QBQ211 - IQUSP - 2012 pH e SISTEMAS TAMPÃO

1. Sabendo que o pH do sangue é 7,4, calcule a concentração de H+ livre no sangue. Qual seria

o pH do sangue se a concentração de H+ fosse aumentada em 0,1 M? 2. Uma solução de ácido acético foi ajustada para pH = 3. A esta solução foram adicionados

pequenos volumes de NaOH, e após cada adição o pH foi medido. Num procedimento experimental semelhante, o ácido acético foi ajustado para pH = 12 (pela adição de base) e subsequentemente titulado pela adição de pequenos volumes de HCl. Com os resultados obtidos foram construídos os gráficos abaixo.

a) Escreva a reação de ionização do ácido acético (CH3-COOH). b) Sabe-se que no ponto médio da curva de titulação (ponto P) a concentração de

ácido acético é igual à concentração de acetato. Divida a curva em regiões onde ocorre o predomínio de ácido acético ou acetato.

c) Compare as regiões A, B e C das curvas. Em que regiões a solução de ácido acético resiste à variação de pH quando da adição de ácido ou álcali? Explique este comportamento.

3. Sabendo que o pKa do ácido acético é 4,7, calcule: a) O pH de uma solução acetato 0,11 M e ácido acético 0,11 M. b) Qual seria o pH desta solução se for adicionado um ácido forte em quantidade

suficiente para produzir 0,09 M de H+ no sistema? (Dica: ignore o ânion do ácido forte e considere apenas os prótons e como eles afetarão as espécies do tampão ácido acético/acetato)

c) Qual seria o pH se a mesma quantidade de ácido for adicionada à água pura? Compare a variação de pH neste caso com aquela observada no item b).

4. Qual seria a razão acetato/ácido acético necessária para fazer um tampão com pH 5,7? E

para um tampão com pH 3,7? 5. Explicar os fatores que determinam a eficiência de um sistema tampão. 6. O pKa do sistema bicarbonato/ácido carbônico é 6,1. Se um paciente apresenta pH

sangüíneo de 7,45 e [HCO3-] = 28 mM, qual a sua [CO2]?

7. Um paciente com acidose grave apresenta pH = 7,03 e [CO2] = 1,1 mM. Qual sua [HCO3

-]? Considerando que o valor normal de [HCO3

-] é 24 mM, qual dever ser a origem da sua acidose? Explique o que aconteceu com o [HCO3

-] neste paciente. O que você faria para reverter a acidose do paciente acima?

QBQ211 - IQUSP - 2012 Correlação Clínica: ENFISEMA

Um homem de 61 anos foi admitido no hospital para tratamento de deficiência respiratória e tosse. Não havia história de doença pulmonar na família e nem contato com tuberculose. O paciente relatou que começou a fumar cigarros com a idade de 17 anos e desde então consome um maço por dia. A tosse tem se manifestado diariamente durante os últimos 10-15 anos, com pequena produção de escarro especialmente pela manhã. O paciente notou os primeiros sintomas de dificuldades de respiração 5-7 anos antes. Esta condição evoluiu continuamente sendo que um mês antes da admissão no hospital ele era incapaz de caminhar um quarteirão ou subir um lance de escadas sem pausas para recuperar o fôlego. Desde três dias atrás este quadro intensificou-se com aumento da frequência e intensidade da tosse, além da maior produção de escarro. O indivíduo apresentava febre, dificuldade na respiração e sinais de cianose. A observação do exame de raio X sugeriu enfisema pulmonar. A capacidade pulmonar total foi avaliada em 7,20 L, o que representa 132 % do valor normal previsto. Os resultados de testes laboratoriais foram os seguintes:

Este indivíduo foi internado e submetido a uma terapia de hiperventilação. Em dois dias o quadro evoluiu favoravelmente com regressão dos sintomas. Novos exames laboratoriais foram realizados e os resultados são apresentados na tabela. A respeito deste caso clínico pergunta-se: a) O que é enfisema? O que é bronquite? b) Quais são as alterações causadas por esta patologia que foram verificadas no exame laboratorial? Como ocorreram estas variações?

QBQ211 - IQUSP - 2012 ESTRUTURA DE AMINOÁCIDOS

1. Utilizando a listagem de aminoácidos fornecida na página anexa: a) Identificar os grupos químicos comuns a todos os aminoácidos. b) Identificar a região onde há variação de estrutura química entre os diferentes aminoácidos (cadeia lateral ou grupo R). c) Qual é a fórmula geral dos aminoácidos? d) Classificar os aminoácidos, de acordo com sua cadeira lateral, em: apolares; polares não iônicos; polares carregados positivamente; polares carregados negativamente. 2. Associe as descrições abaixo com o aminoácido correspondente I. Possui a menor cadeia lateral, nas proteínas provoca o menor impedimento estérico (espacial). II. O grupo R contém enxofre e é neutro em todos os pHs. III. Apresenta grupo R pequeno e polar contendo uma hidroxila. Este aminoácido é importante no sítio ativo de algumas enzimas. IV. O único aminoácido que possui um α-amino grupo substituído. Influencia o dobramento da proteína forçando uma curvatura na cadeia. V. O aminoácido que possui um grupo R ionizável com pKa próximo de 7, importante para tamponamento. Seu grupo R também é importante no sítio ativo de algumas enzimas. VI. Forma ligações cruzadas de dissulfeto (pontes de dissulfeto) entre cadeias polipeptídicas, o pKa do seu grupo funcional é cerca de 8. VII. Quando seu grupo R polar não carregado é hidrolisado, este(s) aminoácido(s)

converte(m)-se em outro que possui uma carga negativa em seu grupo R quando em pH ao redor de 7.

VIII. O grupo R tem pKa próximo de 12, consequentemente encontra-se carregado positivamente em todos os pHs fisiológicos. Sua carga positiva é importante em algumas proteínas para a ligação com grupos fosfatos negativamente carregados. 3. Considerando-se os aminoácidos alanina e aspartato: a) Desenhe a curva de titulação do aminoácido. b) Quais são as formas iônicas do aminoácido que predominam em pH 1, pH 3, pH 7, pH 10 e pH 12? c) Ponto isolelétrico é o pH onde a carga líquida de uma molécula é nula, ou seja, o número de cargas positiva é igual ao número de cargas negativas. Calcule o pI do aminoácido. 4. Esquematize, usando fórmulas estruturais, a formação de uma ligação peptídica a partir de dois aminoácidos. Assinale quais ligações possuem possibilidade de rotação na molécula formada.

