Estudo dirigido - Introdução ao metabolismo

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Estudo dirigido – Introdução ao Metabolismo e à Sinalização Celular 
 
1) O que é metabolismo? 
Metabolismo é o conjunto de todas as transformações químicas que ocorrem 
em um célula ou em um organismo, que ocorre por meio de uma série de 
reações catalisadas por enzimas que constituem as vias metabólicas. 
 
2) Diferencie as rotas metabólicas do tipo anabólicas e catabólicas. 
As rotas anabólicas são as rotas de biossíntese, que formam macromoléculas – 
lipídeos, proteínas, polissacarídeos... - a partir de moléculas menores e mais 
simples. Essas rotas necessitam de energia, geralmente na forma de potencial 
de transferência do grupo fosforil do ATP e do poder redutor de NADH, 
NADPH e FADH2. 
Já no catabolismo ocorre a degradação das moléculas maiores – carboidratos, 
gorduras, proteínas... – em produtos mais simples. Essas rotas liberam energia, 
e parte dessa energia é conservada na forma de ATP e de transportadores de 
elétrons reduzidos (NADH, NADPH e FADH2); o restante é perdido como 
calor. 
 
3) Explique por que o ciclo de Krebs é considerado anfibólico: 
 
O ciclo de Krebs serve tanto para processos anabólicos quanto para processos 
catabólicos. Para os primeiros, fornece precursores para muitas vias de síntese 
por reações que serviam a esse propósito em ancestrais anaeróbios. Já para o 
catabolismo, exerce papel oxidativo de carboidratos, ácidos graxos e 
aminoácidos. 
 
4) “As rotas anabólicas e catabólicas não são uma simples reversão uma da 
outra”. Por que? 
Sim, a afirmativa está correta, pois os processos anabólicos e catabólicos são 
catalisados por enzimas diferentes em pelo menos uma de suas etapas. Além 
disso, uma das duas rotas é termodinamicamente muito mais favorecida do 
que a outra. 
 
5) Qual a importância da compartimentalização celular das rotas metabólicas? 
A importância se dá na regulação independente das rotas anabólicas e 
catabólicas. 
Além disso, as concentrações de intermediários, enzimas e reguladores podem 
ser mantidas em diferentes níveis nesses compartimentos distintos. Como as 
vias metabólicas são cineticamente controladas pela concentração do 
substrato, conjuntos separados de intermediários anabólicos e catabólicos 
também contribuem para o controle das taxas metabólicas. 
 
6) O que são intermediários metabólicos? Em uma via metabólica, a molécula 
precursora passa por uma série de modificações até o produto final. Em cada 
etapa, a molécula pode adquirir uma configuração distinta, denominada 
intermediário metabólico ou metabólitos. 
 
7) Diferencie rotas lineares e cíclicas. Dê exemplos. As rotas lineares se 
diferenciam das cíclicas na medida em que a primeira converte um substrato 
em intermediários metabólicos que dão origem ao produto, enquanto na 
segunda um composto inicial da via é regenerado em uma série de reações que 
converte outro componente inicial em um produto. 
 
Rota linear – glicólise 
Cíclica – ciclo de Krebs 
 
8) O que são enzimas marcapasso ou regulatórias? Qual a importância delas 
para o metabolismo celular? De que forma estas enzimas podem ser 
reguladas? 
São enzimas que têm a atividade catalítica aumentada ou diminuída em 
resposta a certos sinais. Sua importância se dá na medida em que a velocidade 
das reações catalisadas por enzimas regulatórias permitem que as células 
atendam às necessidades de energia e das biomoléculas de que precisam para 
crescer e se manter. Elas podem ser reguladas modificação covalente, efetores 
alostéricos, repressão gênica, entre outros. 
 
9) As células precisam se comunicar para responderem de forma sincronizada 
a um determinado estado metabólico. Os sinais químicos cumprem este 
papel de mensageiros celulares. Comente sobre os tipos de sinalização 
celular e os respectivos sinais químicos. 
Endócrina – a molécula sinalizadora é o hormônio; a comunicação é lenta; o 
hormônio age na célula alvo distante do sítio de síntese. 
Sináptica – a molécula sinalizadora é o neurotransmissor; a comunicação é 
muito rápida; a ação é em uma célula alvo próxima de onde a molécula foi 
formada. 
Parácrina – as moléculas sinalizadoras são chamadas de mediadores locais e 
agem em múltiplas células-alvo, próximas do local de sua síntese; a 
comunicação é rápida. Exemplos: fatores de crescimento, citocinas, 
interleucinas, eicosanóides e neurotransmissores. 
Autócrina – as moléculas sinalizadoras seguem sendo chamadas de 
mediadores locais porém a célula responde a substâncias liberadas por ela 
mesma. ; a comunicação é rápida. É usada por embriões/neonatos para 
desenvolvimento e crescimento e por adultos na resposta imune e 
inflamatória. 
Justácrina – Canais protéicos de junções comunicantes ou gap junctions (ions, 
metabólitos); ou proteínas ligadas à membrana plasmática de uma célula 
podem interagir com receptores de uma célula adjacente (fator de crescimento 
epidérmico - EGF). 
 
10) A transdução de sinal químico é a conversão de informação em alteração 
química. O sinal representa informações detectadas por receptores específicos 
e convertidas em resposta celular, que sempre envolve um processo químico. 
Logo, os mecanismos para isso são os processos pelos quais um sinal 
extracelular altera eventos intracelulares que participam em respostas 
bioquímicas e fisiológicas. 
 
11) Quais são as propriedades da transdução de sinal? 
Especificidade - uma complementaridade molecular precisa entre as 
moléculas sinalizadoras e receptoras, mediada pelos mesmos tipos de forças 
fracas (não covalentes) que controlam as interações enzima-substrato e 
antígeno-anticorpo. Outros sinais não se encaixam. 
Amplificação - quando enzimas ativam enzimas, o número de moléculas 
afetadas aumenta geometricamente na cascata enzimática. 
Modularidade - Proteínas com afinidades multivalentes formam diversos 
complexos de sinalização a partir de partes intercambiáveis. A fosforilação 
fornece pontos de interação reversíveis. 
Dessensibilização/Adaptação - a ativação do receptor dispara um circuito de 
retroalimentação que desliga o receptor ou o remove da superfície celular. 
Integração - Quando dois sinais apresentam efeitos opostos sobre uma 
característica metabólica, como, por exemplo, a concentração de um segundo 
mensageiro X ou o potencial de membrana Vm, a regulação é consequência da 
ativação integrada dos dois receptores. 
 
KD ou Constante de Dissociação - É a concentração de agonista livre que 
permite ligação de 50% do número total de sítios de ligação do receptor 
(metade da ocupação máxima). A afinidade do receptor pelo ligante é 
inversamente relacionada à KD. 
EC 50 ou Metade da Concentração Máxima Efetiva - É a concentração de 
agonista que causa metade da resposta máxima. EC é diretamente 
proporcional à KD