BIOQUÍMICA Resumão para ap1

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1) Diferencie catabolismo e anabolismo. 
Resposta​: ​Catabolismo​: Degradação de biomoléculas. Carreadores de elétrons oxidados. Entram 
carreadores oxidados e saem carreadores reduzidos. Energia liberada., pode ser armazenada na 
forma de ATP. Conjunto de reações convergentes. 
Anabolismo​: Síntese de biomoléculas. Carreadores de elétrons reduzidos. Entram carreadores 
reduzidos e saem carreadores oxidados. Utiliza energia. Conjunto de reações divergentes. 
 
2) Explique porque a molécula de ATP pode ser considerada como um composto de alta energia. 
Resposta​: O Adenosina Trifosfato é uma molécula que armazena energia nas ligações entre o 
agrupamento fosfato. Intermediário entre catabolismo e anabolismo. Várias enzimas são reguladas 
pela concentração de ATP na célula. A hidrólise da molécula de ATP libera energia necessária para 
que reações desfavoráveis possam acontecer. 
 
3) Do ponto de vista da termodinâmica, como é possível determinar se uma reação é favorável? 
Resposta​: A partir do Delta G é possível determinar se uma reação é favorável ou desfavorável. 
Reação com Delta G negativo é uma reação espontânea, reação que libera energia, uma reação 
exergônica. Reação com Delta G positivo é uma reação não espontânea, reação que absorve 
energia, uma reação endergônica. 
 
4) Por que a ocorrência de reações acopladas é importante? 
Resposta​: Reação acoplada é a junção de uma reação desfavorável com uma reação favorável. A 
reação favorável vai possibilitar a ocorrência da reação desfavorável. No metabolismo é gasta 
alguma energia para tornar possível uma das etapas da via que é endergônica, para que outras etapas 
que fornecem energia cubram esse gasto inicial e ainda liberem energia para outras funções 
metabólicas. 
 
5) Apresente as reações irreversíveis da glicólise, as enzimas que as catalisam e a importância 
bioquímica das mesmas. 
Resposta​: As reações irreversíveis da glicólise são: a 1ª, a 3ª e a 10ª. 
Na 1ª reação​ da glicólise ocorre a fosforilação da molécula de glicose, esta recebe um agrupamento 
fosfato no carbono 6, tornando-se glicose-6P, o que impede que saia da célula, já que GLUT4 não é 
capaz de transportar glicose-6P, direcionando a glicose pela via glicolítica. Possui delta G negativo, 
reação exergônica, gasto de ATP e a enzima que catalisa essa reação é a hexoquinase, uma das três 
enzimas ponto chave de regulação. Esta reação é importante para manter a glicose dentro da célula, 
pois a fosforilação funciona como uma etiqueta na glicose impedindo a saída desse substrato. 
Na 3ª reação ​ocorre a fosforilação da frutose-6P. Possui delta G negativo, reação exergônica, gasto 
de ATP e a enzima que catalisa essa reação é a fosfrutoquinase 1 (PFK1), considerada o principal 
ponto de regulação da velocidade da via glicolítica. 
Na 10ª reação​ ocorre a transferência do grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP formando 
piruvato, produto final da glicólise e síntese de ATP. Possui delta G negativo, reação exergônica e a 
enzima que catalisa essa reação é a piruvato quinase. As 3 reações chaves apresentam delta Gs 
negativos o que determina a direção da via, dirigindo as reações no sentido da formação do 
piruvato. 
 
6) Quais são os produtos da via glicolítica? Indique as reações em que os mesmos são sintetizados. 
Resposta​: 2 moléculas de Piruvato sintetizadas na 10ª reação, 2 NADH.H+ sintetizados na 6ª 
reação e 4 moléculas de ATP sintetizadas na 7ª e na 10ª reação, havendo um saldo de 2 ATP, já q 
foram gastas uma na 1ª reação e mais uma na 3ª reação. 
 
