BIOQUÍMICA - Estudo Dirigido P2 (Patrícia e Thiago)

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ESTUDO DIRIGIDO DE BIOQUÍMICA – P2 
(Professores Patrícia e Thiago) 
 
 
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS 
 
1) Explique o efeito dos hormônios insulina, glucagon e adrenalina sobre o metabolismo energético de 
carboidratos e lipídeos, evidenciando a ação em tecidos específicos e a situação metabólica no 
estado bem alimentado e no estado de jejum. 
2) Explique o mecanismo pelo qual a insulina favorece a captação de glicose em alguns tipos de células. 
(Praticamente a mesma resposta). 
 
No estado bem alimentado ocorre liberação de insulina. No músculo a insulina se liga ao receptor 
GLUT na superfície dos miócitos e vai fazer com que a glicose entre nas células. A glicose vai ser degradada 
através da glicólise para gerar energia. No fígado a insulina também promove a glicólise gerando energia. 
Porém o excesso de carboidratos será armazenado tanto no músculo quanto no fígado na forma de 
glicogênio (glicogenogênese). Um excesso ainda maior de carboidratos proveniente da dieta será convertido 
em triacilglicerol e será armazenado no tecido adiposo. 
No estado de jejum curto, o glucagon é secretado estimulando a glicogenólise, ou seja, o glicogênio é 
degradado liberando glicose. A glicogenólise do fígado vai reestabelecer a glicose plasmática e a 
glicogenólise do músculo vai gerar glicose que vai para a via glicolítica produzir energia. 
Nos estados em que precisamos de glicose de forma rápida (reação de luta ou fuga), a adrenalina é 
liberada e estimula a glicogenólise, a gliconeogênese e a cetogênese para fornecer glicose necessária ao 
organismo naquele momento. 
 
3) Discuta o papel central da via glicolítica no metabolismo de glicose. Qual a importância da 
fosforilação enzimática da glicose-6P e os principais destinos metabólicos dessa hexose fosforilada? 
A via glicolítica utiliza não só a glicose, mas também outros açúcares que podem ser transformados 
em intermediários da via. Ou seja, a via glicolítica é uma via central de degradação de monossacarídeos que 
são transformados em intermediários que podem entrar na via como glicose-6-fosfato, frutose-6-fosfato ou 
gliceraldeído-3-fosfato. 
Por exemplo, o glicogênio ou o amido da dieta pode ser quebrado gerando glicose-1-fosfato que 
sofre apenas uma mudança no grupamento fosfato que sai do C1 para o C6 formando glicose-6-fosfato. A 
lactose pode ser quebrada pela lactase e formar galactose e glicose. A glicose ganha um fosfato e forma a 
glicose-6-fosfato. A galactose sofre uma série de reações e também forma glicose-6-fosfato. E também 
manose pode ser convertida em frutose-6-fosfato. 
A glicose-6-fosfato pode ser desviada para a Via das Pentoses Fosfato onde ela pode ser oxidada 
formando ribose-5-fosfato, um componente dos nucleotídeos, coenzimas e DNA/RNA. A glicose-6-fosfato 
pode também continuar na via glicolítica gerando outros intermediários que podem também ser desviados 
para a biossíntese de aminoácidos. 
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4) Como a via glicolítica é regulada enzimaticamente? Evidencie as etapas de regulação e os 
mecanismos regulatórios alostéricos e hormonais sofridos por cada enzima-chave. 
A via glicolítica possui 10 reações das quais a 1°, 3° e 10° são irreversíveis, ou seja, são os pontos 
de regulação. 
A primeira etapa regulatória é a catalisada pela hexoquinase que adiciona no carbono 6 da glicose 
uma molécula de fosfato doada pelo ATP gerando como produto a glicose-6-fosfato. No músculo tem a 
hexoquinase 1 que é inibida alostericamente pelo seu produto glicose-6-fosfato, consequentemente, a via 
glicolítica vai ficar inibida. No fígado tem a hexoquina 4 ou glicoquinase que tem baixa especificidade pelo 
seu substrato e, portanto, pode ser inibida alostericamente pela a frutose-6-fosfato. 
A segunda etapa regulatória é a catalisada pela fosfofrutoquinase-1 que transfere um grupamento 
fosfato do ATP para o carbono 1 da frutose-6-fosfato formando como produto a frutose-1,6-bifosfato. A 
frutose -1,6-bifosfato é inibida alostericamente por altas concentrações de ATP e de citrato (intermediário do 
ciclo de Krebs) e é ativada por ADP e AMP. A frutose-1,6-bifosfato também pode ser regulada de forma 
hormonal através da enzima fosfofrutoquinase-2 que transforma frutose-6-fosfato em frutose-2,6-bifosfato. A 
fosfofrutoquinase-2 é ativada pela insulina e forma frutose-2,6-bifosfato que em altas concentrações vai ativar 
a via glicolítica porque aumenta a atividade a fosfofrutoquinase-1. Já o glucagon e a adrenalina inibem a 
fosfofrutoquina-2 que inibe a formação de frutose-2,6-bifosfato e, consequentemente, vai inibir a 
fosfofrutoquinase-1 e a via glicolítica. 
A terceira etapa regulatória é a catalisada pela piruvato quinase que retira o fosfato da 
fosfoenolpiruvato e a transfere para o ADP e forma o produto piruvato. A piruvato quinase também é inibida 
alostericamente por altas concentrações de ATP e de acetil-CoA. 
 
