Exercícios Bioquímica_Respostas

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Exercícios: Glicólise/Glicogênio/Ciclo de Krebs/Fosforilação Oxidativa
Das questôes 1 a 8, diga verdadeiro ou falso, explicando a escolha.
1.O processo fermentativo libera menos energia que a respiração aeróbia, visto que na fermentação a quebra da glicose é incompleta.
Verdadeira - A quebra da glicose na fermentação é incompleta, onde o piruvato obtido pelo processo da glicólise é tansformado em lactato (na fermentação lática) ou etanol (na fermentação alcoólica). Já na respiração aeróbica, onde ocorre a total quebra da glicose, formando CO2, água e uma quantidade maior de energia.
2. O processo fermentativo ocorre em ausência de oxigênio e apresenta um saldo de duas moléculas de ATP por molécula de glicose.
Verdadeira - O processo fermentativo não consome oxigênio, e pode ser explicado de acordo com a equação:
Glicose + 2ADP + 2Pi -> 2etanol + 2CO2 + 2ATP + 2H2O
3. Os tipos de fermentação mais conhecidos são a fermentação láctica e alcoólica, que se apresentam idênticas até a formação do, ácido pirúvico.
Verdadeira - Até a formação do piruvato, as fermentações alcoólica e láctica se apresentam idênticas.
(VER VIA GLICOLITICA)
Em condições anaeróbicas, o piruvato é convertido em lactato no músculo (Fermentação Lactica) e etanol + CO2 EM LEVEDURA (Fermentação alcoólica)
4. A respiração aeróbia ocorre exclusivamente no interior das mitocôndrias e consegue formar 30 ATP por molécula de glicose oxidada.
Falsa – A respiração aeróbica possui duas fases: a primeira delas, denominada anaeróbia (glicólise) ocorre no citoplasma, enquanto a segunda fase, denominada aeróbia (ciclo de Krebs e cadeia transportadora de elétrons) ocorre denro das mitocôndrias. Além disso, a respiração aeróbica forma 38 Atp por molécula de glicose oxidada, de acordo com a equação:
C6H12O6 + O2 6CO2 + 6H2O + 38ATP
5. As principais substâncias aceptoras intermediárias de hidrogênio no processo respiratório são o NAD e o FAD. 
Verdadeira - Nas três etapas da oxidação da glicose ( glicólise, descarboxilação do piruvato e ciclo de Krebs) são produzidos H+ + e- , em reações catalisadas por desidrogenases. Existem desidrogenases que utilizam como coenzima o NAD e o FAD. 
O NAD+ consegue receber um hidrogênio reduzindo-se a NADH
Já o FAD pode receber dois hidrogênios se reduzindo a FADH2
 6. As células musculares dos animais superiores necessitam tanto mais de oxigênio quanto mais intensa for a sua atividade.
Verdadeira - Quando as células musculares são submetidas a um esforço intenso, o oxigênio trazido torna-se insuficiente para promover a oxidação do NADH, que está em grande quantidade (resultado do trabalho muscular). Esse é o sinal para que a célula comece a fazer a fermentação.
A oxidação do NADH pelo piruvato gera o lactato, que é produzido por músculos em situação de anaerobiose, permitindo que, pela regeneração do NAD+, a glicólise possa prosseguir, formando ATP.
7. A glicólise ocorre no citoplasma celular e tem como produto final o piruvato.
Verdadeira – A glicólise realmente ocorre no citoplasma celular e tem como produto final o piruvato, além de NADH e ATP, como mostra a equação:
Glicose + NAD+ + 2ADP +2Pi 2Piruvato + NADH + H+ + 2ATP +2H2O
8. Em condições de deficiência de oxigênio, uma célula muscular passa a transformar ácido pirúvico em ácido-lático.
Verdadeira. No músculo, especialmente dutante atividades físicas intensas, quando a demanda de ATP é alta e o oxigênio é limitado, a lactato-desidrogenase (LDH) catalisa a oxidação de NADH pelo piruvato para gerar NAD+ e lactato:
 NADH NAD+
PIRUVATO LACTATO
9.Qual das seguintes afirmativas a respeito da glicose está correta ?
A conversão de glicose em lactato requer a presença de oxigênio. 
F- A conversão de glicose em lactato ocorre na AUSÊNCIA de oxigênio (via anaeróbia), pois na presença de oxigênio ocorreria a quebra total da glicose (respiração aeróbica, ou seja, além da glicólise ocorreria o ciclo de Krebs e a cadeia respiratória). 
A hexoquinase é importante para o metabolismo hepático da glicose apenas durante o
	período absortivo, após o consumo de uma refeição contendo carboidratos
V- A hexoquinase participa apenas da primeira parte da absorção da glicose, é responsável pela transformação da glicose em glicose-6-fosfato.
A frutose-2,6-bisfosfato é um potente inibidor da fosfofrutoquinase.
F- A fosfofrutoquinase é um modulador alostérico positivo da fosfofrutoquinase.	
As reações limitantes da velocidade também são as reações irreversíveis.
V- As reações irreversíveis, limitantes da velocidade, seguem abaixo:
Glicose + ATP Glicose-6-Fosfato + ADP (fosforilação pela Hexoquinase)
Frutose-6-Fosfato + ATP Frutose-1,6-Bifosfato + ADP (fosforilação pela Fosfofrutoquinase)
Fosfoenolpiruvato + ADP Piruvato + ATP (catalizada pela Piruvato Quinase)
A conversão de glicose em lactato produz dois ATPs e dois NADHs 
F- A conversão de glicose em lactato tem como intermediário o piruvato, na 	transformação de glicose em piruvato é produzido, para cada piruvato, uma molécula 	de NADH, no entanto para a transformação do piruvato em lactato é consumido, para 	cada lactato, uma molécula de NADH. Logo, não há excedente de NADH, já que os 	produzidos são consumidos.
10.Qual das seguintes afirmativas é verdadeira e explique porque V ou F.
A reação catalisada pela fosfofrutoquinase:
a.É ativada por altas concentrações de ATP e citrato 
F – Quando a concentração de ATP aumenta, é um sinal de que o ATP está sendo produzido com velocidade maior que aquela com que está sendo consumido. O ATP inibe a fosfofrutoquinase por ligação a um sítio alostérico diminuindo a afinidade da enzima pela frutose-6-fosfato. Concentrações altas de citrato também aumenta o efeito inibidor do ATP.
b.Utiliza frutose-1-fosfato como substrato	
 F – O substrato da fosfofrutoquinase é a frutose-6-fostato.
c.É a reação reguladora da via glicolítica 
V – A reação catalisada pela fosfofrutoquinase representa o ponto principal de regulação da glicose. Isso se deve ao fato de ela ser irreversível. 
d.Está próxima ao equilibrio na maior parte dos tecidos	
F – A reação é irreversível. Portanto não é possível que esta esteja em equilíbrio.
e.É inibida pela frutose-2,6-bisfosfato 
F – A frutose-2,6-bifosfato ativa a fosfofrutoquinase pelo aumento de sua afinidade aparente para a frutose-6-fosfato. 
11.Qual das seguintes afirmativas é verdadeira e explique porque V ou F
Comparado com o estado de repouso, o músculo em contração vigorosa apresenta:
a.Um aumento na conversão de piruvato em lactato 
V, A demanda por oxigênio AUMENTA, mas não é suprida, razão pela qual o metabolismo vai para anaerobiose. NO MOMENTO EM QUE A DISPONIBILIDADE DE OXIGÊNIO DIMINUIR, haverá a necessidade de utilizar-se da respiração anaeróbia, que gera lactato.
b.Redução na oxidação de piruvato a CO2 e água
V, pois a intensa atividade faz com que a oferta de oxigênio do tecido diminua, provocando a respiração anaeróbia, e conseqüentemente redução da respiração aeróbica e da produção de gás carbônico e água.
c.Diminuição na razão NADH/NAD+
V, pois na respiração anaeróbia (há a produção de NAD+ e) o NADH é oxidado a NAD+.
d.Diminuição na concentração de AMP
F, pois deve-se aumentar a concentração de fosfofrutoquinase, enzima responsável pela conversão de frutose-6-fosfato em frutose-1,6-bisfofato e que é estimulada pelo AMP, para que a cascata de reações da glicólise tenha continuidade.
e.Redução nos níveis de frutose-2,6-bisfosfato
F, porque deve-se aumentar esse substrato para que haja prosseguimento da atividade glicolítica.
12.Qual das seguintes afirmativas está correta e explique porque.
Um homem de 43 anos de idade apresenta sintomas de fraqueza, fadiga, falta de ar, tonturas. Seus níveis de hemoglobina estavam entre 5 e 7 g/dL (valores normais para o sexo masculino são acima de 13,5 g/dL). Eritrócitos do paciente mostravam produção de lactato anormalmente baixa. Uma deficiência de qual das seguintesenzimas seria a causa mais provável para a anemia observada nesse paciente ?
a.Fosfoglicose-isomerase 
b.Fosfofrutoquinase 
c.Piruvatoquinase 
d.Hexoquinase 
e.Lactato desidrogenase 
Alternativa E. Durante atividades físicas intensas, a demanda por ATP nos músculos é alta e o oxigênio é limitado; com isso, a lactato-desidrogenase (LDH) catalisa a oxidação de NADH pelo piruvato para gerar NAD+ e lactato. A anemia agregada aos demais sintomas, observada no paciente, é devido à produção anormalmente baixa de lactato, ou seja, uma deficiência na enzima que produz essa substância, ou um baixo número destas que fazem o trabalho muscular. 
