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Ministério da Educação UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ PPGBIOTEC - Programa de Pós Graduação em Biotecnologia Disciplina de Bioquímica de Microrganismos – BT41G Nome: JAÍNE SCHNEIDER Data: 30/09/2020 Estudo dirigido – Segunda semana (Glicólise) 1-Por que a glicose é uma molécula tão importante para os organismos? A glicose possui muitos átomos de hidrogênio, que são compostos altamente reduzidos, contendo uma grande quantidade de energia potencial. 2- A fermentação e a respiração são dois mecanismos pelos quais os quimiorganotróficos podem conservar a energia a partir da oxidação de compostos orgânicos, como ocorre à síntese de ATP durante esses dois mecanismos? Após a formação do ácido pirúvico na glicólise, os dois mecanismos podem ocorrer, fermentação ou respiração. Na respiração, o processo de geração de ATP ocorre à oxidação das moléculas e o aceptor final de elétrons é produzido fora da célula e é uma molécula inorgânica. Na fermentação, o ATP é gerado somente na fase da glicólise. 3- Qual é o significado de uma reação exergônica e de uma endergônica? A reação exergônica é uma reação que libera energia. Ao contrário da reação endergônica, que requer energia para que a reação ocorra. 4- Por que o acetil fosfato é considerado um composto rico em energia, mas a glicose-6-fosfato não? As energias para as reações de hidrólise e síntese do ATP e compostos relacionados variam bastante, dependendo da composição do meio em que eles se encontram. A variação nos valores das constantes de equilíbrio de hidrólise de ATP e outros compostos possuindo uma ligação do tipo fosfoanidrido estão relacionados às mudanças de entropia em solução, que é o caso do acetil fosfato. Em oposição a esta classe de compostos está os outros compostos organofosfatados, como glicose-6-fosfato e glicerol-α-fosfato, que apresentam uma contribuição muito pequena em entropia para suas reações de hidrólise. 5- Onde na glicólise o NADH é produzido? Onde o NADH é consumido? A produção do NADH ocorre através da primeira reação redox da glicólise, onde uma enzima específica, chamada gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase reduz a coenzima NAD + em NADH e quatro moléculas de ATP são formadas por fosforilação a nível de substrato. Entretanto, como o NAD + corresponde somente a um transportador de elétrons e não um aceptor terminal de elétrons. Por isso, o NADH produzido é novamente oxidado a NAD + a fim de que a glicólise prossiga e isso ocorre através da redução do piruvato pelo NADH e produtos da fermentação. 6- Com as suas palavras como você resumiria a glicólise, apontando os eventos mais importantes que ocorrem. A glicólise é basicamente a oxidação da glicose em ácido pirúvico. As principais ocorrências são: a quebra da molécula de glicose em duas partes contendo três carbonos, utilizando 2 ATP para que ocorra essa reação. A glicólise ocorre sem ou com a presença de oxigênio, ocorrem dez reações químicas, cada uma com auxilio de uma enzima diferente. Ao final da reação as duas moléculas de carbono são oxidadas em diversas etapas a duas moléculas de ácido pirúvico, nessas reações, duas moléculas de NAD + são reduzidas a NADH e quatro moléculas de ATP são formadas por fosforilação. Portanto ao final da etapa da glicólise tem-se um crédito de 2 ATPs formados para cada molécula de glicose que é oxidada. 7- A glicose é o substrato inicial da via glicolítica, porém em muitos casos os carboidratos disponibilizados aos micro-organismos podem ser o amido, a celulose, a sacarose ou a lactose. Explique, bioquimicamente, a estratégia utilizada pelo micro-organismo para catabolizar cada um desses carboidratos e então iniciar a glicólise. A celulose é degradada pela enzima celulase e o amido pela amilase. A atividade dessas enzimas libera a glicose do polímero, podendo então seguir no processo. A lactose é separada em glicose e galactose por atividade da enzima β-galactosidase, e a sacarose é dividida em glicose e frutose resultantes da enzima invertase. Como a frutose e galactose ainda não podem seguir o processo, a enzima isomerase os converte em glicose para seguir na via glicolítica. 8- Seguindo o mesmo enunciado da questão anterior, você acredita que qualquer daqueles carboidratos citados podem ser utilizados para todos os micro-organismos. Justifique a sua resposta. É possível catabolizar os diversos tipos de carboidratos desde que se tenha no organismo as enximas necessárias para a conversão dos mesmos em glicose. Caso o microrganismo não possua uma enzima especifica para catabolizar um carboidrato, este não poderá utilizar o substrato. 9- Além do ácido láctico e do etanol, liste outros produtos de fermentação que podem ser produzidos quando a glicose é fermentada pela glicólise. Microrganismo Produto final da fermentação Streptococcus, Lactobacillus, Bacillus Ácido Láctico Saccharomyces Etanol e CO2 Propionibacterium Ácido propiônico, ácido acético, CO2 e H2 Clostridium Ácido butírico, butanol, acetona, álcool isopropílico e CO2 Escherichia e Salmonella Etanol, ácido láctico, ácido succínico, ácido acético, CO2 e H2 Enterobacter Etanol, ácido láctico, ácido fórmico, butanodiol, acetoína, CO2 e H2 10- Leia o tópico: ” Saccharomyces cerevisiae: fermentação ou respiração?” da página 89 e responda. Por que na produção de vinho o recipiente deve ser vedado contra entrada de ar? Pois os microrganismos optam pelo método que mais os favorece energeticamente e a energia oferecida é muito maior se ocorrer a respiração que será convertida a CO2 do que se ocorrer a fermentação. Deve-se vedar o recipiente para “obrigar” os microrganismos a realizarem a fermentação, ou seja, tornar o ambiente anóxico.
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