Questionário Bioquimica

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ENZIMAS
Qual a principal função das enzimas, como elas agem?
As enzimas têm como finalidade agir como catalisadoras de reações. Isso se
dá pois as enzimas diminuem a energia de ativação necessária para as
reações ocorrerem. Reações não enzimáticas possuem maior variação de
Energia de Gibbs, enquanto as reações catalisadas por uma enzima, haverá
menor variação na energia de Gibbs, visto que a enzima terá atividade
catalítica, acelerando a reação.
Na indústria de alimentos, é muito comum a utilização de enzimas a fim
de catalisar uma reação, isto é, aumentar sua velocidade de reação.
Durante um experimento, para a elaboração de um novo produto, foram
utilizadas duas enzimas, testadas seu pH, temperatura e concentração do
substrato e verificado seu desempenho. Qual a importância destes
fatores?
É importante se atentar ao testes com uso de diversos valores de pH e de
temperatura, visto que as enzimas agem de formas distintas em ambientes
distintos. As enzimas possuem pH ótimo de atividade que vão propiciar uma
maior atividade enzimática. Também possuem uma faixa de pH de
estabilidade, na qual possuem valores de rendimento 80-100%. Em relação à
temperatura também é muito importante, visto que existem enzimas
específicas que apenas são ativadas em temperaturas muito baixas e outras
muito altas 121°C, logo a temperatura ótima de cada enzima é algo muito
específico e que influencia na atividade enzimática. A concentração do
substrato é outro fator que influencia na atividade de enzima, visto que o
substrato irá se ligar no sítio ativo da enzima. Quanto maior a quantidade de
substrato, maior a atividade enzimática, mas até certo ponto, visto que, a
partir do momento que todos os sítios ativos forem preenchidos, haverá a
saturação de enzima e não haverá mais a modificação na velocidade
enzimática.
Se tratando de enzimas, podem ser aplicados inibidores enzimáticos, afim
de inibir ou diminuir a velocidade das reações enzimáticas. Fale sobres as
principais diferenças entres os inibidores reversíveis (competitivo e não
competitivo e incompetitivo) e irreversível.
O inibidor irreversível se liga quimicamente com a enzima, bloqueando seu
sítio ativo por definitivo, impedindo que haja a união do substrato à enzima.
O inibidor competitivo compete com o substrato pelo sítio de enzima. Na
presença deste, o Vmax pode ser alcançado se houver substrato suficiente
para a reação.) [=] Vmax; [↓] Afinidade; [↑] Km
O inibidor não competitivo irá se ligar à enzima em uma região distinta do
sítio ativo, modificando a sua conformação impedindo que o substrato se
ligue à enzima, atrapalha a função de enzima, mas são a afinidade desta.
[=] Km; [=] afinidade; [↓] Vmax
Já para inibidores incompetitíveis: o inibidor se liga ao complexo
enzima-substrato, inativando a ação enzimática. [↓] Km;[↓] Afinidade;[↓] Vmax
Km menor dá falsa impressão de maior afinidade da enzima com o substrato.
No entanto, também diminuiu o Vmax.
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
O caminho de glicose pelo metabolismo se dá através de glicólise, ciclo
de krebs e pela cadeia transportadora. Sobre eles, responda:
A. Onde ocorre cada um dos ciclos metabólicos?
Glicólise ocorre no citosol, CK na mitocôndria e cadeia transportadora ocorre
na matriz mitocondrial.
B. Quais os produtos de cada uma das reações?
Na glicólise são produzidos 2 CO2 e 2 NADH+H+
No CK são produzidos 2 GTP, 6 NADH+H+ e 2 FADH2 + 2 NADH+H+ que são
produzidos antes de entrar no ciclo (piruvato - Acetil Coa) totalizando 8
NADH+H+
E na cadeia transportadora todos esses produtos são sintetizados em ATP
C. Qual a função do oxigênio na cadeia respiratória?
O oxigênio tem função vital na cadeia respiratória. Após a entrada do H+ via
ATP sintase, ocorre a formação de ATP através de junção de ADP + pi em
conjunto com energia formada no giro de molécula. No entanto, a entrada de
H+ acidifica o meio, e o oxigênio carregado negativamente que está lá, terá a
função de se ligar ao H+ solto, produzindo H2O. Portanto, se não houver a
presença do oxigênio no ciclo, não tem como dar prosseguimento a
produção de ATP.
D. Ao final do ciclo na cadeia respiratória, quantos ATP são
produzidos? Como ocorre a transformação com NADH+H+ e FADH2??