13.Escreva as reações da glicólise, mostrando as fórmulas estruturais dos intermediários e os nomes das enzimas que catalisam as reações (explicar na projeção do PowerPoint da aula).
14.Descreva os três possíveis destinos do piruvato.
Após o catabolismo da glicose o piruvato pode ser fermentado (processo anaeróbio) em acido láctico ou etanol. O acido láctico é produzido por bactérias anaeróbias estritas ou obrigatórias (lactobacilos), já o etanol é produzido por fungos anaeróbios facultativos, o que irá determinar se o organismo irá produzir acido láctico ou etanol são enzimas especificas de cada organismo. 
 O piruvato pode também, através de um mecanismo aeróbio, ser oxidado a CO2 e H2O.
	Acido Láctico 
	Processo Anaeróbio 
PIRUVATO 	Etanol 
	CO2 + H2O 	 Processo Aeróbio 
15.Descreva os mecanismos que regulam a atividade da fosfofrutoquinase.
A fosfofrutoquinase, enzima alostérica, é a enzima marca-passo da glicólise . Esta enzima é inibida quando os níveis de citrato estão elevados, o AMPc e a frutose-1-6-bifosfato atuam como efetor alostérico positivo. 
16.Como o processo geral da glicólise produz um rendimento líquido de 2 moléculas de ATP por molécula de glicose ?
Primeiro, a glicólise converte a molécula de glicose em dua unidades de C3, piruvato, em um processo que atrela a liberação de energia livre para sintetiza ATP a partir de ADP e Pi. O ATP é usado para sintetizar compostos fosforilados, mas, posteriormente, é ressintetizado. No estágio I, consome-se 2 ATP e no estágio II produz-se 4, obtendo um saldo de 2 ATP por glicólise. 
17.Qual mecanismo a levedura (eucarioto inferior) utiliza para regenerar o NAD+ para continuar a glicólise ?
O NAD+ é regenerado pela conversão do piruvato em etanol e CO2. Ocorre a descarboxilação do piruvato para formar acetaldeido e CO2, catalisada pela piruvato-descarboxilase (PDC), que contém a coenzima tiamina pirofosfato (TPP).
PIRUVATO CO2 + ACETALDEÍDO LACTATO + NAD+
ACETALDEÍDO +NADH + H+ ETANOL + NAD+
18.Se todas as enzimas glicolíticas, ATP, ADP, NAD+ e glicose são reunidos em condições ideiais (in vitro), o piruvato seria produzido ?
Sim, ver figura da aula
19.Escolha a única resposta correta:
Adrenalina e glucagon apresentam qual dos seguintes efeitos sobre o metabolismo do glicogênio no fígado ?
a.A síntese líquida de glicogênio é aumentada
(Falso), a concentração de açucar na corrente sanguínea tem que aumentar logo a síntese de glicogênio cai.
b.A glicogênio-fosforilase é ativada, enquanto a glicogênio-sintase é inativada.	
O CORRETO É A ALTERNATIVA B: 
A FOSFORILARASE QUINASE É ATIVADA, QUANDO É FOSFORILADA PELA PROTEINA QUINASE, PKA, QUE POR SUA VEZ EH ATIVADA POR cAMP PRODUZIDO PELA ADENILATO CICLASE SOBRE O ESTIMULO DE GLUCAGON) FOSFORILA A GLICOGÊNIO FOSFORILASEb QUE UMA VEZ FOSFORILADA PASSA A FOSFORILASEa, A QUAL É ATIVA NA DEGRADAÇÃO DE GLICOGÊNIO.
Alternativa B. A ligação da adrenalina aos receptores específicos inicia uma cadeia de eventos que leva a um aumento nos níveis sanguíneos de glicose. O glucagon também se liga a receptores específicos iniciando uma série de eventos para tornar a glicose disponível para o organismo. A ligação da adrenalina ao seu receptor específico causa um aumento na degradação do glicogênio e a inibição de sua síntese no fígado. A estimulação hormonal causa uma ativação da adenilato-ciclase que, por sua vez, estimula a proteína quinase dependente de cAMP, responsável pela ativação da glicogênio-fosforilase e pela inativação da glicogênio-sintase.
Glicose em baixa concentração no sangue
Glucagon em alta concentração
CAMP
PKA
Fosforilase quinase Glicogênio sintase FBPase-2/PFK-2 Piruvato quinase
Glicogênio Fosforilase Glicogênio Sintase F26BP/PKF-1
	
Quebra do Glicogênio Síntese de Glicogênio Glicólise 
Lehninger pág 581.
c.Tanto a gliocogênio-fosforilase quanto a gliocogênio-sintase são ativadas, mas em taxas significativamente diferentes.
d.A gliocogênio-fosforilase é inativada, ao passo que a glicogênio-sintase é ativada.
e.A proteína quinase dependente de cAMP é ativada, ao passo que a fosforilase-quinase é inativada. 
20.Descreva os detalhes bioquímicos que levam às doenças de armazenamento de glicogênio abaixo.	Ver livro Voet (2002) página 448 e 449 (capítulo 15)
As doenças de armazenamento de glicogênio são causadas por deficiências genéticas de alguma das enzimas do metabolismo do glicogênio. São elas:
Doenças de Von Gierke: deficiência de Glicose-6-Fosfatase. Ocorre aumento da G6P intracelular, o que leva a um grande acúmulo de glicogênio de estrutura normal nos rins e no fígado e à incapacidade em aumentar a concentração de glicose no sangue como resposta ao glucagon e à epinefrina. 
Doença de Pompe: deficiência de -1,4-Glicosidase. Resulta de um grande acúmulo de glicogênio de estrutura normal nos lisossomos de todas as células e causa morte por falha cárdio-respiratória, em geral entes de 1 ano de idade.
Doença de Cori: deficiência de Amilo-1,6-Glicosidase. Nessa doença, glicogênio de estrutura anormal contendo ramificações externas muito pequenas é acumulado tanto no músculo como no fígado, uma vez que, na ausência da enzima desramificadora, o glicogênio não pode mais ser degradado. 
Doença de Andersen: Amilo-(1,41,6) – Transglicosilase (Enzima ramificadora). A concentração de glicogênio no fígado não está aumentada, mas sua estrutura é anormal, com cadeias não-ramificadas muito longas, resultado da falta da enzima ramificadora. Essa diminuição de ramificações diminui consideravelmente a solubilidade do glicogênio. 
Doença de McArdle: deficiência de Fosforilase Muscular. Resultado da incapacidade do sistema de degradação do glicogênio de fornecer combustível suficiente para a glicólise de modo a suprir demanda metabólica de ATP.
Doença de Hers: deficiência de Fosforilase Hepática. Hipoglicemia resultante da incapacidade da glicogênio-fosforilase de responder à necessidade de produção de glicose pelo fígado. 
Doença de Tarui: deficiência de fosfofrutocinase muscular. O resultando da deficiência da enzima glicolítica PKF-1 no músculo é um acúmulo anormal dos metabólitos glicolíticos G6P e F6P. 
Deficiência de Fosforilase-Cinase Hepática (deficiência de Fosforilase-Cinase ligada ao X): presença de uma fosforilase-cinase defeituosa, que resulta na incapacidade de converter fosforilase b em fosforilase a.
Deficiência de fosforilase-cinase: quando é autossômica recessiva, é causada por uma mutação em um dos genes codificantes das subunidades , e da fosforilase-cinase. 
Deficiência de glicogênio-sintase hepática: apresentam atividade extremamente baixa de glicogênio-sintase. 
21.Porque o glicogênio estocado no músculo não é mobilizado para a manutenção da glicemia sanguínea? 
Porque o músculo armazena glicogênio somente para consumo próprio é só utiliza durante a realização de esxercícios, quando há necessidade de energia rápida. O glicogênio é uma fonte imadiata de glicose para os músculos quando há a diminuição da glicose sangüínea.
As células do tecido muscular não possuem a glicose-6-fosfatase, enzima presente nas células do tecido hepático.
22.Descreva as diferenças entre organismos autotróficos e os heterotróficos.
Organismos autótrofos são aquelesque sintetizam seu próprio alimento (fotossíntese), já os organismos heterotróficos necessitam obter alimento de uma fonte externa. 
23.Explique o significado metabólico das reações que funcionam próximas ao equilíbrio e das reações que atuam distantes do equilíbrio.
As reações que ocorrem próximas ao equilíbrio 	são as reversíveis onde constantemente ocorre a interconversão de produtos e reagentes. Já as reações que funcionam distantes do equilíbrio são as irreversíveis que, geralmente, são pontos de controle dentro das vias, pois o aumento ou a diminuição dos produtos gerados nestas etapas inibem ou aceleram atividade de determinadas enzimas e, assim, a via é controlada.
