Metabolismo de Carboidratos roteiro de Estudo

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Glicólise, Gliconeogênese e Via das Pentoses Fosfato
Quais reações da via glicolítica requerem ATP ? Quais produzem ATP?
R: Etapas que requerem ATP: fosforilação da glicose (1); fosforilação da frutose6P em 1,6FrutoseBiP (3). Produzem: Transferência do fosfato 1,3-bifosfoglicerato para ADP (7) e Transferencia do grupo P do fosfoenolpiruvato para o ADP (10).
Porque a formação de frutose-1,6-bisfosfato é a etapa comprometida na glicólise?
R: Pois seu único destino é a glicólise, essa etapa lança de forma irreversível a glicose na via glicolitica, sendo assim ela se torna a principal fase reguladora da glicólise. 
Como estará a atividade enzimática de PFK-1 nas seguintes condições:
I – Em uma célula que tenha elevado conteúdo de ATP.
R: A enzima fica inibida. 
II – Após a redução dos níveis de Frutose 2,6 bifosfato.
R: Reduz a atividade dessa enzima. A PFK-2 é um ativador alosterico da PFK-1.
Em que ponto na glicólise todas as reações são consideradas duplas? Porque?
R: A partir da segunda metade; da fase de pagamento. Pois uma molécula de glicose libera duas moléculas de gliceraldeido3P, e essas seguem juntas na mesma via. 
Quais das enzimas da via glicolítica são desidrogenases ligadas ao NADH?
R: Gliceraldeido3P-desidrogenase; 
Quais reações são pontos de controle na glicólise?
R: A reação 1, a 3 e a 10
Quais os moduladores positivos e negativos da glicólise?
R: Fosfofrutoquinase 1( Moduladores Positivos: AMP, ADP e F2,6BP; Negativos: ATP e citrato. 
Piruvatoquinase: Moduladores Positivos: F1,6BP; Negativos: ATP, acetil-CoA, ácidos graxos, alanina
a inibição alostérica da fosfofrutoquinase, principalmente pelo ATP, é o principal mecanismo regulador da glicólise.
Faça um esquema completo com todas as reações da fase de investimento e pagamento indicando o saldo energético de cada uma delas.
Quais os possíveis destinos metabólicos do piruvato?
R: Condições aeróbicas: o piruvato é oxidado, com perda do grupo carboxílico, originando o grupo acetil da acetil-CoA, que depois é oxidada a CO2 durante o ciclo de Krebs; Tecidos aeróbicos em condição de pouco O2: o piruvato é reduzido a lactato através da fermentação láctica. Em condições de hipoxia muscular, o NADH não é reoxidado a NAD+, e o NAD+ é necessário para a glicólise. A redução do piruvato a lactato permite usar NADH como dador de electrões regenerando o NAD+. Condições anaeróbias: piruvato é convertido em etanol + CO2(fermentação alcoólica).
Qual é a vantagem metabólica na conversão de glicose a lactato?
R: Através da redução do piruvato em lactato, o NAD+ é regenerado a partir do NADH, assim podendo retornar a via glicolitica, não deixando o processo parar. 
Qual o ganho líquido das moléculas de ATP derivadas das reações de glicólise?
R: 2 moléculas. 
Algumas etapas da glicólise são irreversíveis (identifique essas etapas). Como essa observação é revertida na gliconeogênese?
R: Etapas 1,3 e 10. Na gliconeogenese esses três passos são contornados (desviada) por um conjunto separado de enzimas que catalisam reações que são suficientemente exergônicas para ser efetivamente irreversível na direção da síntese da glicólise. 
Quais os destinos metabólicos possíveis para a glicose-6-fosfato?
R: pode seguir a via glicolitica (glicólose), a via das pentoses e gliconeogenese. 
Como é dividida a via das pentoses fosfato? Qual a função e quais os produtos finais de cada via?
R: Dividida em fase não oxidativa: recicla as pentoses fosfatadas a glicose6P; regeneração produz frutose e gliceraldeido3P a partir da frutose5P, para retornarem a via glicolitica quando as células não tem necessidade de ribose5fosfato. Essa etapa não produz NADPH mas produz pentose 5 fosfato, a partir da frutose6P e gliceraldeido3P. As Fase oxidativa: produz ribulose5 Fosfato e NADPH. Importantes para as cels que se dividem muito, síntese de ac nucleicos, cels adrenais, testículos, gland mamarias, figado para síntese de ac graxos e colesterol. 
