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Universidade Federal de Viçosa
Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular
Exercícios de Bioenergética - (Reações de Óxido-redução)
1 – No metabolismo de glicose nos organismos animais existem reações bioquímicas sucessivas catalisadas pelas enzimas gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase e fosfoglicerato quinase. A 37°C,
G3P + Pi + NAD+ 1,3 DPG + NADH + H+ ΔG°’ = 6,3 KJ mol-1
1,3 DPG + ADP 3PG + ATP ΔG°’ = -28,5 KJ mol-1
Calcular as constantes de equilíbrio de ambas as reações. 
R: K’eq= 0,0868 e 6,33.104
Sabendo que a semirreação
NAD+ + H+ + 2e-  NADH E°’ = -0,32 V
e que o ΔG°’da reação de hidrólise do ATP é –31 KJ mol-1, calcule o ΔG°’ e a constante de equilíbrio para a reação global
G3P + Pi + NAD+ + ADP  3PG + ATP + NADH + H+
R: ΔG°’= -22,2 kJ/mol, K’eq=5,5.103
Se a relação NADH/NAD+ é 0,05 no citoplasma da célula, a concentração de ATP, ADP e Pi são 2 mM, 25 mM e 0,01 M, respectivamente, qual seria a ralação G3P/3PG na célula? R: 7,27.10-5
O que significam esses valores em relação ao fato destas reações terem de funcionar tanto na glicólise como na gliconeogênese?
Sabendo que os valores de ΔG°’ das reações catalisadas pela aldolase e pela triose fosfato isomerase são:
F1,6 biP G3P + DHAP ΔG°’ = 24,3 KJ mol-1
G3P DHAP ΔG°’ = 7,5 KJ mol-1
Calcular o valor do ΔG°’ e a constante de equilíbrio da reação global,
F1,6 biP + 2Pi + 2NAD+ + 2ADP  2,3 PG + 2ATP + 2NADH + 2H+
Qual seria o valor no equilíbrio de F1,6 biP se o 3-PG tivesse uma concentração de 0,2 mM nas condições indicadas no item c? R: ΔG°’= -27,6 kJ/mol, K’eq=4,47.104, [F1,6P]=1,43.10-13M
2 – A reação piruvato + NADH + H+ lactato + NAD+ tem ΔG°’ de –25,1 KJ mol-1 a 25°C catalisada pela enzima lactato desidrogenase é o passo final da glicólise anaeróbica no músculo. A reação anterior da mesma está catalisada pela piruvato quinase.
Sabendo que:
ATP ADP + Pi ΔG°’ = –31KJ mol-1, e que no músculo as concentrações de ATP e ADP são de 2mM e 0,2 mM, respectivamente,
PEP ................Piruvato + Pi ΔG°’ = –61,9 KJ mol-1
NAD+ + H+ + 2e-  NADH E°’ = -0,32 V
Acetoacetato + 2H+ + 2e-  β-hidroxibutirato E°’ = -0,346 V
calcular as constantes de equilíbrio das reações catalisadas pela lactato desidrogenase e pela piruvato quinase R: K’eq=2,51.104 e 2,6.105
sabendo que na célula muscular a relação NAD+/NADH vale 0,05, calcular a relação PEP/lactato, no equilíbrio R: PEP/lactato= 7,94.10-11
calcular ΔG°’ da reação piruvato + β-hidroxibutirato lactato + acetoaceto
R: ΔG°’= -30,1 kJ/mol
calcular o ΔG°’ das reações catalisadas pela lactato desidrogenase e pela piruvato quinase R: ΔG°’= -25,1 kJ/mol e -30,9 kJ/mol
calcular a relação acetoacetato/β-hidroxibutirato em pH fisiológico. R: 0,379
3 – Se a concentração intracelular de succinato e fumarato é 10-4 M para cada uma das substâncias, calcule o valor mínimo da relação [FADH2]/[FAD] necessária para a reação entre esses dois pares redox se processe no sentido de formação de succinato. E°’(fumarato/succinato) = 0,031V E°’(FAD/FADH2) = 0,06V
R: [FADH2]/[FAD] > 9,58
4 – Uma solução que contém NADH e NAD+ nas concentrações de 10 mM e 1 mM respectivamente, foi misturada com igual volume de outra solução contendo acetaldeído e etanol 0,01 M cada. Escrever a reação que ocorreria espontaneamente e calcular o ΔE. 
