Estudo Dirigido Ptn e Enz

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Estudo Dirigido 4 – Hemoglobina, Mioglobina e Enzimas
1 - Mioglobina e hemoglobina são proteínas transportadoras de oxigênio de mamíferos. Mioglobina, presente nas células musculares, é formada por uma única cadeia polipeptídica e um único grupo heme. Hemoglobina é uma proteína tetramérica com duas cadeias  e duas cadeias , contendo quatro grupos prostéticos heme, um associado a cada cadeia polipeptídica. As estruturas tridimensionais da mioglobina e das cadeias  e  são muito semelhantes apesar da seqüência de aminoácidos serem bastante distintas. Como é possível explicar este fato?
	R: Em relação ao Transporte – a mioglobina tem muito maior afinidade pelo oxigênio do que a hemoglobina – isso leva à mioglobina a ser simplesmente um armazém de oxigênio para o músculo após um exercício intenso, quando as células entram em hipóxia, levando a pressão parcial de oxigênio a cair a menos de 5mmHg quando a mioglobina solta o O2. Já a hemoglobina, com afinidade um pouco menor do que a mioglobina, consegue transportar o oxigênio entre ambientes com pequenas diferenças de pressão parcial de oxigênio.
	Em relação às Cadeias – a mioglobina é consituída de apenas uma cadeia polipeptídica e, assim, apenas um sítio para a ligação de O2 enquanto a hemoglobina, por ser composta de quatro subunidades, possui quatro sítios de ligação a O2. Isso faz com que a hemoglobina tenha sido a primeira proteína a ser descoberta realizar alosteria, ou seja, a ligação do substrato no primeiro sítio de ligação favorece a ligação dos demais sítios gerando uma curva de ligação sigmoidal.
2- Um estudo do transporte de oxigênio em mulheres grávidas mostrou que as curvas de saturação pelo oxigênio do sangue materno e fetal são marcadamente diferentes, quando medidas nas mesmas condições. Este fenômeno provém do fato de os eritrócitos conterem uma grande variante estrutural (F), enquanto os eritrócitos maternos contêm a hemoglobina adulta usual (A). Pergunta-se: qual hemoglobina tem maior afinidade pelo oxigênio, a A ou a F, justificando sua resposta. Qual o significado fisiológico para estas afinidades diferentes?
	
	R:A Hb fetal tem muito maior afinidade pelo O2 do que a Hb adulta. Pelo gráfico de cinética de ligação do O2, pode-se ver claramente que a curva da Hb fetal é deslocada para a esquerda, mostrando um aumento da afinidade, uma diminuição do P50. A significância fisiológica desse fato é que o feto consegue se nutrir com o sangue da mãe. Isso porque a Hb da mãe é do tipo adulta e, quando as hemácias maternas atravessam a placenta, as hemácias do feto, por conter uma Hb com afinidade muito maior do que a da mãe, conseguem “roubar” o oxigênio do sangue da mãe.
3 - Qual a importância de um cofator ou uma coenzima para uma atividade enzimática?
	R: Transformam uma apoenzima em uma holoenzima, e nessa forma a enzima tem a sua atividade máxima. Cofatores, por convenção, são elementos inorgânicos pequenos como metais; coenzimas, por convenção, são substâncias orgânicas, derivadas principalmente de vitaminas.
4 - Explique como as enzimas funcionam como catalisadores biológicos.
	
	R: Reduzindo a energia de ativação para uma reação que já aconteceria normalmente, entretanto, muito lentamente. Uma característica importantíssima é que as enzimas, como todos os outros catalisadores, devem ser recicláveis.
5 - Explique o tipo de inibição ou modulação que está ocorrendo nas enzimas abaixo:
A) 
	R: Inibição Competitiva – O Km se altera e a Vmax permanece a mesma. O inibidor competitivo interfere diretamente na ligação do substrato ao sítio catalítico da enzima, alterando, assim, a afinidade da enzima pelo seu substrato.
B)
	R: Inibição Não-Competitiva – O Km não se altera e a Vmax diminui. O inibidor não-competitivo não interfere em nada com a ligação do substrato ao sítio catalítico, por se ligar a um sítio externo ao sítio ativo da enzima.
C)
	R: Inibição Competitiva – pelo mesmo motivo da letra “a”.
D)
	R: Modulações alostéricas. A curva controle, ou seja, sem inibidor, é a preta. As curvas vermelhas representam concentrações cada vez maiores de um inibidor alostérico, que desloca a curva controle para a direita, mostrando uma diminuída afinidade da enzima pelo seu substrato. As curvas azuis representam concentrações crescentes de um ativador alostérico, que desloca a curva controle para a esquerda, mostrando um aumento da afinidade da enzima pelo substrato em questão.
6 - Algumas bactérias requerem a inclusão de ácido p-aminobenzóico (PABA) no meio de cultura para o crescimento normal. O PABA é um dos precursores do ácido fólico, vitamina essencial para tais bactérias. O crescimento dessas bactérias é severamente inibido pela adição de sulfonamida, uma das sulfas anti-bacterianas mais antigas. Este efeito é revertido pela adição de excesso de PABA à cultura. Por que a taxa de crescimento da cultura volta ao normal com este procedimento?
	R: As sulfonamidas são inibidores competitivos da enzima diidrofolato redutase que transforma o PABA em ácido fólico. Essas bactérias, por não sintetizarem PABA, dependem exclusivamente da captação deste do meio de cultura para crescer. Como característico de uma inibição competitiva, seu caráter é reversível. A inibição competitiva é uma questão de probabilidade de ligação, uma vez que substrato e inibidor se ligam ao mesmo sítio na enzima, o sítio ativo ou catalítico. Assim, a substância que estiver em maior concentração se liga e define o estado da enzima, ativo ou inativo. Quando se aumenta a concentração de substrato, este desloca o inibidor levando a enzima a ter sua atividade normal. Com isso, a diidrofolatoredutase volta a funcionar e as bactérias voltam a crescer.
7 - O sabor adocicado do milho recém-colhido é devido ao alto nível de açúcar nos grãos. O milho comprado no mercado (vários dias após a colheita) não é mais tão doce, porque cerca de 50% do açúcar livre do milho é convertido em amido um dia após a colheita. Para preservar o sabor doce do milho fresco, as espigas descascadas são mergulhadas em água fervente por alguns minutos (“branqueamento”) e então resfriadas em água fria. O milho tratado dessa maneira mantém seu sabor adocicado. Qual é a base bioquímica deste procedimento?
	R: O processo do branqueamento é causado por enzimas que degradam o açúcar, deixando um gosto mais salgado do que antes. Por sua natureza protéica, as enzimas, ao serem fervidas e resfriadas, sofrem desnaturação total de sua estrutura, conformação essa na qual as enzimas perdem completamente a atividade. Dessa maneira, as enzimas fervidas, desnaturadas, não conseguem mais degradar o açúcar, mantendo o milho com seu sabor adocicado.