QBQ211 - IQUSP - 2012 ESTRUTURA DE PROTEÍNAS

1. Para o tripeptídeo H3N

+

-Ala-Lys-Ser-COO- : a) Desenhe sua estrutura química. b) Esquematizar as interações que estes aminoácidos poderiam participar na estrutura terciária de uma proteína. c) Calcule o pI. d) Para que polo migraria o tripeptídeo numa eletroforese feita a pH = 7? e) Discuta a capacidade do peptídeo de atuar como tampão. 2. As proteínas apresentam diferentes valores de pI em função de sua estrutura primária. Por exemplo, a albumina sérica apresenta pI = 4,9; a hemoglobina, pI = 7,1 e um tipo de histona (proteína associada ao DNA), pI = 10,8. Pergunta-se: a) Quais grupos químicos dos aminoácidos são importantes para determinação do pI de uma proteína? Explique. b) Qual das três proteínas citadas apresenta o maior teor de aminoácidos ácidos? Qual apresenta maior teor de aminoácidos básicos? Explique. c) Qual deve ser a carga de cada uma destas proteínas em pH fisiológico? d) Que tipo de interação pode haver entre histonas e DNA? 3. Abaixo está representada a mobilidade eletroforética em pH 8,6 da hemoglobina normal e

de uma série de hemoglobinas anormais (que possuem um aminoácido substituído):

Indique a que posição (A, B, C ou D) corresponde cada hemoglobina anormal: HbS - Val em lugar de Glu HbJ - Asp em lugar de Gly HbN - Glu em lugar de Lys HbC - Lys em lugar de Glu.

4. Dado o polipeptideo a seguir:

a) Onde deveria ocorrer a formação de uma alça ou mudança de direção? Justifique. b) Onde ocorreria uma ponte dissulfeto? c) Assumindo que esta sequência é parte de uma proteína globular, indicar a localização mais provável (interior ou exterior) dos seguintes aminoácidos: Asp, Ile, Ser, Gln, Lys, Ala. Justifique. d) Discutir a seguinte afirmação: "A partir da estrutura primária completa de uma proteína é possível predizer sua conformação tridimensional".

5. Várias proteínas de origem natural apresentam atividade biológica e podem ser utilizadas

como medicamentos, como por exemplo: interferon, insulina, eritropoietina, hormônio de crescimento. A manipulação destes medicamentos deve ser cuidadosa pois proteínas globulares em solução aquosa podem ser desnaturadas se a solução for agitada, ocasionando a formação de espuma. Indique o mecanismo desta desnaturação, considerando que grupos químicos apolares apresentam afinidade pelo ar em uma interface água/ar.

mio

Sat

uraç

ão

tecidos pulmão

mio

Sat

uraç

ão

tecidos pulmão

QBQ211 - IQUSP - 2012 HEMOGLOBINA

1. Considere as seguintes curvas de saturação da mioglobina (mio) e da hemoglobina em diferentes pHs:

a) Uma solução de hemoglobina, inicialmente com pH 7,4, teve seu pH alterado para 7,2 e 7,6 em experimentos separados. Em qual destes experimentos houve liberação de O

2 pela

hemoglobina? b) Uma solução de hemoglobina pH 7,4 estava na presença de pO2 = 10 kPa e foi transferida para uma pO2 = 4 kPa. O que deve ocorrer com a hemoglobina? E se o mesmo experimento fosse feito com a mioglobina? c) Imagine uma situação em que moléculas de mioglobina e hemoglobina convivem em uma solução com pO2 = 2 kPa. A mioglobina deve doar ou receber oxigênio da hemoglobina?

2. O monóxido de carbono, um gás inodoro, combina-se com a hemoglobina para formar o complexo CO-hemoglobina. O CO liga-se ao mesmo sítio e induz a mesma alteração conformacional na hemoglobina que o O

2. Cada heme da hemoglobina pode ligar-se a uma

molécula de monóxido de carbono, mas o O2 e o CO não podem ligar-se simultaneamente ao

mesmo heme. A afinidade de ligação do CO ao heme é cerca de 200 vezes maior que aquela do O

2. A exposição por 1 hora a uma concentração de CO de 0,1% no ar inspirado leva à ocupação

de cerca de metade dos centros de heme na hemoglobina pelo CO, uma situação que é frequentemente fatal. Curiosamente, uma pessoa que apresenta metade da quantidade normal de hemoglobina devido a uma anemia apresenta fraqueza mas ainda está longe de uma condição que represente uma ameaça à sua vida. Se a ação do CO fosse simplesmente diminuir o poder da hemoglobina de captar O

2, os sintomas de envenenamento por CO seriam muito difíceis de

entender frente ao que se observa nos indivíduos anêmicos. Como explicar este aparente paradoxo? 3. Estudos de transporte de oxigênio em fêmeas grávidas de mamíferos mostraram que as curvas de saturação pelo oxigênio do sangue materno e fetal são marcadamente diferentes quando medidas nas mesmas condições. Os eritrócitos dos fetos contêm uma variante estrutural da hemoglobina, hemoglobina F, consistindo de duas subunidades α e duas γ (α

2γ

2) enquanto os

eritrócitos maternos contêm a hemoglobina A usual (α

2β

2).

a) Qual hemoglobina tem maior afinidade pelo oxigênio em condições fisiológicas, a hemoglobina A ou a hemoglobina F? Explique. b) Qual o significado fisiológico para estas afinidades diferentes? Explique. c) Qual a explicação molecular para a diferença de afinidade entre as hemoglobinas adulta e fetal? Pesquise nos livros, se necessário.

4. Explique sucintamente como o efeito Bohr ajuda a hemoglobina a funcionar como tampão. 5. Defina cooperatividade e alosteria. São a mesma coisa?

QBQ211 - IQUSP - 2012 ENZIMAS

1 Faça o gráfico da velocidade de uma reação enzimática em função do pH, admitindo-se que a enzima seja estável de pH 3 a 12, o substrato não contém grupos ionizáveis e a catálise depende da presença no centro ativo de: a) uma carboxila (pKa = 5) desprotonada b) um grupo amina (pKa = 9) protonado c) uma carboxila (pKa = 5) desprotonada e um grupo amina (pKa = 9) protonado. 2 Esboce os seguintes gráficos para uma enzima Michaeliana. a) Velocidade de reação em função da conc. do complexo enzima-substrato (V0 x [ES]) b) Concentração de ES em função da concentração de substrato ([ES] x [S]) c) Concentração de ES em função da concentração de enzima ([ES] x [E]). Considere que substrato nunca é limitante. d) Concentração de enzima livre em função da concentração de substrato ([Elivre] x [S]) 3 A penicilinase, uma enzima presente em algumas bactérias resistentes a antibióticos, hidrolisa penicilina tornando-a inativa. Utilizando-se uma preparação de penicilina mediu-se a quantidade deste antibiótico que foi hidrolisada em 1 min em função da concentração de penicilina adicionada:

