Bioquimica - Respostas glicolise

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Introdução ao metabolismo (RESPOSTAS) 
 
1. Responder as seguintes questões relativas ao mapa metabólico simplificado seguinte 
sobre a degradação (oxidação) de alimentos: 
a. Qual a finalidade biológica dos processos descrito no mapa? 
� A finalidade biológica do processo apresentado na figura é obtenção de energia 
necessária para o funcionamento do organismo. 
b. Quais os compostos aceptores de hidrogênio? 
� Os compostos aceptores de hidrogênio são: as coenzimas (NAD+ e FAD) e ATP 
(fosforilação oxidativa). 
c. Quais os compostos necessários para a conversão da forma reduzida das 
coenzimas na forma oxidada? 
� Para transformar as coenzimas em sua forma reduzida para oxidada é 
necessário oxigênio, fosfato inorgânico e ADP. 
d. Citar a função das coenzimas e do oxigênio na oxidação dos alimentos. 
� As coenzimas NAD+ e FAD recebem H+ e elétrons produzidos na oxidação da 
glicose. O oxigênio é usado para oxidar NADH. 
 
 
2. Analisar as seguintes afirmações: 
a. A energia dos alimentos é obtida por oxidação. 
� Correto, pois a oxidação de açucares, proteínas e ácidos graxos, encontrada em 
alimentos, esta relacionada com a obtenção de energia. 
b. A oxidação biológica consiste na retirada de hidrogênio (2H) do substrato. 
� Correto, para ocorrer a oxidação biológica no processo de glicose são retiradas 
moléculas de H do substrato. 
c. Os processos celulares que requerem energia utilizam a energia térmica 
proveniente da oxidação dos alimentos. 
� Incorreto. Os processos celulares utilizam energia química proveniente da 
oxidação de alimentos. 
d. Uma parte da energia da oxidação de alimentos é usada para sintetizar um 
composto rico em energia. 
� Correto, parte da energia da oxidação dos alimentos é usada para sintetizar um 
composto rico em energia (ATP). 
e. A única função dos alimentos é fornecer energia. 
� Incorreto. Além de energia, os alimentos fornecem micronutrientes e matéria 
prima necessária para síntese de tecidos. 
f. Os compostos característicos de um dado organismo devem ser supridos pela 
dieta. 
� Falso pois tudo que é ingerido necessita ser processado antes de tornar-se 
característico de um organismo. 
 
Glicólise, gliconeogênese e formação de acetil –CoA 
Objetivos para estudo 
Os objetivos de números 1 a 12 devem ser respondidos utilizando apenas o mapa da 
glicólise. 
1. Quais são os passos irreversíveis? 
� Os passos irreversíveis da reação de glicólise envolvem gasto de energia. Neste 
caso, são irreversíveis as seguintes reações: 
- glicose Glicose 6-P 
- frutose 6-P Frutose 1,6-P 
- Fosfoenol piruvato piruvato 
 