Ao chegar na cadeia respiratória, os receptores intermediários NADH+H+ e
FADH2 entregam os elétrons e os H+ para o complexo na cadeia
transportadora de elétrons e ficam livres para voltar ao ciclo e pegar mais H+
e elétrons. Os H+ ficam na parte intermembranas querem voltar à membrana
a fim de igualar as cargas e para isso, conta com a ajuda de ATP sintase que,
ao entrar, ocorre a rotação, gerando energia cinética. Posteriormente é feita a
conversão de ADP + Pi em conjunto com a energia gerada, formando o ATP.
Neste processo podem ser formados até 32 ATP. Cada NADH+H+ tem a
capacidade de gerar 2,5 ATP, enquanto o FADH2 tem a capacidade de gerar
1,5 ATP.
Por que a lactose é tão prejudicial ao intestino de algumas pessoas que
não possuem a enzima B-galactosidase? Quais são as principais
aplicações tecnológicas desta enzima?
A B-galactosidase é sintetizada no epitélio do intestino e hidrolisa a lactose
em galactose + glicose. A intolerância a lactose em alguns indivíduos pode
causar diarreia aquosa, cólicas e flatulência. A lactose atrai água para o
interior do intestino por osmolaridade. A lactose será fermentada por
bactérias intestinais produzindo gases e ácidos.
A B-galactosidase pode ser utilizada para a produção de leite com baixo teor
de lactose para pessoas intolerantes a lactose, já que ocorre a quebra do
açúcar. A B-galactosidase pode agir como um agente tecnológico a fim de
eliminar arenosidade em sorvetes, leite condensado, doce de leite
hidrolisando a lactose em soro de leite.
O metabolismo de carboidratos pode ser anaeróbico e aeróbico, sendo o
primeiro chamado de via glicolítica ou glicólise. A respeito desse processo
responda:
A) Diferencie anabolismo de catabolismo
O catabolismo é um metabolismo de oxidação ou hidrólise, e têm como
objetivo de obter energia a partir de diversas reações. Uma via catabólica
bastante importante é a via glicolítica, que quebra uma molécula de glicose a
partir de 10 reações enzimáticas, formando o piruvato, liberando energia para
o sistema.
O anabolismo, inverso ao catabolismo, é caracterizado por ser um
metabolismo de síntese, utilizando moléculas pequenas para formar uma
maior. Uma via anabólica bastante importante é a gliconeogênese, que
transforma pequenos compostos (como o piruvato) e forma a glicose,
utilizando ATP.
B) Qual o principal produto desta reação e qual o seu destino?
O principal produto da glicólise é o piruvato, que pode ter diferentes destinos:
ele pode ser convertido em Acetil-CoA e levado até o ciclo de krebs, onde será
oxidado e produzirá energia; pode ser transformado em lactato a partir da
fermentação láctea ou pode produzir etanol pela fermentação alcoólica.
C) A glicólise é uma série de 10 reações catalisadas por enzimas,
dentre as quais temos alguns pontos de regulação. Quais são esses
pontos e quais as enzimas atuantes?
Os pontos de regulação da glicólise são as três reações que são irreversíveis,
que são reações com grande variação de energia livre negativa. São elas:
1- Glicose → Glicose-6-fosfato, catalisada pela hexoquinase
2- Frutose-6-fosfato → frutose-1,6-bifosfato, catalisada pela fosfofrutoquinase
3- Fosfoenolpiruvato → piruvato, catalisada pela piruvato quinase
FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA E LÁCTICA
Fale sobre a fermentação láctica e fermentação alcoólica
A fermentação ocorre no citosol, e irá se iniciar com a glicólise, gerando o
piruvato, 2 ATP e 2 NADH+H+, normalmente. O que diferencia, é que o
piruvato recebe H+ provenientes de doação do NADH, convertido em NAD+, e
se transforma em ácido láctico, que posteriormente é eliminado pela célula.
Ou ele pode se transformar em álcool e CO2, pela fermentação alcoólica, que
também será eliminada.
Em quais organismos é mais comum que haja a fermentação láctica e
alcoólica?
A fermentação láctica é comum em células musculares,bactérias,
protozoários e fungos, sendo usada para a produção de iogurte, coalhada e
queijos. Já a fermentação alcoólica é normalmente realizada por leveduras e
bactérias, utilizada principalmente para a fabricação de alimentos como o
pão e de bebidas como a cerveja, vinho e destilados.
Qual o rendimento de fermentação?
O rendimento é mínimo, gerando apenas 2 ATP
B-OXIDAÇÃO
Tendo em vista que a B-Oxidação não forma ATP em seu ciclo, quais são
os principais objetivos e produtos deste ciclo?
A B-oxidação dos lipídios têm como maior objetivo a formação de Acetil CoA,
NADH+H+ e FADH2. Ela consiste na adição por diversas etapas de CoA, no Acil
CoA graxo, liberando acetil CoA a cada ciclo de oxidação. O objetivo maior de
B-oxidação é gerar produtos que possam ser utilizados em outros processos
metabólicos, como o Acetil Coa, que irá para o CK e o NADH+H+ e o FADH2
que irão para cadeia transportadora.