Penicilina (moles/L) Quantidade hidrolisada (moles/L/min)

0,1 x 10-5 0,11 x 10-9 0,3 x 10-5 0,25 x 10-9 0,5 x 10-5 0,34 x 10-9 1,0 x 10-5 0,45 x 10-9 3,0 x 10-5 0,58 x 10-9 5,0 x 10-5 0,61 x 10-9

a) Faça o gráfico 1/v versus 1/[S] para estes dados. Há indicação de que a penicilinase

segue uma cinética de Michaelis-Menten? Em caso afirmativo, qual é o valor de KM?

b) Qual é o valor de Vmax?

c) Qual será a velocidade da reação quando a concentração de penicilina for 0,2 x 10-5

M? E quando for 1,0 x 10-3

M? d) Suponha que a concentração de penicinilase foi aumentada por um fator de 4 e as

outras variáveis mantidas. Quais seriam os valores de KM e Vmax neste caso? Qual

seria a velocidade da reação se a concentração de penicilina fosse 0,2 x 10-5

M?

QBQ211 - IQUSP - 2012 AULA PRÁTICA – CINÉTICA ENZIMÁTICA

FUNDAMENTO

A Cinética Enzimática é uma ferramenta da enzimologia que estuda os mecanismos e a velocidade de reações químicas catalisadas por enzimas. Na prática médica, realiza-se a dosagem de quantidades de diversos substratos e atividades de enzimas para realizar diagnósticos de patologias específicas. Por exemplo, a quantificação de glicose plasmática se baseia no fato que a velocidade de uma reação catalisada enzimaticamente varia de acordo com a concentração de substrato, no caso a glicose. Pode-se também quantificar enzimas plasmáticas como as transaminases, cuja elevação de atividade plasmática indica lesão ao tecido hepático. De modo semelhante, a presença de atividade aumentada de creatina quinase no plasma é indicativa de lesão muscular, geralmente cardíaca. A metodologia enzimática se baseia no acompanhamento da formação de produtos, normalmente coloridos, a partir de quantidades conhecidas de substrato e enzima. Esses valores são então comparados à formação de produto na presença de uma quantidade de substrato ou enzima desconhecida, para quantificá-la. Hoje iremos realizar curvas de quantificação de produto na presença de diferentes quantidades de enzima e substrato, para observar a dependência da concentração destes na formação de produto. A enzima escolhida para este estudo é a invertase (sacarase), presente na saliva e secreção intestinal e que catalisa a hidrólise da sacarose para produzir glicose e frutose:

A determinação da velocidade da reação (ou da atividade enzimática) pode ser

feita através da dosagem dos açúcares redutores formados (frutose e glicose). A dosagem baseia-se na reação entre ácido 3,5–dinitro-salicílico (DNS) e os açúcares redutores. Estes monossacarídeos reduzem o DNS fornecendo um produto de cor característica, cuja formação pode ser acompanhada a 540 nm. Conhecendo-se por colorimetria a quantidade (mols) de açúcares redutores formada, pode-se determinar a quantidade correspondente (mols) de sacarose hidrolisada por um cálculo estequiométrico simples. Nestas experiências, as velocidades da reação serão expressas em mols de sacarose hidrolisada por minuto. Para estudos de velocidade, o tempo de reação deve ser medido com a maior exatidão possível. Para isso, o grupo deverá organizar-se de maneira a não permitir que a reação se inicie em tempos diferentes nos vários tubos. Assim, é importante manter os tubos em gelo durante a adição dos reagentes. Esses devem ser adicionados na ordem em que aparecerem nos protocolos, com a enzima sendo adicionada por último. Leva-se então os tubos, todos juntos, ao banho-maria a 37C para reagir.

Transcorrido o tempo determinado, os tubos devem voltar, simultaneamente, para o gelo. Neste ponto a reação pára.

A atividade enzimática é medida em unidade (U), sendo que 1U é a quantidade de enzima necessária para formação de 1 mol de produto por minuto.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

A . Construção da Curva Padrão A finalidade da curva padrão é relacionar valores de absorbância a 540 nm com

moles de sacarose hidrolisada. 1. Adicionar a seis tubos de ensaio volumes crescentes de solução padrão redutora (glicose 6 mM, frutose 6 mM), conforme indicado abaixo, completando o volume em cada tubo para 2 ml com tampão. Como não ocorrerá hidrólise de sacarose (tubos 1 a 5) pode-se acrescentar o reagente DNS logo em seguida ao tampão.

Tubos Sol. Padrão Redutora (ml)

Sol. Tampão (ml)

Reagente DNS (ml)

Absorbância (540 nm)

Sacarose hidrolisada

(moles)

Branco --------- 2,0 2,0

1 0,2 1,8 2,0

2 0,4 1,6 2,0

3 0,6 1,4 2,0

4 0,8 1,2 2,0

5 1,0 1,0 2,0

1. Após a adição do DNS, colocar os tubos em banhos-maria fervente por 10 minutos. Findo este tempo, esfriar em água corrente e adicionar 16 ml de água destilada. Cobrir os tubos com filme plástico, homogeneizar por inversão e ler as absorbâncias a 540 nm contra o branco.

2. Construir um gráfico Abs540 vs. sacarose hidrolisada (curva padrão). Lembre que a solução padrão redutora é o mesmo que sacarose hidrolisada (glicose + frutose).

B . Efeito da concentração da enzima

1. Numerar sete tubos de ensaio, colocar no gelo e adicionar os reagentes segundo o protocolo na página seguinte.

2. Após a adição da enzima, agitar suavemente. Retirar os tubos do gelo e colocá-los simultaneamente em banho-maria a 37C por 5 min. Transcorrido este tempo, os tubos devem retornar imediatamente para o gelo. Assume-se que nesse instante a reação pára. Ainda no gelo, adicionar a cada tubo 2 ml de DNS. Na presença de DNS, devido à alcalinidade do reagente, a enzima pára de funcionar.

3. Transferir os tubos para banho-maria fervente e esperar 10 min. Esfriar em água corrente e adicionar 16 ml de água destilada em cada tubo. Agitar por inversão (3 vezes). Ler as absorbâncias a 540 nm.

4. Fazer um gráfico colocando a concentração da enzima nas abscissas e a velocidade de hidrólise expressa em moles de sacarose hidrolisada por minuto nas ordenadas. Qual a forma da curva obtida? Justifique.

