Questões para estudo - P4 (2015) - Bioquímica

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- P4 Bioquimica -
Galera, cuidado com as alterações,
que isso aqui salva automaticamente!
Colaboradores:
• Renatinha
• Com sono1
• Jacque
• JULIA
• Profª Nadja
• T.
Cada um escreve as respostas com uma cor diferente!
Quem quiser,dá pra imprimir tb, desde que não levem isso na hora da prova!
huahuahua
1) O transportador de glicose GLUT1 é expresso em praticamente todas as células do
organismo, enquanto o transportador GLUT2 é expresso somente no pâncreas e no
fígado. Enquanto o Km para glicose de GLUT1 é cerca de 1mM, o Km de GLUT2 é de
cerca de 15-20 mM. Discuta o significado biológico dessas diferenças, considerando o
papel de cada um desses órgãos no metabolismo de glicose.
R: Pancreas = usa via neoglicogênica (???) e secreta insulina qdo tem mta glicose no sangue
(período pós-prandial), usando assim de um GLUT que tem baixa afinidade pra glicose (alto Km,
baixa afinidade).
Figado = só mantém a glicemia e mesma coisa q o pancreas, qto ao GLUT
Outras todas células do corpo = precisa manter seus niveis de glicose pra suprimento próprio, então
tem q ter gde afinidade pra glicose, usa GLUT1
R: Por ter alta Km para a glicose, as células do fígado e do pâncreas só
permitem a entrada dessa molécula em velocidade biologicamente significativa
quando a concentração de glicose no sangue for alta. Dessa forma, o pancreas
controla a entrada de glicose juntamente com a excreção de insulina. O fígado
por sua vez só permite a entrada de glicose no período de saciedade.
R: O efeito mais importante da insulina é o de promover o transporte de glicose para o interior das
células, principalmente para as células do músculo esquelético, do tecido adiposo e do fígado. No
músculo, a glicose é captada, por um processo de difusão facilitada. Esse processo ocorre pela ação de
proteínas carreadoras de glicose, como o GLUT (glucose transporter). O GLUT-1 (proteína integral tipo
III) é encontrado em todas as células do organismo humano, sendo responsável por um baixo nível de
captação de glicose, que é necessária para sustentar o processo de geração de energia. O GLUT-2 é
expresso na superfície de células hepáticas e tubulares renais, e tem importante função no transporte
da glicose do interior dessas células.
O processo de tranposte de glicose pode ser descrito pela analogia com uma catálise enzimática em
que o “substrato” é a glicose fora da célula, o “produto” é a glicose dentro da célula e a “enzima” é o
transportador.
GLUT-2 ®® ↑Km ®® responde a níveis aumentados de glicose intracelular aumentando o transporte
para fora.
Está presente na membrana das células b do pâncreas, responsáveis por produzir insulina, e é um
importante componente do reconhecimento de níveis de glicose circulante.
R. pág 274 do meu querido e estimadíssimo Marzzoco (vale a pena ler): Em reusmo é assim:
O pâncreas e o fígado possuem GLUT2, que possuem alto Km para glicose (=baixa afinidade por
glicose), o que faz com que ele "reaja" à glicose somente em altas concentrações (a velocidade de
transporte é diretamente proporcional à concentração de substrato), ou seja, após às refeições, sendo
a sinalização necessária para o pâncreas liberar insulina. A insulina por sua vez, é necessária para que
o fígado produza glicoquinase, importante para utilizar glicose. O GLUT1 ocorre em diversos tecidos,
em especial naqueles que utilizam glicose como fonte exclusiva de energia, tais como hemoglobina e
cérebro. Isso ocorre devido ao baixo valor de seu Km (=alta afinidade por substrato), sendo capazes
de captar glicose em situações basais.
2) Explique como as células podem usar um gradiente de íons através da membrana
plasmática para transportar moléculas. Dê um exemplo.
R: O cotransporte é um mecanismo de transporte ativo através do qual uma substância
é transportada contra um gradiente eletroquímico, aproveitando a "carona energética"
de uma outra substância que é transportada a favor de seu gradiente eletroquímico,
ambas sendo transportadas no mesmo sentido.
