Exercício de glicólise e ciclo de krebs

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Glicólise
1-Baseado no mapa da glicólise anaeróbia, responda as seguintes questões:
Qual a finalidade biológica dos processos descritos no mapa? A finalidade é a produção de energia.
Qual destino dos elementos químicos (carbono, oxigênio, hidrogênio) da molécula de glicose? Na glicólise, o carbono vira piruvato assim como o oxigênio e uma parte do hidrogênio vira piruvato e a outra NADH.
Quais o(s) composto(s) que aceitam os átomos de hidrogênio? Piruvato, NADH e ATP.
2- Indicar, no mapa, os compostos ricos em energia formados.
 Piruvato, NADH e ATP
3- Qual localização celular da via glicolítica? No citosol.
4- Vamos imaginar que vocês receberam um tubo de ensaio contendo as 10 primeiras enzimas da via glicolítica anaeróbia. Citar os compostos que devem ser fornecidos a via glicolítica para:
Iniciá-la 
Mantê-la em funcionamento.
Para iniciá-la a via glicolítica é necessário ter substrato(glicose, frutose), coenzima (Nad+), ATP, fosfato inorgânico, ADP e enzimas. E para manter a via em funcionamento deve haver glicose, ADP e fosfato inorgânico
5- Discutir porque o produto final da glicólise anaeróbia é o lactato.
 Por escassez de oxigênio, ao invés do piruvato ir para o ciclo de Krebs realizado na mitocôndria ele continua no citosol, onde ele irá utilizar o NADH para formar o ácido lático, que é o lactato. E o NAD volta para o ciclo da glicólise.
6- A glicólise anaeróbia predominaria em células musculares de contração rápida ou lenta? De contração rápida.
7- O que acontece com a via glicolítica quando o excesso de Frutose-1,6-bifosfato é formado?
A PKF-1 é uma enzima de velocidade limitante e é regulada pela frutose-1,6-bifosfatase. O fofoenolpiruvato-carboxilase é ativado por frutose-1,6-bifosfato quando é acumulado por o ciclo de Krebs processar lentamente o piruvato. O piruvato cinase também é ativado pelo seu acúmulo (mas não é somente ela que afeta na sua regulação). 
8- Como a quantidade de NAD+ oxidado afeta a glicólise anaeróbia?
Todo NAD+ utilizado na glicólise é reutilizado na fermentação lática, pois o NAD se tornou NADH que precisa ser reoxidado em NAD para que continue sendo o aceptor de elétrons para a oxidação do gliceraldeído-3-fosfato, onde continuam a gerar energia na glicólise. A quantidade de NADH produzido na Glicólise é igual a utilizada para fazer o lactato, ou seja, volta a ter dois NAD com a quebra de 1 molécula de glicose.
9- Como a quantidade de NAD+ oxidado afeta a glicólise aeróbia?
Para que ocorra o ciclo de Krebs que é a glicólise aeróbia é necessário ter disponível o NAD+, caso não tenha ele irá entrar na fermentação produzindo lactato.
10- O que acontece com a via glicolítica quando a razão ATP/ADP está baixa na célula?
A razão diminui quando existe um aumento de ADP e esse aumento vem quando a célula usa o ATP. Isso leva a célula a produzir de maneira rápida o ATP pela enzima adelinato-cinase que transforma 2 ADP em 1 ATP mais 1AMP. O aumento de AMP estimula a via glicolítica.
Os níveis de ATP e de AMP(tem 1 fosfato) refletem o estado energético de uma célula e se estiverem com a sua razão diminuindo, a proteína-cinase ativada por AMP (AMPK) desencadeia uma grande variedade de respostas celulares para elevar a ATP e reduzir a AMP.
CICLO DE KREBS
No metabolismo celular, quando existe um fornecimento suficiente de oxigênio, o piruvato proveniente da quebra de glicose não se reduz em lactato. Neste caso, o piruvato pode se originar Acetil-CoA ou Oxaloacetato. Em outras palavras, a presença de oxigênio inibe a formação de lactato, porém não impede a síntese de ATP pela quebra de glicose. Por quê? Porque entra no ciclo de Krebs e nele é produzido ATP, juntamente com outros componentes como o NADH.
Quais os destinos possíveis do piruvato, quando em anaerobiose? Eles estão presentes nos mamíferos? Quando não tem oxigênio ocorre a fermentação, podendo ser a fermentação lática (nos músculos) e a fermentação do álcool (em leveduras). A fermentação lática está presente nos mamíferos, por causa da necessidade de energia rápida quando falta oxigênio em casos de grande esforço físico.