5) Quais os possíveis destinos do piruvato na célula? Explique qual o caminho mais vantajoso em 
termos de custo e benefício energético. Justifique, bioquimicamente, a necessidade da célula em 
transformar o piruvato em lactato. 
Após sofrer as 10 reações, a glicose forma 2 moléculas de piruvato que dependendo das condições 
de oxigenação pode seguir 3 caminhos diferentes. Um acontece somente em leveduras que é a chamada 
fermentação alcoólica que ocorre em condições de anaerobiose transformando o piruvato em etanol. Outro 
caminho pode acontecer na célula muscular que em condições de anaerobiose como durante uma atividade 
física intensa, transforma o piruvato em lactato através da fermentação lática. O ácido lático é tóxico para o 
organismo e provoca cãibras, porém ele pode ganhar a corrente sanguínea e sofrer gliconeogênese no 
fígado formando glicose que pode voltar para o músculo. O outro caminho é a conversão de piruvato em 
acetil-CoA que vai para o ciclo de Krebs. Este é o caminho mais vantajoso porque produz mais energia que o 
os outros 2 caminhos. 
 
6) Qual a importância do processo de fermentação lática em células musculares? Em que situação 
metabólica esse processo é ativado? Explique o ciclo de Cori e como ocorre o mecanismo de 
reciclagem de glicose nesse processo metabólico. 
Durante um esforço muscular intenso, pode ocorrer vasoconstrição e consequentemente a 
concentração de oxigênio pode diminuir. Desta forma há necessidade de fazer fermentação lática para 
continuar a produzir energia. A fermentação lática libera lactato que é tóxico e provoca cãibras. Esse lactato 
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pode cair na corrente sanguínea e sofrer gliconeogênese no fígado formando glicose que pode voltar ao 
músculo e ser armazenado na forma de glicogênio. 
 
7) A PFK-1 é a segunda enzima regulatória da glicólise, transformando frutose 6-fosfato + ATP em 
frutose 1,6-bifosfato e ADP. A PFK-1 é inibida por altas concentrações de ATP e ativada por altas 
concentrações de ADP e AMP. Explique, em termos de balanço energético, a regulação geral da via 
glicolítica. 
Um enzima da via glicolítica pode ser inibida por altas concentrações de ATP, porque se tem muito ATP 
significa que já tem muita energia e como o objetivo da via glicolítica é produzir energia a enzima pode ser 
inibida alostericamente pelo ATP. É o que pode acontecer com a fosfofrutoquinase-1 
 
8) Como o ciclo de Krebs é regulado? Qual o efeito da inibição da cadeia transportadora de elétrons 
sobre o funcionamento do ciclo e da respiração celular? 
Se a CTE for inibida, vai ocorrer um acúmulo de NADH e FADH2, os quais inibem as enzimas do 
ciclo de Krebs (1, 3 e 4) e também inibe a piruvato desidrogenase. Desta forma o piruvato produzido na 
glicólise é desviado para a fermentação lática. 
 