Em quais tecidos e situações metabólicas a via das pentoses fosfato é muito ativa? Porque? 
R: As células de divisão rápida (pele, medula óssea, mucosa intestinal) usam a pentose para sintetizar RNA e DNA, assim como ATP, NADH, CoA. O NADPH é utilizado nas reduções biossinteticas, os tecidos que realizam a síntese de grandes quantidades de ácidos graxos (fígado, tec adiposo, glândula mamaria) ou síntese intensa de colesterol e hormônios (glândula adrenal, fígado, gônadas). 
Destinos do Piruvato – Processo de Fermentação
Quais os possíveis destinos metabólicos do piruvato ?
R: Ciclo de Krebs, Fermentação. 
Qual processo metabólico envolve a conversão de Piruvato em Lactato ? Há produção de ATPs nessa conversão ?
R: Fermentação láctica. O nad+ produzido na glicólise é regenerado em NADH pela redução do piruvato a lactato, catalisada pela enzima lactato desidrogenase. No processo de fermentação duas moleculas de NADH são regeneradas em NAD+, não produz ATP. 
Qual é a vantagem metabólica na conversão de glicose a lactato ?
R: regenerar o NAD+ para que a via da glicólise possa continuar funcionando. 
Ciclo do ácido cítrico
Como o piruvato entra no ciclo da ácido cítrico?
R: o piruvato entra na mitocôndria através de uma proteína transportadora, então é oxidado a acetil Coa e CO2. A reação é catalisada pelo complexo piruvato desidrogenase. Um grupo carboxila é removido do piruvato na forma de C02, e os outros dois carbonos tornam-se o grupo acewtil do Acetil CoA, esse processo chama-se descarboxilacao oxidativa.
Como é formado AcetilCoA a partir do piruvato? Ocorre formação/consumo de ATP nessa etapa? E NADH ?
R: A reação é catalisada pelo complexo piruvato desidrogenase. Um grupo carboxila é removido do piruvato na forma de C02, e os outros dois carbonos tornam-se o grupo acetil do Acetil CoA, esse processo chama-se descarboxilacao oxidativa. Um NAD é reduzido em NADH.
Quais os produtos finais do ciclo do ácido cítrico?
R: 3 moléculas de NADH e 1 de FADH2 e uma de nucleosídeo trifosfatado (GTP ou ATP), produção de precursores biossinteticos e CO2. 
Quais as enzimas reguladoras do ciclo e como são controladas?
R: Disponibilidade de substrato, inibição por acumulo de produtos, inibição aloterica por retro-alimentacao.
 
O ciclo de ácido cítrico tem função apenas para rotas do catabolismo? Para produção de ATP?
R: Não ele sintetiza intermediários/ precursores para outras rotas metabólicas. 
Quantos ATPs são formados pela oxidação anaeróbica da glucose? E pela oxidação completa da glucose até CO2 e H2O (processo aeróbico)?
Glicolise= 2 ATPs
Oxidacao completa= 30 ou 32 ATPs 
Como as coenzimas carreadoras de elétrons (NADHs) produzidas durante a glicólise podem ser utilizados na cadeia transportadora de elétrons (CTE) intramitocondrial? Considere o tipo de lançadeira utilizada.
Lançadeira malato-aspartato= Essa lançadeira permite que os NADH formados no citoplasma doem seus elétrons, fazendo com que eles entrem do espaço intermembrana para a matriz mitocondrial. Por não conseguir entrar diretamente, os elétrons são doados ao oxalacetato.O oxalacetato assim que recebe esses elétrons, se transforma em outro composto,malato,que tem um transportador que permite a sua passagem. O NADH que dou os elétrons volta a ser NAD+. O malato com seu transportador já consegue levar os elétrons para a matriz, mas precisa doar os elétrons para a cadeia transportadora. Um NAD+ que já está dentro da matriz mitocondrial, recebe os elétrons e se transforma em NADH que vai direto para a cadeia. Para o ciclo continuar o oxalacetato do início precisa voltar para o espaço intermembrana, sendo transformado em uma molécula que tem transportador: ASPARTATO.
