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1ª. Prova (de Consulta) de Bioquímica I – 23/03/2021 Profa. Dra. Maria Teresa Marques Novo Mansur Curso de Biotecnologia/ UFSCar - ENPE 2 (1º semestre 2021) NÃO ENTREGAR ESTA PARTE DA PROVA, UTILIZE APENAS COMO CONSULTA. Entregar apenas a página com a tabela contendo as RESPOSTAS (conforme orientações naquele arquivo). QUESTÕES 1. (0,5) São aspectos que distinguem os organismos vivos da matéria inanimada (assinalar a alternativa CORRETA): (a) um alto grau de complexidade química e organização (b) são capazes de extrair, transformar e usar a energia do ambiente (c) possuem capacidade de auto-replicação e auto-montagem (d) as alternativas a, b, c estão corretas (e) há duas alternativas incorretas 2. (0,5) Com relação aos fundamentos da Bioquímica, assinalar a alternativa CORRETA: (a) proteínas e ácidos nucleicos são polímeros lineares de subunidades monoméricas, sendo que estas subunidades são diferentes nos diversos organismos vivos (b) a sequência das subunidades nas proteínas e nos ácidos nucléicos contém informação pois tal sequência confere à molécula sua estrutura tridimensional e suas funções biológicas (c) células vivas são sistemas abertos que trocam matéria e energia com seu ambiente, sendo a energia obtida utilizada para o organismo vivo se manter em equilíbrio com o ambiente (d) a energia é obtida a partir de compostos químicos por todos os organismos vivos e é convertida em ligações químicas do ATP (e) nenhuma das questões está correta 3. (0,5) Quanto à tendência para uma reação química ocorrer em direção ao equilíbrio não podemos afirmar que (assinalar a alternativa INCORRETA): (a) ∆G, que é a variação da energia livre, se relaciona com a variação da entalpia e da entropia por meio da reação: ∆G= ∆H- T∆S (b) quando ∆G da reação direta é negativo, a reação é exergônica e ocorre espontaneamente (c) quando ∆G da reação direta é positivo a reação é endergônica e tende para a direção reversa (d) as reações que convertem ATP para Pi + ADP ou ATP para AMP + PPi são altamente exergônicas, o que significa que possuem um alto valor de ∆G negativo (e) a variação da energia livre para uma reação, ∆G o , está relacionada com a constante do equilíbrio pela equação: ∆G o = - RT.ln Keq, o que significa que quando a constante de equilíbrio tem valor bem maior que 1 a reação direta não se processa espontaneamente. 4. (0,5) A reação catalisada pela enzima hexoquinase é: glicose + ATP glicose 6- fosfato+ADP e tem Keq (constante de equilíbrio) de 780. Se no interior das células as concentrações (mM) de ATP, ADP, glicose e glicose 6-fosfato são, respectivamente, 5; 0,5; 2 e 1, assinale a alternativa CORRETA: (a) dentro das células a reação está longe do equilíbrio (b) dentro das células a reação está no equilíbrio (c) dentro das células a reação está bem próxima ao equilíbrio (d) as concentrações dos produtos da reação nas células são muito maiores que o esperado para a situação de equilíbrio (e) nas células a reação tende a se processar para a esquerda 5. (0,5) Considerando que a variação da energia livre padrão é de 13,8 kJ /mol e de -30, 5 kJ/mol para as respectivas reações: 1)glicose + Pi glicose 6-fosfato e 2) ATP ADP+Pi , assinale a alternativa INCORRETA: Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari (a) a variação da energia livre padrão para a reação: glicose + ATP glicose 6-fosfato + ADP é de -16,7 kJ/mol (b) a fosforilação da glicose por fosfato oriundo da hidrólise de ATP é uma reação não espontânea (c) a hidrólise do ATP libera energia que direciona muitos processos endergônicos nas células por meio da transferência do grupo fosforil do ATP para uma outra molécula, por exemplo, a glicose (d) o acoplamento de reações exergônica e endergônica por meio de um intermediário compartilhado como o fosfato é central nas trocas de energia nos sistemas vivos (e) todas as células vivas mantêm a concentração de ATP bem maior que sua concentração de equilíbrio, sendo que tal desequilíbrio permite que o ATP sirva como principal carreador de energia química nas células 6. (0,5) Sobre o metabolismo, assinale a INCORRETA: (a) uma macromoléculas biológica é muito menos estável termodinamicamente que suas subunidades monoméricas, apesar disso, a macromolécula é cineticamente estável (b) a maioria das reações celulares se dá em velocidade compatível com a vida porque enzimas promovem a catálise (c) ATP é sintetizado durante o catabolismo e hidrolisado durante o anabolismo (d) enzimas alteram o ∆G das reações (e) todas estão corretas 