As reações que funcionam próximo ao equilíbrio são aquelas cujo ∆G tende a zero, o que significa que estas reações estão equilibradas e as concentrações de produto e reagente estão constantes. Já as reações que apresentam energia livre diferente de zero são aquelas distantes do equilíbrio. Se estas apresentarem ∆G negativo serão espontâneas e ocorrerão com facilidade. Caso o ∆G seja positivo, a reação não é espontânea e necessita de um acoplamento com outra reação para que ela ocorra. 
Organismos vivos são sistemas abertos e, portanto, não podem estar em equilíbrio. Eles devem dissipar continuamente energia livre, a fim de realizar suas várias funções e preservar suas estruturas altamente ordenadas. O estudo da termodinâmica de não-equilíbrio tem indicado que o estado estacionário, que é mantido pelos processos vivos, é o estado de máxima eficiência nas condições que governam os sistemas abertos. Assim, para manter esse estado, a maior parte das enzimas em uma via metabólica opera próxima ao equilíbrio, e apresentam velocidades líquidas sensíveis apenas às concentrações de seus substratos. Entretanto, certas enzimas, operam em condições distantes do equilíbrio. Essas enzimas, alvo de regulação metabólica por interações alostéricas, são responsáveis pela manutenção de um fluxo estável de matabólitos pela via.
24.Porque o ATP é um composto de alta energia ?
O alto valor energético da hidrólise do ATP se da por diversos motivos. A saída de um grupo fosfato da molécula de ATP reduz a repulsão eletrostática já que o grupo fosfato concentra átomos com concentração de elétrons. Alem disso o grupo fosfato é um excelente grupo de saída já que é estabilizado por diversas formas de ressonância. E finalmente, o produto da hidrolise do ATP ioniza-se prontamente liberando H+ num meio com concentração de H+ muito baixa.
O ATP ao ser hidrolisado em ADP e Pi libera uma quantidade considerável de energia por apresentar três determinantes estruturais principais da energia livre padrão de sua hidrólise: 
O primeiro é o grau de ionização do ATP e de seus produtos de hidrólise. Já que em pH 7.0 ele está quase totalmente ionizado em ATP4- e através da sua hidrólise ele libera três produtos: ADP3-, HPO42- e H+. (equação: ATP4- + H2O ADP3- + HPO42- + H+). Pela lei do equilíbrio de massas, a hidrólise do ATP é deslocada fortemente para o sentido dos produtos.
O segundo determinante é a presença de quatro cargas negativas que se repelem fortemente. Ao hidrolisar o grupo fosfato terminal, parte da tensão é aliviada.
O terceiro determinante é que cada um dos produtos (ADP3- e HPO42-) é híbrido de ressonância 
Um composto é dito de “alta energia” quando a hidrólise de suas ligações resulta em um ΔG°’ muito negativo. 
25.Descreva as maneiras pelas quais um processo exergônico pode promover um processo endergônico.
Quando um processo endergônico é acoplado a um processo exergônico através de seus intermediários comuns, a reação endegônica pode ocorrer caso a equação global for energéticamente favorável. No organismo processos endergônicos são possibilitados pelo acoplamento à reação exergônica da oxidação dos nutrientes. O acoplamento é mediado por intermediários de “alta energia” como o ATP.
	
	Ex: ATP ADP + Pi ΔG°’= -30,5. O processo é exergônico e pode ser acoplado a reações endergônicas.
Pi + Glicose glicose-6-fosfato + H2O ΔG°’= + 13,8
ATP + H2O ADP + Pi ΔG°’= -30,5
Reação global: ATP + glicose ADO + glicose-6-fosfato ΔG°’= -
26.Qual é a função das coenzimas reduzidas ?
As coenzimas reduzidas funcionam como transportadoras de elétrons e, assim, são ricas em energia. O NADH, por exemplo, transporta elétrons, derivados da degradação de metabólitos, para o oxigênio na cadeia mitocondrial. Cada NADH quando transfere seus elétrons para o oxigênio libera energia suficiente para a formação de três ATPs. Já o NADPH transporta energia na forma de uma força redutora na forma de átomos de hidrogênio para redução das duplas ligações a ligações simples.
27.Doenças derivadas de deficiências na estocagem de glicogênio são causadas por defeitos herdados em uma ou mais enzimas envolvidas na síntese de degradação de gliocogênio. Pacientes com doença de Cori, causada por deficiência na enzima de desramificação, tem hepatomegalia (aumento do fígado) e hipoglicemia (baixa glicose sanguinea). Sugira o que pode causar estes sintomas.
A enzima de desramificação do glicogênio promove a remoção das ramificações do mesmo que, após esta estapa, sofrerá a fosforólise, ou seja, clivagem da ligação pela substituição por um grupo fosfato. Sem a quebra das ramificações do glicogênio não ocorre a glicogenólise.
Com um defeito nesta enzima, o glicogênio não é desramificado e, consequentemente, a glicose não é liberada e não pode sair das células hepáticas para o sangue, assim, não ocorre o controle da glicemia gerando um quadro de hipoglicemia.  O glicogênio por sua vez, permanece estocado no fígado e seu acumulo causa o aumento do órgão.
Para tratar a doença o paciente deve manter uma dieta rica em proteínas, pois o fígado passa a sintetizar glicose a partir de aminoácidos (via gliconeogênese), em resposta a baixa concentração de glicose.
28.A primeira etapa da detoxificação do etanol no fígado é a oxidação deste em acetaldeído. Esta reação, catalizada pela álcool desidrogenase, produz grandes quantidades de NADH. Um sintoma comum da intoxicação por álcool é o acúmulo de lactato no sangue. Explique como isto acontece.
A formação de grandes quantidades de NADH durante a primeira etapa de detoxificação do etanol no fígado, causa o aumento da relação [NADH]/[NAD+] ocasionando um aumento na atividade da enzima lactato-desidrogenase (LDH) que reduz o piruvato à lactato a fim de regenerar o NAD+. Isso ocorre, pois o fígado é um tecido sujeito a condições anaeróbias e possui majoritariamente LDH tipo M, enzima que faz a conversão: 
Piruvato + NADH → Lactato + NAD+
A oxidação do etanol pela álcool desidrogenase forma acetaldeído e NADH. Normalmente, nas células hepáticas a concentração de NAD+ é maior que a de NADH. Com a formação de NADH em excesso a reação é deslocada para a formação de lactato catalisada pela lactato desidrogenase. Dessa forma o NADH ataca o piruvato formando lactato.
A ingestão de álcool pode interferir na gliconeogênese, contribuindo para a desnutrição. Em sua metabolização há formação de NADH. Uma concentração alta desta coenzima ativa a enzima e desloca a reação catalisada pela lactato desidrogenase no sentido da formação de lactato. Assim, a via não segue seu caminho normal de formação de glicose. Dessa forma, uma pessoa que ingeriu muito álcool e com baixa ingestão de alimentos poderá atingir um estado de hipoglicemia e desnutrição. A alta concentração de lactato interfere na enzima que catalisa a reação de síntese de colágeno, aumentando-a e também na excreção de ácido úrico.
29.A insulina é um hormônio secretado pelo pâncreas quando os níveis de glicose no sangue aumentam. O efeito mais evidente da insulina é a redução da glicemia sanguinea a níveis normais. A ligação de insulina em receptores celulares leva ao transporte de glicose através da membrana plasmática. A capacidade de um indivíduo em reduzir rapidamente os níveis de glicose sanguínea após as refeiçõesé denominada tolerância à glicose. A deficiência de cromo (micro-elemento) em animais leva a um aumento da tolerância à glicose, ou seja, a remoção de glicose do sangue ocorre mais lentamente. Acredita-se que o metal cromo facilita a ligação da insulina às células. Neste caso, o cromo agiria como um segundo mensageiro, ativador alostérico ou cofator ?
O Cr funciona como componente integral e biologicamente ativo do fator de tolerância à glicose (GTF) que potencializa a ação da insulina na célula. O átomo de Cr, do GTF, facilita a interação entre a insulina e os receptores dos tecidos musculares e gordurosos. Assim, o GTF com o Cr+3 é um mensageiro químico que se liga a receptores na superfície das células dos tecidos, estimulando sua capacidade de usar a glicose como combustível metabólico, ou armazenar sob a forma de glicogênio. O GTF é importante não só para o metabolismo dos carboidratos, como também para os de proteínas e lipídeos, e os hormônios do crescimento.
Ele é requerido para o funcionamento normal das células â, secretoras de insulina no pâncreas, prevenindo uma super-resposta da secreção de insulina mediante ao estímulo da glicose. A insulina é um hormônio que promove o processo anabólico e inibe o catabólico nos músculos, fígado e tecido adiposo, para tal, é dependente do GTF. 
Em condições de estresse (período pré e pós-parto, no transporte, em alta lotação e variação extrema de temperatura) há aumento dos níveis sanguíneos de glicose e, simultaneamente, do hormônio cortisol, provocando mobilização das reservas de Cr nos tecidos. 
O cortisol é antagônico à insulina e, nessa situação, o Cr mobilizado, para ação da insulina, é eliminado pela urina. O cortisol tem também efeito imunossupressor do sistema imunológico (resposta imune humoral, células imunemediadoras). 