9) Explique, bioquimicamente, a função da glicogenólisehepática e a glicogenólise muscular. Em que 
situações metabólicas essa via é ativada? Explique a ação hormonal. 
A glicogenólise, ou seja, a quebra de glicogênio liberando glicose é ativada em curtos períodos de 
jejum através da ação do glucagon. A glicose gerada no músculo vai entrar na via glicolítica para produzir 
energia. Já a glicose gerada no fígado vai entrar na corrente sanguínea restaurando os níveis de glicose 
hepática. 
 
10) O que justifica a alta taxa de glicólise em células tumorais? Explique a função dessa via na célula e o 
que leva ao aumento de sua velocidade. 
A função da glicólise é produzir energia através do piruvato. As células tumorais são células que 
precisam de muita energia por causa de sua alta taxa de divisão celular, sendo assim, a taxa de glicólise 
também é alta. Porém em células tumorais é comum o estado de hipóxia (baixa concentração de oxigênio) e 
as células utilizarão a fermentação lática. Então para produzir uma quantidade alta de energia através da 
fermentação lática, é necessário que chegue uma concentração alta de piruvato e, consequentemente, é 
necessária uma alta taxa de glicólise. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS 
 
1. Em que condições metabólicas o nosso organismo degrada aminoácidos? 
Jejum prolongado, dieta rica em proteínas e proteínas intracelulares quando não são mais necessárias. 
 
2. De que maneira o excesso de grupamento amino é transportado dos tecidos extra-hepáticos para o 
fígado que chegam a liberar amônia? 
O excesso de grupamento amino é transportado do músculo para o fígado na forma de alanina. Já os 
provenientes dos tecidos extra-hepáticos são transportados através da glutamina. 
A alanina vai para o fígado e doa o grupamento amino para o alfacetoglutarato. O alfacetoglutarato se 
transforma em glutamato. O glutamato perde o grupamento a mino que vai para o ciclo da ureia e o glutamato volta a 
se transformar em alfacetoglutarato. A alanina quando perde o grupamento amino ela se transforma em piruvato que 
em condições de jejum vai para a gliconeogênese e no estado bem alimentado vai para o ciclo de Krebs. 
A glutamina que tem 2 grupamento amino ao chegar no fígado perde o primeiro grupamento amino da cadeia 
lateral que vai para o ciclo da ureia. A glutamina sem esse grupamento amino se transforma em glutamato que pode 
perder o segundo grupamento amino da estrutura geral e se transformar em alfacetoglutarato. 
 
3. Descreva as etapas envolvidas no ciclo da ureia e em que local da célula elas ocorrem? 
Antes de começar o ciclo da ureia que tem 4 etapas, é necessário sintetizar a molécula de carbamoil-fosfato 
na matriz mitocondrial. A partir do grupamento amônia e grupamento amino, a enzima carbamoilfosfato-sintetase-1 
adiciona uma carbonila proveniente do carbonato e adiciona um fosfato proveniente do ATP formando o produto 
carbamoil-fosfato. 
 Ainda na matriz mitocondrial começa a primeira etapa do ciclo da ureia na qual a carbamoil-fosfato perde um 
fosfato na forma de Pi e se transforma em carbamoil. A carbamoil se condensa à ornitina formando citrulina, reação 
catalisada pela enzima ornitina-transcarbamoilase. 
A segunda reação tem 2 etapas e acontece no citosol. A citrulina forma arginino-succinato, reação acoplada 
à clivagem de ATP, reação catalisada pela enzima arginino-succinato sintetase. Primeiro a citrulina forma um produto 
intermediário e depois se condensa ao aspartato formando arginino-succinato. 
Na terceira reação a arginino-succinato vai formar 2 produtos, uma é a arginina que continua no ciclo e a 
outra é o fumarato que vai para o ciclo de Krebs. 
Na quarta reação a arginina sofre uma reação de hidrólise catalisada pela arginase que forma ureia para ser 
excretada na urina e resintetisa a ornitina que volta para a matriz mitocondrial fechando o ciclo. 
 
