Exercício AT1

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Exercício AT1: Vida; Células; Biomoléculas; Água nos Sistemas Biológicos
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Esclarecimento: as respostas aqui dadas estão em Inglês.  O conhecimento da Língua Inglesa pode ser considerado absolutamente fundamental ao bom desempenho do profissional da área biológica (e de muitas outras áreas do conhecimento).  Certamente mais de 99% dos novos conhecimentos, produto da pesquisa científica contemporanea, são hoje publicados em Inglês.  Aqui damos uma oportunidade ao aluno de exercitar seus conhecimentos de Inglês e enriquecer seu vocabulário técnico-científico nessa língua.  As respostas foram extraídas de um dos livros textos recomendados para este curso.
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que diferenças existem entre os organismos vivos e os objetos inanimados? 
First is their degree of chemical complexity and organization. Thousands of different molecules make up a cell’s intricate internal structures. By contrast, inanimate matter—clay, sand, rocks, seawater—usually consists of mixtures of relatively simple chemical compounds. Second, living organisms extract, transform, and use energy from their environment, usually in the form of chemical nutrients or sun-light. This energy enables organisms to build and maintain their intricate structures and to do mechanical, chemical, osmotic, and other types of work. Inanimate matter does not use energy in a systematic, dynamic way to maintain structure or to do work; rather, it tends to decay toward a more disordered state, to come to equilibrium with its surroundings. The third attribute of living organisms is the capacity for precise self-replication and self-assembly, a property that is the quintessence of the living state. A single bacterial cell placed in a sterile nutrient medium can give rise to a billion identical "daughter" cells in 24 hours. Each of the cells contains thousands of different molecules, some extremely complex; yet each bacterium is a faithful copy of the original, its construction directed entirely from information contained within the genetic material of the original cell.
enumere alguns dos objetivos da Bioquímica como ramo da Biologia. 
Biochemistry tries to define the means by which cells transform energy to accomplish work, catalyze chemical transformations, assemble complex molecules from simpler subunits, form supramolecular structures that are the machinery of life, and store and pass on the instructions for the assembly of all future generations of organisms from simple, nonliving precursors. 
do que e como são constituídas as macromoléculas biológicas? 
Deoxyribonucleic acids (DNA) are constructed from only four different kinds of simple monomeric subunits, the deoxyribonucleotides. Ribonucleic acids (RNA) are composed of just four types of ribonucleotides. Proteins are composed of 20 different kinds of amino acids. The eight nucleotides from which all nucleic acids are built and the 20 different amino acids from which all proteins are built are identical in all living organisms. The specific sequence of monomeric subunits together with their arrangement in space shapes macromolecules for their particular biological functions as genes, catalysts, hormones, and so on. Most of the monomeric subunits from which all macromolecules are constructed serve more than one function in living cells. Nucleotides serve not only as subunits of nucleic acids but also as energy-carrying molecules. Amino acids are subunits of protein molecules and are also precursors of hormones, neurotransmitters, pigments, and many other kinds of biomolecules. Polyssacharides are made of smaller subunits, the monossacharides such as glucose.
qual o papel da Energia nos fenômenos metabólicos? 
Energy is a central theme in biochemistry: cells and organisms depend on a constant supply of energy to oppose the inexorable tendency in nature for a system to decay to its lowest energy state. The storage and expression of information costs energy, without which structures rich in information inevitably become disordered and meaningless. The synthetic reactions that occur within cells, like the synthetic processes in any factory, require the input of energy. Energy is consumed in the motion of a bacterium or an Olympic sprinter, in the flashing of a firefly or the electrical discharge of an eel. Cells have evolved highly efficient mechanisms for coupling the energy obtained from sunlight or fuels to the many energy-consuming processes they carry out.
por quê se diz que os seres vivos jamais estão em equilíbrio com o meio ambiente? 
The molecules and ions contained within a living organism differ in kind and in concentration from those in the organism’s surroundings. For example, the cells of a freshwater fish contain certain inorganic ions at concentrations far different from those in the surrounding water. Proteins, nucleic acids, sugars, and fats are present in the fish but are essentially absent from the surrounding medium, which contains only simpler molecules such as carbon dioxide, molecular oxygen, and water. Only by continuously expending energy can the fish establish and maintain its constituents at concentrations distinct from those of the surroundings. When the fish dies, its components eventually come to equilibrium with its surroundings.
o que é o Equilíbrio Dinâmico (Steady State) observado em relação às substâncias presentes no interior dos organismos? 
Although the chemical composition of an organism may be almost constant through time, the population of molecules within a cell or organism is far from static. Molecules are synthesized and then broken down by continuous chemical reactions, involving a constant flux of mass and energy through the system. The hemoglobin molecules carrying oxygen from your lungs to your brain at this moment were synthesized within the past month; by next month they will have been degraded and replaced by new molecules. The glucose you ingested with your most recent meal is now circulating in your bloodstream; before the day is over these particular glucose molecules will have been converted into something else, such as carbon dioxide or fat, and will have been replaced with a fresh supply of glucose. The amounts of hemoglobin and glucose in the blood remain nearly constant because the rate of synthesis or intake of each just balances the rate of its breakdown, consumption, or conversion into some other product (Fig. 1–5). The constancy of concentration is the result of a dynamic steady state.
termodinamicamente, como agem os organismos sobre a Matéria e a Energia do meio ambiente? 
During metabolic transductions, the randomness of the system plus surroundings (expressed quantitatively as entropy) increases as the potential energy of complex nutrient molecules decreases. Living organisms (a) extract energy from their environment; (b) convert some of it into useful forms of energy to produce work; (c) return some energy to the environment as heat; and (d) release end-product molecules that are less well organized than the starting fuel, increasing the entropy of the universe. One effect of all these transformations is (e) increased order (decreased randomness) in the form of complex macro-molecules.
quais são as bases físicas do mundo bioquímico? 
Living cells and organisms must perform work to stay alive and to reproduce themselves. The continual synthesis of cellular components requires chemical work; the accumulation and retention of salts and various organic compounds against a concentration gradient involves osmotic work; and the contraction of a muscle or the motion of a bacterial flagellum represents mechanical work. Biochemistry examines the processes by which energy is extracted, channeled, and consumed, so it is essential to develop an understanding of the fundamental principles of bioenergetics—the energy transformations and exchanges on which all living organisms depend. For chemical reactions occurring in solution, we can define a system as all of the reactants and products present, the solvent, andthe immediate atmosphere—in short, everything within a defined region of space. The system and its surroundings together constitute the universe.  If the system exchanges neither matter nor energy with its surroundings, it is said to be closed. If the system exchanges energy but not matter with its surroundings, it is an isolated system; if it exchanges both energy and material with its surroundings, it is an open system. A living organism is an open system; it exchanges both matter and energy with its surroundings. Living organisms use either of two strategies to derive energy from their surroundings: (1) they take up chemical fuels from the environment and extract energy by oxidizing them; or (2) they absorb energy from sunlight. Living organisms create and maintain their complex, orderly structures using energy extracted from fuels or sunlight. The first law of thermodynamics, developed from physics and chemistry but fully valid for biological systems as well, describes the principle of the conservation of energy: In any physical or chemical change, the total amount of energy in the universe remains constant, although the form of the energy may change. Cells are consummate transducers of energy, capable of interconverting chemical, electromagnetic, mechanical, and osmotic energy with great efficiency. Biological energy transducers differ from many familiar machines that depend on temperature or pressure differences. The steam engine, for example, converts the chemical energy of fuel into heat, raising the temperature of water to its boiling point to produce steam pressure that drives a mechanical device. The internal combustion engine, similarly, depends upon changes in temperature and pressure. By contrast, all parts of a living organism must operate at about the same temperature and pressure, and heat flow is therefore not a useful source of energy. Living cells are chemical engines that function at constant temperature.
quais os elementos estruturais comuns aos diferentes tipos celulares? Compare procariontes a eucariontes. 