Transporte da glicose ocorre contra o seu gradiente de concentração, graças ao
transporte simultâneo do sódio a favor do seu gradiente eletroquímico. Por sua vez, o
gradiente eletroquímico do sódio é mantido pela Na,K-ATPase (a qual realiza transporte
ativo primário), logo, o transporte de glicose é ativo secundário.
R: A excitabilidade das células depende dos canais iônicos, transdutores de sinais que fornecem uma
via regulada para a movimentação de íons inorgânicos (Na+, K+, Ca2+, Cl-), através da membrana
plasmática. Esses canais iônicos são altamente seletivos e bidirecionais. São divididos em dois tipos:
• controlados por voltagem (estado conformacional depende da diferença da carga dos íons
nos dois lados da menbrana)
• controlados por ligantes (estado conformacional depende da ligação de uma molécula
específica)
Íons tendem a se movimentar na direção do gradiente eletroquímico através da membrana polarizada
e o co-transporte acopla o transporte ativo aos gradientes iônicos já existentes.
O cotransporte é um mecanismo de transporte ativo através do qual uma substância é transportada
contra um gradiente eletroquímico, aproveitando a "carona energética" de uma outra substância que
é transportada a favor de seu gradiente eletroquímico, ambas sendo transportadas no mesmo sentido.
Um exemplo clássico é o transportador de Na+/glicose. O transporte da glicose ocorre contra o seu
gradiente de concentração, graças ao transporte simultâneo do sódio a favor do seu gradiente
eletroquímico. Por sua vez, o gradiente eletroquímico do sódio é mantido pela Na,K-ATPase (a qual
realiza transporte ativo primário), logo, o transporte de glicose é ativo secundário.
3) Descreva os eventos moleculares desencadeados pela ativação de receptores ligados
a proteína G
R: Primeiramente, o hormônio se liga ao receptor na face externa da mebrana
plasmática. O receptor, agora complexado com o hormônio, sofre uma mudança
estrutural, que provoca sua ligação com a proteína G. Na ausência do hormônio, a
subunidade alfa da proteína G apresentava-se unida ao GDP. A ligação do complexo
hormônio-receptor à proteína G altera sua estrutura, fazendo diminuir a afinidade de alfa
por GDP e aumentar a afinidade por GTP. A ligação de GTP aalfa promove sua
dissociação das outras subunidades da proteína G, e o complexo alfa-GTP ove-se pela
membrana até ligar-se à adenilato ciclase. A adenilato ciclase, que estava inativa, passa
a ser ativa com a ligação de alfa-GTP e o cAMP é produzido. O cAMP por sua vez ativa a
proteína quinase A (PKA), a qual promove a fosforilação de outras proteínas, podendo,
dessa forma, ativá-las ou inativá-las.
Fonte: Bayardo
R: Se alguém souber montar a resposta...
eu achei essas 2 figuras na net, q talvez fale um pouco da proteina G!
(clique para ampliar)
R: A proteína G é composta por 3 subunidades: alfa (α), beta (β) e gama (γ). A unidade α possui um
sítio de ligação com o GTP ou GDP. As subunidades β e γ permanecem sempre unidas. A proteína G
se localiza na superfície interna da membrana da célula, ligada ao receptor acoplado à proteína G.
Quando um ligante ativa o receptor acoplado à proteína G, ele induz uma mudança conformacional
no receptor (uma mudança no formato) que permite que o receptor funcione como um fator de troca
do nucleotídeo guanina, colocando GTP no local do GDP que está na subunidade Gα. Isso
desencadeia a dissociação da subunidade Gα (que está ligada ao GTP) do dímero Gβγ e do receptor.
Ambas, Gα-GTP e Gβγ, podem então ativar diferentes cascatas de sinalização (vias de segundo
mensageiro, como o AMPc, por exemplo) e proteínas efetoras.
A molécula de GTP ligada é finalmente hidrolisada pela subunidade Gα (que possui atividade
enzimática de uma cinase), tornando-se novamente GDP, o que permite que a subunidade Gα se
recombine com o dímero Gβγ, iniciando um novo ciclo.