Tubos Sacarose 5% (ml)

Tampão pH 4,77

(ml)

Sol. Enzima (20 g/ml)

(ml)

Conc. Enzima

Abs.540

(nm)

Sacarose hidrolisada

(moles/min)

Branco 1,0 1,0 ------

1 1,0 0,9 0,1 2 1,0 0,7 0,3

3 1,0 0,5 0,5 4 1,0 0,3 0,7 5 1,0 0,1 0,9

6 1,0 ----- 1,0 C . Efeito da Concentração de Substrato 1. Numerar sete tubos de ensaio, colocar no gelo e adicionar os reagentes segundo o

protocolo abaixo:

Tubos

Sacarose 5% (ml)

Tampão pH 4,77

(ml)

Sol. Enzima (40 g/ml)

(ml)

Conc. Enzima

Abs.540 (nm)

Sacarose hidrolisada

(moles/min) Branco ------- 1.5 0.5

1 0.05 1.45 0.5 2 0.1 1.4 0.5 3 0.3 1.2 0.5 4 0.5 1.0 0.5 5 0.7 0.8 0.5

6 1.0 0.5 0.5 2. Proceder exatamente como no caso do estudo da concentração da enzima (item

anterior). 3. Fazer um gráfico da velocidade (moles de sacarose hidrolisada/min.) vs.

concentração inicial do substrato (mM de sacarose). Estimar os valores de Vmáx. e Km.

4. Fazer um gráfico de Lineweaver e Burk e calcular os valores de Vmáx. e Km. 5. Compare os valores obtidos com os dois gráficos.

QBQ211 - IQUSP - 2012 INIBIÇÃO E REGULAÇÃO ENZIMÁTICA

1. Foram efetuadas medidas cinéticas para uma enzima na ausência e na presença de inibidor de dois inibidores X e Y. As velocidades iniciais correspondentes às várias concentrações de substrato estão indicadas na tabela abaixo:

Velocidade (μmol/min) [S] M

sem inibidor com inibidor X com inibidor Y 0,3 x 10-5 10,4 4,1 2,1 0,5 x 10-5 14,5 6,4 2,9 1,0 x 10-5 22,5 11,3 4,5 3,0 x 10-5 33,8 22,6 6,8 9,0 x 10-5 40,5 33,8 8,1

Pergunta-se: a) Quais são os valores de Vmax e KM na ausência de inibidores? b) E na presença de X? Qual é o tipo de inibição provocada por X? c) E na presença de Y? Qual é o tipo de inibição provocada por Y?

2. Para cada um dos mecanismos de regulação enzimática (I-IV), descreva suas características com relação aos aspectos a)-d):

I. Concentração da enzima II. Alosteria III. Modificação covalente por fosforilação IV. Ativação de zimogênios

a) Molécula(s) responsável(is) pela alteração da atividade enzimática; b) Velocidade de obtenção da resposta biológica após o estímulo inicial; c) Modificação da enzima (covalente ou não, reversível ou não); d) Ocorrência de amplificação do sinal inicial. Exemplo: No caso da alosteria, qual o nome da molécula responsável pela alteração da atividade enzimática? Alosteria modifica a atividade enzimática de forma rápida, ou lenta? Como é a modificação da enzima causada pela alosteria? Se desejar, monte uma tabela.

3. O metanol, por ação da álcool desidrogenase, é convertido a formaldeído, extremamente tóxico. A intoxicação por metanol pode ser tratada por ingestão de doses elevadas de etanol. Como se justifica esta terapia?

4. Aspirina, além de suas propriedades analgésicas, é um excelente anticoagulante. No

entanto, o efeito anticoagulante da aspirina não cessa assim que o paciente para de tomar esta medicação (pode levar vários até que a coagulação volte ao normal depois da parada da aspirina). O que isto revela a respeito do mecanismo de ação da aspirina?

QBQ211 - IQUSP - 2012 LAB. MULTIMÍDIA – PURIFICAÇÃO DE PROTEÍNAS

1. Tutorial de cromatografia: Este software descreve os principais métodos cromatográficos e ilustra seus princípios. Entre no tutorial (http://www.iq.usp.br/wwwdocentes/bayardo/ seguido de “softwares de ensino”, “aceito os termos acima” e “iniciar” em Métodos Experimentais em Bioquímica). Explore os recursos do tutorial, discutindo os diferentes tipos de cromatografia, suas peculiaridades e aplicações. Lembre-se da correção feita em aula sobre a cromatografia de afinidade, e desenhe como seria seu mecanismo de funcionamento durante o tutorial.

2. Tutorial de eletroforese: Este tutorial explica os princípios da eletroforese realizada na presença de SDS. Entre em http://bcs.whfreeman.com/lehninger/ e siga o link “technique animations” na parte inferior da página. Clique em “step through”, “play” e avance com a seta.

3. ProtLab: Este software simula um laboratório em que o objetivo é purificar uma proteína. Entre em http://biochemistry.wur.nl/vl/ProteinLab/ProteinLabjar.html e clique em “start” e “start from beginning”. Escolha uma proteína de para sua análise, e anote suas características.

3.1. Explore as opções do que pode ser feito com sua amostra de proteínas. Você pode também consultar o custo de cada processo dentro de “help” - “costs”.

3.2. Discuta porque a eletroforese tipo PAGE não está listada entre os métodos de separação. Discuta as diferenças entre as eletroforeses 1 e 2D. Que outros tipos de eletroforese existem e qual sua utilidade? (Veja uma simulação de como funciona o PAGE em http://people.rit.edu/pac8612/electro/Electro_Sim.html)

3.3. No ProtLab, com uma pequena alíquota da sua amostra, faça uma eletroforese tipo PAGE. Quantas proteínas foram detectadas? Há como identificar a sua? Quais características da sua proteína de interesse podem ser estabelecidas a partir deste experimento?

3.4. Esconda o gel e escolha um método de separação inicial para purificar a sua proteína de interesse. Lembre-se que é melhor iniciar a separação com métodos mais econômicos (veja mais informações em “help”, “strategy”).

3.5. Após aplicar este método de separação, confirme a eficácia da sua separação usando a eletroforese e “help” “progress report”. Escolha mais passos de purificação até obter uma amostra pura (confirmado pela eletroforese). Há casos em que não se obtém uma banda única. Discuta porque.

Dicas:

1. Quando são selecionados métodos cromatográficos, o software pede para que se escolha a fase estacionária a ser utilizada. As diferentes fases têm poros de tamanhos distintos e no, caso de troca iônica, cargas diferentes (DEAE-cellulose e Q-sepharose são positivas, enquanto CM-cellulose e S-sepharose são negativas). O tamanho dos poros não afeta tanto o resultado das separações mas é fundamental saber a carga da coluna usada para troca iônica.

2. Após realizar fracionamentos, é necessário verificar qual fração contém sua amostra. Se for uma enzima, isso pode ser feito por análise de atividade enzimática. Entre em “fractions” - “assay enzyme activity”. É também possível recolher somente as frações de interesse “pool fractions”.