Despite their many differences, cells of all kinds share certain structural features. The plasma membrane defines the periphery of the cell, separating its contents from the surroundings. It is composed of enormous numbers of lipid and protein molecules, held together primarily by noncovalent hydrophobic interactions, forming a thin, tough, pliable, hydrophobic layer around the cell. The membrane is a barrier to the free passage of inorganic ions and most other charged or polar compounds. Transport proteins in the plasma membrane allow the passage of certain ions and molecules. Other membrane proteins include receptors that transmit signals from the outside to the inside of the cell and enzymes that participate in membrane-associated reaction pathways. Because the individual lipids and proteins of the plasma membrane are not covalently linked, the entire structure is remarkably flexible, allowing changes in the shape and size of the cell. As a cell grows, newly made lipid and protein molecules are inserted into its plasma membrane; cell division produces two cells, each with its own membrane. Growth and fission occur without loss of membrane integrity. In a reversal of the fission process, two separate membrane surfaces can fuse, also without loss of integrity. Membrane fusion and fission are central to mechanisms of transport into and out of cells known as endocytosis and exocytosis, respectively. The internal volume bounded by the plasma membrane, the cytoplasm, is composed of an aqueous solution, the cytosol, and a variety of insoluble, suspended particles (Fig. 2–1). The cytosol is a highly concentrated aqueous solution with a complex composition and gel-like consistency. Dissolved in the cytosol are many enzymes and the RNA molecules that encode them; the monomeric subunits (amino acids and nucleotides) from which these macromolecules are assembled; hundreds of small organic molecules called metabolites, intermediates in biosynthetic and degradative pathways; coenzymes, compounds of Mr 200 to 1,000 that are essential participants in many enzyme-catalyzed reactions; and inorganic ions. [Note: The terms used to indicate the size of a molecule are often confused. We use molecular weight or Mr, relative molecular mass, a dimensionless ratio of the mass of a molecule to one-twelfth the mass of 12 C. The size of a molecule can also be correctly given in terms of molecular mass (m), which has units of daltons (Da) or atomic mass units (amu). A molecule should never be described as having a molecular weight or Mr (a dimensionless property) expressed in daltons or atomic mass units]. Among the particles suspended in the cytosol are supramolecular complexes and, in almost all nonbacterial cells, a variety of membrane-bounded organelles containing specialized metabolic machinery. Ribosomes, small particles 18 to 22 nm in diameter (1 nm is 10 -9 m) that are composed of over 50 different protein and RNA molecules, are the sites at which protein synthesis occurs. Ribosomes engaged in protein synthesis often occur in clusters called polysomes (polyribosomes) held together by a strand of messenger RNA. Also present in the cytoplasm of many cells are granules or droplets containing stored nutrients such as starch and fat. All living cells have, for at least some part of their life, either a nucleus or a nucleoid, in which the genome (the complete set of genes, composed of DNA) is stored and replicated. The DNA molecules are always far longer than the cells themselves and are tightly folded and packed within the nucleus or nucleoid as supramolecular complexes of DNA with specific proteins.
qual o formato geral da molécula de água? 
qual o papel das pontes de H nos pontos de fusão e ebulição da água? 
The hydrogen bonds in liquid water have a bond dissociation energy (the energy required to break a bond) of about 20 kJ/mol, compared with 348 kJ/mol for the covalent C...C bond. At room temperature, the thermal energy of an aqueous solution (the kinetic energy of motion of the individual atoms and molecules) is of the same order of magnitude as that required to break hydrogen bonds. When water is heated, the increase in temperature reflects the faster motion of individual water molecules. Although at any given time most of the molecules in liquid water are engaged in hydrogen bonding, the lifetime of each hydrogen bond is less than 1x10 -9 s. The apt phrase "flickering clusters" has been applied to the short-lived groups of hydrogen-bonded molecules in liquid water. The sum of all the hydrogen bonds between molecules nevertheless confers great internal cohesion on liquid water. Breakage of a sufficient number of hydrogen bonds to destabilize the crystal lattice of ice requires much thermal energy, which accounts for the relatively high melting point of water.  The same principle holds for the boiling point of water.
que outros grupos funcionais das biomoléculas podem formar pontes de H? Por quê grupos -CH não formam pontes de H? 
Hydrogen bonds are not unique to water. They readily form between an electronegative atom (the hydrogen acceptor, usually oxygen or nitrogen with a lone pair of electrons) and a hydrogen atom covalently bonded to another electronegative atom (the hydrogen donor) in the same or another molecule (Fig. 4–3). Hydrogen atoms covalently bonded to carbon atoms (which are not electronegative) do not participate in hydrogen bonding.
cite alguns dos grupos funcionais das biomoléculas capazes de interagir eletrostaticamente com a água. 
o que acontece com a Entalpia (H) e a Entropia (S) de um sistema quando NaCl se dissolve em água? 
Entropy increases as crystalline substances dissolve. As a salt such as NaCl dissolves, the Na and Cl ions leaving the crystal lattice acquire far greater freedom of motion. The resulting increase in the entropy (randomness) of the system is largely responsible for the ease of dissolving salts such as NaCl inwater. In thermodynamic terms, formation of the solution occurs with a favorable change in free energy: (G = (H - T (S, where (H has a small positive value and T (S a large positive value; thus (G is negative.
que propriedade física do oxigênio contribui para que a concentração dessa substância seja limitante para organismos aquáticos de águas profundas? 
The molecules of the biologically important gases CO2 , O2 , and N2 are non-polar. In O2 and N2 , electrons are shared equally by both atoms. In CO2 , each C-O bond is polar, but the two dipoles are oppositely directed and cancel each other. The movement of molecules from the disordered gas phase into aqueous solution constrains their motion and the motion of water molecules and therefore represents a decrease in entropy. The non-polar nature of these gases and the decrease in entropy when they enter solution combine to make them very poorly soluble in water. Some organisms have water-soluble carrier proteins (hemoglobin and myoglobin, for example) that facilitate the transport of O2 .
o que é uma substância anfipática? Dê um exemplo. 
Amphipathic compounds contain regions that are polar (or charged) and regions that are nonpolar (Table 4–2). When an amphipathic compound is mixed with water, the polar, hydrophilic region interacts favorably with the solvent and tends to dissolve, but the nonpolar, hydrophobic region tends to avoid contact with the water (Fig. 4–7a). The nonpolar regions of the molecules cluster together to present the smallest hydrophobic area to the aqueous solvent, and the polar regions are arranged to maximize their interaction with the solvent (Fig. 4–7b). These stable structures of amphipathic compounds in water, called micelles, may contain hundreds or thousands of molecules. The forces that hold the nonpolar regions of the molecules together are called hydrophobic interactions. The strength of hydrophobic interactions is not due to any intrinsic attraction between non-polar moieties. Rather, it results from the system’s achieving greatest thermodynamic stability by minimizing the number of ordered water molecules required to surround hydrophobic portions of the solute molecules.  Long-chain fatty acids have very hydrophobic alkyl chains and a polar head. which makes them amphipathic.
compare as interações fracas (pontes de H, interações  iônicas, interações hidrofóbicas, interações de van der Waals) entre si e com as ligações covalentes, em termos de seus níveis energéticos 
The noncovalent interactions we have described (hydrogen bonds and ionic, hydrophobic, and van der Waals interactions) are much weaker than covalent bonds. An input of about 350 kJ of energy is required to break a mole of  C-C single bonds, and about 410 kJ to break a mole of C-H bonds, but as little as 4 kJ is sufficient to disrupt a mole of typical van der Waals interactions. Hydrophobic interactions are also much weaker than covalent bonds, although they are substantially strengthened by a highly polar solvent (a concentrated salt solution, for example). Ionic interactions and hydrogen bonds are variable in strength, depending on the polarity of the solvent, but they are always significantly weaker than covalent bonds.
por que o produto da ionização da água (Kw) a 25ºC é igual a 1 x 10-14? 
The degree of ionization of water at equilibrium is small; at 25 C only about one of every 107 molecules in pure water is ionized at any instant. The equilibrium constant for the reversible ionization of water  is: K eq = [H+] x [OH-] / [H2O]. In pure water at 25 C, the concentration of water is 55.5 M (grams of H2O in 1 L divided by its gram molecular weight: (1,000 g/L)/(18.015 g/mol)) and is essentially constant in relation to the very low concentrations of H+ and OH- , namely, 1 x 10-7 M. Accordingly, we can substitute 55.5 M in the equilibrium constant expression to yield Keq = [H+] x [OH-] / 55.5 M , which, on rearranging, becomes (55.5M ) x (Keq ) = [H+] x [OH-] = Kw, where Kw designates the product (55.5 M) x (Keq ), the ion product of water at 25 C. The value for Keq, determined by electrical-conductivity measurements of pure water, is 1.8 x 10-16 M at 25 C. Substituting this value for Keq gives the ion product of water:  Kw=[H+]x[OH-] = (55.5 M)x(1.8x10-16M)=1.0x10-14M2. Thus the product [H+]x[OH-] in aqueous solutions at 25 C always equals 1x10-14M2 . When there are exactly equal concentrations of both H+ and OH- , as in pure water, the solution is said to be at neutral pH.  At this pH, the concentration of H+ and OH- can be calculated from the ion product of water as follows: Kw=[H+][OH-]=[H+]2. Solving for [H+] gives: [H+]=SQRT Kw=SQRT(1x10-14M2)=[OH-]=10-7M. As the ion product of water is constant, whenever [H+] is greater than 1x10-7 M, [OH-] must become less than 1x10-7 M, and vice versa. When [H+] is very high, as in a solution of hydrochloric acid, [OH-] must be very low. From the ion product of water we can calculate [H+] if we know [OH-], and vice versa.
qual a relação entre Kw e a escala de pH? 
The ion product of water, Kw, is the basis for the pH scale (Table 4–5). It is a convenient means of designating the concentration of H+ (and thus of OH-) in any aqueous solution in the range between 1.0 M H+ and 1.0 M OH-. The term pH is defined by the expression: pH = log 1/ [H+] = -log [H+]. The symbol p denotes "negative logarithm of." For a precisely neutral solu-tion at 25 C, in which the concentration of hydrogen ions is 1.0 x 10 -7 M, the pH can be calculated as follows: pH = log 1/1.0 x 10 -7 = log (1.0 x 107) = log 1.0 + log 107 =  0 + 7 = 7. The value of 7 for the pH of a precisely neutral solution is not an arbitrarily chosen figure; it is derived from the absolute value of the ion product of water at 25 C, which by convenient coincidence is a round number. Solutions having a pH greater than 7 are alkaline or basic; the concentration of OH- is greater than that of H+. Conversely, solutions having a pH less than 7 are acidic. Note that the pH scale is logarithmic, not arithmetic. To say that two solutions differ in pH by 1 pH unit means that one solution has ten times the H+ concentration of the other, but it does not tell us the absolute magnitude of the difference. 
defina pH e pKa. 
 The term pH is defined by the expression: pH = log 1/[H+] = -log [H+]. The symbol p denotes "negative logarithm of." 
Each acid has a characteristic tendency to lose its proton in an aqueous solution. The stronger the acid, the greater its tendency to lose its proton. The tendency of any acid (HA) to lose a proton and form its conjugate base (A-) is defined by the equilibrium constant (Keq ) for the reversible reaction HA = H+ + A- which is:
Keq = [H+][A-]/[HA] = Ka
Equilibrium constants for ionization reactions are usually called ionization or dissociation constants, often designated Ka. 
The term pKa, is analogous to pH and is defined by the equation 
pKa = log 1/Ka = -log pKa
The stronger the tendency to dissociate a proton, the stronger is the acid and the lower its pKa. 
  
