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Bioquimica - Estudo Dirigido 1 - UNIBH 1) Defina: solução tampão: Solução tampão é uma solução aquosa que é capaz de resistir a mudanças de pH. É uma mistura que evita que o pH ou pOH sofram variações quando adiciona ácido ou base. b) pH: pH significa potencial hidrogeniônico de uma solução, a quantidade de H+ que estão dispersos no solvente de uma solução, estda indicando acidez, neutralidade ou alcalinidade. Quanto menor o pH de uma substância, maior a concentração de íons H+. Os valores variam de 0 a 14, de 0 a 7 significa acidez e os valores em torno de 7 são neutros, valores iguais para hidroênio, e acima de 7 são alcalinos ou básicos. ácido fraco e ácido forte: Ácido fraco são todos os ácidos que não ionizam completamente quando é dissolvido em água, ele é parcialmente dissociado numa solução aquosa. Tem valores muitos pequenos de Ka e, portanto, valores elevados para pKa em comparação a ácidos fortes, que tem valores de Ka muito grandes e valores de pka ligeiramente negativos. Os ácidos fortes são ácidos que são completamente ou quase 100% ionizado em sua solução, a temperatura e pressão constantes, dissociam totalmente em soluções e são irreversíveis. Neste caso, a concentração de um ácido forte é igual a concentração de íons e de hidrogênio. Alguns ácidos fortes bastantes conhecidos são os ácidos clorídricos, ácido sulfúrico, ácido nítrico e o ácido perclórico. 2) Explique por que a quantidade de CO2 no sangue pode interferir no pH sanguíneo (hipoventilação e hiperventilação) Quando aumenta a frequência respiratória, aumenta a retirada de CO2 e, consequentemente, aumenta a velocidade da reação à esquerda. Isso faz com que mais hidrogênio livre seja direcionado para formação de H2CO3. Como consequência, diminui-se a concentração de H+, elevando-se o pH. Aumentando a ventilação, também aumenta a retirada de CO2 do sangue. Isso faz com que mais CO2 seja formado, e para isso é preciso de mais ácido carbônico, para a formação do ácido carbônico é necessário a utilização de hidrogênio. Se diminui a quantidade de hidrogênio livre consequentemente aumenta-se o pH. Quanto mais hidrogênio livre menor o pH, caso a necessidade seja oposta, isto é, diminuir o pH, a frequência respiratória diminui mantendo assim mais H+ livres e como consequência reduz o pH 3) Qual o significado do pKa de um ácido? O pka é utilizado para quantificar a acidez e a basicidade. Quantificar o pH do tampão. A relação entre Ka e a acidez é direta, quanto maior o Ka mais forte é o ácido. A relação entre acidez e o pka é inversa, quanto maior o pka mais fraco é o ácido. Quando o pka é menor que 1 se tem um ácido muito forte, quando o pka vai de 1 a 5 se tem um ácido forte, com pka entre 5 e 15 se tem um ácido fraco e quando o pka é maior que 15 o ácido é muito fraco. 4) Cite as 5 classes de aminoácidos. Polares (hidrofílicos), Apolares (hidrofóbicos), Aromáticos (anel fechado/ carbono), Grupo R Negativos e Grupo R Positivos. 5) Qual a importância da curva de titulação de um aminoácido? Se um aminoácido é titulado, sua curva de titulação indica a reação de cada grupo funcional com o íon hidrogênio. Assim, é possível encontrar os valores de pKa. 6) A aspirina (AAS) é ingerida por via oral. Este medicamento é bem absorvido no estômago (pH1,5) e não é bem absorvido no Intestino Delgado (pH6,0). Justifique porque isto ocorre já que seu pKa é 3,5 No intestino o ph é maior do que o pKa da aspirina, então vai sobrar carga, quando passa pelas membranas é dificultado, por isso é melhor absorvida no estômago, com pH1,5 com estômago cheio. 7) A lisina é um aminoácido que apresenta pI igual a 9,74. Se colocarmos uma solução de lisina em pH 3,0, para qual polo elétrico (+ ou -) estes aminoácidos migrarão? A lisina possuirá uma carga líquida positiva já que o pH 3,0. Se esta com carga positiva então será atraída para o lado de carga negativa. Já que os opostos atraem. 