Lista Bioquimica II

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BIOQ II – Exercício Individual I
Nome: Gabriela Almeida Gomes Corrêa
1 – Oxidar e reduzir moléculas. Assim, a célula é capaz de se manter viva e garantir sua propagação ao longo das gerações. Explique como a energia flui entre esses dois processos a ponto de garantir a perpetuação da vida.
R= A oxidação faz parte dos processos catabólicos, através desse processo ocorre à quebra de moléculas complexas em moléculas menores liberando energia e convertendo-a em ATP, sua representatividade é necessária para funções vitais, o aumento da concentração de ATP faz com que haja a doação de fosfato. O termo redução faz parte dos processos de anabolismo, no qual utiliza a energia do ATP para sintetizar biomoléculas incorporando hidrogênio, o funcionamento adequado do nosso organismo depende do correto balanceamento e integração entre o anabolismo e o catabolismo, um exemplo disso é a montagem de aminoácidos nas proteínas maiores e a síntese subsequente de gordura e de glicogênio para a pessoa a utilizar como energia.
2 – Nas vias catabólicas é comum vermos a atuação de desidrogenases. Comente sobre a importância dessas enzimas no metabolismo.
R= As desidrogenases são importantes para o metabolismo por retiram hidrogênio de moléculas orgânicas através do FAD e NAD+, reduzindo em NADH e FADH2 que serão doadoras de elétrons, a cadeia transportadora de elétrons da respiração é um circuito para acionar as bombas de prótons, onde sua função é atrair esses prótons do lado da matriz para o lado do espaço intramembranoso, essa movimentação é importante para a produção da enzima ATP sintase, a ATP sintase sofre uma mudança de conformação em ATP através desses prótons, essa molécula funciona como a fonte de energia na qual é fundamental para realização dos processos celulares.
3 - A glicose, após ser absorvida no intestino delgado, pode ser encaminhada para 3 diferentes vias. Quais vias são essas e qual a função de cada uma? 
R= As vias metabólicas são: A glicólise, sua função é quebrar a molécula de glicose para extrair energia pra o metabolismo celular. A Segunda via é o Ciclo de Krebs, seu estágio é intermediário, o correndo entre a glicólise e a fosforilação, sua função é promover a quebra das moléculas de CO2 e Acetil-CoA com o proprósito de obter energia. E a terceira via é a Fosforilação Oxidativa, tendo com função a eliminação dos elétrons liberados na quebra da glicose e do Acetil-CoA, essa energia liberada pode ser armazenada sob forma de ATP.
4 – A degradação de carboidratos é um processo bioquímico presente em todos os seres vivos. Dizemos que a glicose pode ser completamente oxidada ou parcialmente oxidada dependendo da presença ou ausência de oxigênio. Diferencie esses processos de quebra de glicose na presença e ausência de oxigênio, apresentando os produtos dos mesmos.
R= A fermentação é um processo de obtenção de energia que ocorre sem a presença de gás oxigênio, ou seja, uma via de produção de energia anaeróbia. Nesse processo, o aceptor final de elétrons é uma molécula orgânica, a fermentação ocorre no citosol e inicia-se com a glicólise, quando ocorre a quebra de glicose em duas moléculas de piruvato, nesse momento o processo é parecido com a respiração celular.
O piruvato recebe elétrons do NADH e transforma-se em ácido láctico, que depois é eliminado pela célula, ele pode também se transformar em álcool e CO2, que também são posteriormente eliminados. Quando o piruvato é transformado em ácido láctico, ocorre a fermentação láctica, mas quando se transforma em álcool, a fermentação é chamada de alcoólica. 
Já na respiração aeróbica existem três etapas básicas: glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. A glicólise é uma etapa em que várias reações químicas ocorrem a fim de realizar a quebra da glicose em duas moléculas de ácido pirúvico da mesma forma que ocorre no processo de fermentação. Inicialmente ocorre a adição de fosfatos, provenientes de duas moléculas de ATP, à molécula de glicose. Após a adição, processo chamado de ativação, a molécula de glicose torna-se instável e quebra-se, formando duas moléculas de ácido pirúvico, essa quebra produz quatro moléculas de ATP e levando o saldo final do processo é de dois ATP.