QBQ211 - IQUSP - 2012 ESTRUTURA DE CARBOIDRATOS

1. Liste diferentes funções biológicas de carboidratos, e dê exemplos de moléculas que exercem estas funções.

2. Desenhe as estruturas lineares e cíclicas da D-glicose e D-frutose, indicando os carbonos quirais e anoméricos. Classifique estes açúcares de acordo com seu tamanho, características químicas e estruturais.

3. A D-glicose em sua forma cíclica (a forma sangüínea predominante) não é um açúcar redutor. Explique porque, e faça uma hipótese para indicar como é possível determinar a glicemia através da capacidade redutora da D-glicose.

4. Explique como foi realizada a medida de hidrólise de sacarose na aula prática de enzimas a partir do conhecimento adquirido a cerca da estrutura e reatividade química da sacarose, glicose e frutose.

5. Descreva a estrutura do glicogênio e indique porque é vantajoso armazenar glicose nesta forma.

6. Descreva o papel dos carboidratos na dieta.

QBQ211 - IQUSP - 2012 INTRODUÇÃO AO METABOLISMO E TERMODINÂMICA

1. Explique o que são variação de entalpia e entropia. 2. Defina a variação de energia livre como função de variações de entalpia e

entropia. Explique a importância da variação de energia livre como determinante de espontaneidade de reações.

3. A diminuição da temperatura aumenta a solubilidade de CO2 em refrigerantes. O que isso nos diz sobre as contribuições entálpicas e entrópicas para esse processo?

4. Um organismo vivo é ordenado e contém macromoléculas. Isso viola as leis da termodinâmica?

5. Quais são os principais tipos de reações bioquímicas? Explique as transformações envolvidas.

6. Discuta estratégias gerais para controle das vias metabólicas. 7. Desenhe a estrutura desses grupos: fosfoenol, anidrido fosfórico, éster fosfórico,

ATP. Quais são ricas em energia? 8. Observando o mapa ao lado, identifique os passos irreversíveis. 9. Qual o primeiro composto comum à degradação de proteínas, carboidratos e

lipídeos? Identifique possíveis vias para as quais este composto pode divergir após sua formação.

10. É possível sintetizar (justifique): a) ácido graxo a partir de glicose?

b) proteína a partir de glicose?

c) glicose a partir de ácido graxo?

d) proteína a partir de ácido graxo?

e) glicose a partir de proteína?

f) ácido graxo a partir de proteína?

QBQ211 - IQUSP - 2012 GLICÓLISE

1. Indicar a localização celular das enzimas da via glicolítica e os passos

irreversíveis da glicólise. 2. Em um tubo de ensaio contendo todas as enzimas da via glicolítica, citar os

compostos que devem ser fornecidos para iniciar sua atividade e para mantê-la funcionando.

3. Cite os compostos que apresentam ligações do tipo fosfoenol, anidrido fosfórico e éster fosfórico. Citar as vitaminas necessárias para a conversão de glicose em piruvato.

4. a) Escrever as reações globais da via glicolítica com a conversão de glicose a lactato e a piruvato. b) Qual a quantidade de energia que a célula armazena a partir de um mol de glicose, após a sua degradação a lactato (G0 ATP = 8000 cal/mol)? Calcule a porcentagem de energia armazenada após a glicólise, sabendo que a degradação de glicose a lactato libera 47000 cal/mol.

5. Qual a enzima que catalisa a fosforilação de glicose no tecido extra-hepático e seu regulador alostérico? Quais as diferenças entre essa enzima e a enzima presente no fígado?

6. Descrever a regulação da piruvato quinase, citando condições em que há acúmulo de fosfoenolpiruvato.

7. Esquematizar as reações catalisadas pela fosfofrutoquinase 2 e frutose 2,6 bisfosfatase. Descrever a importância deste sistema na regulação da via glicolítica.

8. Descrever a atividade da via glicolítica no músculo em função da relação ATP/ADP.

9. Explicar, detalhando os mecanismos de regulação de metabolismo envolvidos, porque o consumo de glicose muscular aumenta em situações em que há falta de O2.

10. O arseniato age sobre a gliceraldeido-3-fosfato desidrogenase, modificando seu funcionamento e catalisando a seguinte reação:

gliceraldeído 3 P 3 fosfoglicerato

A intoxicação por arseniato pode resultar em extensa hemólise (destruição de hemáceas), sem grande acometimento de outros tecidos. Explique porque.

NAD+ NADH

QBQ211 - IQUSP - 2012 GLICONEOGÊNESE, LANÇADEIRAS E METABOLISMO DO ÁLCOOL

1. Indicar a localização das enzimas da via gliconeogênica e as vitaminas necessárias para neoglicogênese. Descrever os passos irreversíveis da glicólise, e como são substituídos na gliconeogênese. 2. Quais os principais substratos para a gliconeogênese? Explique porque lipídeos não geram glicose. 3. Escrever a reação global da síntese de glicose a partir de lactato. 4. Descrever a atividade da glicólise e gliconeogênese na presença de altas relações ATP/ADP e baixas relações ATP/ADP. Indicar os mecanismos de regulação que determinam a atividade da glicólise e gliconeogênese. 5. O glucagon induz à quebra de proteínas, liberando aminoácidos (incluindo a alanina) no fígado. Indique o efeito dessa quebra nas vias glicolítica e gliconeogênica. 6. O lactato produzido no músculo pode ser convertido a glicose no fígado. Descreva as condições em que o músculo gera lactato, e porque a conversão para glicose não ocorre no próprio músculo. 7. Explique porque um período de exercício físico intenso leva a aumento da velocidade respiratória do indivíduo, que perdura por vários minutos após o exercício. 8. Descrever as lançadeiras de malato-aspartato e glicerol fosfato. Qual a vantagem que cada uma apresenta em relação à outra? 9. Descrever o mecanismo pelo qual a ingestão de etanol causa acidose e hipoglicemia. 10. Com base nos dados abaixo, explique porque a população oriental apresenta maior sensibilidade à ingestão de etanol:

a. O acetaldeído é responsável pela maior parte dos efeitos da embriaguez. b. A álcool desidrogenase é uma enzima quaternária, em que uma das subunidades pode ser do tipo 1 (pH ótimo = 10) ou 2 (pH ótimo = 8). Na população oriental, predomina a subunidade 2. c. Há duas acetaldeído desidrogenases. Uma delas, presente na mitocôndria em grandes quantidades, tem baixo Km, a outra, citosólica, tem alto Km. Grande parte da população oriental possui uma deficiência da isoforma mitocondrial.

