Lista_de_exerccios_3a_aula

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Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)
Instituto de Química (IQ)
Departamento de Bioquímica (DBQ)
Prof. Cristiano Riger
1) Sabendo-se que a uréia (NH2 – CO – NH2) pode ser decomposta em CO2 (gás carbônico) e NH3 (amônia), um estudante interessado em obter NH3 rapidamente a partir da uréia, preparou uma série de tubos e incubou-os a 30 ºC por 10 minutos; com exceção do tubo 9, que foi incubado a 100 ºC. Após este período, dosou a amônia nos tubos. A composição dos tubos (com volume de 1mL) e os resultados de suas dosagens foram:
	Tubos
	Uréia
	Urease
	NH3
	1
	2,5mM
	0,1μg
	0,21 μmoles
	2
	5,0mM
	0,1μg
	0,42 μmoles
	3
	10mM
	0,1μg
	0,59 μmoles
	4
	15mM
	0,1μg
	0,67 μmoles
	5
	25mM
	0,1μg
	0,73 μmoles
	6
	50mM
	0,1μg
	0,78 μmoles
	7
	100mM
	0,1μg
	0,79 μmoles
	8
	200mM
	0,1μg
	0,78 μmoles
	9
	200mM
	0,1μg
	0,00 μmoles
	Responda as perguntas, justificando suas respostas:
A) Por que não houve formação de NH3 no tubo 9?
B) De que dependeu a velocidade de reação neste experimento?
C) O que se pode dizer sobre a velocidade de reação nos tubos 5 a 8?
D) Como obter velocidades de reação maiores?
2) Explique a importância do fato da hemoglobina ser uma proteína alostérica.
3) Imagine que você, desejando caracterizar uma enzima recém isolada, preparou diversos tubos de ensaio, cada qual contendo 0,1 μM da enzima, com concentrações crescentes de substrato. Após um período de incubação na temperatura adequada, você mediu as concentrações do produto formado e obteve os dados como na tabela abaixo.
 [S] (mM) Vo (μmol/min)
 0 0
 2 25
 4 38
 6 43
 8 47
 10 48
 12 49
	Sem realizar nenhum cálculo utilizando a equação de Michaelis-Menten, estime os valores da velocidade máxima da reação e da constante de Michaelis-Menten para este processo explicando o seu raciocínio.
4) Analise os dados da tabela abaixo onde uma enzima e três substratos foram incubados juntos.
Utilizando os seus conhecimentos sobre KM, explique a diferença encontrada na quantidade total de Glicose-6-fosfato e Frutose-6-fosfato formadas.
5) Uma enzima purificada foi incubada com seu substrato em concentração saturante e a velocidade máxima da reação foi determinada. A adição de uma substância X ao meio de reação reduziu a velocidade da reação. No entanto, a velocidade máxima da reação na presença do inibidor foi muito próxima aquela obtida na sua ausência, quando a concentração de substrato foi elevada em 10 vezes.
a) Explique o provável mecanismo de inibição enzimática promovida pela substância X?
b) Explique o provável efeito deste inibidor sobre o km e sobre a velocidade máxima da reação?
6) O soro sanguíneo humano contém uma classe de enzimas conhecidas como fosfatases ácidas, que hidrolisam ésteres fosfato biológicos sob condições levemente ácidas (pH 5,0). As fosfatases ácidas são produzidas pelas hemácias, fígado, rim, baço e glândula prostática. A enzima da glândula prostática é importante clinicamente, porque o aumento de sua atividade no sangue pode ser uma indicação de câncer de próstata. A fosfatase da glândula prostática é fortemente inibida pelo íon tartarato, mas as fosfatases ácidas de outros tecidos não. Como essa informação pode ser usada para desenvolver um procedimento específico para medir a atividade da fosfatase ácida da glândula prostática no soro sanguíneo humano?