8) O que é e qual a importância de saber o pI de um aminoácido? Ponto isoelétrico de um aminoácido é onde a carga líquida é igual a zero, é o pH no qual há equilibrio entre as cargas positivas e negativas, fica neutro. A solubilidade das proteínas depende de vários fatores. Dentre eles, destaca-se a presença das cargas elétricas ao longo da molécula. A existência de uma carga positiva ou negativa determina a interação com o meio aquoso, além de estabelecer um estado de repulsão entre as próprias moléculas de proteína, aumentando a interação com o solvente e, conseqüentemente, favorecendo a solubilidade. No ponto isoelétrico existe um equilíbrio entre o número de cargas positivas e negativas, o que gera uma situação em que as forças de repulsão entre as moléculas de proteína e as forças de interação com o solvente são mínimas. Assim, as proteínas vão formando aglomerados que, cada vez maiores, tendem a precipitar. 9) O que significa extremidade aminoterminal de um peptídeo? Ele tem carga + ou – em pH 7? Na parte esqueda do peptideo (onde fica o grupo amina) é chamado de extremidade Aminoterminal ou N-Terminal. Já o lado direito (onde fica o grupo carboxilico) é denominado extremidade Carboxiterminal ou C-Terminal. Possui carga positiva em pH 7. 10) Como as ligações peptídicas podem ser quebradas? Podem ser quebradas com hidrólise. Temperatura muito alta, pH baixo ou alto e enzimas. 11) Explique sucintamente (resumidamente) como funcionam as técnicas de purificação de proteínas: cromatografia e eletroforese Eletroforese consiste na migração de moléculas ionizadas, em solução, de acordo com suas cargas elétricas e pesos moleculares em campo elétrico. Moléculas com carga negativa migram para o polo positivo (ânodo) e moléculas com carga positiva migram para o polo negativo (cátodo). Cromatografia é uma técnica para separar misturas. A cromatografia é dividida por tipos como líquida, gasosa, de troca iônica e de afinidade, sendo que todos empregam os mesmos princípios básicos. Independentemente do tipo, a cromatografia tem duas fases: móvel e estacionária. A fase móvel é aquela em que os componentes, quando ficam isolados, movem-se por um solvente fluido, que pode ser líquido ou gasoso. A fase estacionária é aquela em que o componente em seu processo de separação ou identificação irá ficar fixo na superfície de outro material líquido ou sólido.Portanto, por meio dessa técnica, torna-se possível a identificação de substâncias, purificação de compostos e a separação de componentes das misturas. 12) Defina: a) estrutura primária de proteína: Estrutura primária são cadeias de aminpácidos, formadas por ligações peptídicas ao longo da cadeia pepitídica. A sua sequencia correta é determinada geneticamente. b) estrutura secundária de proteína: São arranjos espacial, tridimensional, envolve aminoácidos próximos em uma cadeia polipepitídica, os radicais encaixam uns nos outros. A estrutra é mantida em grande parte por interações fracas (pontes de hidrogênio, ligação hidrofóbica, e ligações iônicas) entre os radicais dos animoácidos. A estrutura secundária é mais fácil de quebrar , mantendo então a ligação primária. A estrutura é formada pela ligação do hidrogênio do grupo N-H de uma com o oxigênio do grupo C=O de outra. Sua estrutura mais comum é alfa-Hélice e folha beta pregueada. c) estrutura terciária de proteína Estrutura terciária é o enrolamento tridimensional completo, total, do polipeptídeo. Possui estrutura alfa Hélice, folha Beta pregueada, e o restante da estrutura é aminoácido. Possui ligações fracas em sua estrutura. d) estrutura quarternária Estrutura quaternária é a união de várias estruturas terciárias. Ocorre somente em estruturas muito grande, aparece em proteínas que possuem mais de uma cadeia polipeptídica. 