2. Quantas moléculas de piruvato se formam a partir de uma molécula de glicose? 
� Uma molécula de glicose forma 2 moléculas de piruvato. 
3. Que hexose dá origem a trioses? 
� A glicose e a frutosec1,6 Bifostafato são moléculas hexoses que, após oxidadas 
dão origem a trioses: gliceraldeido 3-fosfato (aldose) e dihidroxi acetona. 
4. Indicar as reações de oxido-redução. 
� As reações de oxi-redução são apresentadas abaixo: 
 - SH2 + NAD+ → NADH + H+ + S 
 - SH2 + FAD → FADH2 + S 
- NADH + H+ + ADP + Pi NAD+ + H2O+ATP 
5. Sabendo que a concentração celular de NAD+ é da ordem de 10-5M, é possível 
estimar a quantidade de glicose que pode ser convertida a lactato? Não é 
possível pois o NAD+ é regenerado no processo. 
6. Verificar os compostos que apresentam ligações do tipo: 
a. fosfoenol: fosfoenolpiruvato (gerado pela reação de desidratação do 2-
fosfoglicerato); 
b. anidrido fosfórico: glicerato fosforilado, 2-3 fosfo glicerato. 
c. éster fosfórico: glicose 1-fosfato. 
7. Indicar os compostos ricos em energia. 
� Na via glicolítica, os compostos fosforilados ricos em energia são: 
glicose/frutose, glicose 6 fosfato, ADP e ATP. 
8. Identificar as reações catalisadas pelos seguintes tipos de enzimas: 
a. quinase: catalisam a transferência do frupo fosfato de um composto de alta 
energia para um receptor; (glicose + ATP glicose 6-P +ATP) 
b. mutase: isomerases que catalisam a transferência de grupos fosfatos de baixa 
energia, de uma posição para outra, em uma mesma molécula. 
c. isomerase: catalisam reações de isomeração. 
d. aldolase: cindem açucares fosforilados originando diidroxiacetona-fosfato e 
outro açúcar com 3 atomos de carbono a menos que o original. (frutose 1,6-difosfato 
dihidroxiacetona fosfato + 2 glicerideo – 3- fosfato) 
e. desidrogenase: catalisam reações de oxi-redução (transferem H do substrato 
para a coenzima, NAD ou FAD) - substrato + NAD+ NADH + H+ + substrato. 
9. Considerando o número de moléculas de ATP consumidas e formadas, 
estabelecer o saldo final de ATP na degradação de uma molécula de glicose 
pela via glicolítica. 
� Nesta via são investidas 2 moléculas de ATP para formação de outras 4 mol.de 
ATP. Sendo assim, estabelece-se um saldo final de 2 ATP. 
10. Sabendo que: 
Glicose ⇒ 2 lactato ΔGo’ = -196 kJ/mol 
ATPè ⇒ ADP + Pi ΔG o’ = -31 kJ/mol 
a. Qual a quantidade de energia que a célula armazena, a partir de um mol de 
glicose, pela sua degradação através da via glicolítica? Pela relação dada, 
2ATP → -62Kj 
b. Qual a porcentagem de energia armazenada pela célula ao degradar glicose 
pela via glicolítica? = ΔG de 2ATP/ ΔG (glicose → 2 lactato) = -62/-196 = 
32%. 
11. Citar os compostos que devem ser fornecidos à via glicolítica para: 
a. inicia-la (haver formação de lactato): substrato (glicose/frutose), coenzima 
(NAD+), ATP, fosfato inorgânico, ADP e enzimas.. 
b. mantê-la em funcionamento. Para manter a via em funcionamento deve 
haver regeneração do NADH+ formando o NAD+. Além disso, deve haver 
glicose, ADP e fosfato inorgânico. 
12. Indicar a função da via glicolítica 
� As principais funções da via glicolítica são: gerar ATP (rapidamente), gerar 
intermediário para reações de síntese e regenerar NADH. 
 13. Citar a enzima que catalisa a fosforilação da glicose nos tecidos extra hepáticos 
e seu efetuador alostérico. Citar a enzima que catalisa a mesma reação no 
fígado. 
� A fosforilação da glicose nos tecidos extra-hepáticos é realizada com auxílio da 
enzima hexoquinase, sendo a glicose-6-fosfato seu efetuador alostérico. No 
fígado, a reação é catalisada pela glicoquinase, sendo que este não sofre 
inibição alosterica da glicose-6-fosfato. 
14. Esquematizar as reações de fermentação alcoólica que possibilitam a obtenção 
de NAD+ na forma oxidada. Citar exemplos de tecidos ou organismos onde 
ocorrem fermentação lática e alcoólica. Em que condições o músculo converte 
glicose e lactato? 
� Esquema da fermentação alcoólica: 
- piruvato + H+ acetaldeido 
- acetaldeido + NADH + H+ etanol + NAD+ 
A fermentação láctica ocorre nos eritrócitos e em músculos, sendo que os 
músculos convertem glicose e lactato em condições de baixa disponibilidade de 
oxigênio. A fermentação alcoólica é realizada principalmente por leveduras. 
15. Definir gliconeogênese e citar exemplos de compostos gliconeogênicos. Citar o 
tecido responsável pela gliconeogênese. 
� Gliconeogênese é a rota pela qual é produzida glicose a partir de compostos 
glicanos (lactato, glicerol e aminoácidos). A maior parte dos processos é 
realizada pelo fígado, entretanto o córtex dos rins, eventualmente, pode realizar 
o processo. 
16. Indicar a localização celular das enzimas da via glicolítica e da gliconeogênese. 
� As enzimas da via glicolitica encontram-se no citosol, enquanto que na 
gliconeogenêse as enzimas estão no citosol e na mitocôndria. 
17. Comparar as três reações irreversíveis da glicólise com as reações da 
gliconeogênese que as substituem quanto a regentes, produtos, enzimas e 
coenzimas. 
Segue esquema comparativo: 
 