Quando o Cr é insuficiente, a ação da insulina é prejudicada, e há alteração nos metabolismos dos carboidratos, aminoácidos e lipídeos, que se soma ao efeito supressor do sistema imunológico (resposta imuno-humoral, células imunemediadoras) mediado pelo cortisol.
Nas plantas, o cromo encontra-se, naturalmente, na forma orgânica, em concentração aproximada de 30 a 50 ppb (10-9). Ele pode, também, estar presente como contaminante, nas forragens, rações e suplementos minerais.
A análise de cromo na dieta é limitada e exige equipamento com alto especificação. relata que altos níveis de ferro (Fe) e zinco (Zn), na dieta, interferem na biodisponibilidade do Cr para bovinos. 
30.Louis Pasteur, químico e microbiologista francês do século XIX, foi o primeiro cientista a fazer a seguinte observação. Células que podem oxidar glicose completamente em CO2 e H2O, usam glicose mais rapidamente na ausência do que na presença de O2, ou seja, o O2 inibiria o consumo de glicose. Explique este fenômeno, conhecido como Efeito Pasteur.
Na fermentação anaeróbica tem-se um maior consumo de glicose em relação a fosforilação oxidativa, uma vez que a fermentação produz 2 moléculas de ATP para cada molécula de glicose, enquanto a fosforilação oxidativa produz 38 ATPs para cada molécula de glicose. Logo, as leveduras consomem mais açúcar em meio anaeróbico do que em meio aeróbico.
Com a presença de O2 o processo de catabolismo da glicose para a formação de energia, gera 38 moléculas de ATP. Anaerobicamente a glicólise produz apenas 2 ATP. Assim para um mesmo gasto de energia, anaerobicamente é necessário o consumo de uma quantidade de glicose de 16 vezes maior do que no processo aeróbio.
31.O metabolismo constitui-se de dois processos principais de degradação e síntese de substâncias. Quais são estes processos e que função eles desempenham? De dois exemplos de vias metabólicas relacionadas a cada um destes processos.
O processo de degradação é chamado de catabolismo e trata-se da degradação de nutrientes de maneira exergônica para, assim, aproveitar seus componentes ou gerar energia livre. Neste metabolismo, pode-se perceber que a via converge, pois a partir de diversos metabólitos forma de um intermediário comum o acetil-CoA. Ex.: Carboidratos, lipídeos e proteínas são todos convertidos em acetil-CoA nesta via.
	Já o anabolismo, trata-se do processo de síntese de moléculas complexas a partir de compostos mais simples – geralmente, piruvato, acetil-coA e intermediários do ciclo de Krebs – Assim, esta via diverge.
32.O catabolismo constitui-se de três etapas. Descreva o que acontece em cada uma destas etapas.
Etapa 1 – Glicólise: fase anaeróbica que acontece no citosol e, resumidamente, trata-se da oxidação da glicose a ácido pirúvico e produção de dois ATPs.
	Etapa 2 – Ciclo de Krebs: acontece na matriz mitocondrial e trata-se da via final para onde converge a oxidação de metabólitos, onde a principal reação é a descarboxilação que libera CO2 e formação das coenzimas reduzidas que entrarão na próxima etapa.
	Etapa 3 – fase aeróbia que ocorre nas cristas mitocondriais e pode ser resumida como: a liberação dos hidrogênios das coenzimas redutoras, captação dos hidrogênios pelo oxigênio para a formação de água e liberação de energia para a formação de 32 ATPs.
Metabólitos complexos, como carboidratos, proteínas e lipídeos, são degradados primeiramente em suas unidades manoméricas, principalmente glicose, aminoácidos, ácidos graxos e glicerol, e, então, produzem o intermediário comum, acetil-CoA. O grupo acetila é então oxidado até CO2, via ciclo do ácido cítrico, com redução concomitante de NAD+ e FAD. A reoxidação dessas últimas coenzimas pelo O2, via cadeia de transporte de elétrons e fosforilação oxidativa, produz H2O e ATP.
33.Qual é o principal produto gerado ao final do estágio 2 do metabolismo? Qual o destino desta molécula ao final do estágio 3 ?
O principal produto gerado no estágio 2 do metabolismo (Krebs), são as coenzimas redutoras (NADH eFADH2). No estágio 3 estas coenzimas farão a transferência de seus elétrons para o oxigênio e, consequentemente, gerarão ATP.
34.Diga dois importantes componentes de processos anabólicos que são produzidos por reações catabólicas.
Piruvato, acetil coA e intermediários do ciclo do ácido cítrico são metabólitos gerados no catabolismo que podem ser utilizado para a biossintese de vários produtos, ou seja, são utilizados no anabolismo. A utilização de intermediários do ciclo do ácido cítrico , por exemplo, para a sintese de outros compostos, é  chamada reação ...catap... Outro benefício do uso destes produtos de degradação para a biossíntese trata-se do controle do aumento inapropriado de intermediários do ácido cítrico, na mitocôndria.
Exemplos:
α cetoglutarato aminoácios
succinil CoA porfirinas
oxalacetato aminoácidos
malato glicose
35.Defina brevemente cada um dos termos a seguir:
Anfibólico - aquele que possui atividade tanto anabólica como catabólica
Segundo mensageiro - Pequena molécula, formada ou liberada para o citossol em resposta a um sinal extracelular e que auxilia na condução deste sinal para o interior da célula.
Dextrina limite – É uma molécula de glicogênio com ramos de apenas 4 glicoses. É produto da degradação do glicogênio. A glicogênio fosforilase chega a 3 resíduos de gricose, apartir do ponto de desramificação ela não consegue continuar sem fazer uso da enzima de desramificação.
Homeostase –As células do corpo humano necessitam de condições relativamente estáveis para funcionar efetivamente e contribuir para a sobrevivência do corpo como um todo. A manutenção de condições estáveis para suas células é uma função essencial do corpo humano, a qual é chamada de homeostase. Podemos definir homeostase como a estabilidade das funções de um organismo, garantida por mecanismos fisiológicos e comportamentais. 
É a propriedade de um sistema aberto, seres vivos especialmente, de regular o seu ambiente interno de modo a manter uma condição estável, mediante múltiplos ajustes de equilíbrio dinâmico controlados por mecanismos de regulação interrelacionados. Em resumo, homeostase é o estado estacionário. Para demonstrar su necessidade no organismos podemosexplicar que:
- O estado estacionário é o de maior eficiência termodinâmica.
- Participantes de diferentes intermediários atuam em mais de uma via, logo:mudar a concentração de um deles afetará várias vias.
- Concentrações diferentes de intermediários diminuem a velocidade das respostas
- Concentrações muito diferentes anulam a propriedade osmótica da célula.
36.Diga como uma cascata enzimática amplifica um sinal hormonal inicial.
A seqüência de etapas que age sobre as enzimas pode ser considerada como uma cascata de enzimas, onde cada enzima na cascata promove a ativação de muitas moléculas da próxima enzima. Desta forma há uma grande e rápida amplificação do inicial. Um exemplo disso é a ligação de algumas moléculas de adrenalina aos seus receptores específicos na superfície celular onde é iniciada uma série de reações enzimáticas que resultam na liberação de uma grande quantidade de glicose no sangue, mesmo havendo muitas etapas nesta seqüência de eventos, a glicogênio fosforilase pode atingir máximos de atividade em poucos minutos depois que a adrenalina é ligada à célula hepática.
37.Ao entrar na célula a glicose é fosforilada. Dê duas razões pelas quais esta reação é requerida.
A glicose ao entrar na célula é imediatamente fosforilada pela enzima hexoquinase, ou seja, a molécula de fosfato liga-se a um dos seis átomos de carbono da molécula de glicose, gerando a chamada glicose-6-fosfato. Essa alteração impede a glicose de sair da célula, pois sua forma fosforilada não pode atravessar a membrana celular,  devido suas cargas negativas. Em seguida, a glicose-6-fosfato é quebrada, através de uma série de reações, gerando duas moléculas de piruvato (ácido pirúvico ionizado), cada uma com três átomos de carbono. As moléculas de piruvato entram na mitocôndria, onde daí ocorre a síntese de ATP. Se não houvesse a quebra da glicose isso não seria possível.
38.Descreva a função de cada uma das seguintes moléculas:
Insulina - controlar a quantidade de açúcar presente no sangue.
É o hormônio responsável pela redução da glicemia,promovendo o ingresso de glicose nas células. Também é essencial no consumo de carboidratos, na síntese protéica e no armazenamento de lipídios. Além disso, aumenta a replicação de DNA e a síntese de proteínas via o controle de fornecimento de aminoácidos e modifica a atividade de inúmeras enzimas (controle alostérico)
Glucagon - aumenta o nível de glicose no sangue.
Ajuda a manter os níveis de glicose no sangue ao se ligar aos receptores do glucagon nos hepatócitos (células do fígado), fazendo com que o fígado libere glicose - armazenada na forma de glicogênio - através de um processo chamado glicogenólise. Assim que estas reservas acabam, o glucagon faz com que o fígado sintetize glicose adicional através da gliconeogênese. Esta glicose é então lançada na corrente sanguínea. Estes dois mecanismos levam à liberação de glicose pelo fígado, prevenindo o desenvolvimento de uma hipoglicemia.