13) Dê 2 exemplos de estruturas secundárias de proteínas. Dois exemplos de estruturassecundárias da proteína são a alfa-helice e a beta-folha. 14) Quais as características das proteínas fibrosas e das proteínas globulares? As proteínas globulares formam estruturas enovelados, com formato esferoide. Nesse grupo, são encontradas importantes proteínas, tais como as enzimas e anticorpos. Estruturalmente mais complexas (vários tipos diferentes de estruturas secundárias). Já as proteínas fibrosas organizam-se em forma de fibras ou lâminas, as cadeias de aminoácidos ficam dispostas paralelamente, possui função de proteção, suporte e resistência/estrutura. Possui ligação alfa Hélice e Di-sulfeto. Possui grande concentração de aminoácidos hidrofóbicos, insolúveis em água. 15) Escreva sobre queratina e colágeno. A queratina é uma proteína fibrosa e estrutural encontrada em humanos na camada externa da pele, cabelo e unha. É amplamente utilizada na indústria de cosméticos, especialmente na elaboração de shampoos, cremes e condicionadores. Possui muita alfa-Hélice na estrutura secundária, sua resistencia aumenta com ligações dissulfeto (S-S). O colágeno é a maior classe de proteína fibrosa insolúvel encontrada na matriz extracelular e nos tecidos conectivos. É uma família de proteínas relacionadas, geneticamente diferentes, cuja principal função é estrutural. Sua estrutura em hélice é orientada à esquerda e curvatura beta/torção beta e estrutura fechada com a glicina e prolina. O colágeno é muito resistente devido a suas 3 cadeias polipeptíticas em hélice, que se enrolam em triplice cadeia. Estão classificados pelo menos 18 tipos de colágenos e suas subunidades (cadeias alfa) são codificadas por genes diferentes. Os colágenos tipo I, II e III são os mais abundantes do organismo. O tipo I está presente na pele, tendão e osso; o tipo II, em cartilagem e humor vítreo; e o tipo III, em pele e músculos. 16) Quais as características da proteína mioglobina? Mioglobina é uma proteína encontrada nas células musculares. Funciona como uma unidade de armazenamento de oxigênio, fornecendo oxigênio aos músculos que trabalham, possui estrutura terciária com muita alfa-Hélice. A proteína mioglobina é constituída de uma cadeia polipeptídica e possui um grupo Heme (ferro) e sua cor é marrom avermelhada. 17) Explique a diferença entre digestão e desnaturação de proteínas. A desnaturação é um processo em que as moléculas perdem a sua função, sua estrutura terciária, devido a alguma mudança no meio, pela temperatura, pH extremo, alguns solventes orgânicos e outras substancias. Pode ser reversível ou irreversível. A digestão das proteínas é feita ao longo do processo digestório, é irreversível e está ligada ao pH muito alto e a ação de enzimas específicas, elas são absorvidas. Corta a ligação peptídica e quebrar a ligação primária. 18) Porque alteração de pH e alteração de temperatura são agentes desnaturantes? Proteínas não suportam uma grande variação de temperatura no meio em que estão ativas. Cada uma delas suporta um limite de calor específico, que quando ultrapassado sofrerá mudanças em sua estrutura. Os dobramentos sofrem alterações e a mudança em um pedaço da proteína, leva a mudança em toda sua conformação. O Ph também pode alterar a carga, levando ao rompimento das ligações de hidrogênio e consequentemente à mudança estrutural da proteína. Cada proteína trabalha em um PH específico. Isso leva a desnaturação porque as moléculas perdem a sua função. 19) Porque a hemoglobina é uma proteína alostérica? A hemoglobina transporta H+ e CO2, além do O2. É uma proteína alostérica, pois a ligação e a libertação do O2 é regulada por mudanças na sua estrutura provocadas pela própria ligação do O2 ao grupo heme. 20) Qual a importância do BPG para a hemoglobina? O 2,3- BPG é uma substância encontrada no interior da hemácia responsável por reduzir a afinidade da hemoglobina (Hb) pelo oxigênio (O2) através da sua ligação à hemoglobina, com a finalidade de facilitar a liberação do oxigênio para os tecidos. 