7) Escreva o nome das enzimas-chave da glicólise e discuta sobre os mecanismos de regulação 
destas moléculas. 
Resposta​: ​1ª enzima-chave: Hexoquinase​. Vai ser regulada pela concentração de glicose-6P. 
Havendo alta concentração de glicose-6P a enzima vai ser inibida. Em baixa concentração de 
glicose-6P a enzima vai ser ativada. 
2ª enzima-chave: Fosfrutoquinase 1 (PFK1​). Vai ser regulada pela concentração de frutose-2,6 biP, 
ATP ou citrato. Havendo alta concentração de frutose-2,6 biP a enzima vai ser ativada, em baixa 
concentração de frutose-2,6 biP a enzima vai ser inibida. Alta concentração de ATP ou citrato a 
enzima é inibida. Em baixa concentração de ATP ou citrato a enzima é ativada. 
3ª enzima-chave: Piruvato quinase​. Enzima fortemente regulada. A enzima é inibida em alta carga 
energética e ativada em baixa. Além dos reguladores alostéricos frutose 1,6 biP (ativador), ATP e 
alanina (inibidores), a piruvato quinase é regulada por fosforilação. Este processo de modificação 
covalente da enzima ocorre em resposta aos níveis de glicose no sangue. Baixos níveis de glicose 
levam à liberação de glucagon, um hormônio que promove a fosforilação da piruvato quinase 
tornando-a menos ativa. 
 
8) A via glicolítica pode ser dividida em dois estágios. Caracterize estas duas etapas, mencionando 
os produtos e a importância destas fases. 
Resposta​: Na etapa de investimento (5 reações – etapa endergônica- absorção de energia) o 
substrato é a glicose. Tem gasto de 2 moléculas de ATP (1ª e 3ª reação) e são produzidas 2 
moléculas de gliceraldeído-3P. Eta 
Na etapa de pagamento (5 reações – etapa exergônica – liberação de energia), os substratos são 2 
moléculas de gliceraldeído-3P e como produto a síntese de 4 moléculas de ATP com o saldo de 2 
ATP, 2 moléculas de NADH.H+ e 2 moléculas de piruvato. 
A ideia de dividir a glicólise em etapas (investimento e pagamento) é mostrar que a célula prepara a 
molécula de glicose na primeira fase para ser reconhecida e utilizada na segunda etapa. Sem isso, a 
glicose pode seguir outros caminhos metabólicos e não cumprir a função primordial da via 
glicolítica, a de sintetizar ATP. Este objetivo da via só é alcançado na segunda fase, quando de fato 
a via sintetiza seu produto mais importante, o ATP. 
 
9) A molécula de piruvato corresponde a um dos produtos da glicólise. Descreva os possíveis 
destinos metabólicos do piruvato e aponte as principais diferenças entre estas vias. 
Resposta​: O destino do piruvato produzido na glicólise vai depender da presença ou ausência de 
oxigênio. 
Na presença de oxigênio, respiração celular. 
As vias que fazem parte da respiração celular são Glicólise, complexo Piruvato Desidrogenase 
(PDH), Ciclo do Ácido Cítrico, Cadeia Transportadora de Elétrons e Fosforilação Oxidativa. 
Na ausência de oxigênio, fermentação. 
Na fermentação alcoólica inclui a glicólise e mais duas reações adicionais. 
Na fermentação láctica ocorre a glicólise e mais uma reação adicional. 
 
10) Explique a relevância metabólica das moléculas de NAD+ e FAD. 
Resposta​: São moléculas que atuam como carreadores de elétrons. Vão receber os elétrons e vão 
carrear esses elétrons para CTE. 
Cada NADH.H+, que transfere seus elétrons p a CTE, possibilita com isso a síntese de 2,5 
moléculas de ATP e cada FADH2, a síntese de 1,5 molécula de ATP. 
 
11) Apresente a reação catalisada pelo complexo enzimático piruvato desidrogenase (PDH), 
destacando os substratos, os produtos e a importância deste processo. 
Resposta​: O complexo piruvato desidrogenase (PDH) vai converter as duas moléculas de piruvato 
em duas moléculas de acetil-CoA. Ocorre a liberação de gás carbônico, já que o piruvato tem 3 
carbonos e a acetil-Coa tem 2 carbonos. O substrato desta reação é o piruvato. Os produtos são 
acetil-CoA, NADH.H+ e CO2. Esse processo é importante porque é considerada uma ponte entre as 
duas vias metabólicas, glicólise e CAC. 
 
