Exercícios Bioquimica Metabólica DP

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DP de Bioquímica Metabólica
Definir carboidrato, açúcar, monossacarídeo e oligossacarídeo e dar exemplos?
Os carboidratos são as biomoléculas encontradas em maior abundância na natureza, são constituídos principalmente por oxigênio, carbono e hidrogênio, podendo eventualmente apresentar nitrogênio, fósforo ou enxofre em sua composição. Os carboidratos desempenham um papel bastante importante no organismos dos seres vivos, em especial por duas principais funções:
Energética - os carboidratos são a primeira e principal substância a ser convertida em energia na forma de calor nas células, sob a forma de ATP, sendo o principal combustível utilizado pelas células na respiração, a partir do que se obtém energia para ser gasta no trabalho celular. Nas plantas, o carboidrato é armazenado em forma de amido nos amiloplastos, e nos animais, no músculo e no fígado como glicogênio. 
Estrutural: certos carboidratos proporcionam consistência, rigidez e elasticidade em algumas células. A pectina, a hemicelulose e a celulose, por exemplo, formam a parede celular dos vegetais. A quitina constitui o exoesqueleto dos artrópodes. 
O açúcar é uma das possíveis formas do carboidrato, sendo a forma mais comum de açúcar a sacarose em estado sólido e cristalino. 
Os monossacarídeos são carboidratos com pequeno número de átomos de carbono em sua composição, não sofrem hidrólise, são solúveis em água e relativamente pequenos.
Os oligossacarídeos são solúveis em água, mas por não serem carboidratos simples, precisam ser quebrados na digestão para serem aproveitados pelos organismos como fonte de energia. O grupo mais importante dos oligossacarídeos são os dissacarídeos, que resultam da união entre duas e dez moléculas de monossacarídeos. A ligação glicosídica é a ligação responsável por juntar os monossacarídeos, formada pela perda de uma molécula de água. Quando são constituídos por três moléculas de monossacarídeos, são chamados de trissacarídeos.
Na glicólise quais são os passos irreversíveis?
São aquelas catalisadas pela hexoquinase, fosfofrutoquinase-1 e piruvato quinase. A gliconeogenese emprega desvios ao redor de cada um desses passos irreversíveis.
Localização: citoplasma.
Passos irreversíveis: 
Glicose → Glicose-6-fosfato
Frutose-6-fosfato → Frutose-1,6-bifosfato
Fosfoenolpiruvato → Piruvato
Quantas moléculas de piruvato são formadas a partir de uma molécula de glicose?
Durante a Glicólise são formadas 2 (duas) moléculas de ácido pirúvico ou piruvato a partir da molécula de glicose.
Que hexose (6C) dá origem as trioses (3C)?
Glicose.
Nas etapas entre a Glicose-6-fosfato e Acetil-CoA, indicar as reações de Oxido Redução?
A glicose que entra nos tecidos é fosforilada no grupo hidroxila em C6, com o gasto energético de uma molécula de ATP, dando origem a glicose-6-fosfato e ADP. 
A glicose-6-fosfato, uma aldose, é convertida num processo de isomerização reversível em frutose-6-fosfato, uma cetose, assim, permitindo um sítio de entrada para a frutose da dieta na glicólise. 
A célula investe outra molécula de ATP para fosforilar a frutose-6-fosfato e convertê-la em frutose-1,6-bifosfato. 
A frutose-1,6-bifosfato é clivada em duas trioses: gliceraldeído-3-fosfato e dihidroxiacetona fosfato. 
Ocorre a conversão da dihidroxicetona P em gliceraldeído 3P, a única triose que pode continuar sendo oxidada. 
Cada gliceraldeído-3-fosfato é oxidado (desidrogenado) pelo NAD+ (e o NAD+ passa a NADH) e fosforilado por um fosfato inorgânico, dando origem a 1,3-Bifosfoglicerato (1,3 BPG). 
A 1,3 BPG transfere um grupo fosfato para uma molécula de ADP dando origem a uma molécula de ATP e a 3-fosfoglicerato. 