QBQ211 - IQUSP - 2012 ACETIL-COA E CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO

1. Indicar as vitaminas necessárias para a produção de acetil-CoA a partir de piruvato,

e a localização intracelular desta reação. 2. Indicar a localização celular das enzimas do ciclo de Krebs e descrever os passos

irreversíveis do ciclo. Indicar as vitaminas necessárias. 3. Escrever a reação global da metabolização da acetil-CoA pelo ciclo de Krebs. 4. Descrever a regulação do ciclo de Krebs em função das relações de ATP/ADP e

NADH/NAD+. (Recorde também quais os efeitos de mudanças nos níveis de ATP/ADP e NADH/NAD+ na glicólise e neoglicogênese.)

5. Quais dos compostos a seguir aumentam a concentração de oxaloacetato em uma suspensão de mitocôndrias: acetil-CoA, piruvato, glutamato, citrato, ácidos graxos? Justifique, e explique porque estes compostos são gliconeogênicos.

6. Descrever os mecanismos de regulação da piruvato desidrogenase e piruvato carboxilase. Como essa regulação afeta a velocidade das reações do ciclo de Krebs? Como afeta a gliconeogênese?

7. Indicar a direção preferencial da reação catalisada pela aconitase se reagentes e produtos estiverem em concentrações equivalentes. Qual o composto que se acumula quando o ciclo de Krebs é inibido por altas relações ATP/ADP e NADH/NAD+? Relacionar a atividade da via glicolítica com a atividade da isocitrato desidrogenase.

8. O beriberi, uma doença causada pela deficiência de tiamina (vitamina B1), é caracterizado pelo acúmulo de piruvato, especialmente após refeições ricas em carboidratos. Explique porque ocorre este acúmulo.

9. A síndrome de Wernicke-Korsakoff é caracterizada por confusão mental, ataxia, oftalmoplegia e letargia, observada normalmente em alcoólatras crônicos. Esta síndrome pode ser revertida completamente através da administração de tiamina. Baseado nesses dados, explique a causa da doença e porque compromete principalmente as funções cerebrais.

10. A deficiência de biotina, uma doença rara, causa intolerância a exercício e hipoglicemia de jejum. Explique esse quadro clínico.

QBQ211 - IQUSP - 2012 TRANSPORTE DE ELÉTRONS E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA

1. Indicar a localização dos componentes da cadeia de transporte de elétrons

mitocondrial. 2. Descrever a organização da cadeia de transporte de elétrons em relação aos

potencias de óxido-redução de seus componentes. 3. Indicar os transportadores de prótons da cadeia de transporte de elétrons. 4. Descrever a estrutura e mecanismo de função da ATPsintase (FOF1-ATPase). 5. Descrever a hipótese quimiosmótica, e as evidências experimentais que apóiam essa

hipótese. 6. Descrever como o ADP e Pi citosólicos são transportados para o interior da

mitocôndria, e como o ATP mitocondrial é transportado para o citosol. 7. Em células intactas, é possível haver oxidação de NADH sem síntese de ATP? É

possível sintetizar ATP sem haver consumo de O2? Em que condições? 8. Considerando que cada NADH gera 3 ATPs e cada FADH2 gera 2 ATPs através da

fosforilação oxidativa, calcule o saldo de ATPs produzidos por um mol glicose oxidada no músculo (lançadeira de glicerol-fosfato) e no fígado (lançadeira malato-aspartato).

9. Calcule o saldo de ATPs produzidos por mol de glicerol oxidado no fígado, sabendo que: Glicerol Glicerol 3-fosfato dihidroxiacetona fosfato

10. NAD+ + H+ + 2e- NADH (E0´ = -0,32V) ½O2 + 2H+ + 2e- H2O (E0´ = 0,82V)

a. Escreva a reação global da oxidação de NADH por O2. b. Calcule o E0´ e G0´ desta reação. c. Calcule a eficiência da fosforilação oxidativa, considerando que esta reação

está acoplada à síntese de 3ATPs. 11. Citar os efeitos dos seguintes compostos: rotenona, antimicina, cianeto, oligomicina,

atractilosídeo, dinitrofenol, FCCP. 12. Na presença de ADP, Pi, malato e antimicina, qual o estado redox de cada

componente da cadeia respiratória? 13. Na presença de ADP, Pi, piruvato e rotenona, qual seria o estado redox de cada

componente da cadeia respiratória? Qual seria o efeito da adição de succinato? 14. Qual o efeito da oligomicina sobre o consumo de O2, oxidação de NADH e ? 15. Qual o efeito do FCCP sobre o consumo de O2, oxidação de NADH e ? 16. O congelamento de tecidos leva à ruptura de suas membranas por efeito mecânico

dos cristais de gelo formados. Qual o efeito do congelamento de uma suspensão de mitocôndrias sobre a fosforilação oxidativa e transporte de elétrons?

17. Descrever as conseqüências das seguintes condições sobre o consumo mitocondrial de O2, e fosforilação oxidativa: (a) presença de CO; (b) carência de ADP; (c) presença de dinitrofenol; (d) carência de ADP na presença de FCCP; (e) presença de oligomicina; (f) presença de oligomicina + FCCP

ATP ADP NAD+ NADH

QBQ211 - IQUSP - 2012 INTEGRAÇÃO METABÓLICA 1

1) Calcular o saldo de ATP produzido pela oxidação completa de glicose no músculo cardíaco na presença de: (a) rotenona; (b) FCCP; (c) oligomicina; (d) FCCP + oligomicina

2) Calcular o saldo de ATP produzido pela oxidação completa de glicerol no fígado

na presença de: (a) FCCP; (b) rotenona

3) Descreva os efeitos da falta de oxigênio sobre a cadeia de transporte de elétrons,

fosforilação oxidativa, ciclo de Krebs, formação de acetil CoA e glicólise, citando os mecanismos de regulação envolvidos em cada via.

QBQ211 - IQUSP - 2012 LAB. MULTIMÍDIA – RESPIRAÇÃO E POTENCIAL DE MEMBRANA EM

MITOCÔNDRIAS

Iremos usar um software que simula medidas de consumo de oxigênio e potencial de membrana pelo tempo em uma suspensão de mitocôndrias isoladas. Podem ser feitas adições de diferentes substratos respiratórios e inibidores de transporte de elétrons, fosforilação oxidativa ou ionóforos de prótons.

1. Ligue o computador e entre em Iniciar Programas Bioquímica COM

2. Clique na figura da mitocôndria, e leia o texto sobre como medir consumo de O2.

3. Entre em Opções Alterar velocidade Lento

4. Entre em Opções Habilitar gráficos Habilite “Consumo X tempo” e desabilite “Pot. Elétrico X tempo”

5. Entre em Opções Configurar micro Habilite “Pentium 100 Mhz ou +”

6. Para iniciar cada medida de consumo de oxigênio, clique em “Novo” e “Iniciar”. Os traçados representam a concentração de O2 dissolvida na suspensão mitocondrial (note a barra azul do lado direito do gráfico) variando no tempo. Anote todos os resultados obtidos e explique-os, com base nos efeitos dos inibidores e substratos usados.