Escrever a reação de formação de Acetil-CoA apartir do piruvato e indicar:
Sua localização celular; Ocorre na matriz mitocondrial
As 5 coenzimas e as vitaminas envolvidas nesta reação; O complexo piruvato-desidrogenase precisa de 5 coenzimas Tiamina pirofosfato, Coenzima A, NAD, FAD, e ácido lipóico. As vitaminas são: Tiamina, ácido pantotênico, nicotinamida, riboflavina e ácido lipóico.
Reação de formação de Acetil-CoA: 
Após o piruvato entrar na matriz mitocondrial e entrar num complexo gigante de enzimas chamado de Complexo piruvato-desidrogenase. Que passa por um processo de descarboxilação, onde irá perder uma molécula de CO2 em cada molécula de piruvato. Depois da descarboxilação, as moléculas são oxidadas, perdendo hidrogênio e elétrons que serão carregados pelo NAD. Posteriormente, se ligará a uma coenzima A, tornando-se Acetil-CoA.
Citar os inibidores da enzima piruvato desidrogenase. Os inibidores são: ATP, Acetil-CoA, ácidos gordos de cadeia longa e fosforilação.
Escrever a reação de formação do Oxaloacetato a partir do piruvato e indicar:
A enzima que catalisa a reação; A enzima que catalisa a reação é o Piruvato-Carboxilase.
A vitamina envolvida; A vitamina envolvida é a biotina.
Sua localização celular; A reação ocorre na matriz da mitocôndria.
Reação de formação do Oxaloacetato:Quando tem excesso de Acetil-CoA uma enzima chamada piruvato-carboxilase é ativa para transformar o piruvato em oxaloacetato, sendo necessária para essa reação a vitamina biotina.
Qual o papel do Acetil-CoA na regulação das enzimas piruvato desidrogenase e piruvato carboxilase? Explicar o significado fisiológico desta regulação.
A acetil-CoA é o modulador alostérico positivo da enzima piruvato-carboxilase, onde a sua falta inibe a enzima. Quando a acetil-CoA está em excesso esta enzima é ativada para produzir oxaloacetato permitindo ser utilizada na reação da enzima citrato-sinase. 
A enzima piruvato desidrogenase é desativada quando tem grande quantidade de acetil-CoA e ativada novamente quando a célula necessita de um maior fluxo de acetil-CoA para o ciclo do ácido cítrico.
Analisar a estrutura da coenzima A e indicar a porção da molécula que se liga a acetato ou aos ácidos graxos.
É um grupo hidroxil do ácido pantotênico que está unido em uma molécula de ADP (modificada por uma ligação fosfoéster) e seu grupo carboxil está ligado à beta-mercaptoetilamina por uma ligação amida. O grupo hidroxil que se encontra na 3 posição da molécula de ADP possui um grupo fosfato que não está presente no ADP livre. O grupo -SH da molécula de mercapto-etilamina forma um tio éster com o acetato para formar a acetil-coenzima A.
Compare o papel de CoA com o das outras coenzimas.
Essa enzima é necessária para entrar no ciclo de Krebs, pois irá transformar o Acetil em Acetil-CoA.
Na oxidação de uma molécula Acetil-CoA no ciclo de Krebs, escrever o nome dos compostos envolvidos e indicar a enzima que catalisa aquela(s) reação(ões), onde há produção ou consumo de:
CO2= São duas etapas:
-Etapa 3- Compostos: Isocitrato, NAD, NADH + H+, H+, Alfa-Cetoglutarato
		Enzima: Isocitrato-desidrogenase 
-Etapa4- Compostos: Alfa-cetoglutarato, HS-CoA, NAD, NADH + H+, Succinil CoA
		Enzima: Complexo alfa-cetoglutarato-desidrogenase.
GTP= Compostos: Succinil-CoA, H2O, Fosfato, GDP, GTP, Succinato; Enzima: Succinil-CoA-sintetase. (etapa 5)
NADH + H+= São três etapas:
-Etapa 3- Compostos: Isocitrato, NAD, NADH + H+, H+, Alfa-Cetoglutarato
		Enzima: Isocitrato-desidrogenase 
-Etapa 4- Compostos: Alfa-cetoglutarato, HS-CoA, NAD, NADH + H+, Succinil CoA
		Enzima: Complexo alfa-cetoglutarato-desidrogenase.
-Etapa 8- Compostos: Malato, NAD, NADH + H+, Oxaloacetato
		Enzima: Malato-desidrogenase.