39.Um indivíduo tem uma deficiência genética que impede a produção de hexoquinase D. Após uma refeição rica em carboidratos você esperaria que os níveis de glicose sanguínea fosse alto, baixo ou normal? Que órgão acumularia glicogênio nestas circunstâncias ? 
Com essa deficiência, o indivíduo não consegue degradar a glicose, fazendo com que o nível de glicose no sangue seja alto. Isso faria um grande acumulo de glicogênio no fígado.
Quando a glicose é alta, o fígado sintetiza glicose-6-fosfato e glicogênio a partir de glicose pela ação da hexoquinase D(GK), tem uma finidade muito menor por glicose,considerando a deficiência de Gk, espera-se que os níveis de glicose sanguínea seja alto.Os rins nessas circunstâncias acumulariam o glicogênio,uma vez que a atividade de glicogênio-sintase hepática é extremamente baixa em indivíduos com essa doença.
40.A síntese de glicogênio requer uma cadeia iniciadora de glicoses unidas por ligações glicosídicas alfa 1,4 (“primer”). Explique como novas moléculas de glicogênio são sintetizadas apesar desta limitação?
A síntese de glicogênio ocorre em todos os tecidos, mas é acentuada no fígado e músculo. O fígado armazena o excesso de carboidratos na forma de glicogênio para enviar glicose aos outros tecidos quando necessário. O substrato para a síntese de glicogênio é a UDP-glicose, sintetizada a partir de Glicose-1-P, geralmente proveniente da Glicose-6-P. O glicogênio sintase aproveita a glicose destes nucleotídeos, liberando o UDP, só que para isso necessita de um "primer", um resíduo por onde começar, que deve ser formado por pelo menos quatro moléculas de glicose. A proteína glicogenina é a responsável pela formação desta pequena cadeia. Formado o primer, a glicogênio sintase se liga à cadeia e à glicogenina (que permance unida àquele primeiro resíduo de glicose), estendendo a cadeia. Conforme a cadeia cresce, a enzima e a glicogenina vão se separando, expondo trechos da cadeia onde poderão ser inseridos pontos de ramificação. A glicogênio sintase, apenas estende a cadeia, sem ramificá-la, pois sua ação se restringe à formação de ligações alfa 1-4. A enzima ramificadora, capaz de formar as ligações alfa 1-6 necessárias, é a glicosil –4,6-transferase, que utiliza resíduos (de 6 a 7 carbonos) da própria cadeia, previamente formados pela glicogênio-sintase, apenas transferindo-os aos pontos de ramificação. Quando o glicogênio fica grande o bastante, a enzima glicogênio sintase é deslocada (fica livre para atuar na formação de outras moléculas), mas a glicogenina permanece. Assim, na degradação do glicogênio, a ação se dará sobre a cadeia ligada a esta proteína. Caso o glicogênio não seja degradado até a última molécula de glicose, o resíduo ligado à glicogenina já será o primer para uma nova formação se necessário.
41.Descreva como a epinefrina promove a conversão de glicogênio em glicose.
1) A efinefrina age principalmente no músculo, via receptores da membrana citoplasmática e cAMP, estimulando a ativação da glicogênio fosforilase liberando glicose 1-fosfato para a produção de energia e com isso resulta na degradação do glicogênio.
2) Como um hormônio adrenal estimula a membrana plasmática das células através da mediação de proteínas transmembranas.Estimulando assim a degradação de glicogênio por meio do estímulo da adenilato-ciclase para aumentar a [cAMP] intracelular,este por sua vez é o segundo mensageiro que ativa a proteína cinase A (PKA), que através de sua ativação pela fosrilase-cinase, leva à fosforilação ativa a glicogênio- fosrilase e glicogênio-sintase.Além disso a epinefrina causa um aumento da concentração de inositol-1,4,5-trifosfato diaciglicerol e cálcio.
42.A glicólise ocorre em dois estágios. Descreva o que acontece em cada um destes estágios.
1) Os dois estágios são: Investimento de energia e recuperação de energia. No investimento de energia a glicose é fosforilada e clivada para gerar duas moléculas de triose gliceraldeído-3-fosfato (GAP). Processo que consome 2 ATPs. Na recuperação de energia as duas moléculas de
gliceraldeído-3-fosfato (GAP) são convertidas em piruvato com a produção de 4 ATPs, tendo um saldo líquido de 2 ATPs.
2) Preparatória (fosforilação da glicose e sua conversão em gliceraldeído 3-fosfato) e a fase de pagamento (conversão oxidativa do gliceraldeído 3-fosfato em piruvato, e a formação acoplada de ATP e NADH).
Para cada molécula de glicose que passa através da fase preparatória, são formadas duas moléculas de gliceraldeído 3-fosfato, e ambas passam através da fase de pagamento. O piruvato é o produto final da segunda fase da glicólise . Para cada molécula de glicose metabolizada são consumidas duas moléculas de ATP na fase preparatória e quatro dessas moléculas são produzidas na fase de pagamento, dando um resultado líquido de duas moléculas de ATP para cada molécula de glicose convertida em piruvato. 
3) 1- Ativação ou Fosforilação da Glicose: Estágio preparatório em que a hexose-glicose é fosforilada e clivada para gerar duas moléculasde trioses Gliceraldeído-3-fosfato.Esse processso consome dois ATP como uma forma de investimento enérgetico.
2- Transformação do Gliceraldeído em Piruvato:Duas moléculas de gliceraldeido-3-fosfato são convertidas a piruvato, com a concomitante geração de quatro ATP.A glicoli,portanto, tem um redimento de dois ATP por glicose.Esse processo produz quatro ATP. 
Etapa 
1
 Etapa2 
43.Porque a frutose é metabolizada mais rapidamente do que a glicose ?
Ver livro Bayardo pag. 166-167
A frutose é metabolizada mais rapidamente na glicólise do que a glicose, pois a frutose é capaz de contornar a regulação feita pela fosfofrutoquínase. Isto permite que a frutose sature as vias metabólicas no fígado levando a um aumento da síntese de ácidos graxos, da esterificação dos mesmos, da produção de VLDL e, consequentemente, a um aumento da concentração de colesterol LDL (“ruim”).
44.Na oxidação aeróbica o oxigênio é o último agente oxidante (aceptor de elétron). Diga dois agentes oxidantes da fermentação anaeróbica.
A Fermentação Anaeróbica não necessita do oxigênio como aceptor final de elétrons, porém, é 12 vezes menos eficiente em termos de energia, gerando apenas 2 ATPs por molécula de glicose. Ocorre com a quebra da glicose em piruvato, que depois é transformado em algum outro produto, como o alcool etílico e lactato, que depois será gerada a fermentação alcoolica e a fermentação lática por exemplo. 
Em condições anaeróbicas, o piruvato é reduzido pela NADH,produzindo lactato e NAD+ em reações catalizadas pela lactato-desidrogenase.
45.As duas reações seguintes constituem um ciclo fútil:
	Glicose + ATP Glicose-6-fosfato
	Glicose-6-fosfato 	 Glicose + Pi
Sugira como este ciclo fútil pode ser prevenido ou controlado
O ciclo é controlado pela glicose – 6 – fosfato, que é um agente inibidor da enzima hexoquinase, responsável pela catálise da reação da glicose + ATP para formar a glicose – 6 – fosfato. 
46.O fluoracetato, F - CH2 – COO-, é uma substância tóxica encontrada em certas plantas que crescem na Austrália e África do Sul. Os animais que ingerem esta planta morrem. Pesquisas indicam, entretanto, que o fluoracetato não é um veneno por si só. Uma vez consumido, o fluoracetato é convertido num metabólito tóxico, fluorfcitrato. Em células afetadas verifica-se um acúmulo de citrato. Como o fluoracetato é convertido em fluorocitrato? Porque os animais são intoxicados e mortos enquanto as plantas não são afetadas pelo fluoracetato ?
Nos tecidos animais o acetato é enzimaticamente convertido em acetil-CoA, entrando assim no ciclo de Krebs. O acetil – Coa é convertido em citrato, essa substância age como inibidora da PKF-1, impedindo que a frutose 6-fosfato seja convertido em frutose 1,6-bifosfato, evitando todo o ciclo glicolítico. 
O fluoracetato combina-se com o acetil-CoA para formar o fluoracetilCoA, este composto se une ao oxalacetato formando fluorocitrato que não é metabolizado.
Os animais são intoxicados e mortos, pois a conversão de floracetato em fluoracetilCoA só acontece em células animais e não em células vegetais.
47.Uma maratonista precisa de uma enorme quantidade de energia durante uma prova de atletismo. Explique como o uso de ATP na contração muscular afeta o ciclo de Krebs.
1) O requerimento de mais ATP para contração muscular diminuiria o nível de ATP na célula, fazendo com que o equilíbrio das reações que formam ATP seja deslocado no sentido da produção de mais ATP.	
2) O aumento da concentração de ADP acelera a velocidade das reações que o utilizam como a fosforilação oxidativa, aumentando assim a produção de ATP, até que se equilibre com a taxa de consumo de ATP pelas reações que requerem energia.
48.Descreva as duas funções importantes do ciclo de Krebs.