A enzima fosfogliceromutase reaposiciona a posição do grupo fostato 3- Fosfoglicerato, dando origem a 2-fosfoglicerato (grupo fosfato ligado ao carbono 2), preparando o substrato para a próxima reação. 
O 2-fosfoglicerato é desidratado formando uma molécula de água e fosfoenolpiruvato (PEP), um composto altamente energético. 
Há transferência do grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para uma molécula de ADP, formando-se então uma molécula de ATP e piruvato.
Quais compostos são oxidados no ciclo de Krebs? 
Oxalacetato (4 C - 4 átomos de carbono) a Citrato (6 C): O ácido acético proveniente das vias de oxidação de glícidos, lípidos e proteínas, combinam-se com a coenzima a formando o Acetil - CoA. A entrada deste composto no ciclo de Krebs ocorre pela combinação do ácido acético com o oxalacetato presente na matriz mitocondrial. Esta etapa resulta na formação do primeiro produto do ciclo de Krebs, o citrato. O coenzima A, sai da reação como CoASH.
Citrato (6 C) a Isocitrato (6 C): O citrato sofre uma desidratação originando o isocitrato. Esta etapa acontece para que a molécula de citrato seja preparada para as reações de oxidação seguintes.
Isocitrato a αcetoglutarato (5 C): Nesta reação há participação de NAD, onde o isocitrato sofre uma descarboxilação e uma desidrogenação transformando o NAD em NADH, liberando um CO2 e originando como produto o alfa-cetoglutarato. 
αcetoglutarato a Succinato (4 C): O α-cetoglutarato sofre uma descarboxilação, liberando um CO2. Também ocorre uma desidrogenação com um NAD originando um NADH, e o produto da reação acaba sendo o Succinato. 
Succinil - CoA: O Succinil - CoA combina-se imediatamente com a coenzima A, originando um composto de potencial energético mais alto, o succinato. 
Succinato: Nesta reação houve entrada de GDP+Pi, e liberação de CoA-SH. O succinil-CoA libera grande quantidade de energia quando perde a CoA, originando succinato. A energia liberada é aproveitada para fazer a ligação do GDP com o Pi(fosfato inorgânico), formando o GTP, como o GTP não é utilizado para realizar trabalho deve ser convertido em ATP, assim esta é a única etapa do Ck que forma ATP. 
Succinato Fumarato: Nesta etapa entra FAD. O succinato sofre oxidação através de uma desidrogenação originando fumarato e FADH2. O FADH2 é formado a partir da redução do FAD. 
Fumarato Malato: O fumarato é hidratado formando malato. 
Malato Oxalacetato: Nesta etapa entra NAD. O malato sofre uma desidrogenação originando NADH, a partir do NAD, e regenerando o oxalacetato
Simultaneamente deve haver redução de alguma substância. Que tipo de composto deve sofrer redução?
Quais vitaminas participam do ciclo de Krebs?
B2, N e B1
Uma suspensão de mitocôndrias, suplementada com piruvato marcada com C14 só produz CO2 marcado em aerobiose. Por que?
Pelo ciclo de Krebs temos:
Acetil CoA Co2
Tal reação ocorre em presença de oxigênio, que tem função reoxidar NADH e FADH. Nestas condições o oxigênio através da redução se liga ao NADH ou FADH transformando-se em uma molécula de água. 
Em condições anaeróbicas e em presença de azul de metileno a reação continua acontecendo, entretanto o oxigênio utilizado vem do próprio azul de metileno, a qual em condições oxidativas apresenta coloração azul e após redução fica incolor.
Quais são os complexos responsáveis pelo transporte de elétrons para cada uma das Coenzimas (NADH e FADH2) na cadeia de transporte de elétrons?
A cadeia transportadora de elétrons contém aproximadamente os mesmos sítios de carreadores de elétrons encontrado em mitocôndrias não vegetais. As proteínas individuais que transportam elétrons são organizadas em uma série de quatro complexos multiproteícos (complexo I a IV), cada um localizado no interior da membrana mitocondrial.