7. Teste os efeitos das seguintes adições: mitocôndria piruvato rotenona succinato antimicina TMPD CN- (cianeto). Atenção! É preciso se preparar e fazer adições rápidas para todas as adições serem feitas em um traçado único.

8. Teste os efeitos das seguintes adições: mitocôndria malato (Atenção! Não confunda malato com malonato) ADP + Pi (2) oligomicina 2,4 DNP CO.

9. Teste os efeitos das seguintes adições: mitocôndria Alfa-cet (-cetoglutarato) rotenona succinato malonato TMPD FCCP.

10. Clique em Novo. Entre em Opções Habilitar gráficos Desabilite “Consumo X tempo” e habilite “Pot. Elétrico X tempo”

11. Repita os testes nos pontos 7-9, observando o gráfico de versus tempo.

12. Terminados os experimentos padronizados, teste seqüências de adições de seu interesse.

13. Entre em Iniciar Programas Bioquímica CTE e explore a simulação.

Legenda

2,4 DNP: dinitrofenol: desacoplador, ionóforo de prótons, permite a passagem livre de prótons através da membrana; Antimicina: inibidor do complexo III; CN-: cianeto, inibidor do complexo IV; CO: monóxido de carbono, inibidor do complexo IV; FCCP: desacoplador, ionóforo de prótons, permite a passagem livre de prótons através da membrana; Malonato: inibidor do complexo II, compete com o succinato; Oligomicina: inibidor da ATP sintase; Rotenona: inibidor do complexo I; TMPD: doador artificial de elétrons ao citocromo c e complexo IV.

QBQ211 - IQUSP - 2012 METABOLISMO DO GLICOGÊNIO

1. Explique, detalhando os mecanismos regulatórios envolvidos, quais as alterações que ocorrem na fosforilação oxidativa, ciclo do ácido cítrico, via glicolítica e metabolismo de glicogênio no músculo esquelético em atividade intensa estimulado por adrenalina. Considere que no músculo esquelético em trabalho físico intenso, falta oxigenação adequada. 2. Explique, detalhando os mecanismos regulatórios envolvidos, quais as alterações que ocorrem na via glicolítica e metabolismo de glicogênio no fígado no estado pós-prandial (após uma refeição), estimulado por insulina.

Sabendo que na presença de insulina ocorre estímulo da síntese de lipídeos no fígado (por mecanismos que iremos estudar nas aulas futuras), e que essa síntese gasta ATP, diminuindo seus níveis intracelulares, descreva quais as alterações que ocorrem na atividade do ciclo do ácido cítrico e fosforilação oxidativa nessa situação, detalhando os mecanismos regulatórios envolvidos. 3. Caso clínico 1: Paciente do sexo masculino, 18 anos, reclama de baixa resistência e dor ao se exercitar, sintomas que se iniciaram na infância. Não é fumante e possui hábitos sedentários. Ao exame físico apresenta ligeiro sobrepeso, sem demais alterações. Um ultra-som abdominal não indica anormalidades. A glicemia, trigliceridemia e gasometria se apresentam normais, em jejum e após exercício. O exame urinário apresenta-se normal em repouso, mas após exercício é detectada leve mioglobinúria (presença de mioglobina na urina). Uma biópsia muscular indica presença de glicogênio muscular em quantidade normal ou levemente aumentada, de morfologia normal. Há algumas áreas de fibrose no tecido. A atividade de glicogênio fosforilase do tecido biopsiado encontrou-se ausente.

Qual é a doença desse paciente? Esquematize a reação enzimática ausente e explique a consequência bioquímica da ausência dessa atividade.

Sabe-se que tecido muscular em necrose libera mioglobina para a corrente sanguinea que é eliminada na urina. Porque ocorre mioglobinúria após o exercício? Porque não há hipoglicemia após o exercício?

Os sintomas dessa doença seriam parecidos se houvesse deficiência de fosforilase quinase? Que outras alterações de atividades enzimáticas poderiam levar a um quadro clínico parecido? 4. Caso clínico 2: Menino de 4 anos de idade com episódios frequentes de fraqueza e tonturas. Sintomas se iniciaram aos 2-3 anos, piorado ao ingressar na “escolinha”, onde há maior atividade física e maior tempo entre as refeições. Ao exame físico apresenta abdomen distendido, com acentuada hepatomegalia (fígado aumentado). Um ultra-som abdominal indica hepatomegalia acentuada não-esteatótica (sem acúmulo de gordura) e aumento moderado de volume renal. Uma biópsia hepática mostrou extenso acúmulo de glicogênio com morfologia normal. O tecido apresentava ausência de atividade de glicose 6 fosfatase. Glicemia: 3,0 mmol/L (normal, 3,9 - 5,6) Triglicerídeos 3,0 g/L (~1,5) Lactato: 7,1 mmol/L (0,56 - 2,0) Corpos cetônicos 380 mg/L (~30) Piruvato 0,4 mmol/L (0,05 - 0,10) pH 7,25 (7,35 - 7,44) Ácidos graxos livres 1,6 mmol/L (0,3 - 0,8) CO2 12 mmol/L (24 - 30)

Qual o distúrbio ácido-base apresentado por esse paciente? Qual é a doença desse paciente? Esquematize a reação enzimática ausente e explique as

consequências bioquímicas da ausência dessa atividade. Porque há acúmulo de glicogênio no fígado e rins a ponto de levar ao aumento de

volume desses órgãos? Explique detalhando mecanismos de regulação envolvidos. Sugestão: Após as aulas de metabolismo de lipídeos, volte para esse caso clínico e explique as alterações nos níveis de ácidos graxos livres, corpos cetônicos, triglicérides e pH.