O ciclo de Krebs é uma via catabólica central quase universal na qual compostos derivados da quebra de carboidratos, gorduras e proteínas são oxidadas até CO2, com a maior parte da energia de oxidação temporariamente retida nos transportadores de elétrons FADH2 e NADH. Durante o metabolismo aeróbio, esses elétrons são transferidos para o O2 e a energia do fluxo de elétrons é associada ao ATP.
	O grupamento acetil do acetil-CoA entra no ciclo a medida que a citrato sintase catalisa sua condensação com o oxalacetato para formar o citrato. Em sete reações em seqüência, que incluem duas descarboxilações, o ciclo de Krebs converte o citrato em oxalacetato e libera duas moléculas de CO2. Para cada acetil-CoA oxidado pelo ciclo, ocorre um ganho energético que consiste na formação de três moléculas de NADH, uma de FADH2 e uma de ATP(ou GTP).
	Anabólico: participa de diversas reações sintéticas importantes, como na formação de glicose a partir de cadeias carbonadas de alguns aminoácidos.
49.Qual das seguintes condições indicam baixa energia na célula? Que reações bioquímicas cada uma destas condições afeta ?
a. alta razão NADH/NAD+
b. alta razão ADP/ATP
c. alta concentração de acetil-CoA
d. baixa concentração de citrato.
Alternativa: B e D
50.Esquematizar as reações de conversão de glicose-1-P em glicose, e de Glicose-6-P em glicose. Citar os tecidos onde essas reações ocorrem.
 fosfoglicomutase glicose-6-fosfatase
glicose-1-fosfato 	 glicose-6-fosfato 	 glicose
Ocorre no fígado. Baixa concentração de glicose sanguínea provoca a degradação de G6P produzindo glicose e liberando no sangue.
51.Mostrar a relação entre AMP cíclico e síntese de glicogênio.
Na presença de AMPc a proteína quinase é ativada, esta por sua vez ativa a glicogênio fosforilase-quinase que ativa a glicogênio fosforilase. Dessa forma, ocorre a degradação do glicogênio. A desativação da glicogênio sintase reduz a síntese de glicogênio. 
52.Citar a função do glicogênio hepático e do glicogênio muscular.
A função do glicogênio hepático é a manutenção da glicemia sangüínea enquanto o glicogênio hepático é usado para o fornecimento de energia nas contrações musculares.
53.Discutir o metabolismo do glicogênio hepático e muscular:
a) Ao longo do período de jejum noturno
Os níveis de glicose durante o período de jejum noturno decorrem da degradação de glicogênio tanto hepático (para a manutenção dos níveis glicêmicos no sangue) quanto o muscular (ocorre nos músculos para a síntese de energia). 
b) Após uma refeição rica em carboidratos subseqüente ao jejum.
Em abundância de glicose (após refeição rica em carboidratos) ocorre síntese de glicogênio tanto hepático quanto muscular. Nos músculos, o glicogênio é armazenado como reserva energética. Já no fígado, a síntese é realizada com o intuito de reserva energética e para diminuir o excesso de glicose no sangue. 
54.Descrever o metabolismo do glicogênio muscular quando há esforço muscular intenso.
Quando há esforço muscular intenso a reserva energética utilizada para a produção de energia. 
No músculo a glicose -6-P não pode ser desfosforilada devido à ausência da enzima glicose -6 fosfatase. Em vez disso, ela entra na via glicolítica, fornecendo energia necessária para a contração muscular.
55.Tanto o fígado como o músculo esquelético possuem reserva de glicogênio, mas só o fígado libera glicose para a circulação. Explique porque mostrando as reações pertinentes.
No fígado a glicose-6-fosfato é transportada para o retículo endoplasmático pela glicose-6-fosfato-translocase. Nessa estrutura, ela é convertida em glicose pela glicose-6-fosfatase. A glicose resultante é, então, transporta para fora do retículo endoplasmático até o citosol. Os hepatócitos liberam as moléculas de glicose derivadas do glicogênio no sangue, para ajudar a manter os níveis sanguíneos de glicose até que a via glicogênica esteja, ativamente, produzindo glicose.No músculo, a glicose-6-fosfato não pode ser desfosforilada devido à ausência da glicose-6-fosfatase. Em vez disso, ela entra na via glicolítica, fornecendo a energia necessária para a contração muscular.
56.A piruvato carboxilase é ativada por acetil-CoA. Qual é o papel desta ativação no controle metabólico?
A enzima piruvato carboxilase percebe a necessidade de mais intermediários do ciclo do ácido cítrico por meio do seu ativador, acetil-CoA. Qualquer decréscimo na velocidade do ciclo, causado por quantidade insuficiente de oxalacetato ou outros intermediários, resulta em um aumento nos níveis de acetil-CoA, devido a sua subutilização. Isso ativa a piruvato carboxilase, que repõe o oxalacetato, aumentando a velocidade do ciclo.
57.Mostre (com as respectivas reações) como a glicose depositada no reservatório de glicogênio do fígado chega à corrente sanguínea, quando o hepatócito é tratado por adrenalina.
A adrenalina ativa a adenilato ciclase e transforma ATP em AMPc , este por sua vez ativa a enzima fosforilase quinase b em fosforilase quinase a, esta retira uma molécula de glicose do glicogênio, na forma de glicose-1-fosfato. O aumento do metabolismo faz com que iniba a ação hormônios encerrando a glicólise.
O fígado possui uma enzima hidrolítica que catalisa a desfosforilação da glicose-6-fosfato que é denominada glicose-6-fosfatase .Esta enzima permite o fornecimento de glicose para o resto do organismo. 
58.Citar os hormônios que estimulam a degradação do glicogênio no fígado e no músculo e mostrar seu modo de ação, detalhando as reações pertinentes.
Os hormônios são: adrenalina e glucagon.
59.Descreva a rota seguida pelos elétrons a partir de glicose até o O2. 
A glicose após ser transformada em gliceraldeído-3-fosfato esse vai ser oxidado pela enzima gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase liberando uma molécula de NADH que será utilizado pela cadeia transportadora de elétrons. Depois que todo o processo de glicólise foi completado tem-se o piruvato como substrato e na presença de O2 vai para o ciclo de Krebs e no início deste ciclo o piruvato é transformado em acetil com liberação de CO2 e NADH2, este acetil combina-se com a coenzima A resultando em acetil-coA, esse, dento da matriz mitocondrial, combina-se com o ácido oxalacético e libera a coenzima A formando o ácido cítrico. Esse ácido é isomerado a isocitrato e este é oxidado e descarboxilado a α-cetoglutarato, liberando uma molécula de NADH. O α-cetoglutarato sofrerá uma descarboxilação oxidativa gerando o succinil-coA e uma molécula de NADH, esse succinil-coA é clivado formando succinato e esse será oxidado gerando fumarato mais uma molécula de FADH2, depois há a hidratação deste fumarato gerando o malato que sofrerá oxidação gerando o axalacetato e uma molécula de NADH. Os NADH’s e os FADH2’s irão para as cristas mitocondriais onde participarão da cadeia transportadora de elétrons e da fosforilação oxidativa. As moléculas de hidrogênio liberados por estas coenzimas irão se combinar com moléculas de oxigênio gerando água e energia, e essa será usada para síntese de ATP. A cadeia transportadora de elétrons contém cinco complexos. O próton carregado pelo NADH é transferido para a NADH-desidrogenase (complexo I), neste complexo tem uma molécula de FMN (coenzima flavina mono nucleotídeo) que aceita dois prótons formando FMNH2. O complexo I contém átomos de ferro combinados com enxofre que facilitam o transporte de elétrons para o próximo membro da cadeia, a ubiquinona (coenzima Q). Esta coenzima pode aceitar H tanto da FMNH2 como do FADH2 produzidos pelo complexo II, este FADH2 é gerado pela succinato desidrogenase e pela acil-coA-desidrogenase. Os demais membros desta cadeia são os citocromos (pigmento respiratório, relacionados quimicamente à hemoglobina por serem complexos de proteína, ferro e porfirina), os íons de ferro, contidos nos citocromos, são convertidos reversilvelmente em íon férrico (Fe3+) a ferroso (Fe2+), como função normal de carregador reversível de elétrons. Os elétrons fluem facilmente através da cadeia, desde ubiquinona, pelos complexos III (citocromos b e c) e pelo complexo IV (citocromos a+a3). Complexo IV é o único carreador de elétrons em que o ferro possui um ligante livre, que pode reagir diretamente com o oxigênio molecular. Neste sítio, os elétrons transportados, o oxigênio molecular (O2) e os prótons livres (H+) são reunidos para forma H2O. 
O citocromo a+a3 (também chamado citocromo-oxidase) contém átomos de cobre ligados, que são necessários para que esta complexa reação ocorra.