4. Qual é a enzima regulatória do ciclo da ureia? 
Carbamoil-fosfato-sintetase-1 que sintetiza a carbamoil-fosfato a partir de amônia e grupamento amino. 
Entram na reação uma carbonila proveniente do carbonato e um fosfato proveniente do ATP. 
 
5. Descreva os pontos de conexão entre os ciclos da ureia e do ácido cítrico. 
Na matriz mitocondrial a carbamoil se condensa com a ornitina formando citrulina que vai para o citosol. A 
citrulina forma arginina succinato que é posteriormente quebrada em arginina que continua no ciclo da ureia e 
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fumarato que entra na matriz mitocondrial e cai para o ciclo de Krebs. Ou o fumarato se transforma em malato que 
também entrea na matriz para ir para o ciclo de Krebs. 
O ciclo de Krebs ganha o fumarato do ciclo da ureia e contribui com o ciclo da ureia através do aspartato. O 
glutamato libera um grupamento amino para o oxaloacetato (intermediário do ciclo de Krebs) que se transforma em 
aspartato. O aspartato vai para o citosol e é acoplada com a citrulina para formar arginino succinato no ciclo da ureia. 
 
6. Por que a amônia é tóxica para o nosso organismo? 
Porque é pouco solúvel em água e desta forma precisa de grande quantidade de água para ser excretada. 
Isso gera um desequilíbrio osmótico no organismo. Além do mais, a amônia consegue ultrapassar a barreira 
hematoencefálica e interfere na síntese de neurotransmissores. 
 
7. Diferencie aminoácidos glicogênicos de aminoácidos cetogênicos. 
Aminoácidos glicogênicos: estão preferencialmente envolvidos no metabolismo de carboidratos ou no 
metabolismo de intermediários do ciclo de Krebs. 
Aminoácidos cetogênicos: estão envolvidos na formação de corpos cetônicos (cetogênicos), porém só serão 
formados no estado de jejum prolongado ou diabetes não controlado. 
Existem ainda aminoácidos que são tanto glicogênicos quanto cetogênicos. A via a ser seguida vai depender 
do estado metabólico. No jejum prolongado e diabetes não controlado há necessidade de gliconeogênese e formação 
de corpos cetônicos, portanto a via preferencial será a cetogênica. Já no estado bem alimentado a via preferencial 
será a glicogênica. 
 
8. Quais são os destinos do esqueleto de carbono na degradação de aminoácidos? 
Na degradação de aminoácidos, o grupamento amino é o primeiro a sair para o ciclo da ureia e o que sobra é 
o esqueleto de carbono. O esqueleto de carbono proveniente de aminoácidos cetogênicos sempre vai envolver a 
formação de acetil-CoA e acetoacetil-CoA que vão para a cetogênese. O acetil-CoA também pode formar citrato 
pela condensação com o oxaloacetato indo para o ciclo de Krebs. 
Já os corpos cetônicos provenientes de aminoácidos glicogênicos vão sempre ter como intermediários o 
alfacetoglutarato, fumarato, oxaloacetato e succinil-CoA. O oxaloacetato pode ser formado direto da degradação 
de asparagina, aspartato ou piruvato. 
 
9. Cite a causa de duas doenças genéticas que afetam a degradação de aminoácidos. 
Albinismo onde ocorre alteração no metabolismo de melanina. 
Fenilcetonúria onde ocorre acúmulo de fenilalanina devido à ausência da enzima que transforma fenilalanina 
em tirosina. 
 