Lançadeira GLICEROL 3-P= Essa lançadeira possui um grupo prostético que é o FAD, ela se encontra presente nos músculos e cérebro dos mamíferos. O NADH vindo da glicólise doa seus elétrons para a molécula diidroxiacetona-P. Ao receber os elétrons, a diidroxiacetona-P se transforma em glicerol3-P, que é reconhecido pela lançadeira. O glicerol 3-P doa os 2 elétrons para o FAD, que se transforma em FADH2, conseguindo agora ir para a cadeia transportadora de  elétrons.
Quais os componentes que compõem a cadeia transportadora de elétrons (CTE) e quais atuam como bomba de prótons?
Carreadores de membrana, citocromos e complexo Fe-S
Considerando a CTE, qual molécula é a doadora de elétrons e qual é a receptora final?
Doadora= NADH e FADH2
Receptora= O2
Quantos prótons são bombeados para o espaço intermembranas pela CTE a partir do NADH? E do FADH2? Quantos ATPs são sintetizados para cada NADH ou do FADH2 oxidados?
NADH= 10 protons; cada NADH sintetiza 2,5 ATPs
FADH2= 6 protons; cada FADH2 sintetiza 1,5 ATPs
Como é a estrutura da enzima ATP sintase ?
Como o próprio nome sugere, a ATP sintase vai catalisar a síntese de moléculas de ATP, através do processo de fosforilação oxidativa.
Possui duas subunidades distintas:
subunidade Fo, que é uma subunidade transmembranar e que possui um poro, através do qual os H+ regressam à matriz. 
subunidade F1, que é a subunidade catalítica, responsável pela síntese de ATP e localizada em associação com a face matricial da membrana interna da mitocôndria. Paradoxalmente, esta subunidade apresenta atividade de ATPase (hidrólise de ATP), quando isolada, mas quando em contacto com a membrana interna da mitocôndria e, especificamente, com a subunidade Fo, apresenta atividade de síntese de ATP.
Qual é a força que impulsiona a síntese de ATP pela ATP sintase mitocondrial?
A ATP sintase catalisa a formação de ATP a partir de ADP e fosfato impulsionada pelo fluxo de prótons do lado positivo para lados negativo da membrana
Porque se diz que a CTE e a Fosforilação Oxidativa são processos acoplados?
Porque a medida que os H+ vao sendo liberados para a região intramembrana na CTE, com o auxilio dos 4 complexos, esses H+ vao retornando para a matriz da mitocôndria, gerando ATP por meio da ATP sintase (fosforilacao oxidativa)
Glicogênese e glicogenólise
Por que a glicose precisa ser armazenada na forma de glicogênio?
O glicogênio é um polissacarideo formado por varias unidades de glicose, então o seu armazenamento e importante para liberar moléculas de glicose na sua falta, suprindo os órgãos do nosso corpo de glicose, que e fundamental para produção de energia.
33) Quais os tipos de ligação que ocorrem entre resíduos de glicose na molécula do glicogênio?
Ligações alfa 1-4, quem faz e a enzima glicogênio sintase. Ligações alfa 1-6 (ramificações), quem faz e a enzima ramificadora.
34) Qual a função do glicogênio muscular? E do glicogênio hepático? Explique a diferença.
Glicogenio muscular= fornece energia imediata para os músculos durante exercícios físicos. Ocorre a glicolise, onde ha reações que transformam a glicose em lactato. O glicogênio muscular não é disponível para outros tecidos, uma vez que o músculo não possui a enzima glicose 6-fosfatase.
Glicogenio hepatico= fornece energia para todos os outros tecidos, uma vez que possui a enzima glicose-6-fosfatase, mantém o nível de glicose no sangue regulada. Recebe o lactato produzido pelos músculos e transforma novamente em glicose, por meio da gliconeogenese. 
35) Quais os destinos metabólicos possíveis para a glicose-6-fosfato?
Ela pode seguir a rota da glicose, produzindo piruvato; pode seguir a via das pentoses, produzindo NADH e ribulose-5-fosfato; pode entrar na gliconeogenese, sintetizando glicose.
36) Quais são os substratos para a glicogênio sintase?
