Estudo dirigido Biossíntese e degradação de ácidos graxos e aminoácidos

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ESTUDO DIRIGIDO DE BIOQUÍMICA CELULAR 
 
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1) Em bioquímica, é muito comum usarmos isótopos radioativos em experimentos para descobrirmos o destino final de certos átomos 
em uma determinada via metabólica ou reação. Dessa forma, moléculas previamente marcadas com 18O, 3H, 14C ou 32S, por exemplo 
podem ser rastreadas pela leitura da radioatividade desde o início até o final de uma via, incluindo seus intermediários. 
 
 
 
Com base na ativação dos ácidos graxos mostrada no esquema acima, responda: 1) Caso o ácido carboxílico do ácido graxo esteja marcado com 18O, 
em qual(is) produto(s) final(is) da reação geral você esperaria encontrar radioatividade? 2) Caso a molécula água mostrada na reação geral esteja 
marcada com 18O, em qual(is) produto(s) final(is) você esperaria encontrar radioatividade? 3) Caso a molécula de CoA na reação 2 esteja marcada 
com 32S, em qual parte da célula você esperaria encontrar a radioatividade? 4) Caso o carbono da carboxila do ácido graxo esteja marcado com 14C, 
em quais intermediários ou produtos finais listados a seguir poderíamos encontrar radioatividade? (A) glicose; (B) CO2; (C) corpos cetônicos; (D) 
citrato. Justifique suas respostas. 
 
 
2) Quando o [2-14C,15N] glutamato sofre oxidação degradativa no fígado de rato, em quais dos seguintes metabólitos cada um dos 
isótopos será encontrado: (a) uréia, (b) succinato, (c) arginina, (d) ornitina? Justifique 
[2-14C,15N] glutamato 
 
 
3) A acetil-CoA carboxilase é o principal ponto de regulação na biossíntese dos ácidos graxos. A seguir são descritas 
algumas das propriedades dessas enzimas: 
a) a adição de citrato ou isocitrato eleva a Vmáx da enzima por um fator de, pelo menos, 10. 
b) A enzima existe em duas formas interconversiveis que diferem marcadamente nas suas atividades: 
 Protômeros (forma inativa) D polímero filamentoso (forma ativa) 
 
O citrato e o isocitrato ligam-se preferencialmente à forma filamentosa, enquanto o palmitoil-CoA liga-se 
preferencialmente ao protômero. Explique como essas propriedades são consistentes com o papel regulador da acetil-
CoA carboxilase na biossíntese dos ácidos graxos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Amanda de Castro Souza
Amanda de Castro Souza
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1) Um dos átomos de oxigênio é retirado pelo AMP, enquanto o outro permanece até a formação de acetil-CoA
2) Fosfatos inorgânicos
3) No espaço intermembrana da mitocôndria, uma vez que a coenzima A é desligada da molécula pela enzima carnitina acil-transferase I presente na membrana mitocondrial interna
4) A resposta correta é citrato, pois o carbono da carboxila permanece até a formação de oxalacetato, que pode ser convertido em citrato em um desvio do ciclo.
Amanda de Castro Souza
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Amanda de Castro Souza
Amanda de Castro Souza
Amanda de Castro Souza
Amanda de Castro Souza
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O isótopo 15N será identificado na formação de amônia que, através do ciclo da ornitina, será transformada em ureia.
Já o isótopo 14C será encontrado no succinato, pois permanece ligado ao alfacetoglutarato, que adentra o ciclo do ácido cítrico.
Amanda de Castro Souza
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Em altas concentrações de acetil-CoA e ATP, o oxalacetato reage com acetil-CoA originando citrato. Esse citrato é deslocado para o citosol, onde servirá tanto de precursor para acetil-CoA citosólico quanto de regulador alostérico da enzima acetil-CoA carboxilase. Em sua forma ativa, a enzima forma polímeros longos, forma mais favorável à ligação com o citrato. Essa interação promove uma modificação que impede a polimerização da enzima, levando-a a adotar a forma inativa de protômero, mais favorável à ligação com o palmitoil-CoA. Assim, quando há excesso de produção energética na matriz mitocondrial, observa-se grande concentração de citrato no citosol, o que promove a ativação da acetil-CoA carboxilase e, consequentemente, a síntese de ácidos graxos. 
 
4) Observe as figuras abaixo: 
 
A) 
 
 
B) 
 
 
 
 
C) 
 
 
A reação mostrada em A é o passo inicial para a formação do aminoácido arginina a partir de glutamato. Nesta reação, 
a amina primária do glutamato é bloqueada por um acetil, resultando em um intermediário denominado N-
acetilglutamato. O N-acetilglutamato, por sua vez dará origem ao N-acetilglutamato g-semialdeído. Comparando as 
estruturas do N-acetilglutamato g-semialdeído (B) e do glutamato g-semialdeído (C), e sabendo que o glutamato g-
semialdeído é um intermediário precursor da prolina, um aminoácido cíclico, explique a importância da acetilação do 
glutamato para a formação de arginina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Amanda de Castro Souza
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O glutamato-gama-semialdeído possui uma estrutura em que, muito favoravelmente, o carbono da carbonila reagirá com a carga positiva da amina primária, formando uma estrutura cíclica que posteriormente dará origem à prolina. Para que isso não ocorra e permita a formação da arginina, a acetilação da amina primária impede essa reação de ciclização, sendo que o grupamento acetil é retirado posteriormente no processo, quando o átomo de carbono da carbonila já não apresenta mais carga resultante negativa.