Exercícios de Bioenergética - Transporte através de membranas

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Universidade Federal de Viçosa
Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular
Exercícios de Bioenergética – Capítulo 3
(Transporte através de membranas)
1 – Em E. coli as reações de oxirredução (ou de hidrólise do ATP) dentro da membrana celular geram um ΔpH de 1 unidade (pH do interior superior a 1 unidade) e um Δψ de -120 mV (negativo na parte interna). Em resposta a força protômica total, β-galactosídeos são transportados junto com os íons H+ através de permeases específicas. 
Qual a quantidade de energia que o ΔpH e o Δψ tornaram disponível?
R: -17,28 kJ/mol
Qual é o gradiente de concentração no qual a célula de E. coli poderia acumular β-galactosídeos? R: Cd/Co= 1068,2
2 – Foram preparadas membranas contendo lactose permease de células de E. coli e passadas para outro meio de composição diferente. Analise o fluxo de lactose em cada uma das seguintes condições:
	Experimento
	dentro
	fora
	1
	pH 2; lac 0
	pH 7; lac 10 mM
	2
	pH 7; lac 0
	pH 2; lac 10 mM
	3
	pH 2; lac 10 mM
	pH 7; lac 0
	4
	pH 7; lac 10 mM
	pH 2; lac 10 mM
R:	1 – Não há fluxo de lactose, 	2 – lactose entra, 3 – lactose sai, 4- lactose entra 
3 – Qual é o número máximo de íons Na+ por mol de ATP hidrolisado que podem ser transportados para fora de uma célula por uma bomba de Na+ que funcione independente de K+, supondo que a concentração externa de Na+ seja de 140 mM e a interna de 10 mM? R: 4
4 – O suco gástrico do homem tem pH igual a 1, enquanto que as células da mucosa gástrica que secretam o suco gástrico tem pH interno de aproximadamente 7. Calcular a variação de energia livre para o transporte de H+ contra esse gradiente a 37°C.
R: ΔG = 35,61 kJ/mol
5 – Nas células nervosas em repouso as concentrações internas e externas de K+ e Na+ são tais que existe um ligeiro excesso de cargas negativas no interior em relação ao exterior das células, sendo seu valor de 60 mV. A concentração de K+ fora é 7 mM e dentro 140 mM. Calcular a variação de energia livre para a entrada de um íon K+ nessas condições. R: ΔG = 1,63 kJ/mol
6 – A seguinte tabela mostra a concentração típica de íons dentro de uma célula e no sangue de um mamífero. Temperatura = 37°C
	Íon
	Concentração (mM)
	
	Citossol
	Meio
	K+
	139
	4
	Na+
	12
	145
	Ca2+
	0,0002
	1,8
	Cl-
	4
	116
Calcule a energia livre para o movimento de um íon Na+ do exterior para o interior celular assumindo que o potencial de membrana é de –70 mV. R: ΔG = -13,18 kJ/mol
Calcule a energia livre para o movimento de um íon Ca2+ do interior para o exterior celular. R: ΔG = 36,98 kJ/mol
Há energia suficiente armazenada no gradiente de sódio de tal forma que a energia associada com o movimento de um Na+ entrando na célula poderá ser utilizada para transportar um íon Ca2+ para o exterior celular? Se não, qual é o número mínimo de íons Na+ necessários para proporcionar a energia suficiente para o processo? R: Não. Mínimo 3 Na+.
7 – Qual é a variação de energia livre associada ao transporte de 1 mol de Na+ através da membrana, partindo de uma região em que a concentração é de 1 M para outra em que é 100 mM, a 37°C, nas seguintes situações:
Na ausência de um potencial de membrana. R: ΔG = 29,68 kJ/mol
Quando o transporte se opõe ao potencial de membrana de 70 mV. R: ΔG = 36,43 kJ/mol
Em ambos os caso, a hidrólise de 1 mol de ATP é suficiente para impulsionar o transporte de 1 mol do íon? Suponha que ΔG para hidrólise do ATP seja –50 KJ mol-1 nessas condições. R: Sim.
8 – A concentração do íon Cl- no soro sangüíneo é de 0,1 M. A concentração do íon Cl- na urina é de 0,16 M. 
Calcule a energia gasta pelos rins no transporte do íon Cl- do plasma para a urina. R: ΔG = 1,21 kJ/mol
 Quantos íons Cl- poderiam ser transportados por mol de ATP hidrolisado? Considere que a hidrólise de 1 mol de ATP fornece 32,2 KJ mol-1. R: 26