato - que corresponde</p><p>energeticamente ao ATP), 6 moléculas de NADH e 2 moléculas de FADH2, além de CO2 e H2O.</p><p>O piruvato precisa ser modificado para entrar na mitocôndria, perdendo um átomo de carbono na</p><p>forma de CO2. Por ação de um complexo enzimático chamado de Piruvato Desidrogenase (PDH), ele passa</p><p>então a formar a Acetil-Coenzima A (conhecida como Acetil-CoA), num processo que envolve a redução de</p><p>um NAD+, formando um NADH. A coenzima A é formada por uma adenosina ligada a dois fosfatos, ligados</p><p>a vitamina B5 (ácido pantotênico) e a um grupo chamado de mercapto-etilamina. O modo de ação da PDH</p><p>enzima é bem conhecido. Ela apresenta um grupo pirofosfato que é responsável pela ligação com o</p><p>piruvato e alteração de sua estrutura, efetuando a ligação da molécula de acetil formada pela perda do CO2</p><p>a um grupo contendo átomos de enxofre (S). A oxidação de NAD+ promove a recuperação da estrutura</p><p>original da enzima, deixando-a pronta para ser reutilizada na reação.</p><p>A Acetil-CoA ("dois carbonos") irá entrar na mitocôndria e ser adicionada a uma molécula chamada</p><p>Oxaloacetato (é um cetodiácido) que apresenta quatro carbonos em sua conformação. A adição de Acetil-</p><p>CoA ao Oxaloacetato forma uma molécula com seis carbonos chamada de ácido cítrico (ácido tri</p><p>carboxílico) ou citrato. Daí o nome do ciclo. Nesse processo, há incorporação de uma molécula de água</p><p>(hidrólise) e ocorre a liberação da coenzima A a partir da molécula de Acetil-CoA. Esta coenzima pode</p><p>então voltar a participar do ciclo.</p><p>O citrato sofre uma isomerização com alteração da posição de um de seus grupos hidroxila,</p><p>formando uma molécula de Isocitrato.</p>