P2-B

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BIOQUÍMICA - IQB366 - 2° SEMESTRE/2020 
PROVA 2 - B 
Profa Elis Eleutherio - Entrega das respostas até 16/5/21, 23:59h, por email 
(eliscael@iq.ufrj.br). Respostas manuscritas e salvas no formato pdf 
 
1) A levedura Saccahromyces cerevisiae, microrganismo usado na fabricação de massas, bebidas 
alcoólicas e álcool combustível, é capaz de metabolizar glicose a etanol e CO2 (fermentação) ou 
oxidar glicose completamente a CO2 (respiração). I) Explique por que esta levedura produz etanol 
quando cultivada em altas concentrações de glicose, independentemente da presença de oxigênio. II) 
Explique também por que não ocorre produção de etanol quando a levedura usa carboidratos através 
do metabolismo respiratório. 
2) Com base na figura abaixo, explique por que esta levedura é incapaz de fermentar anaerobicamente 
xilose a etanol, embora seja capaz de fermentar glicose. Quando cultivada em xilose em condições 
anaeróbicas ocorre um acúmulo de xilitol ao invés de produção de etanol. Explique ainda por que a 
clonagem da enzima recombinante xilose isomerase (XI) do fungo Piromyces na levedura pode 
reverter esta deficiência. Apenas a clonagem desta enzima recombinante eliminaria o acúmulo de 
xilitol? Explique. 
Legenda da figura: Xylose reductase (Gre3); xylitol dehydrogenase (Xyl2); xylulokinase (Xks1). 
HXT, hexose transporters; G3P – glyceraldeyde-3 phosphate; PPP-pentose phosphate pathway (PPP); 
xylose isomerase (XI). 
 
3) Usando espectrometria de massas (MS), Mario Klimacek et al, 2010 (APPLIED 
ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, vol. 76, p. 7566–7574), determinaram as concentrações 
intracelulares de vários metabólitos envolvidos na conversão de xilose em etanol em 3 linhagens de 
S. cerevisiae cultivadas em glicose ou xilose. Os resultados são mostrados em forma de um gráfico 
de barras. I) A partir destes resultados e de posse do ∆G°’ padrão, explique como foi calculado ∆G’ 
de cada reação (mostrados como círculo vazio, círculo cheio e triângulo). II) Com base nestas 
informações, determine que enzimas controlam a conversão xilose-etanol em S. cerevisiae : a) nas 
mutantes BP10001 and BP000 e b) na linhagem controle (não mutada)? Explique. 
 
 
FIG. 2. Results obtained from quantitative metabolomics and thermodynamic analysis of the central 
carbon metabolism. Concentrations of metabolites are given in µmol/g CDW(cell dry weight), 
except for S7P (indicated by an asterisk), for which the relative MS signal per g CDW is shown. 
Metabolite pools obtained for mutant strains genetically modified for xylose fermentation BP10001 
and BP000, and control strain (not modified) CEN.PK 113-7D on xylose, and CEN.PK 113-7D on 
glucose are shown as bars from left to right, respectively. Results from thermodynamic analysis are 
displayed as ΔG’ values (given in kJ/mol) for BP000 (open circles) and BP10001 (filled circles) on 
xylose and CEN.PK 113-7D on glucose (open triangles).