Exercício Metabolismo

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Disciplina de Bioquímica Geral/Curso de Ciências Biológicas - Semestre 2014.1
Exercício Complementar de Bioenergética e Metabolismo
Daniela Alves do Nascimento
A partir da relação [ATP]/ [ADP], explique como a produção e o uso de energia são acoplados.
Como a oxidação e a redução estão envolvidas no metabolismo?
R= As reações tanto de oxidação quanto de redução são responsáveis pelos processos de síntese e degradação dos nutrientes na célula e constituem a base da vida, permitindo o crescimento e reprodução das células, mantendo as suas estruturas e adequando respostas aos seus ambientes. No processo de respiração celular a oxidação permite que os compostos orgânicos percam elétrons ricos em energia já a redução é responsável pelo acoplamento desses elétrons nas moléculas de NAD+ e FAD+ formando NADH e FADH2 que serão utilizados como carreadores de elétrons na Fosforilação Oxidativa que é a última etapa da Respiração Celular, essas reações ocorrem simultaneamente.
Organize as seguintes palavras em um pequeno texto que represente, em linhas gerais, o processo metabólico celular: catabolismo, requisitante de energia, redutivo, anabolismo, oxidativo, produtor de energia.
Os seres humanos adultos sintetizam grandes quantidades de ATP durante o decorrer do dia, mas não há aumento significativo do peso corporal. Nesse mesmo período, não há alteração visível na estrutura e composição de seus corpos. Explique essa aparente contradição. 
R= O ATP formado é usado como fonte de energia química nos processos endergônicos. Existe um bom controle de renovação das moléculas, mas não há uma troca líquida, dessa forma a estrutura dos corpos não é alterada.
Espera-se que a produção de açúcares nas plantas na fotossíntese seja um processo exergônico ou endergônico? Justifique sua resposta.
Espera-se que a biossíntese de uma proteína a partir dos aminoácidos constituintes de um organismo seja um processo exergônico ou endergônico? Justifique sua resposta.
R= Endergônico, pois esse processo trata-se de uma via anabólica onde uma molécula (aminoácido) que é pequena e simples está se ligando entre si para formar uma macromolécula (proteína) necessitando de um fornecimento de energia nas reações.
Resumidamente, qual a via geral da glicólise? 
R= A glicólise consiste numa etapa de 10 reações onde a glicose é oxidada formando 2 moléculas de ATPs, 2 móleculas de NADH e duas moléculas de Piruvato que serão utilizados como fonte de energia no ciclo de Krebs e na Fosforilação Oxidativa que são etapas da Respiração Celular. A Glisólise pode ser dividida em 3 grandes fases: 1º fase ocorre o investimento de energia onde há o consumo de 2 moléculas de ATP, a 2ª fase consiste na clivagem da frutose que acarretará na formação de 2 moléculas de piruvato e a 3ª fase consiste na formação de energia onde 2ATPs e 2NADH são formados.
De que maneira glicólise e gliconeogênese são reguladas?
R= As duas vias são reguladas por controle alostérico recípoco que é conseguido principalmente pelos efeitos opostos da frutose 2,6-bifosfato sobre as enzimas fosfofrutoquinase-2 e da frutose 1,6-bifosfatase 1.
Quais os possíveis destinos metabólicos do piruvato? Em que condições celulares cada destino pode ocorrer? 
R= O piruvato pode ser incorporado ao ciclo de Krebs ou sofrer fermentação láctica ou alcoólica, esses processos dependem da disponibilidade de oxigênio, a saber, que em condições aeróbicas o piruvato é oxidado a acetato e entra no ciclo de Krebs onde forma CO2 e H2O, já nas condições anaeróbicas o piruvato é reduzido a lactato para regenerar o NAD+ a partir do NADH (Fermentação Láctica), ou ainda o piruvato pode ser convertido em etanol e CO2 no processo de fermentação alcoolica onde as leveduras e outros microorganismos fermentam a glicose para regenerar o NAD+.
A maioria das vias metabólicas é relativamente longa e aparenta ser muito complexa. Por exemplo, há dez reações químicas individuais na glicólise, convertendo glicose em piruvato. Sugira um motivo para essa complexidade.
R= Incorporação de um Pi (Fosfato inorgânico) numa molécula de ADP gerando uma molécula de ATP, sabe-se que o Pi é pobre em energia e ele sozinho não consegue ligar-se ao ADP, sendo assim, uma das reações da glicólise tem como função energizar o Pi possibilitando sua incorporação ao ADP formando ATP.
Altos níveis de glicose 6-fosfato inibem a glicólise. Se a concentração de glicose 6-fosfato diminuir, a atividade é restaurada. Por quê?
Discuta a lógica da natureza dos inibidores e ativadores alostéricos da glicólise. Por que essas moléculas seriam utilizadas?
É sabido entre caçadores que a carne de animais que correram muito antes de morrer tem um sabor ácido. Sugira um motivo para essa observação.
R= Como o animal, pouco tempo antes de ser caçado, estava correndo o seu corpo necessita de uma demanda de energia muito grande e o oxigênio que ele respirava não era suficiente para reagir com o piruvato e gerar ATP, deste modo, em condições anaeróbicas o piruvato reage com o NADH + H e forma ácido láctico, no processo de fermentação láctica.
Obs.: Sabe-se que o piruvato funciona como aceptor de elétrons em condições de anaerobiose e ele pode ser utilizado no processo de fermentação a depender das circunstâncias ( Fermentação Láctica ou Alcoólica. 
As células cancerosas crescem tão rapidamente que possuem uma taxa mais alta de metabolismo anaeróbio que a maioria dos tecidos, especialmente no centro dos tumores. É possível utilizar drogas que envenenem as enzimas do metabolismo anaeróbio no tratamento contra o câncer? Por quê?
Qual é a vantagem metabólica na conversão de glicose a lactato, já que não há oxidação ou redução final? 
R= A formação do lactado possibilita a reciclagem do piruvato que é o precursor do glicogênio.
Como ocorre a liberação dos compostos orgânicos consumidos pelo nosso corpo?
R= Boa parte do que comemos no dia sai do corpo na forma de CO2, quando consumimos glicose a célula oxida essa molécula liberando CO2 na corrente sanguínea e depois para os pulmões permitindo um gasto calórico da matéria consumida.