10. Cite os precursores envolvidos na biossíntese de aminoácidos. 
Intermediários do ciclo de Krebs: alfacetoglutarato, oxaloacetato. 
Intermediários da via glicolítica: 3-fosfoglicerato, fosfoenolpiruvato, piruvato. 
Intermediários da via das pentoses fosfato: ribose-5-fosfato 
 
 
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METABOLISMO DE LIPÍDEOS 
 
1) Em diversas situações metabólicas o metabolismo de lipídeos apresenta-se como primordial para o 
suprimento da demanda de energia para o organismo. A dieta adequada, portanto, é a fonte orgânica 
para a aquisição de lipídeos essenciais ou não para o armazenamento, degradação ou biossíntese de 
outros componentes. Após a ingestão de gorduras na dieta, explique as etapas decorrentesno 
sistema digestório e a forma como os lipídeos são transportados e distribuídos para os tecidos. 
Após serem ingeridas, as gorduras são emulsificadas e degradadas pelas lipases intestinais que 
trasnformam triacilglicerol em glicerol e ácidos graxos. Os ácidos graxos são incorporados nos quilomícrons e 
são transportados pela corrente sanguínea distribuindo os ácidos graxos pelos tecidos. No adipócito, o ácido 
graxo será armazenado. Já nos hepatócitos ou nos miócitos o ácido graxo será degradado para liberar 
energia. 
 
2) O que são quilomícrons e descreva sua função no metabolismo de lipídeos. 
Quilomícron é uma molécula que faz parte das lipoproteínas. Ele transporta os ácidos graxos e 
colesterol proveniente da dieta e os distribui pelos tecidos, principalmente para o fígado e tecido adiposo. Só 
existe quilomícron no estado bem alimentado, porque no estado de jejum não tem ácidos graxos para serem 
absorvidos. No estado de jejum quando os ácidos graxos são mobilizados do tecido adiposo, eles são 
carregados pela albumina e não pelo quilomícron. 
 
3) Vários hormônios antagonistas (insulina e catecolaminas) são fundamentais para o controle do 
metabolismo energético. Explique o efeito do glucagon e insulina sobre o metabolismo de ácidos 
graxos no tecido adiposo. 
A insulina e o glucagon são hormônios antagonistas. No estado de jejum é liberado o glucagon, já no 
estado bem alimentado a insulina é liberada. 
Desta forma, no estado de jejum, o glucagon por meio de várias reações ativa a enzima lipase 
sensível à hormônio que induz a degradação de ácidos graxos para gerar energia. O glucagon se liga no 
receptor de membrana que ativa a proteína G que, por sua vez, se liga à enzima adenilato ciclase ativando-a 
e desta forma, ela produz dentro da célula um mensageiro secundário que é o AMPc. O AMPc vai ativar a 
proteína quinase A que fosforila a enzima lipase sensível à hormônio que vai degradar o triacilglicerol. 
Já a insulina no estado bem alimentado vai se ligar ao receptor de membrana, vai ativar uma 
fosfatase que vai desfosforilar a enzima lipase sensível à hormônio e, desta forma, o ácido graxo vai ser 
armazenado nos adipócitos na forma de triacilglicerol que vai ser transportado na corrente sanguínea através 
da albumina. 
 
4) O exercício aeróbico é fundamentalmente dependente de um suprimento adequado de oxigênio nos 
tecidos. Explique por que a oxidação de ácidos graxos não pode ocorrer na ausência de O2. Compare 
energeticamente a oxidação de carboidratos e lipídeos. 
Porque sem oxigênio o NADH e o FADH2 vai ficar na sua forma reduzida. Sem oxigênio não há reciclagem 
destas moléculas para a forma de NAD+ e FAD+ o que inibe as enzimas da beta oxidação. Desta forma o músculo 
vai fazer fermentação lática para obter energia. 
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 A degradação de carboidratos gera em média 30-32 ATPs enquanto que a beta-oxidação gera em torno de 
106 ATPs. Isto ocorre porque o ácido graxo possui cadeia mais reduzida que o carboidrato e, portanto, ao sofrer 
oxidação vai liberar mais energia. 
 
