Lista de exercícios 2 - Proteínas e Enzimas

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LISTA DE EXERCÍCIOS 04: β-OXIDAÇÃO, COTEGÊNESE E CETÓLISE
QUESTÕES
Por que quando estamos em jejum, os ácidos graxos podem sofrer β-oxidação?
Como é o mecanismo de mobilização de triacilgliceróis armazenados para funcionarem como combustível? O que acontece com o glicerol da molécula?
Cite e explique os 4 passos do processo de beta-oxidação dos ácidos graxos saturados? 
Quantos ATPs são formados pela remoção de cada unidade de dois carbonos do Acil-CoA-graxo inicial? Explique.
De que maneiras a disponibilidade de oxaloacetato determina a via metabólica que será tomada pelo acetil-CoA na mitocôndria hepática?
Como a produção de corpos cetônicos pelo fígado permite a oxidação continuada de ácidos graxos, mesmo com uma oxidação mínima de Acetil-CoA?
Dê o saldo final de ATPs produzidos na β -oxidação, a partir do palmitol (ácido graxo saturado).
Explique como a conversão do piruvato em Acetil-CoA é regulada
Qual a principal função intracelular da carnitina?
A deficiência em carnitina causa uma série de sintomas clínicos que vão desde cãibras recorrentes até fraqueza severa, podendo levar a morte. A via metabólica diretamente comprometida em quadros de deficiência de carnitina é:
a) Degradação de glicogênio
b) Síntese de glicogênio;
c) Síntese de ácidos graxos;
d) Formação de corpos cetônicos;
e) β-oxidação de ácidos graxos
Um paciente diabético tipo 1 encontra-se com quadro de cetoacidose diabética. Explique por que o organismo com essa patologia produz grandes quantidades de corpos cetônicos?
CASO CLÍNICO
GABARITO
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O tecido adiposo é formado principalmente por triacilgliceróis. Durante o jejum, exercício vigoroso e em resposta ao estresse, os triacilgliceróis são hidrolisados em ácidos graxos e glicerol pela ação da lipase hormônio-sensível. Os hormônios adrenalina e glucagon ativam a adenilil-ciclase na membrana plasmática dos adipócitos. A adenilil-ciclase transforma ATP em AMP cíclico. A proteína – cinase dependente de AMPc, fosforila e, assim, ativa a lipase. Os triacilgliceróis são hidrolizados em ácidos graxos e glicerol. Elevados teores de glicose e de insulina exercem atividades opostas, acumulando triacilgliceróis no tecido adiposo
Elétrons são retirados do carbono beta e repassados para transportadores de elétrons (FAD e NAD). Os elétrons são retirados em dois passos de desidrogenação intercalados por um passo de hidratação. Um último passo é catalisado pela tiolase que incorpora uma coenzima A ao ácido graxo, hidrolisando a molécula para liberar um acetil-CoA e o acil-CoA graxo restante com dois carbonos a menos. Assim, o acetil-CoA é incorporado ao ciclo de krebs e o acil-CoA graxo reinicia o ciclo da beta-oxidação: oxiredução FAD, hidratação, oxiredução NAD, até ser inteiramente convertido em acetil-CoA.
No primeiro estágio, beta oxidação, os ácidos graxos sofrem a remoção oxidativa de sucessivas unidades de dois átomos de carbono na forma de acetil começando pela extremidade carboxila da cadeia do ácido graxo
A falta de oxaloacetato, em geral ocorrida durante o jejum, induz a produção de corpos cetônicos a partir do acetil-CoA. Quando estamos no estado alimentado, o fluxo de glicose através da via glicolítica, dá origem a muito piruvato. Este piruvato, além de ser oxidado a acetil-CoA na mitocôndria, pode também, por estímulo de acetil-Coa, ser carboxilado formando oxaloacetato. Estes dois produtos do piruvato, oxaloacetato e acetil (o da CoA) se condensam produzindo citrato e iniciando o ciclo de Krebs. Em situações de jejum, não há glicose disponível nas células hepáticas e muito acetil-CoA é produzido pela β-oxidação. Ao mesmo tempo, oxaloacetato é drenado da mitocôndria para fazer gliconeogênese. Este excesso de acetil-CoA, juntamente com a falta de oxaloacetato, promovem, então a transformação de acetill-CoA em corpos cetônicos.