Moleculas de glicose 
37) Como é feita a ramificação da molécula de glicogênio que está sendo sintetizada?
E feita pela enzima ramificadora, que transfere um segmento terminal de 6-7 resíduos de glicose da extremidade não redutora da cadeia poli-glicosidica de pelo menos 11 resíduos, ao grupo -OH do carbono C6 de um resíduos de glicose (ligacao alfa 1-6). As ramificações são feitas de com uma distancia de 4 unidades 
38) Qual a função da glicogenina?
A Glicogenina é uma proteína cuja principal função consiste em ser a molécula iniciadora da síntese do glicogenio (glicogenese), para que assim a glicogênio sintase comece a sintetizar o glicogênio 
39) Quando a síntese do glicogênio está ativa? 
Quando ha sobra de glicose no sangue, sendo o possível o armazenamento da mesma.
40) O que é fosforólise?
A enzima fosforilase do glicogênio é responsável por catalisar a reação na qual um grupo fosfato ataca a ligação glicosídica entre dois resíduos de glicose localizados nas extremidades do glicogênio, resultando na liberação de glicose-1-fosfato (processo de glicogenolise). 
A fosforilase do glicogênio continua atuando até próximo a pontos de ramificação, onde sua ação é interrompida. Entra em ação, então, a enzima desramificadora do glicogênio, que após exercer sua função permite à enzima anterior continuar a produção de glicose-1-fosfato.
41) Qual o destino da glicose-1-fostato proveniente da glicogenólise no fígado e no músculo?
A glicose-1-fosfato produzida pela ação da fosforilase é convertida em glicose-6-fosfato pela fosfoglicomutase: esta enzima contém um aminoácido fosforilado no sítio ativo. O grupo fosfato da enzima é transferido para o C-6 da glicose-1-fosfato gerando a glicose-1,6-fosfato como intermediário. O fosfato no C-1 é, então, transferido para a enzima regenerando-a e liberando glicose-6-fosfato. 
A conversão de glicose-6-fosfato para glicose, que ocorre no fígado e rim, pela ação da glicose 6-fosfatase, não ocorre no músculo esquelético devido à falta desta enzima. No fígado, a ação desta enzima conduz a glicogenólise para geração de glicose livre e a manutenção da concentração desta no sangue.
42) Quando a degradação do glicogênio esta ativa?
Quando ha falta de glicose no sangue, nos exercícios físicos por exemplo, ou no jejum.
43) Explique a modulação da síntese/degradação do glicogênio pelos hormônios insulina e glucagon.
SÍNTESE= Após uma refeição rica em carboidratos e com a elevação da concentração da glicose sanguínea ocorre a liberação de insulina pelo pâncreas. No fígado e músculo, a insulina tem um efeito imediato, que é caracterizado pela ativação da enzima glicogênio sintetase, a qual converte o excesso de glicose livre em uma cadeia de glicose denominada glicogênio. A glicose circulante entra nas células hepáticas e musculares através do transportador de alta capacidade do tipo GLUT, sendo que a concentração elevada de glicose intracelular provoca a dissociação da hexoquinase da sua proteína nuclear reguladora. Uma vez ativa, a hexoquinase fosforila a glicose, formando glicose 6-fosfato, o que estimula a glicólise (nas células musculares) e fornece o material para a síntese do glicogênio.
DEGRADAÇÃO= Quando os níveis de glicose sanguínea diminuem, ocorre um aumento na secreção do hormônio glucagon, que tem a função principal de sinalizar a liberação de glicose para a circulação, proveniente da degradação do glicogênio hepático. O glucagon liga-se ao seu receptor de membrana nos hepatócitos e acarreta na ativação de uma enzima denominada PKA. Essa enzima, por sua vez, inativará por fosforilação a enzima glicogênio sintetase, bloqueando a síntese de glicogênio. A PKA também inativa a PFK-1 (fosfofruto quinase) reduzindo desta forma a glicólise. Nessa condição, o fígado produz glicose 6-fosfato pela quebra do glicogênio e por gliconeogênese, e cessa o emprego da glicose tanto para alimentar a via glicolítica como para a síntese do glicogênio, maximizando desta forma a quantidade de glicose que ele pode lançar na corrente sanguínea.