21) A hemoglobina também pode se ligar ao CO2 e ao íon H+. Explique. Este efeito é expresso de três maneiras: 1. O O2 liga-se cooperativamente à hemoglobina, ou seja, a ligação de uma molécula de O2 à hemoglobina promove a ligação da mesma molécula de hemoglobina. 2. A afinidade da hemoglobina para o O2 depende do pH e do CO2. Tanto o H+ como o CO2 promovem a liberação do O2 ligado. Reciprocamente o O2 promove a liberação de H+ e CO2. 3. A afinidade entre o O2 e a hemoglobina é também regulado por fosfatos orgânicos, tais como o 2,3-bifosfoglicerato, o que resulta numa menor afinidade para o O2. 22) Defina os termos relacionados às enzimas: a) coenzima: Coenzima é uma molécula orgânica ou metalorgânica unida a uma enzima, que juntas tem uma função catalítica, e que é necessária ao funcionamento da mesma. Caracterizadas por possuírem ligações fracas entre si, essas moléculas orgânicas não permanecem ligadas às enzimas todo o tempo, sendo libertadas após a catálise b) cofator: Cofatores são moléculas orgânicas ou inorgânicas necessárias pra função de uma enzima. Estes cofatores não estão ligados permanentemente à molécula da enzima mas, na ausência deles a enzima é inativa. c) estado de transição: Qualquer reação química pode ser descrita em termos energéticos: os reagentes possuem um determinado nível de energia, os produtos outro e, para que haja conversão de uma espécie química na outra, é necessário passar uma barreira energética. A barreira energética corresponde à existência do chamado estado de transição. d) energia de ativação: As enzimas aumentam a velocidade das reações, diminuindo a energia de ativação celular. A energia de ativação é a quantidade mínima de energia necessária para que uma reação química aconteça. 23) Compare as diferenças entre inibidor competitivo de enzima e o não competitivo (incluir gráfico). Inibição competitiva – os inibidores competitivos são substâncias que concorrem diretamente com o substrato específico da enzima. Inibição não competitiva – a substância inibidora pode ligar-se tanto à enzima quanto ao complexo enzima-substrato, mas num sítio de ligação diferente. 24) Escreva o que indica: Velocidade máxima e KM no gráfico de uma enzima. Velocidade máxima é uma velocidade enzimática, e será atingida quando as enzimas estiverem em trabalho máximo, quanto mais eficiente for a enzima, maior será a sua velocidade. Quanto maior o número de produto que a enzima fizer melhor será a velocidade. Km é a concentração do substrato onde se obtém metade da velocidade máxima da reação. 25) Explique o que é enzima regulada por ligação covalente (fosforilação enzimática). As reações de fosforilação são catalisadas por uma família de enzimas denominadas proteína-cinases, as quais utilizam trifosfato de adenosina (ATP) como doador de fosfato e são colocados por ligações covalentes. Os grupos fosfato são clivados a partir de enzimas fosforiladas pela ação das fosfoproteínas-fosfatases. Dependendo da enzima específica, a forma fosforilada pode ser mais ou menos ativa do que a forma não fosforilada. 26) Explique o que é um sistema enzimático que trabalha por “inibição por retroalimentação”. A inibição por retroalimentação fornece à célula quantidades adequadas de um produto de que ela necessita, por meio da regulação do fluxo de moléculas de substrato na via que leva à síntese desse produto. Quando o produto final está completo, o produto final envia um inibidor para que a produção seja controlada, evitando assim a produção excessiva. Os fatores heterotrópicos são facilmente encontrados, por exemplo, a enzima da via glicolítica fosfofrutocinase-1 é alostericamente inibida por citrato, que não é substrato da enzima. 