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 Exercício AT8: Aminoácidos e Peptídeos
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por que a Glicina não apresenta atividade ótica? 
        A Glicina não apresenta um átomo assimétrico, o que lhe conferiria essa propriedade ótica: 
    
quais aminoácidos são capazes de formar pontes de H?  
    Quando formando ligações peptídicas, os aminoácidos capazes de formar pontes de H são aqueles que possuem grupamentos livres como  os que aparecem na figura a seguir, funcionando como doadores ou aceptores de H: 
    
Esses aminoácidos seriam: serina, treonina, asparagina, glutamina, aspartato, glutamanto, lisina, arginina, histidina, tirosina e triptofano. 
quais promoveriam interações hidrofóbicas?  
Alanina, valina, leucina, e isoleucina; em menor grau, fenilalanina, tirosina, e triptopano, pelas suas cadeias laterais hidrofóbicas, são relativamente hidrofóbicos também.
quais se enquadram em ambas as categorias? 
            Tirosina e triptofano. 
quais aminoácidosconferem a maior/menor flexibilidade quando encontrados em proteínas? que aminoácido é capaz de formar pontes dissulfeto? 
        maior: glicina e alanina 
        menor: fenilalanina, tirosina, e triptopano, pelas suas cadeias laterais hidrofóbicas, planares, rígidas, e prolina e histidina, por também formarem anéis 
quais os valores de pKa dos grupos R dos aminoácidos que apresentam carga?  
Tyrosine Tyr Y pKR = 10.07 
Cysteine Cys C  pKR = 8.18 
Lysine Lys K pKR = 10.53 
Histidine His H pKR = 6.00 
Arginine Arg R pKR = 12.48 
Aspartate Asp D pKR = 3.65 
Glutamate Glu E pKR = 4.25 
        que aminoácido apresenta um grupo R com pKa próximo do pH fisiológico? 
            A Histidina é o único aminoácido "padrão" que possui uma cadeia lateral ionizável com pKa próximo da neutralidade.
os aminoácidos são bases/ácidos fortes ou fracos? 
        São ácidos e bases fracos, com ionização apenas parcial; por essa característica. podem exercer efeito tamponante, porém em valores de pH relativamente afastados da neutralidade, com exceção para a histidina. 
em que pH a glicina apresentaria uma carga líquida de -1? 
        Em pH acima de 9,6 
o que é pI de um aminoácido e como é calculado? 
        É o ponto isoelétrico, em que a soma das cargas positiva e negativa se anulam.  Pode ser calculado achando as médias aritméticas de pK1 e pK2 
desenhe as fórmulas químicas dos seguintes aminoácidos, apresente suas abreviações de 3 e de 1 letra, e suas classificações segundo a natureza do grupo R: alanina, prolina, cisteína, fenilalanina, lisina, aspartato 
, Ala, A, não-polar, alifático 
, Pro, P, polar sem carga 
, Cys, C, polar sem carga 
, Phe, F, aromático 
, Lys, K, polar, carregado positivamente (básico) 
, Asp, D, polar, carregado negativamente (ácido) 
  
Qual(is) aminoácido(s):  
(a) está  positivamente carregado em pH 7,0; Lys, Arg, His 
(b) possui grupo R aromático, sendo hidrofóbico e neutro em qualquer pH; Phe, Trp 
(c) possui grupo como R um hidrocarboneto saturado; Ala, Val, Leu; Ile 
(d) é o único com cadeia lateral com pKa aprox.=7; His 
(e) possui um grupo alfa-amino; Pro 
que aminoácidos estão representados na seqüência KQNYRLWEQ? 
    R.: lisina, glutamina, asparagina, tirosina, arginina, leucina, triptofano, glutamato, glutamina 
o que os aminoácidos Treonina e Tirosina têm em comum? 
    R.: ambos possuem um grupamento -OH, o qual confere caráter polar e capacidade de formar pontes de  H. 
O que torna o aminoácido Cisteína especial? A Metionina teria essa mesma capacidade? 
    R.: O grupamento sulfidril da cisteína se oxida facilmente formando, com o mesmo grupamento de outra cisteína suficientemente próxima, um aminoácido dimérico chamado cistina resultante da ligação dessas duas cisteínas pela ligação dissulfeto resultante.  Cistinas ajudam a estabilizar as estruturas de proteínas que as contêm.  A metionina não forma ligações dissulfeto 
Que propriedade estrutural de alguns aminoácidos permite a estimativa das concentrações de proteínas pela absorção de luz UV? Quais aminoácidos são responsáveis por essa propriedade? 
   R.: Os anéis aromáticos das cadeias laterais do Trp e Tyr e, em grau menor, da Phe, absorvem fortemente a luz com comprimento de onda igual a 280nm. 
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Exercício AT9: Proteínas - estrutura primária, métodos, evolução
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 Desenhe as estruturas dos seguintes aminoácidos.  Dê as suas abreviações de uma e de três letras, e suas classificações de acordo com a natureza da cadeia lateral
Alanina: Ala, A, não polar
Prolina: Pro, P, polar sem carga
Cisteína: Cys, C, polar sem carga
Fenilalanina: Phe, F, aromático
Lisina: Lys, K, positivamente carregado
Aspartato: Asp, D, negativamente carregado
Dê o nome das seguintes estruturas.  Dê as suas abreviações de três e de uma letra e classifique-os segundo suas cadeias laterais.
Histidina, His, H, positivamente carregado          
  Treonina, Thr, T, polar, sem carga
  Arginina, Arg, R, positivamente carregado
Glutamato, Glu, E, negativamente carregado
Qual aminoácido:
contribue o menor grau de impedimento estérico às proteínas: Gly
está positivamente carregado em pH fisiológico: Lys, Arg, His (possivel)
possue uma cadeia lateral aromática, é hidrofóbico e neutro em qualquer pH: Phe, Trp
possue uma cadeia lateral de hidrocarboneto saturado; é importante nas interações hidrofóbicas: Ala, Val, Leu, Ile
único aminoácido possuidor de cadeia lateral com pKa próximo a 7; importante como participante do sítio ativo de algumas enzimas: His
único aminoácido com um α-amino grupo modificado; influencia a estrutura protéica por forçar um dobramento da cadeia: Pro
Qual a seqüência de aminoácidos no peptídeo abreviado como KQNY? Lys-Glu-Asn-Tyr
Qual a seqüência de aminoácidos no peptídeo abreviado como RLWEQ? Arg-Leu-Trp-Glu-Gln
Qual a abreviação de uma letra para o aminoácido que possue uma cadeia lateral aromática capaz de formar ponte de hidrogênio? Y
Qual a abreviação de uma letra para o aminoácido que possue uma cadeia lateral com enxofre e é capaz de formar uma ponte dissulfeto? C
Com relação à ligação peptídica, assinale a(s) alternativa(s) correta(s):
é a única ligação covalente entre aminoácidos nos peptídeos
é uma ligação amida modificada
é formada por uma reação de condensação
é formada por uma reação exergônica
é instável sob condições fisiológicas
Qual das alternativas abaixo explica por quê todos os aminoácidos, individualmente, são solúveis em água mas nem todos os peptídeos são hidrossolúveis?
os aminoácidos são zwitterions em pH fisiológico
todos os peptídeos são insolúveis em água
as cadeias laterais dos resíduos de aminoácidos nos peptídeos estão carregadas em pH fisiológico
os resíduos de aminoácidos nos peptídeos são zwitterions em pH fisiológico
as cadeias laterais dos aminoácidos podem interagir não-covalentemente com a água em pH 7,4
Dê o nome das técnicas descritas a seguir para a separação das proteínas presentes em um extrato celular bruto
Em função das propriedades estruturais e funcionais peculiares a cada proteína, esta técnica especificamente remove a proteína de interesse da mistura de proteínas: cromatografia de afinidade
a proteína é removida da fase móvel da mistura ao associar-se ao substrato imóvel, negativamente carregado, como uma microesfera ou resina: cromatografia de troca iônica (catiônica)
as proteínas são separadas com base nas suas capacidades de migração em um campo elétrico, em função dos seus relativos tamanhos: eletroforese
as proteínas são cromatograficamente separadas apenas em função dos seus tamanhos: cromatografia de filtração em gel
 
Utilize, para as questões 11 e 12, os dados da tabela abaixo:
	 