5) A carnitina é uma vitamina não-essencial importante para a oxidação de ácidos graxos. Descreva a 
participação da carnitina nesse processo. 
O ácido graxo não consegue entrar livremente para o interior da mitocôndria. A entrada do ácido 
graxo requer primeiro a transformação do ácido graxo em acil-CoA pela ação da enzima acil-CoA graxo 
sintetase. Ao chegar na membrana externa da mitocôndria, a carnitina alcil-transferase-1 retira o CoA da acil-
CoA e adiciona carnitina formando acil-carnitina. Quem faz o transporte da acilcarnitina para a matriz é a acil-
carnitina translocase e na matriz a carnitina acil-transferase-2 inverte o processo, ou seja, rética a carnitina e 
adiciona o CoA. 
 
6) Qual a função da beta-oxidação? Evidencie as etapas enzimáticas, seus produtos e o destino 
metabólico dos mesmos. 
Produzir glicose através da gliconeogênese no fígado para manter o nível basal de glicose no 
sangue. 
Na primeira etapa, a palmitoil-CoA sofre uma reação de desidrogenação e forma a enoil-CoA, reação 
catalisada pela acil-CoA desidrogenase. O FAD+ recebe os hidrogênios formando FADH2 e posteriormente 
vai para a CTE. 
Na segunda etapa, a enoil-CoA sofre uma reação de hidratação e forma a L-B-hidroxiacil-CoA, 
reação catalisada pela enoil-CoA-hidratase. 
Na terceira reação, o L-B-hidroxiacil-CoA sofre uma reação de desidratação e os hidrogênio vão para 
o o NAD+, formando NADH que também vai para a CTE. A reação é catalisada pela b-hidroxiacil-CoA-
desidrogenase gerando como produto o B-cetoacil. 
Na quarta reação, o B-cetoacil sofre ação de uma tiolase que quebra o composto formando acil-CoA 
e acetil-CoA. 
 
7) Descreva a regulação geral não-hormonal da beta-oxidação. 
Baixa concentração de oxigênio, pois do contrário a CTE não consegue reciclar o NADH e FADH e, 
desta forma, a beta oxidação será inibida. 
Regulação gênica, pois as enzimas precisam ser produzidas. 
Disponibilidade de CoA, FAD+ e NAD+. 
 
8) Explique a regulação hormonal que controla a síntese e a degradação de ácidos graxos, evidenciando 
os hormônios antagonistas e suas ações na atividade enzimática de cada via. 
No estado de jejum, o glucagon vai fosforilar a acetil-CoA-carboxilase que fica inativa e, assim, inibe 
a síntese de ácidos graxos. 
No estado bem alimentado a insulina desfosforila a acetil-CoA-carboxilase, consequentemente, a 
enzima fica ativada. Quando ativada, a acetil-CoA-carboxilase vai transformar acetil-CoA em malonil-CoA 
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que vai para a síntese de ácidos graxos. A malonil inibe a beta oxidação porque inibe o transporte de ácidos 
graxos para o interior da mitocôndria. 
 
9) Qual a função dos corpos cetônicos para o organismo? Evidencie o local de produção, situação 
metabólica, os alvos teciduais e a regulação de sua produção. 
Os corpos cetônicos são moléculas produzidas no estado de jejum pelo fígado. Os corpos cetônicos 
são usados pelo cérebro, coração e músculo em períodos de jejum prolongado para produzir energia. A 
produção de corpos cetônicos utiliza acetil-CoA proveniente da beta oxidação de ácidos graxos. Se a 
produção de ácidos graxos for maior que o consumo, vai ocorrer um acúmulo de corpos cetônicos no plasma 
que, consequentemente, o seu acúmulo vai diminuir o pH provocando acidose (é o que acontece na 
acetoacidose diabética). 
Se ocorrer diminuição do oxaloacetato para síntese de glicose (gliconeogênese que ocorre no jejum), 
o acetil-CoA vai ser desviado para a síntese de corpos cetônicos. Portanto, a diminuição do oxaloacetato 
aumenta a produção de corpos cetônicos e vice-versa. Fora do jejum, o oxaloacetato vai estar disponível e a 
produção de corpos cetônicos não acontece. 
 
