exercício glicolise e ciclo de krebs

Prévia do material em texto

Problema 7 Lista de exercícios da disciplina de Bioquímica
Amabily Janoca de Oliveira
Glicólise
1. Em que parte da célula o ciclo do ácido cítrico acontece? Isso difere da parte da célula onde ocorre a glicólise?
A glicólise ocorre no hialoplasma da célula, enquanto o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória ocorrem no interior das mitocôndrias.
2. O que é fase preparatória e fase de pagamento?
Fase de investimento: a glicose é fosforilada duas vezes por ATP e clivada em duas trioses fosfato. Nesta fase, a célula gasta duas moléculas de ATP, o cátion Mg2+ é indispensável para as reações, e processam-se cinco reações bioquímicas. Nenhuma energia é armazenada, pelo contrário, duas moléculas de ATP são investidas nas reações de fosforilação.
Fase de pagamento: gliceraldeído-3-fosfato (uma triose fosfato) é oxidado pelo NAD e fosforilada usando fosfato inorgânico. A ponte de fosfato de alta energia gerada nesta etapa é transferida ao ADP para formar ATP. O fosfato restante é também rearranjado para formar outra ponte de fosfato de alta energia que é transferida ao ADP. Como há dois moles de triose fosfato formados, o resultado da fase de geração de ATP é de quatro ATPs e dois NADH. O resultado é uma produção global de dois moles de ATP, dois moles de NADH e dois moles de piruvato por mol de glicose.
3.O que são vias afluentes da glicólise.
Além da glicose muitos outros açúcares encontram destino metabólico na glicólise, na qual se transformam em intermediários da fase preparatória
4.Qual a importância dos intermediários fosforilados para as vias metabólicas?
1) grupos fosfatos são ionizados no pH 7, dando uma carga negativa aos intermediários que então não conseguem atravessar a membrana.
2) grupos fosfatos são essenciais na conservação da energia metabólica;
3) a ligação dos grupos fosfato ao sítio ativo da enzima fornece a energia de ligação.
5.Quais os principais pontos de regulação da glicólise?
1) Conversão da Glicose em Glicose-6-fosfato através da enzima hexoquinase.
2) Formação da frutose 1,6-biosfato através da fosfofrutoquinase-1.
3) A formação do piruvato pela ação da piruvato quinase.
6.Quais podem ser os destinos tomados pelo piruvato que é produzido na glicólise? Qual a importância biológica da entrada deste na mitocôndria?
Após sua síntese pela glicólise a molécula de piruvato está sujeita a duas condições: se em presença de oxigênio a molécula irá passar por uma série de reações e será convertida a Acetil-CoA e então irá participar do ciclo de Krebs, onde irá produzir 1 GTP, 1 FADH2 e 3 NADH, que na cadeia respiratória irão ser convertidos a 12 ATPs por cada molécula de piruvato (lembrando que cada molécula de glicose origina 2). Quando em ausência de oxigênio (no caso de alguns fungos, como as leveduras), ou quando não há mitocondrias o suficiente para que o corpo metabolize a demanda de piruvato produzida, o corpo entra em anaerobiose. O piruvato então sofre ação da enzima lactato desidrogenase e de um NADH, que é oxidado a NAD+ (e volta para ser utilizado na via glicolítica). Como produto desta reação obtém-se lactato (ácido lático). Outro exemplo de reação anaeróbia se dá por atuação da piruvato desidrogenase, que descarboxila a molécula, originando o acetaldeído. O acetaldeído, por ação da enzima álcool desidrogenase e do NADH produz etanol e libera NAD+ (que volta para ser utilizado na via glicolítica).
7.Explique porque a hexoquisane é inibida alostericamente pelo seu produto.
Essa enzima é inibida pelo produto da sua reação, a glicose-6-fosfato. Quando os níveis desse produto estão altos, a enzima “tranca” a via, pois isso significa que já foi catalisada bastante glicose, e não há necessidade de gerar mais ATPs. A inibição ocorre no estado alimentado, geralmente após as refeições, quando os níveis de glicose sanguínea estão elevados. Nesse caso a glicose é armazenada na forma de glicogênio através da glicogênese.
8. Qual a importância metabólica da via glicolítica?
A glicólise é a principal via do metabolismo de glicose que, por sua vez, é o principal substrato oxidável para a maioria dos organismos, sendo indispensável para algumas células e tecidos. Outro aspecto da glicólise de grande importância é a capacidade de produzir ATP tanto na ausência quanto na presença de oxigênio, permitindo assim que os tecidos que necessitam de glicose possam sobreviver a fases anóxicas.