E°’NAD+/NADH = - 0,32V E°’acetaldeído/etanol = -0,197V
R: acetaldeído + NAD+ H+  etanol + NAD+ e ΔE=0,153V
5 – Escrever a reação espontânea produzida e calcular o ΔG quando se adiciona lactato desidrogenase a uma solução que contém piruvato, lactato, NAD+ e NADH nas seguintes proporções:
a) [lactato/piruvato] = 1, [NAD+]/[NADH] = 1 R: ΔG= -26,0496 kJ/mol
b) [lactato/piruvato] = 1000, [NAD+]/[NADH] = 1000 R: ΔG= 8,183 kJ/mol
E°’ NAD+/NADH = -0,32V E°’ piruvato/lactato = -0,185V 
6 – A triose fosfato desidrogenase catalisa a seguinte reação:
gliceraldeído3P + NAD+ + Pi 1,3 biPglicerato + NADH + H+
em que sentido se desenvolverá essa reação quando o sistema está em condições padrão a pH 7,0 e 25°C? R: Formação de gliceraldeído 3 P
A esta mesma temperatura e pH em que sentido se desenvolverá espontaneamente essa reação se NAD+/NADH= 100, [Pi] = 0,01 M, gliceraldeído 3 P/1,3 biPglicerato = 200. R: Formação de 1,3 biPglicerato
Calcular o ΔG nos dois casos. R: ΔG°’= -5,79kJ/mol e ΔG=7,34 kJ/mol
E°’ NAD+/NADH = -0,32V E°’ 1,3 biPglicerato/gliceraldeído3P = -0,29V
7 – Conhecidos os seguintes potenciais normais a 25°C e pH7,0:
E°’ acetato/acetaldeído = -0,60V
E°’ oxaloacetato/malato = -0,175V
Em uma solução contendo 1 mol de oxaloacetato, 1 mol de malato, 1 mol de acetaldeído e 1 mol de acetato:
Que composto se oxidaria? R: acetaldeído
Qual se reduziria? R: oxaloacetato
Calcular o ΔG°’ e a K’eq R: ΔG°’= -82,008 kJ/mol e K’eq=2,36.1014
8 – A glutamato desidrogenase catalisa a seguinte reação:
-cetoglutarato + NADPH + NH4+  glutamato + NADP+ + H2O
Se intracelularmente os valores das relações entre as concentrações das formas reduzidas e oxidadas de cada um dos pares redox são, em ambos os casos 10/1, calcular a concentração mínima de NH4+ necessária para dirigir a reação no sentido da síntese de glutamato. R: > 8,173.10-7M
E°’ NADP+/NADPH = -0,32V E°’ -cetoglutarato, NH3/glutamato = -0,14V
9 –Em pH 7,0, a reação:
etanol + NAD+  acetaldeído + NADH + H+
tem K’eq de 1,15 10-4. Sabendo que E°’(pH7) do par acetaldeído/etanol é –0,163 V, calcular E°’(pH7) do par NAD+/NADH. R: E°’= -0,279 V
10 – A 25°C e pH7,0, E°’ do par NAD+/NADH é –0,32V e do par oxaloacetato/malato é –0,175V. Contrariamente ao previsto, no organismo vivo o NAD+ pode ser reduzido pelo malato que passa a oxaloacetato. Calcular o ΔG°’ da reação e explicar porquê apesar de ser endergônica, essa reação acontece normalmente nos organismos vivos. R: ΔG°’= 27,98 kJ/mol
11 – Uma solução contendo 0,1 mol de succinato, fumarato, riboflavina e riboflavina-H2 foi preparada a 25°C e pH7,0. Escrever a reação termodinamicamente favorável e calcular o ΔE°’ assim como ΔG°’. A pH 7,0, E°’ riboflavina/riboflavina-H2 = -0,2V E°’ fumarato/succinato= 0,03V.
R: ΔE°’= 0,32 V e ΔG°’= -44,38 kJ/mol