7) A anidrase carbônica é fortemente inibida pela droga acetozolamida, que é usada como um diurético (ou seja, para aumentar a produção de urina) e para diminuir a pressão excessiva alta nos olhos (devido ao acúmulo de fluido intra-ocular) no glaucoma. A anidrase carbônica desempenha um papel importante nesses e em outros processos de secreção, porque ela participa na regulação do pH e do conteúdo de bicarbonato de vários fluidos biológicos. A curva experimental da velocidade inicial da reação (como porcentagem da Vmax) versus [S] para a reação da anidrase carbônica é ilustrada ao lado (curva superior "No inhibitor"). Quando o experimento é repetido na presença de acetozolamida, a curva inferior é obtida. A partir de uma inspeção das curvas e do seu conhecimento das propriedades cinéticas dos inibidores competitivos e mistos das enzimas, determine a natureza da inibição pela acetozolamida explicando seu raciocínio e estime os valores de Km e Vmáx.
8) A glicoquinase e a hexoquinase são duas enzimas que reagem com o mesmo substrato, a glicose. Ambas são enzimas intracelulares que fosforilam a glicose formando glicose 6-fosfato (G6P). Dependendo da enzima produtora, a G6P pode ser degradada na via da glicólise para gerar energia ou então ser usada para síntese de glicogênio. A glicólise ocorre nos tecidos em geral e a síntese de glicogênio ocorre principalmente no fígado. A síntese do glicogênio somente acontece quando existe excesso de glicose no sangue. Essa é uma forma de armazenar esse açúcar. Observe a figura a seguir, que apresenta as velocidades de reação dessas duas enzimas em função da concentração da glicose. Níveis normais de glicose no sangue estão ao redor de 4mM.
Qual das duas enzimas gera G6P para síntese de glicogênio hepático como estoque de glicose no corpo? Justifique sua resposta.
9) O gráfico abaixo mostra o plot de Lineweaver-Burk para a determinação da velocidade de uma reação enzimática em função da concentração do substrato, na ausência e na presença de 1 mM de um inibidor. Calcule Vmáx e Km nos dois 2 casos.
10) O KM de certa enzima de comportamento michaeliano é igual a 1 x 10-5 M. Numa concentração de substrato igual a 0,1 M, a velocidade inicial experimental foi igual a 37 mmol/min para uma certa concentração da enzima. No entanto, diminuindo a concentração do substrato para 0,01 M, observou-se que a velocidade de reação permaneceu sendo igual a 37 mmol/min. Por que uma redução de dez vezes na concentração do substrato não produziu nenhuma variação perceptível na velocidade da reação? Explique.
11) O oxalacetato é o substrato da enzima oxalacetato desidrogenase. Por que a molécula de oxalato pode ser considerada um potente inibidor dessa enzima?
12) A enzima aldeído desidrogenase (ALDH) mitocondrial é uma proteína dependente de NAD+ que catalisa a oxidação de acetaldeído (tóxico) em outros aldeídos alifáticos (não–tóxicos). Apesar de existirem várias isoformas de ALDH no organismo, a enzima mitocondrial apresenta um KM muito baixo para o substrato acetaldeído (1 mM). Pelo menos metade da população dos orientais apresenta um defeito genético, não sintetizando a ALDH mitocondrial. Ao ingerir bebidas alcoólicas, mesmo em pequenas doses, eles apresentam sintomas de faces avermelhadas, taquicardia, náusea e hipotensão. Sabendo-se que o acetaldeído é produzido pelo metabolismo do etanol quando oxidado no fígado pela álcool desidrogenase, explique os efeitos observados do ponto de vista da catálise enzimática.
(e) A migrará para o polo positivo, B não migrará e C e D migrarão para o polo negativo.
13) Um novo medicamento para o tratamento da hipercolesterolemia foi desenvolvido. O medicamento é um inibidor de uma enzima envolvida na biossíntese do colesterol. O gráfico do duplo-recíproco da enzima que é inibida pelo medicamento na presença e ausência do medicamento está mostradoabaixo. Assinale a alternativa correta e apresente uma justificativa.
(a) O KM na presença e ausência do medicamento é igual e apresenta o valor de 2 uM/s.
(b) O medicamento deve ser um inibidor não competitivo já que ele não altera o KM da enzima.
(c) O medicamento deve apresentar semelhança estrutural com o substrato.
d) O medicamento reduz o KM da enzima de 4 mM para 1 mM.