A primeira reação, irá retirar 2 H+, por uma enzima desidrogenase, que serão
pegos pelo FADH2 e o resultado será uma ligação dupla. A segunda reação
será a hidratação de molécula adicionando H2O, que irá romper a dupla
ligação. A terceira ligação será a retirada dos 2 hidrogênios, em conjunto com
NADH+H+. O carbono está sendo oxidado, gerando novamente a ligação
dupla. Na quarta reação será colocada SCoA (pela enzima tiolase). E assim na
última volta vão ser formados 2 Acetil CoA.
Lembrando que em casos em que haja o número ímpar de carbonos, o AG irá
entrar na B-oxidação até que sobrem 3 carbonos (propinil CoA),
posteriormente ele se transforma em Succinil CoA a partir de 3 reações e 1
CO2, com gasto de 1 ATP. Este succinil CoA entra no CK e gera mais ATP.
Verificar quais das seguintes situações produzem corpos cetônicos e
explicar porque ocorre o acúmulo e como ocorre a formação destes.
A) Dieta rica em carboidratos e normal em lipídeos
B) Jejum
C) Dieta rica em lipídeos e normal em carboidratos
D) Diabetes
Os corpos cetônicos são formados no jejum e na diabetes. No diabetes, os
tecidos hepáticos não conseguem captar a glicose na corrente sanguínea.
Assim, para aumentar o nível de glicose no sangue a gliconeogênese
hepática é acelerada, gerando uma produção de corpos cetônicos acima de
capacidade de sua oxidação pelos tecidos extra-hepáticos.
Em jejum a baixa concentração de glicose vai gerar uma resposta no
pâncreas que vai ativar o hormônio glucagon na corrente sanguínea, ele vai
ativar o LHS (lipase hormônio sensível) que vai fazer a clivagem dos
triacilglicerois quebrando-os em AG e glicerol. AG vai seguir para o fígado,
sendo b-oxidados gerando grande quantidade de acetil coa, que entra na
mitocôndria hepática e na matriz mitocondrial serão produzidos corpos
cetônicos, a partir do substrato acetil CoA. Na corrente sanguíneas serão
transportados para o músculos (coração, cérebro...), a fim de economizar
glicose para os outros órgãos, como cérebro e hemácias.
No entanto, a formação de corpos cetônicos ocorre e pode ser maior que a
necessidade do cérebro, visto que o corpo está em estado de alerta. Desta
forma, o acúmulo de corpos cetônicos poderá acidificar o meio, causando a
cetose. Essa acidificação irá desregular o pH do organismo, podendo causar
efeitos indesejáveis, como o coma, e posteriormente a morte do indivíduo.
Explique o metabolismo de absorção de gordura pelo organismo, o papel
dos sais biliares e lipase pancreática.
Para que ocorra a absorção de gordura pelo organismo, é necessário que os
lipídeos sejam quebrados em moléculas menores. Essa quebra se inicia logo
quando o alimento entra em contato com a saliva, que possui a lipase salivar.
Em seguida, a gordura é quebrada em pequenas micelas pelos sais biliares
(liberados pela vesícula biliar). Essas pequenas micelas possuem uma
superfície de contato muito maior quando entram em contato com as
lipases, como a lipase pancreáticas, fazendo com que os TAGs se transformem
em DAGs, MAGs, AG livres e glicerol, e, então, são absorvidos pela parede
intestinal. Após a absorção, os componentes se reagrupam como TAGs e são
empacotados como quilomícrons, forma que entram no sangue e se
distribuem nos músculos e tecidos adiposos.
Explique como os AG saturados são oxidados no organismo
Os AG saturados com uma cadeia de número par de carbonos são oxidados
no metabolismo chamado de beta-oxidação. Para este metabolismo
acontecer, os AG precisam passar para dentro das mitocôndrias. Isso se da,
primeiramente, pela união do AG com uma coenzima A, formando o Acil-CoA.
Esse Acil-CoA é ligado a uma carnitina formando a acil carnitina, que
consegue ultrapassar as membranas das mitocôndrias. Dentro dessas, a acil
carnitina reage novamente com uma coenzima A, formando de novo o
Acil-CoA.
Esse Acil-CoA iniciará a beta-oxidação, que é um metabolismo de 4 reações
que acontecem ciclicamente. Cada ciclo da beta oxidação têm como objetivo
final a retirada de 2 carbonos do Acil-CoA na forma de um Acetil-CoA,
formando também 1 FADH2 e 1 NADH + H+, além de um novo Acil-CoA com
dois carbonos a menos, que entrará novamente no ciclo. Essas reações
acontecem até que toda a cadeia carbônica acabe em acetil-CoA. Esses são,
então, levados ao ciclo de Krebs e à Cadeia respiratória para a produção de
ATP.