	Peso Molecular
	Número de Resíduos
	Número de cadeias
	Citocromo c
	13.000
	104
	1
	Mioglobina
	16.890
	153
	1
	Albumina sérica
	68.500
	~550
	1
	Apolipoproteína B
	516.000
	4.536
	1
Qual dessas proteínas provavelmente ficará mais tempo retida em uma coluna cromatográfica de gel-filtração? Explique. 
Citocromo c. A cromatografia por filtração em gel separa as moléculas com base em seus tamanhos.  Moléculas maiores são incapazes de penetrar nos poros presentes nas micro-esferas da resina cromatográfica, sendo portanto excluídas pelos seus tamanhos.Estas moléculas maiores seguem um caminho mais direto através da coluna cromatográfica, eluindo antes que as moléculas menores, as quais vão sendo desviadas para dentro e para fora dos poros.  A menor proteína da tabela acima será a mais retardada pelos sucessivos desvios de trajetória através do suporte (resina) cromatográfico, eluindo por último.  Este resultado assume que todas as proteínas da mistura são globulares.
Se uma amostra formada pela mistura dessas proteínas for utilizada, qual delas aparecerá como a banda mais próxima ao ponto de aplicação da amostra após eletroforese em gel de poliacrilamida com SDS?  Por quê?Apolipoproteína B.  A eletroforese em gel de poliacrilamida com SDS é utilizada para a separação de proteínas com base em seus pesos moleculares.  As moléculas de SDS, as quais são carregadas negativamente, ligam-se às proteínas uniformemente, anulando as diferenças que possam haver entre as cargas elétricas das diferentes proteínas.  As proteínas em SDS apresentam-se assim com formas semelhantes e cargas elétricas líquidas aproximadamente proporcionais as suas massas.  Como resultado, a eletroforese em presença de SDS separa as proteínas quase que exclusivamente com base em suas massas. Os peptídeos, impulsionados pelo campo elétrico aplicado ao gel, migram através da malha formada pela poliacrilamida; os peptídeos menores migram com maior velocidade que as proteínas de maior massa, as quais tem maior dificuldade para ir atravessando a barreira mecânica oferecida pelo gel de poliacrilamida.
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Exercício AT10: Proteínas - estruturas  secundária, terciária, quaternária
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Quais das seguintes afirmativas é verdadeira, em relação às ligações peptídicas? 
 são as únicas ligações covalentes encontradas nos peptídeos 
os ângulos observados entre os átomos de N e C são chamados de psi e phi 
as ligações peptídicas possuem caráter de dupla ligação 
A e C estão corretas 
todas as anteriores 
Em uma alfa-hélice, as cadeias laterais dos resíduos de aminoácidos: 
estão localizadas externamente à espiral da hélice 
formam pontes de H que estabilizam a hélice 
permitem que a hélice possa girar apenas para a direita 
A e B estão corretas 
A, B e C estão corretas 
Quais das seguintes interações estabilizam a estrutura terciária de uma proteína globular? 
ligações peptídicas entre um íon metálico (cofator) e um resíduo de Histidina 
interações hidrofóbicas entre as cadeias laterais de Histidina e Triptofano 
 pontes dissulfeto entre resíduos de metionina adjacentes 
pontes de H entre resíduos de Serina e moléculas de água 
todas as anteriores 
Para as questões de 4 a 7, utilize a listagem abaixo
(1) possuem a mesma representação percentual em todas as proteínas 
(2) estabilizado por pontes de H entre grupos -NH e -CO 
(3) encontrado em proteínas globulares 
(4) influenciado pela seqüência primária 
(5) cadeia peptídica em conformação alongada, estendida 
(6) utiliza os 20 aminoácidos com igual freqüência 
(7) interações hidrofóbicas são responsáveis pela estrutura primária 
Quais afirmativas se aplicam a alfa-hélices? (2), (3) e (4) 
Quais se aplicam a folhas beta? (2), (3), (4) e (5) 
Quais se aplicam a ambas as conformações acima? (2), (3) e (4) 
Quais não se aplicam a nenhuma das conformações acima? (1), (6) e (7) 
Com base nas informações disponíveis na Figura 5-2 (reproduzida do livro-texto de A. Lehninger), responda às questões 8 e 9:
Quantas proteínas da tabela possuem estrura quaternária? Como se pode afirmar isso? 
todas 
nenhuma 
metade 
cinco 
não é possível dizer com base nos dados fornecidos 
Quantas proteínas da tabela exibem alfa-hélice? Como se pode afirmar isso? 
todas 
nenhuma 
metade 
duas 
não é possível dizer com base nos dados fornecidos 
Exercício AT11: Funções das Proteínas
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Indique quais das seguintes afirmativas são corretas para o sítio de ligação do heme na mioglobina; nas afirmativas incorretas, explique o porque. 
a Histidina proximal liga-se ao Ferro covalentemente V 
a Histidina distal liga-se ao Oxigênio covalentemente F: a His distal liga-se ao Oxigênio, mas através de uma ponte de Hidrogênio 
a Histidina distal liga-se ao Ferro F: a His proximal liga-se ao Ferro 
o Ferro do Heme liga-se a CO com os átomos de Fe, C e O alinhados  V 
o Ferro do Heme liga-se ao átomo de Oxigênio do CO F: liga-se o Carbono do CO 
uma molécula de CO pode ligar-se à mioglobina ao mesmo tempo que uma molécula de Oxigênio F: há apenas um sítio de ligação, o qual pode ser ocupado pelo O2 ou pelo CO, mas não por ambos ao mesmo tempo 
Qual(is) das afirmativas abaixo é correta em relação às estruturas da Hemoglobina e Mioglobina? 
A estrutura terciária da mioglobina é similar à de uma subunidade da hemoglobina 
A estrutura quaternária da mioglobina é similar à de uma subunidade da hemoglobina 
A mioglobina poderia substituir uma das subunidades da hemoglobina nos eritrócitos 
A mioglobina possui um sítio de ligação do Oxigênio por molécula 
A mioglobina possui um sítio de ligação do Oxigênio por grupo Heme 
A hemoglobina possui um sítio de ligação do Oxigênio por molécula 
A hemoglobina possui um sítio de ligação do Oxigênio por grupo Heme 
Qual das seguintes afirmativas é verdadeira tanto para a Hemoglobina quanto para a Mioglobina? 
pH baixo diminui a afinidade pelo Oxigênio 
O átomo de Ferro do heme liga-se através de 5 dos seus 6 sítios de coordenação aos átomos de Nitrogênio 
o coeficiente de Hill é igual ao número de subunidades da molécula de hemoglobina 
a ligação do O2 ocorre na reentrância onde os polipeptídeos fazem contato 
nenhuma das afirmativas anteriores se aplica a ambas as moléculas 
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Exercício AT3:  Nucleotídeos, Ácidos Nucléicos; Genoma (Genes e Cromossomos) 
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Desenhe as estruturas das seguintes substâncias 
adenilato 
deoxiguanilato 
deoxicitidilato 
uridilato 
deoxitimidilato 
hipoxantina 
 
Compostos que contêm uma base nitrogenada, uma pentose e um grupo fosfato são chamados (a)  nucleotídeos.  Duas purinas encontradas no DNA são (b) adenina e (c) guanina.  No DNA o par de bases (d) G : C é mantido unido por três pontes de H, enquanto que o par (e) A : T forma apenas duas pontes de H.  Em uma solução aquosa de DNA, as purinas e pirimidinas empilham-se como moedas devido às suas naturezas (f) hidrofóbica.  Quando a solução é aquecida, o empilhamento de bases é rompido e a absorbância ótica da solução a 260nm  aumenta; este fenômeno é chamado (g) hipercromia. 
Indique se verdadeiro(V) ou falso (F): 
F - as formas A e B do DNA são hélices dextrógiras (sentido horário) enquanto que a forma Z é sinistrógira (sentido anti-horário) e encontrada apenas em DNA de fita simples 
V - seqüências palindrômicas podem formar estruturas cruciformes 
F - o método dideoxi de seqüenciamento de DNA pode ser usado com DNA B mas não com DNA Z 
F - a deoxirribose é encontrada ligada ao C-1 da base nitrogenada 
V - uma pirimidina em uma das fitas do DNA sempre pareia com uma purina na fita complementar 
F - pares GC formam três ligações glicosídicas 
V - todas as unidades monossacarídicas no DNA são desprovidas de -OH na posição C-2 
V - as ligações fosfodiéster que unem nucleotídeos adjacentes ligam a extremidade 3´-OH de um nucleotídeo à extremidade 5´-OH do próximo nucleotídeo 
F - as duas fitas são alinhadas em paralelo 
F - as ligações fosfodiéster entre nucleotídeos adjacentes apresentam-se sem carga em condições fisiológicas (pH 7,0) 
V - o DNA na forma B predomina em soluções aquosas; a desidratação favorece a foma A 
V - o DNA na forma A é encurtado e apresenta diâmetro maior que o DNA B 
F - a seqüência nucleotídica não apresenta efeito apreciável sobre a forma do DNA (A, B, Z) 
O ADP: 
contém um anel furanosídico 
contém uma cetose 
contém duas ligações de fosfoanidrido 
contém uma ligação beta-glicosídica 
contém uma base pirimídica 
No DNA: 
os  grupos fosfato se projetam em direção ao meio da dupla hélice 
as unidades deoxirribose estão conectadas por ligações 3´,5´- fosfoanidrido 
as extremidades 5´de ambas as fitas estão na mesma extremidade da dupla hélice 
pares GC compartilham três pontes de hidrogênio 
as proporções relativas A+T / G+C são constantes para todos os tips de DNA 
No método de seqüenciamento de Sanger (dideoxi): 
a fita molde do DNA é radioativa 
enzimas são utilizadas para fragmear o DNA em pequenos pedaços, os quais são separados por eletroforese 
ddTTP éadicionado a cada uma das quatro misturas de reação para subseqüente síntese das fitas complementares 
a função do ddATP é ocasionalmente interromper a síntese de DNA onde dT estiver presente nas fitas moldes 
a seqüência é lida no gel de eletroforese, de cima para baixo 
Nas células vivas, vários nucleotídeos e polinucleotídeos: 
servem como componentes estruturais de cofatores enzimáticos 
alteram o equilíbrio de reações químicas 
transferem energia metabólica 
servem como moléculas sinalizadoras intracelulares 
todas as afirmativas são verdadeiras 
Ácidos nucléicos foram isolados de três organismos distintos.  Esses ácidos nucléicos têm as seguintes proporções relativas de bases: 
	 
	A
	T
	U
	G
	C
	G+C
	A+T/G+C
	A+G/C+T
	Amostra 1
	29
	19
	0
	22
	30
	52
	0,92
	1
	Amostra 2
	24
	0
	16
	24
	36
	60
	0,4
	1,3
	Amostra 3
	17
	17
	0
	33
	33
	66
	0,5
	1
Quais amostras são DNA? Que amostra deverá apresentar o maior valor para Tm?
1 e 3; 3 
1, 2, 3; 3 
1; 2 
1 e 3; 1 
2 e 3; 2 
Por quê o DNA contém Timina e não Uracila? 
            A deaminação espontanea da citosina leva à formação da uracila; isso ocorre cerca de 100 vezes por dia em uma célula de mamífero.  A uracila é reconhecida como incorreta pelo sistema de reparo do DNA, que a remove.  Se a uracila fosse um componente normal do DNA o reconhecimento dessa incorreção seria mais difícil.  Uracilas não corrigidas iriam parear com adeninas durante a replicação, levando a alterações permanentes (mutações).
O superenrolamento (ou superelicidade) do DNA: 
resulta em maior compactação da sua estrutura 
promove um maior relaxamento da molécula 
ocorre apenas em virus 
ocorre em apenas um sentido (p.ex., positivo ou horário) 
usualmente ocorre no sentido positivo 
Os cromossomos dos vertebrados são estruturas extremamente grandes e complexas. Com relação aos cromossomos de vertebrados: 
toda a informação genética da célula está contida nos cromossomos nucleares 
genes para histonas e RNAs ribossomais são genes estruturais 
a maior parte do DNA cromossomal codifica a síntese de proteínas 
A e B estão corretas 
A, B e C estão corretas 
Plasmídeos são: 
parte do cromossomo bacteriano 
encontrados apenas nas mitocôndrias 
compostos de RNA e proteínas 
moléculas circulares de DNA 
encontrados apenas em virus 
Há vários níveis de organização "arquitetônica" (topológica) do DNA cromossomal. Sobre a estrutura e empacotamento do DNA (indique se V ou F): 
V - histonas são proteínas básicas que respondem por cerca de 50% da massa da cromatina 
F - as histonas envolvem o DNA como um punho fechado ao redor de um anel 
V - a estrutura nucleosomal condensa o DNA ao diminuir o comprimento aparente do mesmo 
F - a formação dos nucleossomos é a única medida da célula no sentido de compactar o DNA cromossomal 
F - o DNA responde por 90% da massa total da cromatina, o restante sendo proteína e uma pequena quantidade de RNA 
F - a estrutura primária (seqüência de aminoácidos) das histonas varia muito entre as diferentes espécies de eucariontes 
F - entre os nucleossomos existem regiões de DNA desprotegido, evidenciáveis por suas sensibilidades à digestão por proteases 
Em um certo organismo, o gene para a enzima hexocinase corresponde a 21.000 pares de bases.  O peso molecular da hexocinase é aproximadamente 110.000 Da.  Este organismo é um procarionte ou eucarionte? Por quê? (peso molecular médio aproximado dos aminoácidos é de 110 Da; de uma base é de 450 Da). 
O gene é aproximdadamente 7 vezes maior do que seria necessário para a codificação de aproximadamente 1000 aminoácidos que compoem essa proteína.  A presença de regiões de DNA não traduzidas indicam que esse gene deve conter introns e o organismo, portanto, deve ser um eucarionte. 
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Exercício AT14: Princípios de Bioenergética
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Com relação ao ATP, indique se cada frase a seguir é Verdadeira ou Falsa: 
__V___ contém uma ligação β-N-glicosídica 
__V___ contém um anel de furanose 
__F___ é o composto de maior energia da célula 
__F___ é utilizado como armazenador de energia de longo prazo 
__V___ a energia de sua hidrólise pode alimentar outros processos metabólicos 
__F___ é sintetisado exergonicamente a partir de ADP e Pi 
__F___ contém três ligações fosfo-anidrido 
__V___ a repulsão entre os grupos fosforil carregados negativamente é aliviada pela sua hidrólise 
__F___ o açúcar presente em sua estrutura é a glicose 
__F___ seu potencial de transferência de grupo fosforil é mais elevado que o do fosfoenolpiruvato 
  