Além da produção de ácido pirúvico, a quebra da glicose libera quatro elétrons e quatro íons. Dois H+ e os quatro e- são capturados por duas moléculas de NAD+, que passam para o estado reduzido: NADH. Posteriormente ao com o ciclo ácido cítrico, o piruvato, na presença de oxigênio, dá continuidade ao processo de respiração celular. Nas células eucariontes, o processo continuará no interior das mitocôndrias. Inicialmente, o piruvato entra na organela por meio do transporte ativo, ele é então convertido em acetil coenzima A, também chamado de acetil-CoA, para que possa ser usado no ciclo do ácido cítrico. Nesse processo, 2 moléculas de NADH são produzidas a partir de NAD+, e CO2 é liberado.
Respiração celular e fermentação são processos realizados para obtenção de energia, no entanto, ambos apresentam algumas diferenças, além dos processos, o saldo energético ATP também é diferente, enquanto o processo na presença de oxigênio são liberados 32 ATPs na ausência de oxigênio são liberados 2 ATPs.
5 – Abaixo estão listadas algumas enzimas da glicólise. Cite as funções dessas enzimas.
a) Hexoquinase
R= Sua função é a captação e fosforilação de glicose, consequentemente reduzindo a disponibilidade intracelular de glicose como substrato.
b) triose fosfato isomerase
R= É uma importante enzima da via glicolítica e da gliconeogênese, sua função é catalisar a isomerização reversível de dihidroxiacetona fosfato (DHAP) em gliceraldeído 3-fosfato (G3-P).
c) fosfoglicerato mutase
R= Sua função catalisar a transferência reversível do grupo fosfato entre C-2 e C-3 do glicerato. O íon Mg é essencial para essa reação.
d) gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase
R= É uma enzima essencial na via da glicólise e da gliconeogênese, sua função é catalisar a fosforilação oxidativa do substrato gliceraldeído-3-fosfato em 1,3- bifosfoglicerato na presença de NAD+ e fosfato inorgânico, sendo também capaz de catalisar a reação inversa.
6 – A via das pentoses fosfato é uma rota metabólica bastante empregada em tecidos que realizam ativamente biossínteses. Cite os produtos dessa via e os destinos dos mesmos.
R= A via pode ter três estágios, o primeiro são as reações oxidativas no qual produzem NADPH e ribulose-5-fosfato, o NADPH tem seu destino metabólico nas reações anaeróbicas que requerem doadores de elétrons, a ribulose-5-fosfato tem seu destino ao ciclo de Calvin, nas reações de escuro da fotossíntese. O segundo estágio são as reações de isomerização e epimerização, que transformam Ru5P em ribose-5-fosfato ou xilulose-5-fosfato, a ribose-5-fosfato contribui para síntese de nucleotídeos e ácidos nucléicos. O terceiro estágio são reações de quebra e formação de ligação carbono-carbono que convertem Xu5P e uma de R5P, em duas moléculas de frutose-6P e uma de gliceraldeído-3P, a frutose-6P ao ser convertida em glicose6P que pode tornar a entrar na via das pentoses-fosfato ou ir para glicólise e o gliceraldeído-3P para o destino da glicólise. 
7 – O ciclo de Krebs é uma via anfibólica. Explique:
R= O ciclo de Krebs é uma via anfibólica, porque atua tanto como catabólica quanto como anabólica, a catabólica porque é o ponto para o qual convergem as vias de degradação de açúcares, proteínas e lipídios em células aeróbica e anabólica porque fornece precursores para várias vias biossintéticas.
8 – Apresente duas reações do ciclo de Krebs, incluindo os nomes das enzimas, os substratos e produtos formados. Cite quatro moléculas/íons que agem como reguladores alostéricos de enzimas do ciclo de Krebs, informando sobre qual enzima atua e se o efeito é ativador/inibidor.