Além disso na gliconeogenêse,o piruvato deve ser transformado em oxalato 
antes de ser transformado em fosfoenol piruvato, para isso utiliza a enzima 
piruvato carboxilase, a qual tem a biotina como cofator. 
A transformação da frutose 6-fosfato em frutose-1,6-Bifosfato utiliza, na glicose, 
a enzima fosfofrutoquinase, enquanto que na gliconeogenese a enzima que faz 
o procedimento inverso é a fosfato bifosfato fosfatase. Da mesma maneira, na 
transformação de glicose 6 fosfato em glicose, a gliconeogenese utiliza a enzima 
glicose 6 fosfatase, enquanto que a via inversa da glicólise utiliza a hexoquinase. 
 
18. Citar as vitaminas necessárias para as seguintes conversões: 
a. glicose à lactato: nicotinamida 
b. lactato à glicose: nicotinamida e biotina. 
19. Esquematizar as reações catalisadas por fosfofrutoquinase 2 e frutose 2,6-
bisfosfatase. 
 
 
20. Descrever o controle da atividade das seguintes enzimas: hexoquinase, 
fosfofrutoquinase 1 e 2, frutose 1,6-bisfofatase e piruvato quinase. 
- Fosfofrutoquinase 1: possui ATP e citrato como inibidores alostericos. Neste caso, 
o aumento de glucagon diminui a frutose 2,6 bisfofato e favorece a gliconeogenese. 
- Fosfofrutoquinase 2, possui citrato como inibidor alosterico. 
-Piruvato quinase é regulado pela presença de acetil-CoA e ATP. A piruvato quinase 
é inibida alostericamente por ATP diminuindo a afinidade da enzima por PEP. Na 
gliconeogenese, possui um inibidor alosterico (alanina). Quando a ATP aumenta, a 
atividade enzimática diminui a taxa de glicólise. O mesmo efeito é verificado quando 
as taxas de ácidos graxos e acetil CoA aumentam. 
- Hexoquinase: inibida por glicose 6-fosfato. A hexoquinase muscular normalmente 
atua em velocidade máxima, contudo quando a concentração de glicose está acima 
de seu nível normal a enzima é temporariamente inibida levando a taxa de formação 
de G6P a se igualar a taxa de consumo de G6P. 
- Frutose 1,6-bisfofatase: controlado por substrato alosterico e/ou fatores hormonais. 
21. Citar as enzimas da glicólise e gliconeogênese que têm sua concentração 
alterada por ação hormonal, indicando o hormônio que atua em cada caso. 
Na gliconeogenêse a enzima fosfoenolpiruvato carboxiquinase tem sua concentração 
aumentada em função da presença de glucagon e diminuída pela insulina. Além 
disso, a insulina ativa a fosfatase 
22. Escrever a reação de formação de acetil-CoA a partir de piruvato e indicar: 
Segue esquema da reação: 
 
a. as 5 coenzimas necessárias: tiamina pirofosfato (TPP), coenzima A (CoA), 
nicotinamida adenina dinucleotideo (NAD+), flavina adenina 
dinucleotideo (FAD) e acido lipóico. 
b. as vitaminas envolvidas: Vitaminas hidrossolúveis (tiamina, ácido 
pantotenico, nicotinamida, riboflavina e ácido lipóico. 
c. a localização celular: O piruvato do citosol entra na mitocôndria através de 
translocase especifica, sendo transformado em acetil-CoA e, conectando 
a glicólise ao ciclo de Krebs. 
23. Descrever a regulação alostérica e por modificação covalente do complexo piruvato 
desidrogenase. 
Os moduladores alostéricos, inibem as atividades catalíticas. Tais inibidores são os 
produtos da via: NADH, acetil-CoA e ATP (ativam a quinase e inibem o complexo). 
Em relação à modificação covalente reversível, este complexo enzimático é inibido por 
fosforilação (mediado pela piruvato desidrogenase) e ativado por desfosforilação 
(mediada pela presença de piruvato desidrogenase fosfatase).