27) Como identificar uma enzima alostérica. São enzimas reguladas por modificação não covalente. Este tipo deenzima é encontrado em quase todas as vias metabólicas, catalisando geralmente reação irreversível localizada no início da via. Estruturalmente são proteínas oligométricas, com um sitio ativo em cada cadeia polipeptídica. São compostas por múltiplas subunidades, catalisam reações limitantes de velocidade, ligam o substrato cooperativamente, apresentam uma curva sigmoidal quando construído o gráfico. 28) Defina: monossacarídeo, dissacarídeo e polissacarídeo. Cite exemplos importantes. Monossacarídeos são carboidratos não polimerizados, por isso não sofrem hidrólise. Possuem em geral de três a sete átomos de carbono. Geralmente possuem gosto adocicado e são sempre solúveis em água. Alguns tem papel essencial à vida, por exemplo, a Ribose está inserida na molécula de RNA, a Desoxirribose na molécula de DNA, a Glicose é a principal fonte de energia para as células, Frutose encontrada nas frutas e também fonte de energia. Dissacarídeo são substâncias constituída de duas subunidades de monossacarídeos unidas através de uma ligação glicosídica. Existem vários dissacarídeos, a partir da possibilidade de combinação dos diversos monossacarídeos. São eles, a Lactose que é popularmente conhecida como o açúcar do leite, a Maltose que é um dissacarídeo de duas moléculas de glicose, a Sacarose que é extraído principalmente da cana-de-açucar e da beterraba, é um dissacarídeo formado pela ligação glicosídica entre uma glicose e uma frutose. Polissacarídeo ou glicanos, são carboidratos formados a partir da polimerização de vários outros açucares menores. São cadeias orgânicas de monossacarídeos, em formato linear ou ramificado, ligados por ligações glicosídicas e podendo ter diversos tamanhos. São polímeros de médio ou alto peso molecular. A maior parte dos carboidratos estão dentro dessa classe. Um polissacarídeo se difere pelo tamanho da sua cadeia, pelos tipos de unidades que o compõem e pelo tipo de ligação entre elas. Possuem a função de ser a forma de armazenamento energético para um organismo. O polissacarídeo de reserva energética é a glicose e o polissacarídeo estruturais é a celulose. 29) O que são açúcares redutores = carboidrato redutor ou extremidade redutora? Açúcar redutor é qualquer açúcar que, em solução básica, apresenta um grupo carboxílico livre, aldeído (derivado de uma aldose). Sua capacidade de redução se dá pela presença de um grupo aldeído ou cetona livre Um carboidrato é dito redutor quando apresentar pelo menos um carbono anométrico livre, ou seja, não ligado a nenhum outro composto. A extremidade de uma cadeia com o carbono anométrico livre é chamada de Extremidade redutora. Portanto estas três citações são iguais. 30) Quais os tipos de ligações glicosídicas encontradas nos seguintes carboidratos: amido, glicogênio e celulose. Compare estes polissacarídeos. O amido tem ligação α1-4 glicosídica, com ramificação na ligação α1-6 O glicogênio tem ligação α1-4, com ramificação na ligação α1-6 A celulose tem ligação 1-4 O amido e o glicogênio possuem cadeia linear e possuem ramificações, fazem ligação α1-4 e ramificações α1-6. Já as ligações de celulose, tem ligação (cadeia linear). 31) O que são ácidos graxos e triglicerídeos? Ácidos graxos são ácidos monocarboxílicos obtidos a partir de óleos e gorduras, apresentando importantes funções no organismo humano. Substâncias orgânicas em temperaturas ambientes nas fases sólidas, líquida e semissólidas. Pertencem ao grupo ácidos carboxílicos. De forma geral, os ácidos graxos apresentam cadeias carbônicas aberturas saturadas (apenas ligações simples) ou insaturadas (ou uma ou mais ligações pi entre carbonos), nos quais os números de carbono R variar entre 4 e 22 átomos. Os triglicerídeos também recebem o nome de triglicérides ou triésteres. Eles são óleos ou gorduras de origem vegetal ou animal, e sua obtenção vem da reação entre um ácido graxo e o glicerol. Sabendo que os triglicerídeos se encontram na forma de gordura na alimentação que consumimos, eles circulam em nossa corrente sanguínea e se armazenam no organismo no tecido adiposo, mas não pode ser em excesso, pois um nível alto de triglicerídeo pode causar inúmeros problemas de saúde. 