R. Pág. 265 do Marzzoco tá bem explicado (depois de ler eu faço umresuminho aqui :P
)
4) Explique porque um inibidor específico de proteína-kinase pode ser eficaz como um
agente quimioterápico
R: Essa aqui eu respondi pensando na proteína tirosina quinase... Talvez tenha uma
resposta diferente para a proteína-quinase A, ou C, ou sei lá qual... =PP
A proteína quinase liga-se a uma proteína acopladora, e em seguida a uma proteína RAS
ativadora (fig.1), que em casos de neoplasia, pode estar constantemente ativada,
causando uma resposta excessiva da sinalização celular. Com um inibidor específico,
acaba com toda essa palhaçada de enviar sinais repetidamente para o restante da
célula, evitando a mudança na expressão de genes ou outras proteínas (fig.2) .
(imgs da internet do ALBERTS - Fundamentos da Biologia Celular)
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=cell∂=A3946
R: As PKs são enzimas que catalisam a fosforilação de proteínas através da transferência de um grupo
fosforila de ATP. As PKs são a chave central da comunicação no controle intracelular e regulação/
transdução de sinais.
Em função do seu papel essencial no processo de apoptose, proliferação celular e oncogênese, sua
desregulação está associada ao câncer.
O envolvimento das PKs no desenvolvimento e manutenção de tumores malignos humanos pode
ocorrer por rearranjo genômico, incluindo a translocação cromossomal que gera a fusão de proteínas
contendo domínio catalítico.
Fármacos que bloqueiam os sítios de ligação de ATP desta enzima por inibição alostérica (alteração da
conformação espacial) são eficazes como agentes quimioterápicos pois não permitem a transferência
do fosforila, alterando o mecanismo do controle da atividade de proteínas.
5) Descreva os eventos moleculares que acontecem durante a contração muscular, do
estímulo elétrico até o relaxamento da fibra.
A contração muscular é iniciada por um impulso nervoso transmitido pela junção
neuromuscular;
O potencial de ação nervoso atinge a junção neuromuscular, aonde a despolarização da
membrana libera Ca2+; A liberação de Ca2+ resulta na liberação de Acetilcolina na
fenda da junção; Acetilcolina se liga a seus receptores no sarcolema e leva a entrada de
Na+, criando uma despolarização regional na membra ; Essa despolarização regional se
espalha causando a liberação de Ca2+ do retículo sarcoplasmatico para o
sarcoplasma; O Ca2+ se liga a troponina que por sua vez promove o deslocamento da
tropomiosina permitindo a interação entre actina e miosina; Neste momento há uma
diminuição da afinidade entre miosina e ADP+P fazendo com que o ADP+P se dissociem
do sitio catalitico da miosina, simultaneamente a cabeça da miosina se move puxando o
filamento de actina promovendo o seu deslizamento sobre a miosina; A ligação de ATP à
cabeça de miosina faz com que ela se desligue da actina e o musculo relaxe.
R: A contração muscular é causada por uma onda de despolarização que se propaga pelas
membranas das fibras musculares em resposta à chegada do impulso nervoso. A despolarização é
transmitida até o interior da fibra muscular. Com a mudança do potencial de membrana, o Ca2+
armazenado no retículo sarcoplasmático é liberado para o sarcoplasma.
A proteína tropomiosina que está presente do filamento fino cobre o sitio de ligação da miosina
presente na molécula de actina. Para permitir a contração da célula muscular, a tropomiosina deve
ser movida para “descobrir” os sítios de ligação com miosina presentes ao longo do filamento fino.
Os íons cálcio ligam-se com as moléculas de troponinas (que estão espalhadas ao longo da proteína
tropomiosina) que, por conseguinte, altera a "posição" da tropomiosina em relação a actina, forçando
a revelação dos sítios de ligação na mesma. Portanto o cálcio é fundamental para o inicio de uma
contração muscular, sua concentração no sarcoplasma é controlada pelo retículo sarcoplasmático.
Conseqüentemente a contração muscular termina quando o cálcio é bombeado de volta para o retículo
sarcoplamatico.
[Ca2+] no músculo em repouso graças a Ca2+ATPase presente na membrana do retículo.
Chegada do impulso nervoso ® membrana é permeável ao Ca2+ ® extravasa e [Ca2+] no citoplasma.
A liberação de Ca2+ no sarcoplasma inicia contração que ocorre por encurtamento do sarcômero
devido ao deslizamento dos filamentos.
Ca2+ liga-se a subunidade TnC da troponina, que altera a sua conformação, “empurrando” a
tropomiosina para o interior da actina, que pode legar-se às cabeças de miosina, contendo ATP em
seu centro ativo.
