Enzimas e carboidratos BQA 7005

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
CCB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA – 
2A Avaliação - Tarefa 2– BQA 7005 – 2020.1
– Período Excepcional e Transitório –
NOME: Pricila Ribeiro de Mello DATA: 30/09/20 
- As questões 1, 2,3 e 6 requerem respostas curtas.
Data limite para entrega: 02 de outubro de 2020 até às 23:59 h
Esta é uma Atividade individual.
Sobre enzimas e Carboidratos:
1. Preservando o sabor doce do milho. O sabor doce do milho recém-colhido deve-se a um alto conteúdo de açúcar no grão. O milho comprado em mercados (vários dias depois de colhido) não é tão doce porque 50% do açúcar livre é convertido em amido no primeiro dia após a colheita. Para manter a doçura do milho fresco, depois de debulhado o milho pode ser imerso em água fervente por alguns minutos e então resfriado com água fria. O milho processado dessa maneira e mantido congelado mantém a doçura. Qual é a base bioquímica desse processo? 2 pontos
Nesse sentido, ao realizar este procedimento, a enzima responsável pela conversão do carboidrato (que leva ao sabor doce) a amido, é desnaturada, uma vez que um dos fatores que impedem a realização do poder catalítico da enzima é a mudança brusca de temperatura. Por conta disso, quando a enzima é desnaturada, não há conversão em amido, e o carboidrato se mantém no alimento, conservando o sabor doce. 
2. Digestão da celulose. A celulose poderia ser uma forma de glicose extremamente abundante e barata, porém os seres humanos não conseguem digeri-la. Por quê? 2 pontos
Embora o amido e a celulose sejam constituídos por inúmeras moléculas de glicose, a maneira como essas moléculas se ligam é diferente em cada uma dessas moléculas. Como para cada tipo de reação química é necessária a presença de uma enzima específica, a enzima que é capaz de separar as moléculas de glicose do amido (nisto consiste a sua digestão) não consegue fazer o mesmo com a molécula de celulose. Como o homem não possui uma enzima capaz de separar as moléculas de glicose da celulose, ele não digere essa molécula. Apenas alguns organismos muito simples como bactérias e protozoários conseguem digerir a celulose, e outros animais que podem ingerir celulose (como cupins e ruminantes) têm esses micro-organismos em seus tratos digestivos, utilizando as moléculas de glicose que eles conseguem digerir.
3. Propriedades físicas da celulose e do glicogênio. A celulose praticamente pura obtida dos fios das sementes de Gossypium (algodão) é resistente, fibrosa e completamente insolúvel em água. Em contrapartida, o glicogênio extraído de músculo ou fígado se dispersa prontamente em água quente, formando uma solução turva. Apesar das propriedades físicas marcadamente diferentes, ambas as substâncias são polímeros de D-glicose com ligações O-glicosídicas (14) com massa molecular comparável. 2 pontos
a) Quais características estruturais desses dois polissacarídeos geram suas diferentes propriedades físicas? 
b) Explique as vantagens biológicas das respectivas propriedades de cada polímero. 
A celulose pura consiste em unidades de glicose ligadas por ligações glicosídicas (beta 1-4). As ligações beta forçam a cadeia do polímero a uma conformação prolongada. As séries paralelas dessas cadeias estendidas podem formar ligações de hidrogênio intermoleculares, agregando assim em fibras longas, duras e insolúveis. O glicogênio consiste em unidades de glicose ligadas por ligações glicosídicas (alfa 1-4). As ligações alfa causam curvaturas na cadeia e o glicogênio forma estruturas helicoidais com ligação de hidrogênio intramolecular, este não pode formar fibras longas. Além disso, o glicogênio é altamente ramificado, porque muitos dos seus grupamentos hidroxilas estão expostos à água, é altamente hidratado e, logo, muito solúvel em água. Pode ser extraído como uma dispersão em água quente. 
As propriedades físicas dos dois polímeros são bem adequadas aos seus papéis biológicos. A celulose serve como um material estrutural nas plantas, consistente com a agregação lado a lado de moléculas longas em fibras resistentes e insolúveis. O glicogênio é um combustível de armazenamento em animais. Os grânulos de glicogênio altamente hidratados, com a abundância de extremidades livres e não redutoras, podem ser rapidamente hidrolisados pelo glicogênio fosforilase para libertar glicose 1-fosfato, disponível para oxidação e produção de energia.