32) Compare ácidos graxos saturados, insaturados (Cis e Trans) e poliinsaturados. Os saturados são encontrados em derivados de animais, não possui dupla ligação. Os insaturados contêm uma ou mais ligações duplas na cadeia. Quando os hidrogênios se encontram no mesmo lado do plano, são chamados de cis. Os ácidos graxos trans estão presentes em produtos industrializados, como na margarina e na gordura vegetal hidrogenada. Em excesso, os ácidos graxos trans são tão ou mais prejudiciais que os ácidos graxos saturados, no que diz respeito à elevação dos níveis de colesterol sanguíneos. já os poli-insaturados são encontrados em óleos vegetais girassol, milho, soja, algodão, óleos de peixe e em oleaginosas castanha, amêndoa. 33) Escreva sobre o processo de saponificação (sabão). Saponificação acontece a partir dos triglicerídeos óleos vegetais ou gorduras mediante a adição de uma base forte e facilitada com aquecimento. Cada molécula de triglicerídeo se quebra em uma molécula de glicerina e em seus três ácidos graxos correspondentes. O sabão resultante é um sal de ácido carboxílico e, por possuir uma longa cadeia carbônica em sua estrutura molecular, é capaz de se solubilizar tanto em meios polares quanto em meios apolares. 34) Escreva sobre os lipídios de membrana (estrutura geral). Os lipídios de membrana têm como principal função delimitar a estrutura das células e participar da seletividade de moléculas que entram e saem da célula e também nos processos de sinalização. Possui duas camadas lipídicas anfipáticas, é dividido em duas grupos fosfolipídios e glicolipídios. 35) O principal esterol em tecidos animais é o colesterol. Escreva sobre sua importância. O colesterol é importante pois ajuda a controlar a fluidez da membrana porque diminui a fluidez, reduzindo a liberdade das cadeias de ácido graxos. 36) O que são os eicosanoides e quais as suas funções? Eicosanoides são originados dos ácidos graxos com 20 carbono do ômega 3 e 6. Sua função é regular a síntese da molécula mensageira intracelular nos tecidos, formação de coágulos sanguíneos e redução do fluxo sanguíneo, contração do musculo das vias aéreas. 37) Escreva sucintamente (resumidamente) sobre as membranas celulares e seus transportes (difusão facilitada, difusão simples, transporte ativo). Difusão facilitada necessita de proteínas transportadoras para moléculas hidrofílicas passem pela membrana, não gata energia. Difusão simples o soluto vai da região mãos concentrada para menos concentrada, apenas os hidrofóbicos usam esse transporte. O transporte ativo faz gasto de energia pois o soluto hidrofílico se movimenta na membrana contra gradiente de contração do meio menos para mais concentrada. 38) Compare uma proteína integral e uma proteína periférica de membrana. As proteínas integrais são inseridas na bicamada lipídica, participam do transporte entre membranas, pois atuam como carreadores (transportadores) ou formam os canais da membrana celular. As proteínas periféricas não estão inseridas na matriz fosfolipídica, mas localizam-se na periferia da membrana, ligando-se frouxamente, por forças eletrostáticas. 