METABOLISMO DE PROTEÍNAS
Sobre metabolismo de proteinas, qual a função principal de
transaminação?
A reação de transaminação é a reação central do metabolismo de proteínas.
Consiste na transferência do grupo amina de uma molécula para a outra. O
Aminoácido perde o grupo amina e se transforma em a-cetoácido, este que
pode entrar em outras via metabólicas, suprindo as necessidade do
organismo. O a-cetoácido perde um oxigênio e recebe o grupo amino do
aminoácido, se transformando em glutamato.
Explique como as proteínas podem ser uma fonte de glicose no
organismo e em quais situações
As proteínas podem ser transformadas em glicose quando seus esqueletos
carbônicos sofrem reações pela via da gliconeogênese, que têm a glicose
como produto final. Isso acontece em situações extremas, como jejum de
vários dias, já que os aminoácidos são a última fonte de energia do
organismo.
Explique quais são as classes de nutrientes que podem ser transformados
em acetil - COA. Explique quantos compostos ricos em energia podem ser
obtidos na oxidação completa de acetil-CoA, no nosso organismo. No
nosso organismo o Acetil Coa pode ser obtidos via Carboidratos, via Lipídios e
em menor quantidade via proteínas. Via carboidratos a partir de glicólise que
tem como produto final o piruvato que, antes de entrar no CK, se converte à
Acetil CoA (ação de piruvato desidrogenase). Via lipídios se dá pela B-oxidação
na qual o produto final, após diversas quebras, resulta em acetil CoA.
INTEGRAÇÃO METABÓLICA
Falando um pouco sobre integração metabólica, o que ocorre quando
estamos bem alimentados?
No estado bem alimentado, temos a ação de insulina, um hormônio
secretado pelo pâncreas que faz com que a glicólise ocorra sem maiores
problemas, visto que a insulina é o hormônio que regula as enzimas marca
passo, essenciais para o ciclo da glicólise, como a hexoquinase,
fosfofrutoquinase e a piruvato quinase. A glicose, em excesso é armazenada
em forma de glicogênio no fígado e ainda pode ser armazenada na forma de
gordura.
Falando um pouco sobre integração metabólica, o que ocorre quando
estamos em jejum?
Quando estamos em jejum ocorre a diminuição de secreção do hormônio
insulina e o aumento do hormônio glucagon. O glucagon tem função
antagônica em relação à insulina, sendo assim, ele irá sinalizar para que haja
menor realização de glicólise, visto que há pouca glicose no estado de jejum.
Sendo assim, haverão duas opções para o metabolismo: quebrar o glicogênio
armazenado via glicogenólise, ou produzir glicose a partir de outros
substratos, como os AG livres.
Falando um pouco sobre integração metabólica, o que ocorrerá no estado
de inanição?
No estado de inanição, o corpo não possui mais reservas energéticas de
glicose. Sendo assim, haverá a produção de corpos cetônicos por meio dosÁcidos Graxos. O glucagon, envia um sinal para ativar a lipase hormônio
sensível, que vai auxiliar na quebra dos TAG em ácidos graxos e glicerol. O AG
seguirá para o fígado para ser B-oxidado, gerando acetil Coa, que entrará na
mitocôndria hepática, produzindo corpos cetônicos, que auxiliarão nas
funções vitais.
Um atleta irá participar de 2 provas neste mês: a)100m rasos e depois de
algumas semanas irá b)correr uma maratona com 42 km. Quais serão as
principais fontes de energia em ambas as provas. Desenvolva!
A fonte de energia para provas de esforço imediato é o glicogênio muscular,
que dará energia de forma rápida para a prova de 100m. Para a maratona,
apenas o uso do glicogênio não é capaz de suprir toda a necessidade
energética, visto que se trata de uma prova muito extensa. Neste caso, o que
ocorre é a obtenção de energia via ácidos graxos, que, em conjunto com o
glicogênio (50% de atuação de cada) irá permitir que o candidato faça a
prova. O glicogênio atua mantendo os níveis de glicose constantes no
sangue, enquanto o AG dará a energia necessária para a corrida.
Qual fonte é a mais importante para a manutenção de glicemia durante as
últimas horas de jejum de 48 horas? A fonte mais importante após este
período são os corpos cetônicos, visto que após o jejum de 48 horas já foram
utilizados o glicogênio muscular (via rápida de energia) e os AG. Sendo assim,
são usados como fonte de energia no coração, no cérebro e no tecido
muscular.
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cora%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9rebro