Qual a melhor descrição da relação existente entre o G´o e a velocidade de uma reação? 
o G´o é diretamente proporcional à velocidade da reação 
o G´o é inversamente proporcional à velocidade da reação 
se o G´o é positivo, a reação será espontânea no sentido indicado (Esq. -> Dir.) 
se o G´o é negativo, a reação está em equilíbrio 
o G´o não nos permite inferir nada sobre a velocidade da reação 
  
O ATP ocupa uma posição intermediária na hierarquia dos compostos fosforilados com altas energias livres de hidrólise (ver tabela 14-6, a seguir). Por que é vantajoso para as células utilizar o ATP como principal molécula transportadora de energia? 
o ATP pode se regenerado pelo acoplamento com reações que liberam mais energia que a que é liberada pela sua hidrólise 
o ATP é termodinamicamente instável mas cineticamente estável 
reações que liberam mais energia que a hidrólise do ATP não ocorrem nas células 
os grupos fosforil dos outros compostos com mais energia não podem ser removidos 
o potencial de transferência do grupo fosforil do ATP é mais alto que o de qualquer outro composto fosforilado 
  
Para a frase em itálico, qual das alternativas abaixo não contribui com o alto potencial de transferência do ATP?  
ADP e Pi tem ________________ do que o ATP 
mais estabilização da ressonância 
menos repulsão eletrostática 
maior grau de ionização 
maior facilidade de isomerização 
maior grau de hidratação 
Nas questões 5-8, ache a correspondencia entre o transportador de elétrons e a frase correta: 
NAD+ 
aceita 2 elétrons e 2 íons H+ 
aceita 2 elétrons e 1 íon H+ 
aceita 1 elétron e 1 íon H+ 
transfere elétrons em reações de biossíntese 
na sua forma reduzida, é o mesmo que NADH 
  
FADH2 
aceita 2 elétrons e 2 íons H+ 
aceita 2 elétrons e 1 íon H+ 
aceita 1 elétron e 1 íon H+ 
transfere elétrons em reações de biossíntese 
na sua forma oxidada, é o mesmo que FAD 
  
NADH 
aceita 2 elétrons e 2 íons H+ 
aceita 2 elétrons e 1 íon H+ 
aceita 1 elétron e 1 íon H+ 
pode ser usado como fonte de elétrons na síntese de ATP 
transfere elétrons em reações de biossíntese 
  
NADPH 
aceita 2 elétrons e 2 íons H+ 
aceita 2 elétrons e 1 íon H+ 
aceita 1 elétron e 1 íon H+ 
transfere elétrons em reações de biossíntese 
na sua forma oxidada, é o mesmo que NAD+ 
  
Na reação de fosforólise da sacarose:  
sacarose + Pi  glicose 1-fosfato + frutose
utilizando-se os dados fornecidos a seguir, qual é a variação da energia livre padrão?
Dados:
H2O + sacarose glicose + frutose     G´o = -29 kJ/mol
H2O + glicose 1-fosfato glicose + frutose     G´o = -21 kJ/mol
-8 kJ/mol 
8 kJ/mol 
-50 kJ/mol 
50 kJ/mol 
não pode ser determinado a partir desses dados 
Dados os valores de  G´o para as reações a seguir, qual é o valor de  G´o para a hidrólise de Acetil-CoA?
acetil-CoA + H20 ácido acético + CoASH
	Reação
	G´o (kJ/mol)
	oxaloacetato + acetil-CoA + H2O citrato + CoASH
	-32,2
	malato fumarato + H2O
	3,8
	oxaloacetato + acetato NADH + H+
	-0,8
	malato + NAD oxaloacetato + NADH + H+
	29,7
	oxaloacetato + 2H+ + 2e- malato 2-
	-32,04
-2,5 kJ/mol 
-31,4 kJ/mol 
61,9 kJ/mol 
31,4 kJ/mol 
-61,9kJ/mol 
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Exercício AT16: Glicólise e Catabolismo das Hexoses
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Para as questões 1-10, identifique a enzima que cataliza cada uma das 10 reações da glicólise:
GLICOSE
1. hexocinase
Glicose 6-fosfato
2. fosfohexose isomerase
Frutose 6-fosfato
3. fosfofrutocinase-1
Frutose 1,6-bisfosfato
4. aldolase
Gliceraldeído 3-fosfato + Dihidroxiacetona fosfato
5. triose fosfato isomerase
Gliceraldeído 3-fosfato
6. gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase
1,3-Bisfosfoglicerato
7 . fosfoglicerato cinase
3-Fosfoglicerato
8. fosfoglicerato mutase
2-Fosfoglicerato
9. enolase
Fosfoenolpiruvato
10. piruvato cinase
PIRUVATO
 
Nas questões 11-15, refira-se às reações numeradas no diagrama anterior:
Quais reações requerem investimento de energia sob a forma de ATP?     1 e 3 
Quais envolvem fosforilação ao nível do substrato?    7 e 10 
Quais reduzem NAD+?    6 
Qual(is) é (são) irreversível(is) nas condições intracelulares?    1, 3 e 10 
Qual é a etapa decisiva?    3 
Nas questões 16-19, indique o efeito (aumento, diminuição, nenhum) de cada situação na velocidade da glicólise.  Se houver um efeito regulatório, identifique a enzima envolvida no mecanismo regulatório em questão.
Concentração elevada de glicose 6-fosfato    diminuição, por inibição pelo produto (hexocinase)  
Concentração elevada de frutose 6-fosfato    aumento, por deslocamento do equilíbrio por ação das massas 
Concentração elevada de frutose 1,6-bisfosfato    aumento, por ativação alostérica da fosfofrutocinase-I 
Concentração elevada de ATP    diminuição, por inibição alostérica da fosfofrutocinase-I e da piruvato cinase 
Qual afirmativa é FALSA em relação à fosfofrutocinase-1? 
é inibida pela frutose 2,6-bisfosfato 
é ativada por AMP 
é inibida por citrato 
é inibida por ATP 
o ATP aumenta o seu K0,5 para a frutose 6-fosfato 
As afirmativas abaixo descrevem a glicólise, EXCETO: 
tem uma produção líquida de 2 moléculas de ATP para cada molécula de glicose 
sua velocidade é regulada pela hexocinase 
suas enzimas são encontradas no citossol 
2 moléculas de gliceraldeído 3-fosfato são produzidas para cada molécula de glicose 
sua velocidade é regulada pelos níveis energéticos da célula 
Indique se Verdadeiro ou Falso em relação à via das Pentoses Fosfato: 
  F   geram NADH para a biossíntese 
  T   suas reações ocorrem no citossol 
  F   a transcetolase e a transaldolase interligam essa via à gliconeogênese 
  F   é mais ativa em células musculares que em adipócitos 
  T   interconverte trioses, tetroses, pentoses, hexoses e heptoses 
  T   através desta via, ribose 5-fosfato em excesso pode ser completamente convertida a intermediários da glicólise 
Em tecidos de mamíferos, TODAS as vias subseqüentes ao piruvato: 
são aeróbicas 
terminam por transformar NAD+ em NADH 
terminam por reoxidar NADH a NAD+ 
fornecem as mesmas quantidades de ATP à célula 
levam a uma redução do pH da célula 
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Exercício AT17: Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos
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  Questão 11 do exercício sobre Ciclo de Krebs:
A piruvato desidrogenase é controlada, entre outras formas, pelas enzimas fosfoproteína fosfatase e piruvato desidrogenase kinase; a segunda, fosforilando a piruvato desidrogenase, inibe sua atividade. A primeira remove essa inibição, ao remover os grupos fosfato que mantém a piruvato desidrogenase inibida. Assim, a inexistência da fosfoproteína fosfatase em uma célula vai manter inibida a piruvato desidrogenase, por ação da piruvato kinase.
Na ausência da atividade da piruvato desidrogenase, o piruvato vai se acumular e tender a ser convertido a lactato (aumento de lactato). Ambas as substâncias vão determinar a acidificação da célula (diminuição de pH). A produção de citrato estará diminuída, assim como a produção de NADH (diminuição) e, consequentemente, ATP (diminuição).
Então: a) SIM b) NÃO c) NÃO d) SIM
 