4. O gráfico abaixo indica as velocidades com que ocorrem as reações das enzimas I, II e III, em função do pH do meio. Com base no gráfico e em seus conhecimentos é correto afirmar que:
1 ponto
a) A enzima II pode sofrer desnaturação no pH 2. (correta)
b) A enzima I age numa faixa de pH mais alcalino do que a II e a III.
c) As três enzimas atuam sobre o mesmo substrato.
d) As três enzimas possuem a mesma temperatura ótima de ação.
e) A enzima III atua, certamente, no estômago.
Letra A - A desnaturação de uma enzima, pode ocorrer por variações de temperatura, mudança de pH como na questão, força iônica, entre outras. As variações de pH, por exemplo, alteram os estados de ionização das cadeias laterais dos aminoácidos, que, por sua vez altera a distribuição das cargas e a exigência de ligações de hidrogênio em locais específicos para manter a estrutura nativa. Assim, valores de pH muito baixos ou muito altos conferem à molécula protéica uma elevada carga positiva, ou negativa ocasionando repulsão intramolecular com exposição do interior hidrofóbico. Como mostra no gráfico a enzima II tem um pH ótimo de atuação em torno de 6. Colocada em pH 2 (ácido) ela sofrerá desnaturação, devido ao baixo pH.
5. (MACK-SP) Para inibir a ação de uma enzima, pode-se fornecer à célula uma substância que ocupe o sítio ativo dessa enzima. Para isso, essa substância deve: 0,5 ponto
a) estar na mesma concentração da enzima.
b) ter a mesma estrutura espacial do substrato da enzima.
c) recobrir toda a molécula da enzima.
d) ter a mesma função biológica do substrato da enzima.
e) promover a desnaturação dessa enzima.
Letra b, porque as enzimas são proteínas que tem um grande tamanho e aparecem enroladas formando um glóbulo. Elas têm uma configuração que permite o encaixe perfeito com substratos específicos. As enzimas tem ação específica, possuem sítio ativo complementar ao seu substrato (modelo chave fechadura). A inibição enzimática pode ser irreversível/não competitiva quando o inibidor se liga de modo covalente ao sítio ativo da enzima, não permitindo que o substrato use o sítio complementar depois. Pode ser do tipo competitiva/reversível, quando um inibidor semelhante ao substrato original compete com ele pelo sítio ativo da enzima, quem estiver em maior concentração vai ocupar o sítio ativo.
6. A glicose e a frutose são dois tipos de monossacarídeos importantes na alimentação humana que apresentam algumas diferenças. É correto afirmar que: 2 pontos
 
	 I.
	Tanto a glicose quanto a frutose são monossacarídeos que apresentam somente estruturas acíclicas.
	 II.
	A união das moléculas de glicose e frutose gera um outro tipo de açúcar: a sacarose.
	III.
	As estruturas acíclicas são instáveis devido à ressonância apresentada pelos grupos carbonilas.
	IV.
	A frutose e glicose são estereoisômero L.
	 V.
	A frutose é um anômero β.
As alternativas incorretas são:
a) I, II e III
b) I e II
c) I, IV e V
d) II e III
e) Nenhum delas é incorreta.
A glicose (C6H12O6) é um monossacarídeo do tipo aldohexose, já que possui uma cadeia com 6 carbonos e grupo funcional aldeído.
A frutose (C6H12O6) é um monossacarídeo do tipo cetohexose, pois possui 6 carbonos e possui o grupo funcional cetona.
7. A parede celular bacteriana não é uma estrutura homogênea, mas sim constituída por camadas de diferentes substâncias que variam em espessura e composição. Essas diferenças são úteis para a identificação e classificação das bactérias baseado no método de coloração denominado “Método de Gram”, que utiliza os procedimentos de coloração com cristal violeta, lavagem com lugol, lavagem com álcool-acetona e coloraçãocom safranina (fuscina).
Abaixo estão representadas as paredes de dois tipos de bactérias (A e B). Baseando-se nas informações fornecidas e com outras já estudadas. As alternativas corretas são (Circule): 0,5 ponto
	 A.
	A é uma bactéria que apresenta colação azul ao microscópio, pois contém uma camada espessa de peptideoglicano que fixa o cristal-violeta. (Gram+ parede espessa)
	 B.
	B é uma bactéria não patogênica, gram + e que apresenta coloração azul ao microscópio.
	 C.
	B é uma bactéria que apresenta coloração rosa ao microscópio, pois contém uma membrana de lipo-polissacarídeo que encobre uma fina camada de peptideoglicano. Dessa forma não fixa o cristal violeta. (Gram- parede delgada)
A e C estão corretas.