FADH2= Compostos: Succinato, FAD; Enzima: Succinato-desidrogenase. (etapa 6)
H2O= São quatro etapas:
-Etapa 1- Compostos: Acetil-CoA, Oxaloacetato, citrato, HS-CoA, H+Enzima: Citrato-sintase
-Etapa 2- Compostos: Citrato, isocitrato
Enzima: Aconitase
-Etapa 5- Compostos: Succinil-CoA, H2O, Fosfato, GDP, GTP, Succinato.
		Enzima: Succinil-CoA-sintetase
-Etapa 7- Compostos: Fumarato, Malato
		Enzima: Fumarase
 Definir fosforilação no nível do substrato e citar as reações do ciclo de Krebs onde ocorre essa fosforilação.
A Fosforilação ao nível de substrato seria a formação direta de ATP pela transferência de um grupo fosfato para o ADP, vindo de uma outra molécula fosforilada. Como ocorre na reação 5 do ciclo de Krebs, onde a própria molécula de enzima é fosforilada o transferindo para o GDP (que se torna GTP) que posteriormente o passa para o ADP, o transformando em ATP.
 Quais são os passos irreversíveis e os principais pontos de regulação do ciclo de Krebs?
São três pontos de regulação:1- O primeiro é a 1ª reação onde tem a formação do citrato, sendo também uma reação irreversível. 2- O segundo é a reação oxidação de isocitrato a α-cetoglutarato e CO2, é uma reação descarboxilação oxidativa irreversível. 3- O terceiro é a reação de oxidação de α-cetoglutarato a succinil-CoA e CO2, sendo descarboxilação oxidativa irreversível.
 Descrever o papel da enzima piruvato carboxilase na manutenção dos níveis de intermediários do ciclo de Krebs.
O piruvato carboxilase é uma enzima reguladora que fica inativa na ausência do Acetil-CoA, sendo um modulador alostérico positivo. Quando o Acetil- CoA está em excesso é estimulado esta enzima para que produza mais oxaloacetato, permitindo desta maneira que seja utilizado pelo ciclo o oxaloacetato mais a Acetil-CoA na enzima Citrato-sintase.
 Qual a importância das reações anapleróticas?
Elas repõem os intermediários do ciclo de Krebs. Por exemplo: Quando o ciclo de Krebs está com deficiência em oxaloacetato, o piruvato é carboxilado por uma enzima chamada piruvato-carboxilase(enzima de regulação) que estimula a produção do oxaloacetato. 
Citar os compostos que devem ser fornecidos ao ciclo de Krebs para:
Iniciá-lo (completar 1 volta)
Mantê-lo em funcionamento.
Primeira reação
Para que se inicie a primeira reação e iniciar a volta é preciso que o grupo acetila ou acetil-CoA transfira o seu grupo acetil para um composto com quatro átomos de carbono, chamado de oxaloacetato, formando assim o citrato, um composto com seis átomos de carbono.
Segunda reação
Após a formação do citrato, o mesmo é transformado em isocitrato, uma molécula com seis átomos de carbono.
Terceira reação
Entretanto, o isocitrato é desidrogenado, perdendo CO2, o que dará origem ao alfa-cetoglutarato, um composto com cinco átomos de carbono.
Quarta reação
O alfa-cetoglutarato também perde uma molécula de CO2, liberando um composto chamado de succinato, uma molécula com quatro átomos de carbono.
Quinta reação
O succinato, por ação de diversas enzimas em uma reação seguida de três passos dá inicialmente origem ao fumarato.
Sexta reação
O fumarato por ação de várias enzimas e a entrada de uma molécula de H2O dá origem ao malato.
Sétima reação
O malato, por sua vez, através da saída de uma molécula de H2 dá origem ao oxaloacetato, um composto com quatro átomos de carbono.
Oitava reação
O oxalacetato é o que dará início ao ciclo, pois é neste momento que o mesmo está pronto para reagir com uma próxima molécula de acetil-CoA, iniciando o ciclo novamente.
Entre as reações no Ciclo de Krebs há a formação de 3 moléculas de NADH que dá origem há 2,5 ATP cada uma, uma molécula de FADH2 que dá origem há 1,5 ATP e uma molécula de GTP que dá origem a um ATP.
 Citar as vitaminas que fazem parte do ciclo de Krebs.
As vitaminas B2, N e B1.
 Qual a localização celular do ciclo de Krebs?
Na matriz da mitocôndria.
 Citar as funções do ciclo de Krebs.
Sua função central é oxidar o Acetil-CoA a CO2 e fornecer elétrons para a cadeia respiratória produzir ATP.
UNIVERSIDADE CATÓLICA DE BRASÍLIA
Aluno(a):
Disciplina: Biologia Celular e Molecular I
Professora: Laise Rodrigues
EXERCÍCIOS SOBRE GLICÓLISE E O CICLO DE KREBS