7. (0,5) Quanto aos processos genéticos básicos e estrutura de proteínas, assinalar a INCORRETA: (a) a sequência linear dos aminoácidos em uma proteína pode ser determinada por meio da utilização da tabela do código genético para cada códon do RNA mensageiro, sintetizado a partir do DNA ou gene da proteína (b) nos eucariotos não é possível ter acoplamento da transcrição com a tradução devido à compartimentalização do DNA no núcleo (c) a sequência primária de uma proteína leva a uma estrutura tridimensional própria, processo este também dependente das condições ambientais em que a proteína se encontra (d) considerando que aminoácidos hidrofóbicos não interagem com a água, os mesmos não interferem na estrutura tridimensional assumida pela proteína após sua síntese no ribossomo (e) interações fracas são cruciais para a estrutura macromolecular e função das proteínas 8. (0,5) O plasma humano (parte líquida do sangue) normalmente tem um pH entre 7,35 e 7,45 e muitas enzimas que atuam no sangue evoluíram de forma a ter seu pH ótimo nessa faixa de pH. Indivíduos com diabetes não tratada apresentam falta ou insensibilidade à insulina (dependendo do tipo de diabetes), o que impossibilita a captação de glicose pelas células as quais são “forçadas” então à utilizar ácidos graxos (gordura) estocada em adipócitos como combustível primário. Esse metabolismo alterado de quebra de ácidos graxos produz compostos de caráter ácido que aumentam no sangue, produzindo abaixamento do pH para menos que 7,35, condição que também pode ser acarretada por um jejum prolongado. Assinale a alternativa INCORRETA: (a) Tanto o diabetes não tratado como o jejum prolongado produzem um quadro denominado acidose, bem como o esforço físico intenso, neste último levando ao acúmulo temporário de ácido láctico no sangue (b) Doenças pulmonares como enfisema, pneumonia e asma influenciam negativamente na capacidade de trocas gasosas nos pulmões e portanto na liberação do CO2 produzido nos tecidos, o que também pode contribuir para acidose (c) Severa acidose pode ser revertida pela administração de bicarbonato intravenosamente, o que leva à formação de ácido carbônico no sangue pelo deslocamento do equilíbrio do tampão bicarbonato, com consequente aumento da liberação de CO2 pelos pulmões (d) Mudanças na velocidade da respiração pode levar a alterações do pH sanguíneo. (e) Enzimas geralmente trabalham bem em pH próximo de 7, de tal forma que a acidose não é um risco à saúde pois não abaixa drasticamente a atividade enzimática desses catalisadores Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari 9. (0,5) Com relação aos aminoácidos, assinale a alternativa CORRETA: (a) com exceção da glicina, aminoácidos podem ocorrer em ao menos duas formas estereoisoméricas, as quais são classificadas como D- e L-, de acordo com a atividade de desvio do plano da luz polarizada para a direita e para a esquerda, respectivamente. (b) o ponto isoelétrico de um aminoácido corresponde ao pH no qual a maioria das suas moléculas apresenta carga neutra. (c) a lisina possui ponto isoelétrico abaixo de 7 enquanto o do aspartato éacima desse valor (d) aminoácidos com cadeia lateral ionizável possuem o mesmo ponto isoelétrico da glicina (e) a cadeia lateral do resíduo de aminoácido ácido no tripeptídeo Ala- Glu-Gly tende a apresentar um menor pKa do que o apresentado pelo ácido acético devido à proximidade do grupo amino do carbono α do resíduo de aminoácido situado na extremidade N-terminal. 10. (0,5) Quanto à estrutura de proteínas, assinale a INCORRETA: (a) Interações hidrofóbicas, derivadas do aumento na entropia das moléculas adjacentes de água quando grupos apolares são mantidos juntos, são as principais contribuintes para estabilização da forma globular da maioria das proteínas solúveis (b) ligações de hidrogênio e interações iônicas entre as cadeias laterais dos resíduos de aminoácidos contribuem para estabilizar a estrutura terciária de proteínas (c) ligações de dissulfeto são ligações covalentes que ajudam a estabilizar a estrutura de proteínas que contenham resíduos de cisteínas, como é o caso da proteína estrutural α- queratina (d) a ligação peptídica tem um caráter de dupla ligação que mantém a unidade peptídica em uma configuração planar rígida (e) estrutura secundária é o arranjo espacial local de átomos da cadeia polipeptídica sendo estabilizada por ligações de hidrogênio entre as cadeias laterais de aminoácidos que contém, por exemplo, grupos hidroxilas 11. (0,5) Quanto à estrutura de proteínas, assinale a INCORRETA: (a) as estruturas complexas das proteínas globulares podem ser analisadas por exame dos padrões de dobramento, os motifs (b) Estruturas quaternárias resultam de interações entre as subunidades das proteínas multiméricas, sendo a hemoglobina um exemplo de proteína oligomérica com cada das 4 subunidades ligadas a grupos heme (c) as β – turns (voltas β) normalmente conectam os finais de dois segmentos adjacentes de uma folha β antiparalela (d) β – turns é uma estrutura com uma volta de 180º que envolve 4 resíduos de aminoácidos, com o oxigênio da carbonila do 1º resíduo formando uma ligação de hidrogênio com o hidrogênio do grupo amino do 4º resíduo de aminoácido, sem participação dos resíduos de aminoácidos centrais em interações (2º e 3º). (e) se um segmento da proteína possuir grande quantidade de resíduos de glutamato esse segmento da cadeia só irá formar a α-hélice em pH 7. 12. (0,5) Quanto à estrutura de proteínas, assinale a CORRETA: (a) a conformação β é uma conformação mais estendida das cadeias polipeptídicas do que a α-hélice (b) na conformação β o esqueleto da cadeia polipeptídica é em um zigzag com arranjo de vários segmentos lado a lado, formando uma folha β (c) na conformação β os grupos R de resíduos adjacentes protrudem da estrutura em direções opostas, para cima e para baixo da folha β (d) as cadeias adjacentes na folha β podem ser anti-paralelas ou paralelas, tendo orientações do amino-para-carbóxi opostas ou não-opostas, respectivamente (e) todas estão corretas 13. (0,5) Quanto às proteínas fibrosas, assinale a INCORRETA: (a) o colágeno é uma proteína fibrosa que constitui a gelatina, a qual é um alimento de alto valor nutricional Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari (b) α- queratina, colágeno e fibroína da seda são exemplos de proteínas fibrosas (c) são insolúveis em água pois ao contrário das proteínas globulares possuem resíduos de aminoácidos hidrofóbicos também na superfície da cadeia polipeptídica (d) na α- queratina duas cadeias estão orientadas em paralelo e enroladas uma à outra para formar uma estrutura bem “torcida” que confere resistência (e) a resistência de proteínas fibrosas é aumentada por ligações cruzadas covalentes, que na α-queratina são ligações de dissulfeto 14. (0,5) Quanto à fibroína da seda, assinale a INCORRETA: (a) é produzida por insetos e aranhas (b) tem predominantemente conformação β, o que lhe confere falta de elasticidade (c) é rica em resíduos de aminoácidos com cadeias laterais volumosas (d) possui estrutura flexível porque as folhas são mantidas juntas por numerosas ligações fracas mais do que por ligações de dissulfeto, observadas na α-queratina (e) todas estão corretas 15) (0,5 ) Com relação ao pH dos sistemas biológicos: (a) proteínas contendo alto conteúdo em aminoácido histidina podem ajudar a tamponar o meio intracelular (b) a segunda desprotonação do ácido fosfórico pode agir como tampão biológico intracelular pois seu pKa está próximo do pH neutro. (c) o pH exerce influência na atividade de enzimas pois estas possuem grupos orgânicos cujo grau de ionização afeta sua estrutura e ligação ao substrato (d) a cadeia lateral do aminoácido histidina tem pKa próximo de 6 e por isso este aminoácido apresenta efeito tamponante em pH próximo da neutralidade. (e) todas estão corretas 16) (0,5 ponto) No quadro a seguir estão relacionadas 3 diferentes espécies de organismos e indicados os números correspondentes aos aminoácidos essenciais e aos não-essenciais ou naturais para cada uma delas. Assinale a alternativa correta: a) Aminoácidos essenciais são aqueles que o organismo não consegue sintetizar e que, portanto, precisam estar presentes em sua dieta. b) Aminoácidos essenciais são aqueles que o organismo consegue sintetizar a partir de outras moléculas orgânicas e não precisam estar presentes em sua dieta. c) Aminoácidos naturais são aqueles que o organismo não consegue sintetizar, necessitando estar incluídos na sua dieta. d) Dentre os organismos relacionados no quadro, a Bactéria 1 é a que exibe menor capacidade de síntese, obtendo todos os aminoácidos através dos alimentos. e) A espécie humana seria mais efetiva que as duas espécies de bactérias indicadas no quadro, pois é capaz de fazer a síntese de um maior número de aminoácidos. 17) (2,0) Demonstre que um ácido fraco está 1% ionizado quando se encontra a 2 unidades de pH abaixo do seu pKa e se torna 99% ionizado em 2 unidades de pH acima seu pKa. Resposta: (na folha de respostas!) Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari Fernanda Brugnari