Questão 12 do exercício sobre Ciclo de Krebs:
a) sem oxigênio não há cadeia respiratória  e, portanto, não se oxidam (não se regeneram) os aceptores NADH + H+ e FADH2 --> correto
b) aconitase transforma citrato em isocitrato por desidratação seguida de reidratação
c) ver a seguir: (correto)
Pyruvate -->acetyl-CoA = 1 NADH = 2,5 ATP
Isocitrate -->alfa-ketoglutarate = 1 NADH = 2,5 ATP
alfa-Ketoglutarate -->succinyl-CoA = 1 NADH = 2,5 ATP
2 Succinyl-CoA --> succinate = 1 ATP ( GTP) 
Succinate --> fumarate = 1 FADH2 = 1,5 ATP
Malate --> oxaloacetate = 1 NADH = 2,5 ATP
TOTAL = 12,5 ATP --> alternativa ´c´ está correta
d) correto, como veremos na aula sobre cadeia respiratória; a succinato desidrogenase é, concomitantemente, parte da cadeia respiratória e parte do Ciclo de Krebs;
 
Portanto, a resposta correta é:
e) TODAS  AS ANTERIORES ESTÃO CORRETAS
  Nas questões 1-10, preencha os espaços com os nomes dos intermediários do Ciclo de Krebs ou Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos, ou Ciclo do Citrato, que faltam no diagrama.
piruvato 
isocitrato 
CO2 + NADH 
alfa-cetoglutarato + CoA-SH 
CO2 + NADH 
succinil-CoA + GDP 
succinato + GTP 
FADH2 
NADH 
oxaloacetato 
Indique se os seguintes efeitos metabólicos iriam ou não ocorrer (Sim/Não) em células sem a Fosfoproteína Fosfatase do complexo da Piruvato Desidrogenase. 
  S    concentração de lactato aumentada 
  N    aumento de pH 
  N    concentração de citrato aumentada 
  S     concentrações de NADH e ATP aumentadas 
Qual das seguintes afirmativas descreve corretamente o Ciclo de Krebs? 
é necessário haver oxigênio para a regeneração dos aceptores de elétrons 
o citrato é hidratado e desidratado pela mesma enzima, Aconitase 
doze ligações fosfato de alta energia são formadas a cada volta no ciclo 
a succinato desidrogenase liga o Ciclo do Citrato à Fosforilação Oxidativa 
todas as anteriores 
Em um tubo de ensaio você tem uma suspensão de mitocôndrias isoladas e intactas, ao qual você adiciona succinil-CoA.  Quantos mols de ATP você esperaria que fossem gerados em uma volta do Ciclo de Krebs para cada mol de succinil-CoA adicionado? 
3 
4 
5 
5,5 
0 -- a succinil-CoA não não penetraria na mitocôndria intacta 
Na presença de um inibidor da fumarase, quantos mols de ATP se formariam a partir de um mol de Acetil-CoA? 
5 
6 
6,5 
7,5 
0 
Todas as enzimas listadas abaixo estão ligadas à redução de NADH, exceto: 
isocitrato desidrogenase 
lactato desidrogenase 
succinato desidrogenase 
piruvato desidrogenase 
α -cetoglutarato desidrogenase 
Nas questões 16-22, ache a correspondência entre as descrições abaixo e a(s) enzima(s) apropriada(s).  Pode haver mais de uma resposta para cada questão. 
citrato sintase 
isocitrato desidrogenase 
piruvato desidrogenase 
succinato desidrogenase 
succinil-CoA sintetase 
α -cetoglutarato desidrogenase 
b, c e f    alostericamente ativada pelo Cálcio 
a             cataliza a etapa decisiva do Ciclo do Ácido Cítrico 
d             única enzima do ciclo ligada à membrana 
e             cataliza a fosforilação ligada ao substrato do ADP ou GDP 
c             regulada por fosforilação reversível 
a, c e f    inibida por NADH 
a, b e c   ativada por AMP ou ADP
Nas questões 23-26, indique o efieto (aumento, diminuição, nenhum) da cada situação na velocidade global do Ciclo do Ácido Cítrico.  Em caso de efeito regulatório, identifique a enzima envolvida e o tipo de mecanismo regulatório. 
Aumento na concentração de citrato: diminuição; a citrato sintase é retroinibida pelo acúmulo do produto e a quantidade de Acetil-CoA disponível para o TCA irá diminuir devido à inibição alostérica da fosfofrutocinase I 
Aumento na concentração de ATP: diminuição; o acúmulo de ATP inibe a citrato sintase, isocitrato desidrogenase, fosfofrutocinase I, piruvato cinase e piruvato desidrogenase 
Aumento na concentração de glicose 6-fosfato: nenhum efeito 
Aumento na concentração de succinil-CoA:diminuição; a alfa-cetoglutarato desidrogenase é inibida pelo seu produto 
Indique se Verdadeiro ou Falso, com relação ao ciclo do glioxilato: 
 V    permite a conversão dos produtos da oxidação dos ácidos graxos a glicose 
 V    fornece intermediários para o Ciclo do Ácido Cítrico durante os períodos de síntese de aminoácidos 
 F    depleta os estoques celulares de oxaloacetato 
 F    é equivalente ao Ciclo do Ácido Cítrico em plantas 
Embora o oxigênio não participe diretamente em qualquer das reações do Ciclo do Ácido Cítrico, este somente funciona quando o oxigênio está presente. Isto porque: 
o oxigênio é necessário como um ativador para diversas desidrogenações enzimáticas (oxigenações) no ciclo 
o oxigênio é necessário para a produção de água, a qual é crucial para os processos celulares 
o oxigênio recebe elétrons da cadeia respiratória, permitindo a reoxidação do NADH a NAD+ 
o oxigênio é necessário para a remoção de subprodutos tóxicos formados pelo ciclo 
o oxigênio tem todas essas funções 
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Exercício AT18: Transporte de Elétrons e Fosforilação Oxidativa
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Construa um diagrama mostrando em ordem os complexos de transferência de elétrons e os carreadores móveis associados à membrana mitocondrial interna, incluindo o doador original e o aceptor final de elétrons.  Qual aceptor tem o maior e qual tem o menor E´o 
A seqüência de complexos e carreadores móveis seria a seguinte: 
(a) complexo I, NADH desidrogenase: transfere elétrons do NADH (menor E´º ) para Q
(b) Ubiquinona (Q) 
OU ENTÃO: 
(a) complexo II, succinato desidrogenase: transfere elétrons do FADH2 para a Q
(b) Ubiquinona (Q) 
A SEGUIR: 
(c) complexo III, citocromo bc1: transfere elétrons de Q para o citocromo c
(d) complexo IV, citocromo oxidase: transfere elétrons do citocromo c para o O2 (maior E´º ) 
Sobre a cadeia respiratória e a fosforilação oxidativa, indique se V ou F: 
 V   os complexos da NADH desidrogenase e do citocromo bc1 e a citocromo oxidase são todos formados por proteínas transmembranares 
 V   o ATP sintetizado precisa ser transportado para o espaço intermembranar antes de seguir para o citossol 
 V   o citocromo c e a subunidade F1 da ATPase são proteínas periféricas de membrana 
 F   os complexos I, II, III e IV são capazes de bombear prótons 
 F   a ubiquinona é uma molécula hidrofílica 
 F   a ubiquinona e a subunidade Fo da ATP sintase são protepinas periféricas da membrana 
 F   o aceptor final de elétrons é a H20 
Qual das seguintes observações experimentais (hipotéticas) não apoiariam a hipótese quimiosmótica da fosforilação oxidativa? 
se as membranas mitocondriais são rompidas não ocorre fosforilação oxidativa 
o aumento do pH no espaço intermembranar resulta em síntese de ATP na matriz mitocondrial 
a transferência de elétrons através da cadeia respiratória resulta na formação de um gradiente de prótons através da membrana mitocondrial interna 
a orientação espacial dos complexos enzimáticos da cadeia respiratória resulta em um fluxo unidirecional de H+ 
fosfato inorgânico marcado radioativamente é incorporado a ATP citossólico somente na presençade um gradiente de H+ através da membrana mitocondrial interna 
A força próton-motriz gerada pela cadeia transportadora de elétrons: 
inclui um componente dependente de um gradiente de pH 
inclui um componente dependente de um gradiente de potencial elétrico 
é utilizado por processos de transporte ativo 
é usado para a síntese de ATP 
apresenta todas as características acima 
Onde os elétrons do NADH e FADH2 entram, respectivamente na cadeia respiratória? Por quê eles precisam entrar em locais diferentes? Que efeito isto tem no número de ATPs produzidos pela reoxidação de cada transportador de elétrons? 
Os elétrons carreados pelo NADH entram na cadeia pelo Complexo I (NADH desidrogenase); os elétrons transportados pelo FADH2 ou enzimas ligadas ao FAD, originados de diversas reações, entram através do Complexo II (succinato desidrogenase), glicerol 3-fosfato desidrogenase, ou ETFP. Todas estas enzimas transferem elétrons para Q.  O E´º do FADH2 em cada uma destas enzimas é maior que aquele do NADH, de forma que os elétrons precisam entrar na cadeia mais tardiamente, perdendo portanto o primeiro local de bombeamento de prótons através da membrana, o Complexo I.  Assim, enquanto os elétrons derivados do NADH geram 2,5 ATPs, aqueles do FADH2 geram apenas 1,5 ATPs.
Por quê distintos tipos celulares diferem no número máximo de ATPs produzidos por molécula de glicose aerobicamente oxidada? 
A quantidade final de ATPs depende do sistema transportador de elétrons do citoplasma para a matriz mitocondrial.  O NADH da glicólise precisa ser reoxidado na matriz mitocondrial, mas não pode atravessar a membrana mitocondrial interna como NADH.  Algumas células utilizam o transportador malato-aspartato, o qual resulta na produção de 2,5 ATP por NADH.  Outras células utilizam o transportador  do glicerol 3-fosfato, o qual rende apenas 1,5 ATPs por NADH.  Isto resulta em 2 ATPs a menos por molécula de glicose aerobicamente oxidada. 
Para cada afirmativa no quadro a seguir, indique se o fato é verdadeiro para cloroplastos, mitocôndrias, ou ambos: 
	 
	cloroplastos
	mitocôndrias
	    ambos     
	(a) NADH é uma fonte de elétrons (e-)
	 