A produção e a exportação dos corpos cetônicos pelo gado permitem a oxidação connuada dos ácidos graxos, mesmo com uma mínima oxidação do acel-CoA a nível hepáco. Isso ocorre, por exemplo, quando os intermediários do ácido cítrico estão empregados para a síntese de glicose, através da gliconeogênese, a oxidação dos intermediários do ciclo do ácido cítrico diminui e o mesmo ocorre com a oxidação do acel-CoA. Além disso, o gado possui uma quandade limitada de coenzima A e, quando a maior parte dela está ligada nas moléculas do acel-CoA, a β -oxidação dos ácidos graxos é reduzida de velocidade devido à falta desta coenzima livre. A produção e a exportação dos corpos cetônicos liberam a coenzima A , permindo que a oxidação dos ácidos graxos connue.
Uma grande quandade de energia é produzida pela β -oxidação. Por exemplo, a oxidação de uma molécula de pamitol-CoA produz 8 acel-CoA, 7 FADH2, que podem produzir 131 ATPs, entretanto, a avação do ácido graxo uliza 2 ATPs. Então o balanço nal resulta em 129 ATPs a parr de palmitato
O piruvato é converdo a Acel-CoA através de uma descarboxiação oxiadava. Um complexo enzimáco denominado piruvato desidrogenase catalisa a formação de Acel-CoA a parr do piruvato. Essa reação é irreversível e ocorre em quatro etapas sequencias. As reações envolvidas na conversão do piruvato em acel-CoA, é uma reação para a qual convergem diversas vias, tanto catabólicas como anabólicas. Isso implica em um controle rígido e altamente elaborado ao qual a piruvato desidrogenase está sujeita. Esse controle ocorre por modicação covalente reversível (fosforilação/desfosforilação) da subunidade E1 da enzima (provocada pela avação da enzima PKA) e controle alostérico através da inibição exercido por NADH e Acel-CoA. Outra enzima, a piruvato carboxilase converte o piruvato em oxalacetato etapa inicial da gliconeogênese. Em resumo, em situações onde ocorre uma alta concentração de acel-CoA produzido pela β-oxidação modulará posivamente a piruvato carboxilase e negavamente o complexo piruvato desidrogenase
A carninão é um complexo proteico presente em todas as mitocôndrias do corpo. Este composto de aminoácidos tem recebido atenção por ser um dos responsáveis pela oxidação lipídica de modo que tem sido vendido como um fat burner. Para que os ácidos graxos de cadeia longa atravessem a membrana mitocondrial para serem oxidados, há o auxílio da carnina-palmitoil transferase, cuja concentração pode ser manipulada pela suplementação de carnina
E
Um paciente diabéco po 1 não produz a insulina e assim a concentração de glicose sanguínea é alta pois parte desse carboidrato não consegue ser transportado para dentro das células. Nesse caso, o organismo se comporta mimezando uma situação de jejum prolongado avando principalmente vias catabólicas como a lipólise, proteólise e glicogenólise. Nessa situação a gliconeogênese também estará ava. Com a lipólise, a β-oxidação estará ocorrendo bem como a consequente liberação de acel-CoA. Esse acúmulo de acel-CoA modula negavamente o complexo enzimáco piruvato desidrogenase evitando que o piruvato internalizado na mitocôndria hepáca seja converdo em acel-CoA e ava a enzima piruvato carboxilase que converterá esse piruvato em oxalacetato, avando a gliconeogênese. A consequência disso é que o oxalacetato estará sendo consumido na gliconeogênese e assim o acel-CoA será deslocado para a via da síntese de corpos cetônicos. Se o paciente não zer uso da insulina exógena, esse processo connuará e poderá levar o indivíudo para um quadro conhecido como cetoacidose diabéca
Monitores: André Amorim e Júlia Wong - TXI