R= A primeira reação é da enzima citrato sintetase  que catalisa a reação de transferência do grupo acetil, proveniente da acetil-CoA, para o ácido oxaloacético ou oxaloacetato formando o ácido cítrico ou citrato e liberando a CoenzimaA. A segunda são reações que ocorrem de oxidação e descarboxilação originando ácido cetoglutárico ou cetoglutarato, é liberado CO2 e forma-se NADH+ + H+.
Os reguladores do ciclo de Krebs são complexo piruvato desidrogenase, isocitrato desidrogenase, complexo αcetoglutarato desidrogenase (oxoglutarato desidrogenase), citrato sintase. O piruvato desidrogenase é inibida pelos próprios produtos, acetil-CoA e NADH, o citrato sintase é inibida pelo próprio produto, citrato. Também inibida por NADH e succinil-CoA (sinalizam a abundância de intermediários do ciclo de Krebs), o isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase, tal como a citrato sintase, são inibidas por NADH e succinil-CoA. A isocitrato desidrogenase também é inibida por ATP, e estimulada por ADP. Todas as desidrogenases mencionadas são estimuladas pelo íon de cálcio.
9 - Embora o oxigênio não participe diretamente do ciclo do ácido cítrico, este último opera apenas quando o O2 está presente. Por quê?
R= Pois o NADH, FADH e FADH2 necessários para o ácido cítrico são produzidos na cadéia trasportadora de elétron onde o oxigênio é fundamental, na cadeia transportadora de elétrons existe um complexo proteico chamado Citocromo  oxidase, ele é o aceptor final de oxigênio na cadeia, formando finalmente o produto de refugo, a água. Sem o oxigênio, de uma forma direta, não há ciclo de Krebs.
10- Os triacilpliceróis são hidrofóbicos, por isso precisam ser emulsificados antes de serem degradados pelas enzimas intestinais. Partindo desse princípio, explique como ocorre o transporte dos triacilgliceróis e ácidos graxos no sangue.
R= Os ácidos graxos livres movem-se através da membrana celular do adipócito e ligam-se à albumina no plasma, que os transportam aos tecidos, onde os ácidos graxos se difundem para as células e são oxidados para obtenção de energia. O cérebro e outros tecidos nervosos, eritrócitos e medula adrenal não utilizam ácidos graxos plasmáticos para obter energia.
Na biossíntese e degradação de triacilgliceróis, cerca de 75% de todos os ácidos graxos liberados pela lipólise são reesterificados, formando triacilgliceróis, em vez de serem utilizados como combustível. A reciclagem dos ácidos graxos acontece no tecido adiposo, com a reesterificação ocorrendo antes da liberação na corrente sanguínea; parte ocorre em um ciclo sistêmico, pelo qual os ácidos graxos livres são transportados ao fígado, reciclados em triacilgliceróis, exportados mais uma vez para o sangue e captados novamente pelo tecido adiposo após sua liberação a partir dos triacilgliceróis pela lipase lipoproteica extracelular.
11 - Sobre catabolismo de ácidos graxos, responda:
a) No que consiste a via da -oxidação? 
R= A via da beta-oxidação é um processo catabólico de ácidos graxos, para obtenção de energia, dependendo das necessidades do indivíduo. Ela ocorre na mitocôndria, onde fragmentos de dois carbonos são retirados a partir da carboxila terminal da acil-CoA, sendo originados acetil-CoA, NADH e FADH2.
b) Quais são os produtos da via?
R= Os produtos finais obtidos a partir da Beta oxidação são a acetil-CoA, o FADH2 e o NADH.
c) Quais são os destinos dos produtos?
R= Os destinos finais desses produtos são cetogénese, ciclo de Krebs e na biossíntese dos lipídios.
d) Discuta sobre a função da molécula carnitina encontrada nas células.
12 – Quantas moléculas de ATP são produzidas após a oxidação completa de um ácido graxo de 18 carbonos (indicar os cálculos)?