Actina + miosina = atividade ATPásica, com produção de ADP + Pi
A hidrólise da ATP determina a alteração no ângulo de ligações das cabeças de miosina à actina e
provê energia para que haja movimentação do filamento fino.
Cessada a excitação nervosa, Ca2+ é bombeado para dentro do retículo, restabelecendo as
concentrações características do estado de repouso. A troponina C, sem Ca2+, não desloca mais a
tropomiosina, que passa a impedir novas ligações de cabeça de miosina à actina.
6) Discuta a importancia do sistema creatina/fosfocreatina para o metabolismo
muscular.
A fosfocreatina, um reservatorio adicional de energia, é produzida nos periodos de
repouso, por fosforilação de creatina à custa de ATP. Durante a atividade muscular a
reação processa-se no sentido contrario regenerando o ATP necessario à contração.
Como a creatina é liberada na urina é necessario que ela seja fosforilada para servir
como reservatorio.
R: [ATP] nos músculos é suficiente para fornecer energia para 1-2 segundos de atividade muscular
intensa. A fosfocreatina é um reservatório adicional, produzida em períodos de repouso, por
fosforilação da creatina à custa de ATP.
Creatina + ATP D fosfocreatina + ADP + H+
Esta é uma reação reversível catalisada pela creatina quinase.
ATP + fosfocreatina = suprimento imediato de energia para o trabalho muscular (estritamente
anaeróbio)
7) Discuta as semelhancas e diferenças entre os 2 tipos mais prevalentes de diabetes,
tipo I e tipo II
O diabetes tipo I , ou diabetes dependente de insulina (DMDI) é causado pela
destruição auto imune das células beta do pancreas que secretam insulina e
geralmente começa antes dos 20 anos. Na diabetes tipo II, o indivíduo tem
níveis normais ou superiores de insulina, porém tem menos sensibilidade ao
hormônio. Esta aparece normalmente em pessoas de meia idade e acima do
peso, e a provável causa é a alteração de uma base genética.
R: A transferência de glicose para o interior das células resulta em redução da glicemia, o principal
efeito da insulina. O mecanismo de ativação por insulina envolve a mobilização das moléculas de
permeases (GLUT), armazenadas na vesícula membranosa do interior da célula para a membrana
plasmática. A diabetes é uma doença metabólica causada pela deficiência na produção de insulina ou
até mesmo a ausência desse hormônio; e/ou sensibilidade das células-alvo à insulina.
DM I " $[insulina] sanguínea - $nº. de célsb Þ insulino-dependente
DM II " [insulina] normal " $nº. de recep na superfície das céls Þ insulino-independente.
8) Diabetes tipo II é uma das doenças que mais cresce em incidência no mundo
atualmente, com um grande custo para os sistemas públicos de saúde. Baseado no que
vc sabe sobre a patofisiologia da doença, discuta possíveis terapias para a doença.
O tipo II não depende da aplicação de insulina e pode ser controlado por medicamentos
ministrados por via oral. Dieta alimentar equilibrada e pratica de exercicios fisicos são
fundamentais para reduzir o nivel de glicose no sangue.
R: Existem três efeitos principais quando há falta de insulina:
· menor utilização da glicose pelas células corporais, com [glicose] sanguínea devido a ¯
do nº. de receptores insulínicos na células-alvo
· aumento acentuado da mobilização de gordura das áreas de armazenamento
(produzindo metabolismo lipídico anormal e depósito lipídico nas paredes vasculares -
aterosclerose)
Na ausência de insulina, a lípase sensível a hormônio(presente nas células do tecido adiposo) passa a
ser ativada, causando a hidrólise de triacilgliceróis (TAG) armazenado, liberando grande quantidade de
ácido graxo (AG) e glicerol. [AG], este se torna principal substrato energético, glicemia.
O AG excessivo é transformado em fosfolipídio e colesterol no fígado e estes
juntamente com TAG são armazenados como lipoproteína.
Quando o corpo depende quase totalmente da gordura para fins energéticos, o nível de ácido
acetoacético e de ácido b-hidroxibutírico nos líquidos corporais eleva-se causando acidose e a reação
observada é respiração rápida e profunda.