39) Defina: anabolismo, catabolismo e metabolismo. O anabolismo refere-se ao processo que constrói moléculas complexas a partir de moléculas simples, quebra de ATP e NADH, perde hidrogênio e se transforma em NAD, e nesse processo acontece gasto de energia. O catabolismo é o conjunto de reações envolvidas na degradação ou quebra de moléculas complexas em moléculas menores, ocorre quebra dos nutrientes e ganho de energia. O metabolismo designa toda reaçãobioquímica que acontece no interior de uma célula e do nosso corpo, essas reações esta relacionadas com síntese de compostos orgânicos ou sua quebra para fabricar ATP. 40) Escreva sucintamente (resumidamente) sobre a glicólise (via glicolítica). Glicólise é um processo bioquímico em que a molécula de glicose (C6H12O6), proveniente da alimentação, é quebrada em duas moléculas menores de ácido pirúvico ou piruvato (C3H4O3), liberando energia. É a primeira etapa do processo de respiração celular que ocorre no hialoplasma celular. Que pode dividir em três caminhos: Fermentação lacta, anaeróbica e fermentação alcoólica (que não ocorre me humanos só em caso bem raros) 41) O que são: fermentação lática e fermentação alcoólica. Explique a importância, vantagem e desvantagens da fermentação lática. Fermentação lática é o processo metabólico constituído por uma série de reações químicas no qual heterolática. Em seus músculos o ser humano também pode promover a fermentação do leite, em uma situação de demanda de energia e carência de oxigénio. Durante a atividade motora (contrações musculares) em condições de anaerobismo, inicialmente as células catabolizam parcialmente a molécula de glicose (não aproveitando todo o potencial energético deste monossacarídeo), processada em duas moléculas de ácido pirúvico, fornecendo uma quantidade pequena de Adenosina Trifosfato (2 moléculas de ATP), produzindo também duas moléculas de NADH2 (enzima aceptora de hidrogênio). Em continuidade ao processo catabólico, cada ácido pirúvico em reação com as moléculas de NADH2, dão origem a duas moléculas de ácido lático, restituindo as enzimas e liberando mais 06 moléculas de ATP para o funcionamento celular. Naturalmente, por meio do mecanismo aeróbio, são produzidas 38 moléculas de ATP. Contudo, por meio do mecanismo anaeróbio, são ofertadas apenas 8 moléculas de ATP. Porém, a desvantagem anaeróbia em relação à aeróbia, consiste não somente a quantidade de ATP, mas aos efeitos fisiológicos causados. Em decorrência a extensos períodos de atividade fermentativa (exercícios físicos prolongados), as células musculares passam a conter uma concentração muito elevada de ácido lático, prejudicando o funcionamento da célula. Entre os efeitos provocados em defesa do metabolismo, o organismo passa a sentir dor e fadiga muscular, causada por uma contração arrítmica atuando com sinal de alerta, induzindo o fim da atividade para repouso e restabelecimento da capacidade fisiológica do órgão. Isso ocorre à medida com que o excesso de ácido lático se difunde para o fígado, onde é convertido em ácido pirúvico e posteriormente em glicose armazenada na forma de glicogênio, sendo a conversão denominada de gliconeogênese. 42) Como o glicogênio, o amido, a lactose e a sacarose entram na glicólise? O glicogênio é sintetizado quando os níveis de glicose no sangue são altos e a demanda energética é menor. Este processo é chamado de glicogênese. Ele é um polímero ramificado que se forma a partir de unidades de glicose unidas por ligações glicosídicas alfa1-4 e entre as ramificações as ligações alfa1-6. O amido é um polissacarídeo formado pela união de moléculas de alfa-glicose da amilose e da amilopectina, sendo armazenado em diferentes órgãos vegetais. A ramificação é resultado de ligações cruzadas entre o carbono número 1 de uma unidade de glicose e o carbono número 6 de outra unidade ligação alfa-1,6'- glicosídica. A lactose quando ingerido sofre uma digestão por meio de uma enzima chamada lactase. Ela é responsável por quebrar a lactose em glicose para ser absorvida pelo intestino delgado e quando não ocorre esse processo, alguns sintomas como diarreia, flatulência, dores de barriga e inchaço no abdômen aparecem. 