10) Explique o funcionamento do metabolismo de ácidos graxos (catabolismo e anabolismo) nas 
seguintes situações: estado bem alimentado, jejum prolongado e exercício físico ou estado de 
estresse. 
É praticamente a mesma da 8. 
Lembrar que no exercício físico e em momentos de estresse (“luta ou fuga”) há liberação de adrenalina. A 
adrenalina estimula a cetogênese. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CICLO DE KREBS E CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS 
 
 
1) O complexo da piruvato desidrogenase é um sistema multienzimático que faz a conexão entre a via 
glicolítica e o ciclo de Krebs. Explique a regulação deste complexo e como está relacionado ao 
processo de fermentação lática. 
No complexo piruvato-desidrogenase ocorre uma reação que liga a via glicolítica ao ciclo de Krebs. 
Portanto, o complexo piruvato desidrogena é a primeira reação importante que ocorre dentro da mitocôndria 
antes de entrarno ciclo de Krebs. Essa reação é catalisada pela piruvato desidrogenase que converte 
piruvato em acetil-CoA. 
A piruvato desidrogenase nesta reação produz NADH pela transferência de elétrons e prótons do 
piruvato para o NAD+. Portanto essa enzima precisa de NAD+ disponível e se não tiver oxigênio disponível, 
não há reciclagem de NADH para NAD+ e o ciclo de Krebs não ocorre e o piruvato vai para a fermentação 
lática. Além do NADH, altas concentração de ATP, acetil-CoA e ácidos graxos também inibem o ciclo de 
Krebs desviando o piruvato para a fermentação lática. 
 
2) Qual a importância metabólica do ciclo de Krebs? Qual a relação entre o funcionamento do ciclo de 
Krebs e o suprimento de O2? 
No ciclo de Krebs algumas enzimas necessitam de NAD+ e FAD+ para produzirem NADH e FADH2, 
mas sem oxigênio não ocorre a reciclagem do NADH e do FAH2 e as enzimas que utilizam esses moléculas 
param de funcionar. Consequentemente, o ciclo de Krebs não funciona e o piruvato segue para a 
fermentação lática. Portanto, quando a célula não tem suprimento adequado de oxigênio como na atividade 
física intensa, o correrá a produção de lactato pela fermentação lática. 
 
3) Explique a regulação do ciclo de Krebs, destacando as etapas de regulação com as enzimas 
catalisadoras. 
1° Reação: que é catalisada pela enzima citrato sintase é inibida por altas concentrações de NADH, ATP, 
acetil-CoA e ácidos graxos. Entretanto, a enzima é ativada por altas concentrações de AMP, NAD+ e Ca2+. 
3° Reação: é catalisada pela isocitrato desidrogenase que é inibida por altas concentrações de ATP e NADH. 
Porém tem a sua atividade aumentada em altas concentrações de Ca2+ e ADP. 
4° Reação: é catalisada plea alfa-cetoglutarato desidrogenase que é inibida por compostos arsênicos 
(arsenato e arsênio), succinil-CoA e NADH. Já altas concentrações de Ca2+ ativa a enzima. 
 
 
4) A cadeia transportadora de elétrons é uma via que finaliza o processo de respiração celular aeróbica 
e representa a principal etapa de produção energética em forma de ATP. Quais são os componentes 
da CTE e o local intracelular? 
 