Ciclo de Krebs
1.Qual é a contribuição do CAC na produção de energia, uma vez que cada volta só produz um ATP ?
Embora o ciclo gere apenas um ATP, um grande fluxo de elétrons é fornecido para a cadeira respiratória, através de NADH e FADH2, levando à formação de um grande numero de moléculas de ATP durante a fosforilação oxidativa.
2. Além da oxidação do acetato, qual a outra função do CK?
Um outra função do ciclo de Krebs é a anabólica, onde os compostos intermediários podem ser utilizados como precursores em vias biossintéticas: oxaloacetato e a-cetoglutanato que formarão, respectivamente, aspartato e glutamato.
3. O que são reações anapleróticas?
O ciclo de Krebs é uma rota anfibólica por que possui reações catabólicas e anabólicas.
Para que esse ciclo tenha, ao mesmo tempo, a função anabólica e catabólica, as concentrações dos compostos intermediários são mantidas e controladas através de um complexo sistema de reações auxiliares que chamamos de reações anapleróticas.
Um exemplo de reação anaplerótica é a carboxilação de piruvato para se obter oxalacetato, catalisado pela enzima piruvato carboxilase (essa é a reação anaplerótica mais importante).
A degradação de vários aminoácidos também produz intermediários do ciclo de Krebs, funcionando como reações anapleróticas adicionais.
4. Como ocorre a regulação do ciclo a partir do complexo piruvato desidrogenase?
O complexo piruvato desidrogenase é regulado principalmente através de dois mecanismos distintos: alosteria e modificação covalente reversível. Ambos podem atuar (e atuam, normalmente!) ao mesmo tempo, sendo que há moléculas (ativadores e inibidores) que intervêm nos dois processos simultaneamente.
5. Explique a regulação do ciclo por cada enzima citada abaixo:
• citratosintase:
Citratosintase- Oxalacetato (4 C - 4 átomos de carbono) a Citrato (6 C): O ácido acético proveniente das vias de oxidação de glícidos, lípidos e proteínas, combinam-se com a coenzima a formando o Acetil - CoA. A entrada deste composto no ciclo de Krebs ocorre pela combinação do ácido acético com o oxalacetato presente na matriz mitocondrial. Esta etapa resulta na formação do primeiro produto do ciclo de Krebs, o citrato. O coenzima A, sai da reação como CoASH.
• isocitratodesidrogenase:
Isocitrato a αcetoglutarato (5 C): Nesta reação há participação de NAD, onde o isocitrato sofre uma descarboxilação e uma desidrogenação transformando o NAD em NADH, liberando um CO2 e originando como produto o alfa-cetoglutarato.
• cetoglutaratodesidrogenase:
Cetoglutarato a Succinato (4 C): O α-cetoglutarato sofre uma descarboxilação, liberando um CO2. Também ocorre uma desidrogenação com um NAD originando um NADH, e o produto da reação acaba sendo o Succinato.
6. Citar os compostos que devem ser fornecidos ao ciclo de krebs para mantê-lo em funcionamento.
Os compostos que devem ser fornecidos para iniciá-lo. acetil-CoA, oxaloacetato, NAD+, FAD, GDP + Pi. c) os compostos que devem ser fornecidos para mantê-lo funcionando. acetil-CoA, NAD+, FAD, GDP + Pi.
7. Disserte sobre o significado metabólico do CK.
A influência do ciclo de Krebs no processo da respiração celular começa com a glicólise, processo ocorrido no citoplasma de uma célula, onde a glicose, obtida através dos alimentos ingeridos, passa por uma série de dez reações químicas que culminam na formação de duas moléculas de ácido pirúvico. É a partir desse ponto que começa a participação do ciclo de Krebs na respiração propriamente dita.
O ciclo de Krebs ocorre dentro da mitocôndria, logo as moléculas de ácido pirúvico têm que entrar nela. Esse processo só ocorre quando há moléculas de oxigêniosuficientes para cada molécula de glicose; se há, na entrada do ácido pirúvico na mitocôndria faz com que o oxigênio reaja com o ácido formando gás carbônico e libera os elétrons dos átomos de hidrogênio presentes na fórmula da glicose. Esses elétrons são transportados pelo NADH e o FADH, duas moléculas transportadoras.
Os elétrons então se responsabilizam pela união de mais um átomo de fósforo, com uma molécula de adenosina difosfato (ADP) formando a adenosina trifosfato o famoso ATP.
Esta molécula de ATP então é que fornecerá a energia para a vida da célula e o transporte ativo de substâncias pelo corpo.