Complexo I = desidrogenase do NADH (oxidoredutase do NADH-ubiquinona)
Complexo II = desidrogenase do succinato (oxidoredutase do succinato-ubiquinona)
Complexo III = Citocromo b-c1 (oxidoredutase da ubiquinona-citocromo c)
Complexo IV = Oxidase terminal ( oxidoredutase do citocromo c-O2)
 Elétrons do NADH gerados na matriz mitocondrial durante o ciclo Krebs são oxidados pelo complexo I (desidrogenase do NADH), que transfere estes elétrons para a ubiquinona. A enzima desidrogenase do succinato é um componente do complexo II, então os elétrons derivados da oxidação do succinato são transferidasvia FADH2 e um grupo de três proteínas ferro-enxofre para o pool da ubiquinona. O complexo III age como um ubiquinol: a oxidoredutase do citocromo c, oxidando a ubiquinona reduzida (ubiquinol) e transferindo elétrons via centro ferro-enxofre.
A quantidade de oxigênio consumido pela cadeia de transporte de elétrons tem relação estequiométrica com a quantidade de NADH oxidado?
Sim, pois sem oxigênio, não haverá a oxidação do NADH a NAD+ e FADH2 a FAD para manter o ciclo de Krebs.
Qual o saldo energético da Glicólise? 
São utilizadas 2 moléculas de ATP para ativar o catabolismo da molécula de glicose, porém são formadas 2 moléculas de NADH, 4 ATP e 2 moléculas de piruvato. 
Portanto, o saldo energético somente da cadeia respiratória é de: 
4 ATP + 2 NADH – 2 ATP → 2 ATP + 2 NADH
O saldo energético é de 2 moléculas de ATP e 2 NADH por molécula de glicose.
Qual o saldo energético do Ciclo de Krebs? (Considerar a Etapa de Piruvato a Acetil-CoA) 
A partir dessa etapa todo o resultado deve ser dobrado (duplicado), essa consideração é conseqüente do ciclo de Krebs envolvendo cada molécula de piruvato. Assim, são formadas 4 moléculas de NADH, 1 de FADH2 e 1 de ATP em cada ciclo. 
2 x (4 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP) → 8 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP
VIA DAS PENTOSES
Diferenciar as estruturas do NAD e do NADP?
NADP é a forma fosforilada de NAD.
NADP tem um grupo de fosfato adicional, enquanto que o grupo de fosfato adicional está ausente na molécula de NAD.
NAD é produzido em uma via de novo de aminoácidos ou em caminhos de salvamento reciclando nicotinamida de volta a NAD.Em contraste, a biossíntese de NADP requer fosforilação de NAD catalisada por NAD quinase.
Entender a estequiometria da via das pentoses, qual a proporção de NADPH e glicose produzida:
O ciclo das pentoses fosfato é uma rota alternativa para a oxidação da glicose-6P, no citosol, sem gerar ATP. Esta rota corresponde a um processo multicíclico onde:
- 6 moléculas de glicose-6P entram no ciclo;
- 6 moléculas de CO2 são liberadas;
- 6 moléculas de pentose-5P são formadas;
- estas pentoses-5P se reorganizam, regenerando 5 moléculas de glicose-6P.
Identificar as reações catalisadas pelas enzimas, abaixo:
Glicose-6-fosfato desidrogenase
glicose-6-P + NADP+ → 6-fosfogliconolactona + NADPH
6-Fosfogluconato desidrogenase
6-fosfogliconato + NADP+ → ribulose-5-P + NADPH + CO2
Fosfopentose isomerase
ribulose-5-P ↔ ribose-5-P
Transcetolases
Xilulose 5-Fosfato + Ribose 5-Fosfato Gliceraldeido 3-Fosfato + Sedoheptulose 7-Fosfato
Transaldolases
sedoheptulose 7-fosfato + gliceraldeído 3-fosfato eritrose 4-fosfato + frutose 6-fosfato