60. Resuma a teoria quimiosmótica.
1) O transporte de elétrons está diretamente ligado à fosforilação do ADP pelo transporte de prótons (H+) através da membrana mitocondrial interna, prótons estes que são bombeados da matriz para o espaço intermembranas. Isto gera um gradiente elétrico (com cargas mais positivas no lado externo da membrana do que no lado interno) e, por conseqüência, um gradiente de pH. A energia gerada por este gradiente de prótons é suficiente para impulsionar a síntese de ATP. Deste modo, o gradiente de prótons funciona como o intermediário comum que acopla a oxidação à fosforilação. A porção transmembrana da ATP-sintase funciona como uma carreador de H+ e a voltada para a matriz, normalmente sintetiza ATP quando íons H+ passam por ela a favor de seu gradiente. A hipótese quimiosmótica propõe que, após os prótons serem transferidos para o citosol da membrana mitocondrial interna, eles retornam à matriz mitocondrial passando através de um canal no complexo ATP-sintase, resultando então na síntese de ATP a partir de ADP + Pi e, ao mesmo tempo, dissipando os gradientes elétrico e de pH.
2) A Teoria Quimiosmótica propõe que, após os prótons serem transferidos para o lado citosólico da membrana mitocondrial interna, eles retornam à matriz mitocondrial passando através de um canal no complexo ATP-sintase, resultando então na síntese de ATP a partir de ADP + Pi e, ao mesmo tempo, dissipando os gradientes elétrico e de pH.
3) A conservação de energia envolve a passagem de elétrons através de uma cadeia transportadora de elétrons ligados à membrana da mitocôndria e o concominante bombeamento de prótons através da membrana, produzindo um gradiente eletroquímico, a força próton-motora. Esta força impulsiona a síntese de ATP por complexos de enzimas ligados a membrana, através dos quais os protóns retornam pela membrana no sentido do gradiente eletroquímico. Esta força também impulsiona outros processos que requerem energia na célula.
61.Explique como a fosforilação oxidativa está ligada ao transporte de elétrons e como os dois processos podem ser desacoplados.
A fosforilação oxidativa é um processo de formação de ATP a partir de ADP e Pi. Tal reação ocorre porque os elétrons ligados aos carreadores NADH e FADH2 liberam muita energia livre captada e armazenada para produzir o ATP.
O desacoplamento dos dois processos pode ser feito a partir de proteínas desacopladoras ou a partir de desacopladores sintéticos. As proteínas desacopladoras causam um “vazamento” de prótons, que retornam à matriz mitocondrial sem a captura da energia para formar ATP. E os desacopladores sintéticos aumentam a permeabilidade da membrana mitocondrial interna a prótons. 
62.Explique porque a mitocôndria de uma célula hepática contém menos cristas do que uma mitocôndria de uma célula muscular.
– As mitocôndrias da célula hepática contêm menos cristas que as mitocôndrias de uma célula muscular, pois a primeira precisa de menos energia, assim com menos cristas menor área de superfície e menos reações de oxidação gerando menos energia.
63.Como as alterações na relação [NADH]/[NAD+] e [ATP]/[ADP] influenciam a atividade da glicólise e do ciclo do ácido cítrico ?
O NAD+ é o principal agente oxidante da glicólise. O NADH produzido por esse processo deve ser continuamente reoxidado para manter a via suprida com NAD+. Desse modo, altos valores na relação [NADH]/ [NAD+] inibem o processo de glicólise. Altosvalores na relação [ATP]/ [ADP] também inibem o processo de glicólise, pois a molécula de ATP inibe alostericamente a enzima fosfofrutoquinase, responsável pela fosforilação da frutose -6-P, principal reação de controle do processo.
No ciclo do ácido cítrico, a molécula de ADP ativa as enzimas piruvato-desidrogenase (que converte pivuvato em Acetil-Coa), citrato- sintase (que sintetiza citrato a partir de Acetil-Coa) e isocitrato-desidrogenase (que descarboxila a molécula de isocitrato). Já a molécula de ATP inibe essas enzimas, além de inibir a enzima α – cetoglutarato- desidrogenase (que realiza a segunda descarboxilação). Assim, altos valores na relação [ATP]/ [ADP] inibem o ciclo. O mesmo ocorre para a relação [NADH]/ [NAD+], pois a molécula de NADH inibe as enzimas citadas.
64.Qual das seguintes alternativas a respeito da cadeia transportadora de elétrons está correta? Resp: alternativa correta “a”
a.Todos os componentes da cadeia transportadora de elétrons estão presentes em grandes complexos protéicos de subunidades múltiplas, embebidos na membrana mitocondrial interna.
b.O oxigênio oxida diteramente o citocromo c.
citocromo oxidase
c.A succinato-desigrogenase reduz diretamente o citocromo c.
no lugar de succinato é ubiquinol
d.A cadeia transportadora de elétrons contém algumas cadeias polipeptídicas codificadas pelo DNA nucleare algumas codificadas pelo DNA mitocondrial.
e.O cianeto inibe o fluxo de elétrons, mas não o bombeamento de prótons ou a síntese de ATP.
No caso inibe em vez da síntese.
65.Uma biópsia de músculo de um paciente com uma doença rara, a doença de Luft, mostrou mitocôndrias anormalmente grandes, que continham cristas dobradas quando examinadas ao microscópio eletrônico. A atividade ATPásica basal das mitocôndrias foi sete vezes maior que o normal. Por meio desses e de outros dados, concluiu-se que a oxidação e a fosforilação estavam parcialmente desacopladas. Qual das seguintes afirmativas sobre esses pacientes está correta? 
Resposta: E
a.A velocidade de transporte de elétrons é anormalmente baixa.
b.O gradiente de prótons através da membrana mitocondrial interna é maior que o normal.
c.Os níveis de ATP na mitocôndria são maiores que o normal.
d.O cianeto não inibiria o fluxo de elétrons.
e.O paciente apresenta hipermetabolismo e temperatura interna elevada.
66. Defina catabolismo e anabolismo	
Catabolismo: corresponde ao processo de degradação de moléculas complexas, com liberação de energia e formação de moléculas menores. Quebra de moléculas orgânicas, normalmente, feita pela adição de água.
Anabolismo: Processo de montagem de moléculas complexas, ricas em energia, a partir de moléculas mais simples. Normalmente é realizada através de reação de condensação (por desidratação), onde observamos a união de moléculas orgânicas com liberação de moléculas de água. Um exemplo clássico é a síntese das proteínas, que se processa pela união de aminoácidos.
67.O acetil CoA corresponde a uma molécula comum à degradação de que tipo de macromoléculas?
Resp. Carboidratos, proteínas, lipídeos, que são degradados em sua unidades monoméricas, glicose, aminoácidos, ácidos graxos e glicerol, e então é produzido o acetil-CoA que é o intermediário comum.
68.Em que compartimentos celulares ocorrem as três etapas principais da respiração celular ?
Resp. Glicólise – ocorre no citoplasma 
Ciclo de Krebs e cadeia respiratória acontece no interior das mitocôndrias, nas cristas mitocondriais.
69.Qual o saldo energético da Glicólise, do ciclo de Krebs e do transporte de elétrons acoplado à fosforilação oxidativa. 
Resp. 38 moléculas de ATP
70. Qual as duas fases principais da glicólise ?
As duas fases principais soa a ativação ou fosforilação da glicose e a transformação do gliceraldeído em piruvato.
71. Quais as reações que servem de ponto de controle da glicólise e do ciclo de Krebs? Como se dá a regulação alostérica nestes pontos de controle metabólico?
Pontos de controle da Glicólise:
Três enzimas glicolíticas são reguladas alostericamente: hexoquinase IV, fosfofrutoquinase e piruvatoquinase. A hexoquinase é ativada quando a concentração cistólica da glicose aumenta. A fosfofrutoquinase é inibida alostericamente pelo ATP e pelo citrato e é ativada alostericamente pela frutose 2,6 bifosfato. A piruvatoquinase é inibida alostericamente pelo ATP, e a forma isozímica hepática é inibida pela fosforilação dependente de cAMP.
Reações de controle da Glicólise:
1- Fosforilação da glicose (hexoquinase):
Glicose + ATP hexoquinase/Mg2+ Glicose 6-fosfato + ADP + H+
2- Fosforilação da frutose 6-fosfato a frutose 1,6-bifosfato (fosfofrutoquinase):
Frutose 6-fosfato + ATP fosfofrutoquinase/ Mg2+ Frutose 1,6-bifosfato + ADP + H+
3- Transferência do grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP (piruvatoquinase):
Fosfoenolpiruvato + ADP + H+ piruvatoquinase Piruvato + ATP 
Pontos de controle do Ciclo de Krebs:
No ciclo de Krebs as enzimas reguladas (reações de ponto de controle) mais importantes são: citrato-sintase, isocitrato desidrogenase e o complexo da α-cetoglutarato-desidrogenase.
A velocidade global do Ciclo de Krebs é controlada pela velocidade de conversão do piruvato em acetil-CoA e pelo fluxo através das reações da citrato sintase, isocitrato desidrogenase e da α-cetoglutarato desidrogenase. Esses fluxos são largamente determinados pelas concentrações de substratos e produtos: os produtos finais ATP e NADH são inibidores e os substratos NAD+ e ADP são estimuladores. A produção de acetil-CoA para o ciclo pelo complexo da piruvato desidrogenase é inibida de forma alostérica pelos metabólitos que sinalizam uma produção suficiente da energia metabólica (ATP, acetil-CoA, NADH e ácidos graxos) e estimulada por metabólitos que indicam suprimento reduzido de energia (AMP, NAD+, CoA).