	X
	 
	(b) transferência de e- leva à formação de gradiente de prótons
	 
	 
	X
	(c) a organela depende da integridade das suas membranas para síntese de ATP
	 
	 
	X
	(d) a organela contém citocromos e flavinas em sua cadeia de transporte de e-
	 
	 
	X
	(e) o aceptor final de e- é o NADP+
	X
	 
	 
�
Exercício AT19: Metabolismo do Glicogênio; Gliconeogênese
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Quais são as três reações essencialmente irreversíveis da glicólise que precisam ser substituídas por outras reações na gliconeogênese? 
conversão de glicose a glicose 6-fosfato pela hexocinase 
fosforilação da frutose 6-fosfato a frutose 1,6-bisfosfato pela fosfofrutocinase I 
conversão do fosfoenolpiruvato a piruvato pela piruvato cinase 
Qual o papel da frutose 2,6-bisfosfato na regulação destas duas vias? 
inibe a desfosforilação de frutose 1,6-bisfosfato a frutose 6-fosfato pela frutose 1,6-bisfosfatase na gliconeogênese 
estimula a fosforilação da frutose 6-fosfato a frutose 1,6-bisfosfato  pela fosfofrutocinase I 
  
Qual é o hormônio que estimula a degradação do glicogênio no músculo? E no fígado? 
R.: epinefrina (adrenalina) no músculo e glucagon no fígado. 
O piruvato e o ATP são os produtos finais da glicólise.  Em células musculares em atividade mecânica muito intensa (acima da capacidae respiratória do indivíduo) o piruvato é convertido a lactato.  O lactato é transportado pelo sangue ao fígado onde é reciclado a glicose, pela gliconeogênese, a qual é transportada de volta ao músculo para produção de mais ATP. Por quê o músculo não exporta piruvato, o qual também poderia ser transformado em glicose? 
R.: É vantajoso para o músculo transformar piruvato em lactato para que o NAD+ consumido na glicólise (transformado em NADH na desidrogenação de 2 moléculas de gliceraldeído 3-fosfato) possa ser regenerado, permitindo a continuidade da glicólise mesmo na insuficiência de O2 
Por quê a biossíntese de glicose é tão crucial para mamíferos? 
A biossíntese de glicose é uma necessidade absoluta em mamíferos porque o sistema nervoso, os eritrócitos, testículos, medula renal e tecidos embrionários tem como única fonte de energia a glicose.  O cérebro humano sozinho consome cerca de 120 g de glicose diariamente. 
Como podem tanto a glicólise quanto a gliconeogênese serem processos irreversíveis na célula? 
Tanto em um processo quanto no outro, há 3 reações essencialmente irreversíveis por terem um G bastante negativo; essas reações são específicas para cada um dos processos.  As demais reações da glicólise e da gliconeogênese são comuns aos dois processos. Além de tornaremesses dois processos irreversíveis, essas reações propiciam locais de regulação metabólica bastante precisos. 
Compare as equações globais para a glicólise e gliconeogênese. Qual a necessidade do alto custo energético para a ocorrência da gliconeogênese? 
glicólise: glicose + 2 ADP + 2Pi + 2NAD+ ---> 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2H+ + 2 H2O
gliconeogênese: 2 piruvato + 4 ATP + 2 GTP +2 NADH + 4 H2O ---> GLICOSE + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 NAD+ + 2H+
Muito do alto custo da gliconeogênese é necessário para garantir a sua irreversibilidade: em condições intracelulares, a variação de energia livre da glicólise é de cerca de -63kJ/mol, e da gliconeogênese é de -16kJ/mol, o que torna ambos os processos essencialmente irreversíveis. 
Qual a contribuição da oxidação dos ácidos graxos para a gliconeogênese? 
Os animais não conseguem transformar lípides em açúcares, mas as plantas e alguns microrganismos o fazem, convertendo a acetil-CoA (da β-oxidação dos ácidos graxos) à glicose.  Isso é muito importante na germinação de sementes, por exemplo.  Em plantas a acetil-CoA é convertida a succinato no ciclo do glioxilato (nos glioxissomos), o succinato passa para a matriz mitocondrial onde é convertido pelo TCA a oxaloacetato, que passa ao citossol onde, pela gliconeogênese, é transformado a frutose 6-fosfato, precursor da sacarose. 
Qual a ação do glucagon nos níveis sanguíneos da glicose? 
Quando os níveis sanguíneos da glicose caem, o glucagon sinaliza ao fígado para que este produza e libere mais glicose para a corrente circulatória.  Uma das fontes de glicose no fígado são os reservatórios de glicogênio, e outra é a gliconeogênese. 
O que impele a reação catalizada pela UDP-glicose pirofosforilase para diante? 
Essa reação, da síntese de glicogênio, é: Glicose 1-fosfato + UTP ---> UDP-glicose + PPi
O que impele essa reação é a rápida hidrólise do pirofosfato a fosfato inorgânico, catalisada pela pirofosfatase inorgânica, com G´o = -25kJ/mol. 
A glicogenina permanece imersa na partícula de glicogênio que ajudou a formar.  Como isso difere do destino da maioria das enzimas? 
A maioria das enzimas se desliga do produto formado pela ação catalítica. A glicogenina (proteína-tirosina-glicosiltransferase) funciona ao mesmo tempo como enzima e como primer, permanecendo covalentemente ligada à extremidade redutora da molécula de glicogênio que vai sendo estendida pela glicogênio sintetase. 
Compare os mecanismos de regulação da glicogênio sintetase e da glicogênio fosforilase.  Quais são os papéis do glucagon, adrenalina (epinefrina) e insulina nestes mecanismos?  Quais são controles alostéricos e quais são controles covalentes? 
A glicogênio fosforilase (GF) acelera o desmonte do glicogênio, liberando glicose 1-fosfato para a produção de energia; a glicogênio sintetase (GS) acelera a síntese de glicogênio quando há pequena demanda por energia e grande disponibilidade de glicose.  Ambas as enzimas ocorrem em duas formas, uma ativa, outra inativa, dependendo de estarem ou não fosforiladas, da seguinte maneira: 
	Enzima
	Fosfato?
	Atividade
	Enzima p/ modificação covalente
	GF a
	sim
	ativa
	fosforilase a fosfatase
	GF b
	não
	inativa
	fosforilase b cinase
	GS a
	sim
	menos ativa
	proteínas cinases
	GS b
	não
	ativa
	fosfoproteína fosfatase
Epinefrina (adrenalina): agindo principalmente no músculo, via receptores da membrana citoplasmática e cAMP, estimula a ativação da glicogênio fosforilase, resultando em maior degradação do glicogênio:
 