43) Compare as enzimas hexoquinase e glicoquinase. Glicoquinase, é uma enzima encontrada no fígado, ela consegue fosfoliar grande taxa de glicose, ela não tem grande afinidade com a glicose pois tem Km alto Já a hexoquinase é encontrada principalmente no músculo e em outros tecidos, ela, ao contrário a glicoquinase consegue fosforilar pequenas taxas de glicose, ela tem bastante afinidade com a glicose pois tem baixo km 44) Como a enzima Fosfofrutoquinase e a enzima Piruvato Quinase podem regular a glicólise? FOSFOFRUTOCINASE É um importante sítio de regulação metabólica porque a atividade desta enzima pode ser aumentada ou reduzida por um certo número de metabólitos comuns. Tais efeitos são do tipo alostérico, pois são resultados de uma interação entre o metabólito e o catalisador protéico em um sitio diferente daquele onde ocorre a catálise. A enzima requer Mg2+ e é específica para frutose-6-fosfato. Sua atividade é estimulada pelo ADP e quando há excesso de ATP ela é inibida. Além do ATP, o citrato e o isocitrato, podem agir como moduladores inibitórios da fosfofrutoquinase, atuando assim como efetores negativos. Por outro lado, o AMP, ADP e frutose-6- fosfato estimulam a enzima, fazendo papel de efetores positivos. Quando a relação ATP/ADP for alta a atividade da enzima fosfofrutoquinase é severamente inibida, no entanto quando esta mesma relação é baixa a fosfofrutoquinase tem sua atividade acelerada. Como em condições aeróbicas a relação ATP/ADP é alta, a velocidade da reação da fosfofrutoquinase é reduzida e consequentemente a glicólise também é reduzida. Dependendo do nível de Acetil CoA, o nível de intermediários do ciclo de Krebs pode aumentar. Portanto, a inibição alostérica da fosfofrutoquinase, principalmente pelo ATP, é o principal mecanismo regulador da glicólise. PIRUVATO CINASE A reação da piruvatoquinase é um ponto de controle secundário na glicólise. É também uma enzima alostérica. Em altas concentrações de ATP, a afinidade aparente da cinase do piruvato pelo fosfoenolpiruvato é relativamente baixa e a velocidade da reação será igualmente baixa em concentrações normais de fosfoenolpiruvato. A cinase do piruvato é inibida também por Acetil CoA e por ácidos graxos de cadeia longa, ambos importantes combustíveis do Ciclo de Krebs. Assim, sempre que a célula já dispõe de uma concentração de ATP alta, a glicólise é inibida pela ação da fosfofrutoquinase ou da piruvato cinase. 45) O que os hormônios glucagon e insulina fazem com a velocidade da glicólise? Justifique. O excesso de adrenalina faz com que o organismo busque, de forma rápida, uma grande quantidade de energia para executar as atividades emergenciais. Assim, a degradação do glicogênio e a promoção da fermentação lática em situações anaeróbicas no músculo esquelético, propiciam formação de ATP e disponibilidade de glicose. Além disso, nestes casos, ocorre a quebra de gorduras como fonte de energia e é estimulada a secreção de glucagon, que inibe a insulina, uma vez que esta age a fim de armazenar energia e, nestas situações, chama-se disponibilidade energética. Assim, podemos observar que a adrenalina cria mecanismos para captar energia para ser utilizada em situações emergenciais e o glucagon auxilia no sentido de bloquear a ação da insulina, para permitir com que a glicose esteja disponível, priorizando-a para o cérebro e buscando formas de fornecer energia ao organismo por outras vias. 46) Durante o estado pós-prandial (após uma refeição), o que ocorre com os níveis dos hormônios glucagon e insulina? Justifique sua resposta. Após as refeições, como há um aumento da disponibilidade de glicose no organismo, há secreção de insulina e inibição do glucagon. Está ativa a síntese de glicogênio, captando glicose. Diminuindo o nível de insulina, o glucagon também diminuirá sua atividade. 47) Escreva sobre a via das pentoses fosfato. A via da pentoses fosfato é uma rota catabólica alternativa de oxidação da glicose-6P, que ocorre no citosol, sem produção de ATP, mas com geração deNADPH e pentoses fosfato.
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