12) Aponte os intermediários e os produtos do ciclo de Krebs. Qual o destino destas moléculas 
sintetizadas durante esta via? 
Resposta​: Intermediários: Oxaloacetato, Citrato, Isocitrato, Alfa-cetoglutarato, Succinil-CoA, 
Succinato, Fumarato, Malato 
Produtos: 6 NADH.H+, 2 FADH2, 4 CO2 e 2 ATP. 
Destino: As 6 moléculas de NADH.H+ e as 2 moléculas de FADH2 vão ser carreados para CTE. 
As 4 moléculas de CO2 vão ser eliminadas através da respiração. 
E as 2 moléculas de ATP vão ser usadas na demanda energética da célula. 
 
NADH.H+: Reação3,4 e 8. FADH2: Reação 6. CO2: Reação 3 e 4. ATP: Reação 5. 
 
14) Explique o que aconteceria com a célula na ausência de oxigênio, considerando as seguintes 
vias metabólicas: CAC, fosforilação oxidativa e CTE. 
Resposta​: O oxigênio é o aceptor final de elétrons da CTE, sem ele as coenzimas NAD+ e FAD 
permaneceriam em sua forma reduzida (NADH.H+ e FADH2), causando inibição de importantes 
enzimas do CAC, como a malato desidrogenase e a isocitrato desidrogenase. Seria uma inibição por 
carga energética. Não ocorrendo o CAC, a CTE fica saturada e para de funcionar. A ATPsintase 
também não funcionaria, interrompendo a síntese de ATP, pois esta é dependente de transporte de 
elétrons. Assim, a célula tem o suprimento de ATP cada vez menor. O ATP é fundamental para as 
atividades celulares e sem ATP a célula deixaria de realizar atividades cruciais e a manutenção da 
célula estaria comprometida, podendo levar a um colapso ou à morte celular. 
 
14) Considerando a glicólise, fermentação, reação catalisada pela PDH, ciclo de Krebs, CTE e 
fosforilação oxidativa, disserte sobre a diferença no saldo de moléculas de ATP produzidas na 
presença e na ausência de oxigênio. 
Resposta​: Presença de oxigênio: processo de respiração celular. As vias: 
Glicólise (2 ATP e 2 Piruvato) PDH (sem produção de ATP) CAC (2 ATP) e 28 na fosforilação 
oxidativa que é dependente da CTE, são processos acoplados. 
Ausência de oxigênio Glicólise (2 ATP e 2 Piruvato) o piruvato vai seguir p fermentação. Tendo 
um saldo de 2 ATP gerados na via glicolítica. 
 
15) Explique porque a CTE e a fosforilação oxidativa podem ser consideradas processos 
metabólicos acoplados. Em uma situação de ausência de oxigênio, o que aconteceria com o ciclo de 
krebs? 
Resposta​: No decorrer da CTE vão ser bombeados prótons H+ que vão se acumulando no espaço 
intermembranas, esse fluxo de prótons H+ faz com que haja produção de ATP no processo de 
fosforilação oxidativa. Na ausência de oxigênio, vai haver um acúmulo de moléculas de NADH.H+ 
e FADH2. A alta concentração de NADH.H+ vai inibir a CTE e o CAC podendo ocorrer a morte 
celular. 
 
16) Quais os possíveis destinos do piruvato na célula? Qual o caminho mais vantajoso em termos de 
conservação de energia? Por que? 
Resposta​: Os 3 possíveis destinos do piruvato na célula são a fermentação láctica, a fermentação 
alcoólica e a respiração celular. O caminho mais vantajoso em termos de conservação de energia é a 
respiração celular, pois há um saldo de 32 ATPs. Presença de oxigênio: RC. Ausência de oxigênio: 
fermentação. 
 
17) A insulina atua em alguns tecidos promovendo eventos que são fundamentais para a glicólise. 
Justifique. 
Resposta​: Verdadeiro, pois a insulina é responsável pela ativação da proteína GLUT4, que é a 
proteína responsável pelo carreamento da glicose para o centro da célula. 
 