· depleção de proteínas nos tecidos corporais
A primeira medida terapêutica a ser tomada é o controle da ingestão de glicose via dieta e a prática de
exercícios físicos. Exercícios estimulam a formação de GLUT-4 no músculo, captando melhor a glicose.
A administração de antidiabéticos orais pode ser prescrita pelo médico.
Metformina: ¯ neoglicogênese hepática
Glitazona: ativam receptores insulínicos; expressão GLUT-4
Sulfoniluréia: estimula secreção de insulina ligando a GLUT-2 das céls b
Acarbose: inibe a-glicosidase intestinal, impedindo a absorção de monoglicídios.
9) O que é uma sinapse? Descreva os eventos de comunicação química que ocorrem na
sinapse, especificando como a atividade sináptica leva a ativação neuronal.
Sinapse é o nome dado à região de comunicação entre dois neurônios (neuro-neural) ou
entre um neurônio e uma fibra muscular (neuro-muscular).
A comunicação não ocorre por transmissão direta dos impulsos nervosos, mas sim pela
liberação de neurotransmissores, moléculas liberadas pelas terminações do axônio na
fenda sináptica quando a estas chega um impulso nervoso. Após atravessarem a fenda
sináptica, os neurotransmissores atingem moléculas receptoras da membrana plasmática
nos dendritos do neurônio seguinte. Tais receptores os reconhecem e desencadeiam a
produção de um novo impulso nervoso neste segundo neurônio.
R: Sinapses são estruturas altamente especializadas, que fazem a transmissão de informação no
Sistema Nervoso Central via impulso nervoso de um neurônio para outro, um após o outro. Este
impulso pode ser integrado, bloqueado e modificado.
Quase todas as sinapses são químicas.
O primeiro neurônio (pré-sinático) secreta o neurotransmissor que atua sobre as proteínas receptoras
´resentes na membrana do próximo neurônio (pós-sináptico) para excitá-lo ou inibi-lo.
Na membrana pré-sináptica há canais Ca2+ controlados por voltagem. Quando o potencial de ação
despolariza a terminação, canais de Ca2+ se abrem e permitem grande número de íons Ca2+ fluam
para a terminação. .Este influxo de cálcio nas imediações da membrana pré-sináptica, causada por
atração iônica o movimento das vesículas com neurotransmissores na direção da membrana pré-
sinaptica onde os neurotransmissores serão liberados na fenda sinaptica por exocitose. Na membrana
pós-sináptica, há grande número de proteínas receptoras.
Receptores são compostos:
* componentes de fixação (se protrai da membrana para dentro da fenda)
*componentes ionóforos (atravessam toda a membrana), que podem ser:
*canal iônico
*ativador 2º mensageiro
10) A valinomicina é um ionóforo de potássio que facilita a passagem desse íon pela
membrana plasmática. Que efeitos vc esperaria da intoxicação com valonomicina?
R: A Valiomicina, um ionóforo liga-se a íons k+ pelo átomo de oxigênio
formando um complexo hidrofóbico que permite a passagem desse cátion à
favor do gradiente de concentração. Esse evento causa um equilíbrio nas
concentrações de potássio dentro e fora da célula, eliminando a diferença de
potencial eletrostático, impedindo a despolarização e consequentemente a
transmissão de impulsos elétricos, o que compromete inúmeras reações
metabólicas.
R: Quando um íon é quelado pelo ionóforo, a capa de água que o solvatava é removida e o íon é
envolvido por capa hidrofóbica. O complexo ionóforo-íon difunde-se livremente pela membrana. Como
a interação de íon e ionóforo é uma relação de equilíbrio, uma concentração de estado estacionário do
íon se estabelece em ambos os lados da membrana.
A valinomicina transporta K+ por mecanismo eletrogênico uniporte que cria um gradiente
eletroquímico através da membrana, visto que transporta K+ (carregado positivamente).
Ionóforos tem atividade de antibiótico porque rompem o equilíbrio iônico intracelular
O ionóforo que também atravessa a membrana lipídica da mitocôndria, difundindo-se na membrana
e elevando a seletividade para íons. Apesar de não haver alteração do fluxo de elétrons, não há
liberação de energia necessária para promover a formação de ATP via fosforilação oxidativa.
Há um inchaço característico das mitocôndrias devido ao aumento da pressão osmótica.