Reações de controle do Ciclo de Krebs:
1- Citrato sintase:
Oxalacetato + Acetil-CoA Citrato-sintase Citrato + CoA
2- Isocitrato desidrogenase:
Citrato Isocitrato desidrogenase Isocitrato
3. Complexo da α-cetoglutarato-desidrogenase:
Isocitrato + NAD+ + H+ α-cetoglutarato-desidrogenase α-cetoglutarato + CO2 + H+ +NADH
72. Qual a diferença entre NAD+ oxidado e NADH reduzido, quais os respectivos papéis no metabolismo celular ?
Resp. O NAD+ é o principal agente oxidante da glicolise. O NADH produzido por esse processo deve ser continuamente reoxidado para a via suprida com NAD+. O NADH na glicolise aeróbica pode ser considerado como um composto de “alta energia”.
73. Defina: fosforilação ao nível de substrato, e cite o exemplo de uma reação bioquímica onde estive tipo de fosforilação ocorra.
Fosforilação ao nível de substrato: produção de fosfato de alta energia diretamente acoplada à oxidação de um substrato. Esse tipo de fosforilação ocorre, por exemplo, na reação da succinil-CoA produzindo succinato.
74. Como se dão os controles a longo prazo e a curto prazo da Glicólise?
Resp. Controle da glicolise
Longo prazo: o controle é feito com alteração na quantidade de enzima glicoliticas, refletindo nas taxas de sinstese e degradação.
Curto prazo: controle é feito por alteração alosterica (concentração de poduto) reversível das enzimas e também pela sua fosforilação.
75. Qual é a principal enzima regulada da glicólise e como se dá esta regulação ?
1) A principal enzima reguladora da glicólise é a fosfofrutoquinase. A fosfofrutoquinase é a controlada pela concentração disponível de seus substratos (ATP e frutose-6-fosfato), e por substâncias reguladoras (AMP, citrato e frutose 1,6-bifosfato).
-inibidores da fosfofrutoquinase: ATP e citrato;
-ativadores da fosfofrutoquinase: alta concentração de AMP e frutose-1,6-bifosfato.
2) A Fosfofrutoquinase (FFK) catalisa uma reação irreversível, ela é uma enzima “marca-passo”, as enzimas que recebem esse nome são sempre mais lentas que as outras, por isso ela é quem marca o passo das demais reações e portanto exerce um forte controlena via glicolítica, além dessa enzima, a hexocinase e a quinase do piruvato também controlam a glicólise através de reações irreversíveis. 
Quando níveis altos de ATP sinalizam que a célula esta produzindo o ATP mais depressa do que consome, o ATP inibe a fosfofrutoquinase ligando-se a um sitio alostérico e diminuindo a afinidade da enzima pelo seu outro substrato, a frutose-6-fosfato. Em síntese, a FFK tem sua atividade acelerada sempre que as taxas de ATP tornam-se baixas ou há um excesso dos produtos de hidrólise do ATP, ADP e AMP, principalmente este último. Ela é inibida sempre que as células estão bem supridas de ATP e outros compostos, tais como, citrato e os ácidos graxos. 
76. Quais os destinos possíveis do piruvato ?
Na presença de O2 (aerobiose) o piruvato é oxidado em CO2 e H2O.
Na ausência de O2 (anaerobiose) o piruvato é fermentado em ácido lático ou etanol.
O ácido lático é o produto final da glicose anaeróbica nas células eucarióticas, já o etanol+CO2 ocorre em fungos e alguns outros microorganismos.
76. Quais as enzimas marca-passo da degradação e síntese de glicogênio, respectivamente, e como se dá a regulação destas em função das condições metabólicas?
A enzima marca-passo para a degradação de glicogênio é a glicogênio-fosforilase que catalisa a quebra das ligações glicosídicas 1-4. Quando sobram quatro resíduos de glicose a reação para, neste momento entra a enzima desramificaroda (transferase) que leva três resíduos extremos para os extremos da cadeia vizinha, onde a enzima glicogênio-fosforilase continua agindo, a última molécula de glicose ligada por ligação 1-6 é removida pela enzima desramificadora. A enzima marca passo da glicogênese é a glicogênio sintetase, responsável pela polimerização, ou seja, pela ligação 1-4, a ligação 1-6 une os resíduos de glicosil da extremidade não-redutora da cadeia para outro resíduo na cadeia.
77. Qual a molécula precursora da síntese de glicogênio (substrato da glicogênio sintase) ?
O substrato para a síntese de glicogênio é a UDP-glicose. A enzima glicogênio sintase necessita de um “primer”, ou seja, um resíduo para poder começar, o qual deve ser formado pelo menos por quatro moléculas de glicose.
	A proteína glicogenina é a responsável pela formação desta pequena cadeia aceptora e é a ela que se liga o primeiro resíduo de glicose, a glicogênio sintase se liga a cadeia de glicogenina, que permanece junto com aquele primeiro resíduo de glicose, quando o glicogênio estiver grande o bastante, a enzima glicogênio sintase é deslocada.
78. Quais as DUAS enzimas responsáveis pela degradação do glicogênio ?
As três enzimas responsáveis pela degradação são: Glicogênio fosforilase; Enzima α 1,6 glicosidase ou desramificadora de glicogênio; Fosfoglicomutase.
79. Quais são as três reações que controlam o ciclo de Krebs e como são reguladas em função das condições metabólicas de abundância ou escassez de nutrientes?
O ciclo de Krebs é controlado pela regulação de diversas enzimas. As mais importantes são: citrato-sintase, isocitrato desidrogenase e o complexo da α-cetoglutarato desidrogenase.
Acetil-Coa + oxaloacetato + H2O citrato-sintase > citrato + CoA-SH
Isocitrato + NAD isocitrato-desidrogenase > α-cetoglutarato + NADH + CO2 + H+
α-cetoglutarato + NAD+ + CoA-SH α-cetoglutarato desidrogenase > succicil-CoA + NADH + CO2 + H+
A citrato-sintase é uma enzima alostérica por ATP, por NADH, pela succicil-CoA e por citrato.
A região do isocitrato-desidrogenase é inibida por ATP e NADH e são derivados por ADP e NAD+ respectivamente.
A região da α-cetoglutarato desidrogenase é inibida por ATP, NADH e succicil-CoA e estimulada por ADP e NAD+.
80. Que metabólito intermediário do ciclo de Krebs regula a Glicólise, e em que etapa da via glicolítica se dá esta regulação?
O metabólito intermediário é o citrato, pois ele é um inibidor da enzima fosfofrutoquinase que é a enzima marca-passo da glicólise, se ocorrer inibição nesse processo que esta enzima faz parte, processo esse que é irreversível, não ocorre produção de piruvato, portanto nem a produção de acetil-coA, desta forma não tem como haver o funcionamento do ciclo de Krebs. A regulação ocorre quando a frutose 6-fosfato é fosforilada a frutose 1,6-bifosfato.
81.Dê exemplo de uma reação de descarboxilação oxidativa que ocorre no ciclo de Krebs.
Um exemplo seria a descarboxilação do isocitrato em α-cetoglutarato, promovido pela atuação da isocitrato desidrogenase, havendo liberação de dióxido de carbono e NADH H+ e absorção de NAD+.
82. Como se dá, bioquimicamente falando, uma intoxicação por exposição a CO ou cianeto (CN-)?
A toxidade do CO é explicada quando o CO entra em competição com o oxigênio da hemoglobina, e assim o oxigênio fica em desvantagem visto que a hemoglobima tem uma afinidade 240 vezes maior pelo CO.
	A ação tóxica resulta em uma igualdade da redução da liberação de oxigênio fixada na hemoglobina, diminuindo a quantidade de oxigênio disponível a nível dos tecidos, da ligação do Co com a mioglobina das células musculares miocardianas e esqueléticas e também da ligação do CO com os citocromos (são proteínas geralmente ligadas a uma membrana, que contem grupos heme(transportam oxigênio dos pulmões para o resto das células) e efetuam transporte de elétrons) provocando a inibição do ciclo de Krebs.
	O CO atua como um inibidor da transferência de elétrons, ligando-se a algum componente da cadeia bloqueando a reação de oxido-redução, todos os carreadores de elétrons que estão antes do bloqueio estão completamente reduzidos, enquanto aqueles localizados após o bloqueio estão oxidados, este inibidor faz cessar o fluxo de elétrons do substrato ate o oxigênio, pois o transporte de elétrons e a fosforilação oxidativa estão fortemente acopladas, a inibição de sítios específicos da cadeia transportadora de elétrons, e também inibe a síntese de ATP.
83.Qual o papel da bomba de prótons durante na fosforilação oxidativa ? 
A bomba de prótons funciona como o intermediário comum que acopla a oxidação à fosforilação do ADP, fazendo com que haja o transporte de prótons (H+) por esta via através da membrana mitocondrial interna, então estes prótons são bombeados da matriz para o espaço intermembranas. 
	Este processo gera, através da membrana mitocondrial interna, um gradiente elétrico (com cargas mais positivas no lado externo da membrana do que no lado interno) e, por consequência, um gradiente de pH. A energia gerada por este gradiente de prótons é suficiente para impulsionar a síntese de ATP.