Estrategia regulação metabolismo Integracao

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QBQ0215- GD10- estratégias de regulação metabólica e revisão 
1. Quais as estratégias comuns de regulação das vias metabólicas? 
 
Compartimentalização das vias metabólicas, alterações na concentração de enzimas, 
alternações na atividade de enzimas (regulação alostérica e por modificação covalente) e ação 
hormonal. 
 
2. Por que ativação de enzimas mediada por fosforilação reversível é mais vantajosa do que a 
ativação mediada por clivagem proteolítica? 
 
A regulação da ação de uma enzima por clivagem proteolítica demanda a síntese de uma nova 
molécula de enzima a cada reversão do estado metabólico. A ativação mediada por fosforilação 
é reversível, sendo assim, quando a ativação já não for necessária, basta que a enzima seja 
desfosforilada. 
 
3. Como a adrenalina ou glucagon causa aumento na produção de cAMP e como ocorre a ativação 
de uma cascata de proteínas quinases por este estímulo hormonal? 
 
Inicialmente, ocorre associação do hormônio (Adrenalina ou Glucagon) ao seu respectivo 
receptor na fase externa da membrana plasmática. Essa associação hormônio-receptor gera 
uma mudança conformacional no receptor, que passa a se ligar a proteína G. Por sua vez, a 
proteína G sofre mudança conformacional e passa a ter afinidade aumentada por GTP. A ligação 
a GTP promove a dissociação da subunidade α das demais subunidades da proteína G. O 
complexo α-GTP se move pela membrana até se associar a adenilato ciclase e ativa-la, o que 
leva a produção de cAMP. O efeito intracelular de cAMP ocorre quando esse composto se 
associa às subunidades reguladoras da proteína quinase dependente de cAMP, dissociando-as 
das subunidades catalíticas, e tornando-a ativa. A ação catalítica da proteína quinase 
(fosforilação de proteínas) é exercida sobre proteínas diferentes, dependendo do repertorio 
enzimático da célula alvo. 
 
 
4. Qual seria o efeito de inibidores da fosfodiesterase de cAMP na mobilização de glicose no 
músculo? Explique. 
 
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A presença de cAMP leva a fosforilação de glicogênio fosforilase quinase, ativando-a. A ativação 
de glicogênio fosforilase quinase ocasiona a fosforilação e ativação de glicogênio fosforilase. 
Ocorre a degradação do glicogênio pela glicogênio fosforilase e mobilização de glicose. A 
fosfodiesterase catalisa a conversão de cAMP a 5’-AMP, diminuindo gradativamente a 
concentração de cAMP e, consequentemente, diminuindo a mobilização de glicose a partir de 
glicogênio. Inibidores de fosfodiesterase impedem a conversão de cAMP a 5’-AMP, dessa forma, 
o feito obtido é de mobilização constante de glicose a partir do glicogênio. 
 
5. Qual a consequência da ligação de insulina ao seu receptor que culmina com a ativação da 
glicogênio sintase e mobilização de GLUT4 para membrana das células? 
 
A ligação de insulina a seu receptor (receptor tirosina quinase, localizada na membrana) mobiliza 
moléculas de GLUT4 armazenadas em vesículas, do interior da célula para a membrana 
plasmática. O aumento no número de GLUT na membrana plasmática e aumento no transporte 
de glicose para o interior das células resultam na diminuição da glicemia, efeito mais rápido e 
marcante da insulina. O aumento na concentração intracelular de glicose e a ativação de 
enzimas de vias anabólicas, como glicogênio sintase, permitem o processamento e 
armazenamento da glicose na forma de glicogênio. 
 
6. Quais são os destinos principais da Acetil-CoA? 
 
Oxidação completa a CO2 pelo ciclo de Krebs, síntese de ácidos graxos e triacilglicerois, síntese 
de colesterol, formação de corpos cetônicos. 
 
7. Explique sucintamente a ação da insulina e do glucagon na síntese e β-oxidação de ácidos graxos 
 
 
8. Num organismo tanto a glicólise como a gliconeogênese podem ocorrer ao mesmo tempo 
durante exercício físico intenso, o que parece ilógico. 
 
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a. Por que um organismo sintetizaria glicose e ao mesmo tempo usaria a glicose para gerar 
energia? 
 
O exercício físico intenso demanda tanto o consumo/oxidação de glicose no músculo esquelético 
para gerar ATP/energia e manter a atividade física, quanto a síntese de glicose, via gliconeogênese 
que ocorre no fígado. Durante exercício físico intenso o músculo consome grandes quantidades 
de glicose para obtenção de ATP. Essa glicose vem da corrente sanguínea e da mobilização do 
glicogênio. Nessas condições o aporte de O2 não é suficiente para manter a cadeia transportadora 
de elétrons e o ciclo de Krebs funcionando plenamente e para obter energia a partir da glicose as 
células musculares degradam glicose pela via glicolítica. O piruvato resultante da glicólise é 
convertido à lactato (fermentação) numa reação que regenera NAD+, que é essencial para a 
glicólise (lembrem que nestas condições a cadeia transportadora de elétrons não está 
funcionando plenamente, portanto não há regeneração de NAD+ ). O lactato produzido no 
músculo cai na corrente sanguínea e chega ao fígado e é convertido à glicose pela gliconeogênese 
(lembrem que é necessário 2 lactato para produzir 1 glicose). Dessa forma, essa glicose produzida 
de forma endógena pode ser utilizada pelo músculo. 
 
 
b. Em termos fisiológicos, por que é importante para o músculo não ser um órgão 
gliconeogênico (um órgão que faz gliconeogênese)? 
 
Para o músculo não é “interessante” ser um órgão gliconeogênico, porque para manter as suas 
funções, utiliza altas quantidades de glicose. A atividade muscular demanda um alto gasto 
energético, suprido principalmente via glicólise. A realização da gliconeogênese no músculo numa 
situação de atividade muscular intensa (a partir de lactato, por exemplo), resultaria num ciclo 
fútil. 
 
9. Relatos na literatura sugerem que suplementação alimentar com L-carnitina em gatos obesos 
diminui a cetose durante o jejum e facilita o metabolismo de lipídios na FHL (lipidose hepática 
felina). Este distúrbio metabólico é muito comum em gatos obesos e resulta no acúmulo de 
gordura no fígado. Explique o racional de se propor a utilização da L-carnitina. 
 
A L-carnitina promove o transporte de radicais acila para a matriz mitocondrial, onde ocorre a β-
oxidação. O aumento no transporte e oxidação de ácidos graxos aumenta o aporte energético do 
animal obeso durante períodos de jejum, dessa forma, não ocorre formação de corpos cetônicos 
e ocorre diminuição da gordura no fígado. 
 
 
10. As sínteses de ácidos graxos e colesterol consomem acetil-CoA, ATP e NADPH. Como esses 
compostos são produzidos a partir da glicose? 
 
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Acetil Co-A: glicose  glicólise  descarboxilação do piruvato 
ATP: Glicose  glicólise  Ciclo de Krebs  Fosforilação oxidativa 
NADPH: Via das pentoses