Glucagon: agindo principalmente no fígado, tem ação semelhante à da adrenalina, favorecendo a degradação do glicogênio:
A adrenalina e o glucagon também regulam a concentração de frutose 2,6-bisfosfato e, portanto, o balanço entre a glicólise e a gliconeogênese.
Insulina: a insulina é liberada pelo pâncreas quando a concentração de glicose sanguínea aumenta.  A insulina estimula a incorporação de glicose a glicogênio e aumenta a glicólise e o TCA, no músculo e no fígado.
Controles covalentes: são os casos em que ocorre fosforilação/defosforilação de enzimas, ativando-as/inativando-as.
Controles alostéricos: Os controles alostéricos são aqueles que envolvem a ligação de um metabólito ao sítio regulatório de uma enzima, como por exemplo a ligação de Ca2+ (o sinalizador para a contração muscular) à fosforilase b cinase (inativa), ativando-a (transformando-a em fosforilase a); o AMP, abundante no músculo em atividade, liga-se e ativa a fosforilase.  Quando os níveis de ATP estão elevados, o ATP bloqueia o sítio alostérico ao qual se liga o AMP, inativando a fosforilase. Também a glucose exerce efeito alostérico, por exemplo sobre a glicogênio fosforilase, facilitando a sua desfosforilação e, portanto, inativação.
Exercício adicional sobre esta questão (em Inglês): Carbohydrate Metabolism Regulation Problem S�� HYPERLINK "http://www.biology.arizona.edu/biochemistry/problem_sets/carbomet/carbomet.html" et (http://www.biology.arizona.edu/biochemistry/problem_sets/carbomet/carbomet.html)
Exercício AT20: Degradação de Lipídeos
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Sobre o transporte de de ácidos graxos para a matriz mitocondrial: 
é a etapa limitante na oxidação dos ácidos graxos 
é regulada pela [malonil-CoA] 
os pools (reservatórios) citossólico e da matriz mitocondrial são distintos e separados 
uma vez que os ácidos graxos penetram na matriz, passam a estar comprometidos com a oxidação até acetil-CoA 
todas as anteriores estão corretas 
Com relação à β-oxidação dos ácidos graxos: 
em cada volta do ciclo, uma molécula de FADH2 e uma molécula de NADPH são produzidas 
é a mesma tanto para ácidos graxos saturados quanto para insaturados 
a primeira etapa é catalisada pela lipoproteína lipase 
os ácidos graxos são oxidados na posição C-3 para a remoção de um fragmento de 2 carbonos 
ocorre no espaço intermembranar da mitocondria 
Ordene as seguintes etapas da oxidação de lípides (não é uma lista completa) 
tiólise 
reação da acil-CoA com a carnitina 
oxidação que utilisa NAD+ 
hidrólise do triacilglicerol pela lipase 
ativação do ácido graxo pela ligação com CoA 
hidratação 
d, e, b, f, c, a
Nas questões de 4 a 8, indique a correspondência entre o papel na β-oxidação e/ou mobilização dos ácidos graxos e o componente apropriado da lista:
sais biliares 
albumina sérica 
apoC-II 
apolipoproteína 
carnitina 
__e__ atua como transportador de ácidos graxos para o interior da mitocôndria 
__a__ atua como detergente biológico, fragmentando corpúsculos de gordura em pequenas micelas mistas 
__d__ liga-se a e transporta triacilgliceróis, fosfolipídios e colesterol entre órgãos 
__c__ ativa a lipoproteína lipase, a qual cliva triacilgliceróis em componentes menores 
__b__ liga-se a alguns ácidos graxos obtidos de adipócitos e os transporta na corrente sanguínea até a musculatura cardíaca e esquelética 
(a) Em quais etapas da β-oxidação dos ácidos graxos saturados são gerados os transportadores de elétrons reduzidos? R.: o FADH2 é formado na primeira etapa da β-oxidação, na reação de oxidação, catalisada pela acetil-CoA desidrogenase. O NADH é formado na reação de oxidação catalisada pela β-hidroxiacil-CoA desidrogenase.  A passagem de elétrons do FADH2  e NADH através da cadeia transportadora de elétrons produz ATP.  (b) Para cada aumento de 2 carbonos no comprimento de uma cadeia de ácido graxo saturado, quantos mols adicionais de ATP podem ser formados pela oxidação completa de um mol desse ácido graxo a CO2 e H2O? R.: para cada unidade adiconal de 2 carbonos oxidada, 14 moléculas adicionais de ATP são formadas.  As duas oxidações da β-oxidação produzem 1 FADH2 e 1 NADH, o que produz 1,5 e 2,5 ATPs, respectivamente, pela oxidação fosforilativa.  A acetil-CoA extra, quando oxidada pelo TCA, rende o equivalente a mais 10 ATPs: 3 NADH, 1 FADH2 e 1 ATP (ou GTP). 
Qual o resultado líquido das reações adicionais requeridas para a β-oxidação dos ácidos graxosinsaturados? 
As duas reações adicionais, uma isomerização e uma redução, produzem um ácido graxo saturado, o qual pode passar através da β-oxidação.
Qual a diferença entre mamíferos e plantas na utilização dos produtos da oxidação dos triacilgliceróis? 
As plantas não utilisam a oxidação de triacilgliceróis na geração de energia metabólica; as mitocôndrias de vegetais não possuem as enzimas apropriadas para esse processo. Os triacilgliceróis podem ser degradados a ácidos graxos, os quais são ativados pela CoA e então oxidados nos peroxissomos e glioxissomos (encontrados na sementes em germinação).  Esta oxidação produz acetil-CoA, a qual é encaminhada através do ciclo do glioxilato para a gliconeogênese.  A glicose assim formada é o precursor de uma diversidade de intermediários metabólicos.  Os mamíferos utilizam a quebra dos triacilgliceróis e a oxidação dos ácidos graxos para gerar grandes quantidades de ATP; isso se dá na mitocôndria.  Os mamíferos não podem formar glicose a partir da acetil-CoA: eles não possuem as enzimas do ciclo do glioxilato.
De que forma a produção de corpos cetônicos permite a contínua oxidação dos ácidos graxos? Como isso afeta a concentração citossólica de coenzima A? 
A geração de corpos cetônicos (desprovidos de CoA) a partir de acetil-CoA libera a CoA mitocondrial para a continuidade da oxidação dos ácidos graxos. A separação entere as reservas citossólica e mitocondrial de CoA é mantida pelo sistema de transporte acil-carnitina/carnitina.  A produção de corpos cetônicos, portanto, não afeta a concentração citossólica de CoA.
Compare a produção líquida de ATP nas seguintes situações: 
oxidação completa de palmitato (16-C, ácido graxo saturado)
A oxidação completa de palmitato envolve 7 ciclos de β-oxidação, produzindo: 
7 FADH2 e 7 NADH 
8 acetil-CoA, que no TCA geram 24 NADH, 8 FADH2 e 8 ATP (de GTP); assim, 15 FADH2 e 31 NADH são produzidos; a cadeia respiratória e a fosforilação oxidativa produzem: 
1,5 ATP por FADH2 = 22,5 ATP 
2,5 ATP por NADH = 77,5 ATP 
Assim, um total de 22,5 + 77,5 + 8 = 108 ATP é produzido; subtraindo-se 2 ATPs pela ativação do palmitao a palmitoil-CoA, obtém-se uma produção líquida de 106 ATPs. 
oxidação completa de ácido palmitoléico (16-C, ácido graxo monoinsaturado com uma dupla ligação em cis entre C-9 e C-10)
A oxidação completa do ácido palmitoléico envolve: 
 3 ciclos de β-oxidação, produzindo 3 FADH2 e 3 NADH 
1 ciclo sem produção de FADH2 na etapa da acil-CoA desidrogenase; a ligação dupla cis precisa ser convertida a trans pela enoil-CoA isomerase para subseqüente ação da enoil-CoA hidratase; o restante deste ciclo da β-oxidação produz 1 NADH 
3 ciclos adicionais de β-oxidação produzindo 3 FADH2 e 3 NADH 
8 acetil-CoA são formadas, os quais (como acima) produzem 24 NADH, 8 FADH2 e 8 ATPs.  Assim 14 FADH2 e 31 NADH são produzidos, o que origina: 
21 ATP e 77,5 ATP; assim: 21 + 77,5 + 8 = 106,5 ATPs são produzidos.  Uma vez mais precisamos subtrair 2 ATPs, para uma produção total líquida de 104,5 ATPs 
oxidação parcial de pamitato até acetoacetato
A oxidação parcial de palmitato a acetoacetato envolve 7 ciclos  de β-oxidação produzindo: 
7 FADH2 e 7NADH 
8 acetil-CoA, que se combinam para formar 4 acetoacetatos; assim, os 7 FADH2 e 7NADH produzidos dão origem a 10,5 + 17,5 = 28 ATPs; subtraindo-se 2 ATPs, tem-se uma produção total líquida de 26 ATPs 
oxidação peroxissomal de palmitato no fígado 
A oxidação peroxissomal do palmitato envolve 7 ciclos de β-oxidação produzindo:
FADH2 o qual não passa seus elétrons através da cadeia respiratória ao O2, de maneira que não se produz ATP a partir dessa etapa; os elétrons são passados diretamente ao O2, formando H2O2 
7 NADH, o qual não pode ser re-oxidado dentro do peroxissomo; o NADH é exportado ao citossol, e então à mitocôndria, através de um transportador específico 
8 acetil-CoA, os quais são exportados ao citossol como acetato uma vez que os peroxissomos não possuem as enzimas do TCA 
Assim, dentro do peroxissomo, não se observa a produção de ATPP.  Assumindo não haver um custo energético para o transporte de NADH e acetil-CoA para fora do peroxissomo e para a matriz mitocondrial, os 7 NADH e as 8 acetil-CoA poderão eventualmente resultar em 95,5 ATPs. 
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Exercício AT21: Degradação de Aminoácidos
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Indique (SIM/NÃO) se cada um dos eventos a seguir é comum à degradação de TODOS os aminoácidos: 
SIM   separação do(s) aminogrupo(s) do esqueleto de carbonos 
SIM   uso dos aminogrupos para síntese de novos aminoácidos ou outros compostos nitrogenados 
SIM   excreção do excesso de aminogrupos de uma forma apropriada ao organismo e seu meio ambiente 
NÃO  passagem dos esqueletos de carbonos para a via gliconeogênica 
NÃO  conversão a α-cetoglutarato 
NÃO  ausência de ganho energético líquido para a célula 
SIM   em mamíferos, um processo eminentemente hepático 
SIM   usualmente, transferência de aminogrupos ou glutamato para transporte até o fígado 
  
Qual das características a seguir é comum a muitas reações catalisadas por aminotransferases? 
apresentam um valor elevado e negativo de G´° 
o grupo amino é transferido a um α-ceto ácido (como o α-cetoglutarato) para formar o aminoácido correspondente 
o grupo amino é transferido a uma molécula de amônia 
são catalisados pela mesma enzima 
requerem o cofator S-adenosilmetionina 
  
De certa forma os ciclos da uréia e do ácido cítrico são análogos.  A ornitina e a citrulina tem papéis similares àqueles do oxaloacetato e de que outro intermediário do TCA? 
acetil-CoA 
citrato 
CO2 
malato 
amonia 
  
Que composto pode servir como aceptor direto de um amino grupo adicional derivado do catabolismo de aminoácidos? 
glutamina 
asparagina 
α-cetoglutarato 
fumarato 
glicerol 
  
O esqueleto de carbonos produzido pela deaminação da alanina entre no TCA como: 
malato 
oxaloacetato 
fumarato 
succinato 
acetil-CoA 
  
Sem levar em conta o NADH gerado na reação da malato desidrogenase, quantas ligações fosfato de alta energia são utilisadas para formar uma molécula de uréia, partindo-se de amonia e HCO-3? 
1 
2 
3 
4 
0 
  
O TCA e o ciclo da uréia se sobrepõem para formar o que às vêzes é chamado de "bicicleta de Krebs".  Quais das seguintes afirmações é pertinente às interações entre estes dois ciclos metsbólicos? 
o oxaloacetato é convertido a aspartato 
o aspartato se combina à citrulina para produzir argininosuccinato no citossol 
o arginiosuccinato é clivado a fumarato e arginina 
o fumarato é um intermediário do TCA 
todas as alternativas estão corretas 
  
Os girinos vivem em um ambiente aquoso e excretam muito do seu nitrogênio excedente como amonia.  Ao se transformar em uma sapo adulto, passa a maior parte da sua vida em terra e passa a ser ureotélico.  Quais das seguintes enzimas deverá aumentar drasticamente de atividade na transição girino->adulto? 
carbamil-fosfato sintetase I 
glutamina sintetase 
glutaminase 
α-cetoglutarato desidrogenase 
carboxipeptidase 
  
As reações do ciclo da uréia ocorrem em dois compartimentos celulares distintos.  Que intermediário(s) do ciclo da uréia precisa(m) ser transportado(s) através da membrana mitocondrial interna? 
argininosuccinato 
citrulina 
ornitina 
A e C 
B e C 
  
Que cofator envolvido na degradação de aminoácidos está em adequada correspondência com o C transferido? 
biotina:CHO 
tetraidrofolato:CHOH 
S-adenosilmetionina:CH2OH 
piridoxal fosfato:CH3 
pepsinogênio:CO2 
  
A degradação de aminoácidos gera compostos que são intermediários comuns nas vias metabólicas principais.  Explique a diferença entre aminoácidos cetogênicos e glicogênicos em termos dos seus destinos metabólicos. De 3 exemplos de cada um desses dois tipos de aminoácidos.
Aminoácidos cetogênicos são catabolizados a acetil-CoA