R= O ácido graxo de 18 carbonos gera 9 moléculas de Acetil- CoA com dois carbonos cada um, a beta oxidação ocorre mais de uma vez, são cinco passagens que o ácido graxo sofre através da beta oxidação, na qual cada passagem gera um NADH e um FADH2.
Então, 5 passagens serão 5 NADH e 5FADH2, cada NADH possui 2,5 ATP x 5= 12,5. Cada FADH2 possui 1,5 de ATP x 5= 7,5. Dessa forma, 12,5 + 7,5= 20 ATPs na beta oxidação. Posteriormente, deve fazer a conta de 9 Acetial-CoA que irão para o ciclo de Krebs, cada passagem ao ciclo de Krebs libera 3 NADH, 1FADH2 e 1 ATP, totalizando 10 ATPs por volta do ciclo.
Cada Acetil-CoA da volta no ciclo uma vez, se são 9 dessas moléculas, serão 9 voltas, se cada volta são liberados 10 ATPs, no total serão 90 ATPs, ou seja, 90ATPs + 20 ATPs = 110 ATPs. 
13 – Quais condições metabólicas levam a produção de corpos cetônicos? Onde os corpos cetônicos são produzidos? Qual é a origem dos carbonos que compõem os corpos cetônicos? Cite os nomes dos corpos cetônicos.
R= Casos como jejum prolongado, ou diabetes melito não tratado, resultam em uma superprodução de corpos cetônicos, durante o jejum, a gliconeogênese retira a maior parte dos intermediários do ciclo de Krebs, redirecionando o acetil-CoA para a produção de corpos cetônicos. 
 
Durante o processo de oxidação dos ácidos graxos no fígado, o acetil-CoA formado pode entrar no ciclo do ácido cítrico ou pode ser convertido nos corpos cetônicos, que são exportados para outros tecidos através da circulação sanguínea. Os corpos cetônicos são acetoacetato, acetona e β-hidroxibutirato.
14 – Os cotilédones das sementes contêm reserva energética para uso na fase inicial do desenvolvimento vegetal. Essa reserva é constituída principalmente por carboidratos e lipídios, partindo do pressuposto que plantas não utilizam lipídios como fonte de energia, como ocorre à utilização dos lipídios armazenados para a produção de moléculas úteis?
R= Durante a germinação, os triacilgliceróis armazenados em sementes de oleaginosas, são convertidos em glicose, sacarose e em uma grande variedade de outros metabólitos essenciais. Os ácidos graxos liberados dos triacilgliceróis são ativados por transformação em seus derivados de coenzima A e oxidados nos glioxissomos, por meio do mesmo processo de quatro passos que ocorre nos peroxissomos, o acetil CoA formado a partir dos lipídios é convertido em succinato através do ciclo do glioxalato e succinato é exportado para as mitocôndrias, nestas, as enzimas do ciclo de Krebs o transformam em malato. Uma isoenzima da malato desidrogenase oxida o malato em oxaloacetato, um precursor da gliconeogênese. As sementes em germinação podem, assim, converter em glicose os átomos de carbono armazenados na forma de lipídios. 
15 - Células de leveduras podem crescer na presença de oxigênio molecular (aerobicamente) e na sua ausência (anaerobicamente). Em qual das duas condições você esperaria que elas crescessem melhor? Explique a sua resposta.
R= Nas condições em que há a presença de oxigênio, pois é mais eficiente na quebra da glicose por produzir 38 moléculas de ATP a partir da degradação de uma molécula de glicose, com a obtenção de energia sem haver a utilização de gás oxigênio, o início da fermentação é dado após a quebra da glicose que gera apenas duas moléculas de ATP para cada molécula de glicose degradada.
16 - Escreva um pequeno texto de 5 a 10 linhas que sintetize o que você aprendeu até agora.
R= A disciplina de bioquímica II está sendo muito importante para estudar as estruturas moleculares e os processos químicos relacionados à vida, esse processos envolvem síntese e degradação de nutrientes de uma célula, os carboidratos, gorduras, e proteínas constituem em uma fonte de energética essencial para o desenvolvimento das células e consequentemente o funcionamento das ações do cotidiano.