Exercício parte 1 Bioquimica avancada

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Programa de Pós-graduação em Bioquímica
Disciplina de Bioquímica Avançada
Professor Carlos Peres
Pós-graduandas: Evelini Plácido e Sandra Joseane Fernandes Garcia
Questões P1 Parte 1
1) Qual é a relação entre pKa de um tampão e a força dele? Do que depende o poder de um tampão? 
R: Quanto maior o pKa maior o pH do tampão. O valor de pKa mais ou menos 1 é a faixa de pH do funcionamento do tampão, sendo que o valor do pKa é igual ao valor de pH em que o tampão resiste mais a adição de ácidos ou bases. O poder de um tampão depende do pKa (log da constante de dissociação ácida ou ionização), da concentração e da temperatura da solução (esses fatores estão envolvidos na dissociação de prótons).
2) Se você misturar volumes iguais de HCl 0,1M e de TRIS 0,2M, a solução resultante será tampão? Justifique a sua resposta.
R: A solução resultante será um tampão. Ao misturar quantidades iguais das substâncias (HCl + TRIS 1:1) a concentração de cada uma reduzirá pela metade (pois o volume da solução total dobrou), assim teremos HCl 0,05M e TRIS 0,1M. O HCl é um ácido forte, o que significa que ele irá se ionizar totalmente, gerando íons H+ e íons Cl- (cloreto). Metade do TRIS se unirá com o os íons H+, formando “HTRIS”, ou seja, um ácido fraco e a outra metade do TRIS ficará na forma da base conjugada desse ácido, formando assim uma solução tampão. Apenas com esses dados não é possível determinar o valor de pH da solução. 
3) Desenhe a estrutura do dipeptídeo Gli-His. Qual é a carga no peptídeo em pH 5,5? E em pH 7,5?
R: A carga do dipeptídeo em pH 5,5 é +1 e em pH 7,5 é nula (neutra).
4) Um hexapeptídeocom a composição Arg, Gly, Leu e 3 resíduos de Pro apresenta prolina em ambas as posições C-e N-terminais. Hidrólise parcial dá os seguintes peptídeos: Gly-Pro-Arg; Arg-Pro e Pro-Leu-Gly. Qual é a sequência do hexa-peptídeo?
R: A sequência será Pro-Leu-Gly-Pro-Arg-Pro
5) Determinações experimentais mostraram que a poli-lisina é uma cadeia aleatória em pH 7, mas se torna uma a-hélice quando o pH é elevado acima de 10. Explique essa transição de conformação dependente de pH.
R: O amionoácido lisina tem uma cadeia lateral que pode estar carregada positivamente ou pode ser neutra. O pK dessa cadeia lateral (pKR) é igual a 10,53. Em pH 7,0 a lisina estará com a sua cadeia lateral carregada positivamente. Sendo assim, a poli-lisna possuirá várias cadeias laterais que vão se repelir entre si, impedindo a formação da alfa-hélice que ficará estabilizada através das pontes de hidrogênio.
6) Quantos diferentes dissacarídeos podem ser formados pela ligação de uma glicose e uma galactose? Compare este número com o número de dipeptídeosque se podem formar a partir de dois aminoácidos diferentes.
R: A ligação entre uma glicose e uma galactose é uma ligação glicosídica. Nessa ligação ocorre uma condensação seguida de uma desidratação, através da ligação da hidroxila de um carbono anomérico de um dos monossacarídeos que reage com outra hidroxila do carbono de outro monossacarídeo. O carbono anomérico pode estar na configuração alfa ou beta e a reação deste pode ocorrer com a hidroxila de qualquer um dos carbonos do outro monossacarídeo. Esse outro monossacarídeo também pode estar com a hidroxila do carbono anomérico na configuração alfa ou beta. Além disso, cada um dos monossacarídeos (nesse caso glicose e galactose) podem ser dextrógero ou levógero (D ou L). Assim, considerando todas essas variações e a ordem de ligação entre os dois monossacarídeos podem ser formados 144 dissacarídeos diferentes a partir dos monossacarídeos glicose e galactose. Por outro lado, na ligação peptídica entre dois aminoácidos as variações são menores, os aminoácidos podem ser D ou L, podendo então formar 4 dipeptídeos diferentes.