18) Explique como o ATP pode atuar como substrato e ao mesmo tempo como regulador da enzima 
PFK1. 
Resposta​: Em baixas concentrações o ATP estimula a enzima PFK1, substrato. Já em altas 
concentrações o ATP liga-se ao sítio regulador da PFK1 inibindo a sua atividade, um tipo de 
regulação alostérica. 
 
19) Descreva a reação catalisada pelo complexo enzimático piruvato desidrogenase e aponte a 
importância das vitaminas na estrutura e ação catalítica deste complexo. 
Resposta​: A reação catalisada pela PDH forma acetil-CoA, NADH.H+ e CO2, que serão 
responsáveis pelo início do CAC. A PDH precisa de ajuda de 5 enzimas para essa reação. As 
vitaminas são importantes para a descarbolilação oxidativa, coenzima adicionadas as reações. 
 
20) O CAC é uma via que finaliza a oxidação da molécula de glicose. Quais reações são 
responsáveis pela liberação dos carbonos da molécula de glicose? 
Resposta​: As reações responsáveis pela liberação dos carbonos da molécula de glicose são a 3ª, em 
que ocorre a descarboxilação oxidativa em que duas moléculas de isocitrato + NAD+, são 
transformadas em duas moléculas de alfa-cetoglutarato + CO2 + NADH.H+, reação catalisada pela 
isocitrato desidrogenase, e a 4ª reação, em que a alfa-cetoglutarato + NAD+ + CoA, pela ação da 
enzima alfa-cetoglutarato desidrogenase, são convertidos em succinil-CoA + NADH.H+ + CO2. 
 
21) Por que o CAC é dependente do oxigênio molecular se ele não utiliza diretamente esta 
molécula? 
Resposta​: O oxigênio é o aceptor final de elétrons. Impede o acúmulo de NADH.H+ e FADH2. 
 
22) Como o CAC é regulado? 
Resposta​: O CAC é regulado por disponibilidade de substrato, inibição por acúmulo de produtos e 
regulação alostérica das enzimas. Também é regulado pelo balanço ​[​NADH.H+​] / [ΝΑ​D​], 
[ΑΤ​P​] / [​ADP​]​ e acetil-CoA / ​[​CoA-SH​]​, que são indicativos do estado energético da 
célula. 
 
23) Cite a sequência completa dos componentes da cadeia respiratória mitocondrial e descreva o 
caminho de transporte de elétrons quando eles são doados pela NADH.H+ e o caminho dos elétrons 
doados pelo FADH2 na CTE. Por que o caminho mediado por FADH2 resulta em um número 
menor de ATPs por fosforilação oxidativa? 
Resposta​: A sequência respiratória mitocondrial tem início com a glicólise, depois o complexo 
PDH, CAC, CTE e fosforilação oxidativa. Quando o substrato da CTE e o NADH.H+, o mesmo 
doa um elétron para o complexo I, que é uma bomba de prótons, depois esse elétron passa para a 
ubiquinona e então é dirigido para o complexo III, outra bomba de prótons, para o citocromo C e 
por fim, o complexo IV, outra bomba de prótons, para que seja levado ao oxigênio formando H2O, 
quando o substrato é o FADH2, a CTE inicia-se no complexo II e segue o mesmo caminho. O 
caminho iniciado pelo FADH2 resulta em um número menor de ATP porque ativa um menor 
número de bombas de prótons. 
 
24) Por que precisamos respirar? 
Resposta​: Precisamos respirar para gerar energia ATP, a fim de manter as atividades da célula. 
 
25) A síntese de ATP pela F0F1 ATP sintase ocorre graças ao gradiente quimiosmótico (ou 
eletroquímico), que gera a força próton motriz utilizada para a síntese de ATP. O que é esse 
gradiente quimiosmótico e como ele é formado? 
Resposta​: A rotação da enzima é promovida pelo fluxo de prótons, a favor do gradiente de 
concentração. O gradiente quimiosmótico é o gradiente de prótons presente na membrana interna 
mitocondrial, ativando ATP sintase.