Esses componentes estão na membrana interna da matriz mitocondrial. 
Componentes móveis: ubiquinona e citcromo C. 
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Componentes fixos: Complexo 1: NADH – Ubiquinona óxido redutase 
 Complexo 2: Succinato ubiquinona óxido redutase 
 Complexo 3: Citocromo C óxido redutase 
 Complexo 4: Citocromo C oxidase 
 Complexo 5: ATP- sintetase 
 
5) Explique que tipo de reação bioquímica ocorre no processo de transferência de elétrons na cadeia, 
destacando como a energia do transporte de elétrons está relacionada a produção de ATP. 
Durante o transporte de elétrons entre os complexos, os prótons são bombeados da matriz mitocondrial para 
o espaço intermembranar gerando diferença de gradiente, ou seja, maior concentração de prótons fora e menor 
concentração de prótons dentro, o que aumenta o pH dentro da matriz mitocondrial. 
Os prótons são bombeados para o espaço intermembranar com gasto de energia proveniente do transporte 
de elétrons pelos complexos 1, 3 e 4. Os prótons voltam para a matriz mitocondrial a favor do gradiente, ou seja, 
sem gasto de energia. Porém, a membrana interna é impermeável aos prótons e eles passam para a matriz 
através do complexo 5 que é uma ATP-sintetase, ou seja, ela é especializada em utilizar a energia proveniente 
da passagem de prótons do espaço intermembranar para a matriz mitocondrial na forma de ATP. 
 
6) Explique, bioquimicamente, o caminho diferencial da oxidação do NADH e do FADH2. Como pode ser 
justificada a produção menor de ATP pelo FADH2 em comparação ao NADH? 
O diferencial está no caminho percorrido por cada molécula 
O caminho do NADH é: complexo 1, ubiquinona, complexo 3, complexo 4 e por fim produz água. 
O caminho do FADH é: complexo 2, ubiquinona, complexo 3, complexo 4 e por fim produz água. 
 
Desta forma, cada NADH contribui com 10 prótons para o espaço intermembranar, pois são liberado para o 
espaço intermembranar 4 prótons no complexo 1, 4 prótons no complexo 3 e 2 prótons no complexo 4. 
Já cada FADH2 contribui com 6 prótons para o espaço intermembranar: 4 prótons no complexo 3 e 2 
prótons. O complexo 2 não atravessa a membrana e por isso não consegue bombear prótons para o espaço 
intermembranar. 
Como são necessário 4 prótons para produzir um ATP, o NADH produz 2,5 ATP e o FADH2 produz 1,5. 
 
7) Qual a função e o mecanismo exercido pelas proteínas desacopladoras? 
A função da proteína desacopladora é bombear prótons do espaço intermembranar para a matriz 
mitocondrial. Assim, o próton quando volta para a matriz mitocondrial não passa pelo complexo 5 que é uma 
ATP-sintetase e, portanto, não produz energia. A proteína desacopladora não tem a capacidade de utilizar a 
energia proveniente do transporte à favor do gradiente para produzir ATP. A energia é liberada na forma de calor, 
que nos recém nascidos que possuem tecido adiposo marrom (maior quantidade de mitocôndrias) serve para 
garantir o controle da temperatura corporal. Animais que hibernam também utilizam esse sistema. 
 
8) Explique a regulação da cadeia transportadora de elétrons, destacando os ativadores e inibidores. 
Cite exemplos de drogas inibidoras de complexos protéicos na CTE. O que a inibição desses 
complexos pode acarretar? 
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O ATP, produto final da CTE, quando em altas concentrações inibe a CTE. 
Se houver ausência de oxigênio também há inibição da CTE, porque os componentes NADH e FADH2 vão ficar 
na forma reduzida e não conseguem transportar elétrons. 
A proteína desacopladora, de uma certa forma, também inibe a produção de ATP, mas não inibe a CTE. 
Drogas como cianeto e monóxido de oxigênio inibem irreversivelmente o complexo 4 da CTE. Como a CTE é 
uma cadeia, portanto a inibição de uma das etapas altera a produção final e acumula substrato no início. 
 
Entretanto, a CTE possui ativadores como AMP e ADP, porque altas concentrações desses componentes 
sinaliza que há baixo nível energético intracelular. 
 
9) Explique a função da cadeia transportadora de elétrons para a manutenção da respiração aeróbica em 
atividade, ou seja, como a CTE ajuda a manter o funcionamento de vias catabólicas? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10) Faça a integração do metabolismo de lipídeos e de carboidratos, destacando a participação dos 
principais hormônios antagonistas do metabolismo energético. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Daniele