7) O trissacarídeo rafinose é redutor? Quais são os monossacarídeos que constituem a rafinose? Quais os produtos do tratamento da rafinose com a enzima a-galactosidase?
R: A rafinose é um trissacarídeo não redutor porque as hidroxilas anoméricas não estão livres, estão envolvidas nas ligações glicosídicas não possuindo extremidade redutora, impedindo a abertura para mutarrotação. Os monossacarídeos que forma a rafinose são galactose, glicose e frutose. A enzima alfa-galactosidase cliva a ligação alfa 1-6 entre a galactose e a glicose, gerando uma galactose e um dissacarídeo formado pela glicose e pela frutose, chamado de sacarose.
8) As membranas celulares de bactérias cujo crescimento ocorreu a 20 C tendem a apresentar uma maior proporção de ácidos graxos insaturados quando comparadas com aquelas de bactérias da mesma espécie crescidas a 37C (ou seja, estas últimas apresentam maior proporção de ácidos graxos saturados nas membranas de suas células). Sugira uma razão para esta observação.
R: Nos ácidos graxos quanto maior o grau de saturação da cadeia lipídica maior será a interação entre as cadeias. O mesmo vale para o comprimento da cadeia, quanto maior o comprimento da cadeia lipídica maior a interação entre as cadeias. E quanto maior a interação entre as cadeias maior será a temperatura necessária para a fusão do ácido graxo. Assim, no caso dos lipídeos de membrana, para manter a fluidez necessária à membrana, em temperatura relativamente baixa (20ºC) será necessário ter mais ligações insaturadas, diminuindo então a interação entre os ácidos graxos. Já no caso da temperatura mais alta (37ºC) a fluidez ideal à membrana é mantida pela maior interação entre os ácidos graxos que possuem menos ligações insaturadas.
9) Proteínas que atravessam as membranas biológicas com frequência têm alfa-hélices. Dado que os interiores das membranas são muito hidrofóbicos, prediga que tipos de aminoácidos estariam em tais hélices. Por que uma alfa hélice é particularmente adequada para existência em um meio hidrofóbico de uma membrana?
Na estrutura de alfa-hélice o esqueleto peptídico é mantido por pontes de hidrogênio paralelas ao eixo central da alfa-hélice e as cadeias laterais dos resíduos de aminoácidos ficam expostas para fora da alfa-hélice. Assim, se essas cadeias laterais forem hidrofóbicas será favorável para a alfa-hélice ficar em meio hidrofóbico como o interior da membrana. Exemplos de aminoácidos que possuem cadeias laterais hidrofóbicas e que permitem a conformação da proteína em alfa-hélice são alanina, valina, leucina, isoleucina e metionina.
10) Modo de inibição. A cinética de uma enzima é medida como uma função da concentração de substrato na presença e na ausência de 2 mM de inibidor.
(a) Quais são os valores de Vmax e Km na ausência de inibidor? E na sua presença?
(b) Que tipo de inibição é?
R: O valor de Vmax na ausência do inibidor é 44,64 μmol/min e com inibidor é 45 μmol/min. O valor de Km na ausência do inibidor é 10 μM e na presença do inibidor é igual a 30 μM.
Esse tipo de inibição é considerada reversível por competição uma vez que a velocidade máxima da reação (Vmax) praticamente não é alterada pela presença do inibidor.
 
Sem inibidor: y = 0,224x + 0,0224
Vmax = 1/0,0224 = 44,6 μmol/min
Km = Vmax . inclinação = 44,6 . 0,224 = 10 μM
Com inibidor: y = 0,6663x + 0,0222
Vmax = 1/0,0222 = 45 μmol/min
Km = Vmax . inclinação = 45 . 0,6663 = 30 μM