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Princípios de Bioquímica de Lehninger - 6ª Ed. 2014

Exercícios resolvidos: Princípios de Bioquímica de Lehninger - 6ª Ed. 2014

David L Nelson, Michael M MIBSN: 9788582710722

Elaborado por professores e especialistas

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Exercício

Medida das concentrações intracelulares dos metabólitos. A medida das concentrações intracelulares dos metabólitos em uma célula viva apresenta grandes dificuldades experimentais – geralmente a célula deve ser destruída para que possam ser medidas as concentrações dos metabólitos. Além disso, as enzimas catalisam interconversões metabólicas muito rapidamente, de forma que um problema comum associado com essas medidas é que os dados não refletem as concentrações fisiológicas dos metabólitos, mas sim as concentrações no equilíbrio. Uma técnica experimental confiável requer que todas as reações catalisadas pelas enzimas sejam interrompidas instantaneamente no tecido intacto para que os intermediários metabólicos não sofram alteração. Esse objetivo é alcançado pela compressão rápida do tecido entre grandes placas de alumínio resfriadas com nitrogênio líquido (–190°C), processo chamado de compressão e congelamento. Após o congelamento, que interrompe instantaneamente a ação enzimática, o tecido é pulverizado, e as enzimas são inativadas por precipitação com ácido perclórico. O precipitado é removido por centrifugação, e os metabólitos são analisados no extrato sobrenadante límpido. Para calcular as concentrações intracelulares, o volume intracelular é determinado a partir do conteúdo total de água do tecido e de uma medida do volume extracelular.

As concentrações intracelulares dos substratos e dos produtos da reação da fosfofrutocinase-1 em tecido cardíaco isolado de rato estão na tabela abaixo.

Metabólito

Concentração (μM)*

Frutose-6-fosfato

87,0

Frutose-1,6-bifosfato

22,0

ATP

11.400

ADP

1.320

Fonte: Williamson, J.R. (1965) Glycolytic control mechanisms I: Inhibi

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Neste exercício, iremos verificar algumas importantes questões acerca de reações químicas. Acompanhe as explicações e vamos lá!

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(a) Lembre-se de que a frutose-6-fosfato é um dos intermediários da glicólise, sendo a frutose-1,6-bifosfato produzido pela fosforilação da frutose-6-fosfato. A enzima PFK-1 catalisa a transferência de um fosfato do ATP produzindo a frutose 6-fosfato.

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Observe que a razão das massas Q pode ser equacionada como é demonstrado a seguir:

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(b) Aqui, a PFK-1 é uma enzima alostérica formada por 4 subunidades e controlada por alguns ativadores e inibidores. O substrato original é forçado a proceder até a rota glicolítica logo após a reação catalisada por PFK-1 ocorrer. Devido ao valor negativo da variação de energia livre negativo essa reação é favorável.

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Precisamos, então, utilizar a equação abaixo:

.

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E a 25, podemos atribuir:

.

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Portanto, dado para a reação da PFK-1, a constante de equilíbrio dessa reação será 308.

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(c) Aqui temos um valor de elevado, o que significa que a reação catalisada pela PFK-1 está deslocada no sentido de formação dos produtos.

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Assim, devido ao valor de ser muito mais elevado que o Q está claro que a reação da PFK-1 não alcança o equilíbrio in vivo, e, portanto, a concentração do produto da reação, frutose 1,6-bifosfato, não está próxima do equilíbrio.

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Então, uma possível explicação para esse fato seria a de que caminhos metabólicos são “sistemas abertos” que operam sob condições de estado próximas ao equilíbrio, com substratos entrando e produtos saindo todas as vezes. Então, toda a frutose 1,6-bifosfato formada é rapidamente utilizada.

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Portanto, pela comparação dos valores de e Q, podemos sugerir que a reação catalisada por PFK-1, a qual é o passo limitante da glicólise, é uma candidata para o ponto de regulação crítica da via.

Depoimentos de estudantes que já assinaram o Exercícios Resolvidos

Nathalia Nascimento fez um comentárioCEFET/RJ • Engenharia
Foi um apoio àquelas aulas que não acabam totalmente com as dúvidas ou mesmo naquele momento de aprender o conteúdo sozinha. Além disso, dispensou a necessidade de um orientador e por isso, permitiu que eu estudasse em qualquer local e hora.
Valdivam Cardozo fez um comentárioUFRB • Engenharia
Tive uma sensação maior de autonomia nos estudos, as vezes era frustante não conseguir resolver uma determinada questão e nem sempre os professores corrigem as listas que passam.