QBQ211 - IQUSP - 2012 VIA DAS PENTOSES, METABOLISMO DE FRUTOSE, GALACTOSE

1. Indique qual o principal produto da via das pentoses necessário para os tecidos nas condições descritas abaixo. Explique para que produtos finais estará predominantemente desviada a atividade da fase não oxidativa da via das pentoses. Onde pertinente, explique os mecanismos regulatórios envolvidos. a) Tecido adiposo, após uma refeição rica em carboidratos, estimulado a sintetizar lipídeos a partir de glicose. b) Tecido neoplásico (canceroso), com crescimento acelerado e replicação rápida de DNA. c) Hemácias em uma pessoa utilizando sulfonamidas (antibiótico). 2. As células indicadas na tabela abaixo foram incubadas na presença de glicose como único substrato e na presença e ausência de fluoreto, um inibidor da enolase. Mediu-se então a produção de CO2 dessas células, sendo obtidos os resultados indicados abaixo: Sem fluoreto Com fluoreto Hemácias 27 mmoles . g-1 . h-1 27 mmoles . g-1 . h-1 Adipócitos 320 mmoles . g-1 . h-1 53 mmoles . g-1 . h-1 Hepatócitos 478 mmoles . g-1 . h-1 123 mmoles . g-1 . h-1 Musc. Esquelético 370 mmoles . g-1 . h-1 5 mmoles . g-1 . h-1 a) Relembre qual a ação da enolase, e explique qual seria a consequência de sua inibição por fluoreto. Nessas condições, como pode ser formado CO2? b) Porque não houve alteração de produção de CO2 nas hemácias? c) Os resultados acima indicam que, no músculo esquelético, a fase oxidativa da via das pentoses é praticamente ausente (há pouca produção de CO2 na presença de fluoreto). Isso porque se trata de um tecido em que ocorre pouca síntese de biomoléculas, necessitando de pouco NADPH. No entanto, o tecido muscular utiliza ribose 5 fosfato para síntese de RNA. Explique como a ribose 5 fosfato pode ser sintetizada no músculo. 3. Muitos pacientes internados têm seu estado energético mantido através da infusão de soros contendo glicose. No entanto, pacientes diabéticos mantidos nessa condição podem desenvolver hiperglicemia, que leva a alterações vasculares e neurológicas. Sabendo que a frutoquinase e frutose 1 fosfato aldolase não respondem a insulina no fígado, e não são inibidas alostericamente por ATP ou citrato, um médico sugeriu que diabéticos utilizassem frutose para substituir a glicose em pacientes diabéticos. Na prática, notou-se que os pacientes tratados dessa maneira apresentavam produção excessiva de lactato em seus fígados, desenvolvendo acidose metabólica. O uso de frutose foi então descontinuado.

a) Esquematize a via metabólica seguida para a transformação de frutose em lactato no fígado.

b) Explique com base nos mecanismos regulatórios envolvidos porque há produção excessiva de lactato em diabéticos tratados com frutose, mas não glicose. (Dica: Reveja qual o principal ponto de regulação da via glicolítica, e quais seus reguladores hormonais e alostéricos).

Sugestão: A fase não-oxidativa da via das pentoses possui muitas semelhanças com a fase escura da fotossíntese. Embora a fotossíntese não seja estudada durante nossa disciplina, ler um capítulo sobre o assunto pode ajudar a entender a via das pentoses.

QBQ211 - IQUSP - 2012 ESTRUTURA E METABOLISMO DE LIPÍDEOS

1. a) Descreva os principais lipídeos encontrados em membranas biológicas. Explique porque fosfolipídios predominam em membranas biológicas, e não ácidos graxos livres ou triacilgliceróis. b) Descreva o modelo do mosaico fluido. 2. Descreva os tipos de gorduras presentes na dieta, suas propriedades estruturais e efeitos biológicos. 3. Explique quais as vantagens para um ser vivo armazenar energia na forma de triacilgliceróis. 4. No fígado estimulado por adrenalina ou glucagon, responda: a) O que acontece com o metabolismo de tracilgliceróis? b) Qual o destino do glicerol formado? c) Escreva a reação balanceada de síntese de glicose a partir de glicerol. d) É possível sintetizar eritrose a partir do glicerol liberado? Explique. e) É possível sintetizar glicose a partir dos ácidos graxos liberados? Explique. 5. Calcule o saldo de ATPs gerados por mol de glicerol oxidado completamente a CO2 + H2O no músculo esquelético. Qual seria o saldo de ATPs na ausência completa de oxigênio? Qual seria o saldo na presença de dinitrofenol?

QBQ211 - IQUSP - 2012

BIOSSÍNTESE E OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS

1. Revise o mecanismo pelo qual a Acetil CoA formada na matriz mitocondrial chega ao citosol, e como o oxaloacetato formado é reciclado para o interior da mitocôndria. 2. Escreva a equação global para a síntese de ácido esteárico, um ácido graxo saturado de 18 carbonos, a partir de acetil CoA. 3. Revise como acil CoA é transportada para o interior da mitocôndria para a oxidação de ácidos graxos. 4. Calcule o saldo de ATPs gerados a partir da oxidação completa de um mol de palmitato (saturado, 16 carbonos) no músculo esquelético. Qual seria o saldo de ATPs na ausência completa de oxigênio? Qual seria o saldo de ATPs na presença de FCCP, um desacoplador mitocondrial? 5. A anorexia nervosa é acompanhada de cetoacidose. Explique porque, detalhando mecanismos de regulação alostéricos e hormonais envolvidos.

QBQ211 - IQUSP - 2012 METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS

1. Porque um adulto deve ingerir 50-100g de proteínas diariamente? O que são

aminoácidos essenciais? Quais os problemas associados a dietas vegetarianas restritas?

2. Qual o destino da cadeia carbônica de aminoácidos e como está o balanço de nitrogênio nas seguintes dietas:normal em carboidratos, proteínas e lipídeos rica em proteínas pobre em carboidratos, rico em proteínas deficiente em um aminoácido essencial

5. O glucagon estimula a degradação proteica. Como esse estímulo regula (alostericamente) a glicólise/neoglicogênese? Como regula o ciclo da uréia?

6. Descreva os mecanismos que levam à perda de massa proteica nos diabéticos. Quais os destinos das cadeias carbônicas dos aminoácidos degradados em um diabético não tratado?

7. O que são AST e ALT (TGO e TPG), e qual a sua importância diagnóstica? 8. Calcule o saldo de ATP da oxidação completa de um mol de alanina.

QBQ211 - IQUSP - 2012 REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO ENERGÉTICO

Descreva a atividade de todas as vias metabólicas que você já estudou, detalhando os mecanismos de regulação hormonais e alostéricos envolvidos nas seguintes situações enfrentadas por um ser humano saudável:

1. Logo após uma refeição rica em carboidratos e normal em proteínas e lipídeos. 2. Algumas horas após uma refeição pobre em carboidratos, rica em proteínas e

normal em conteúdo lipídico.

QBQ211 - IQUSP – 2012 METABOLISMO DE ESTADOS PATOLÓGICOS

CARACTERÍSTICAS METABÓLICAS DOS DIFERENTES TECIDOS

9. Descreva os efeitos do infarto cardíaco sobre o metabolismo energético, citando os

mecanismos de regulação envolvidos em cada via. 10. Descreva porque a maioria dos diabéticos tipo II são obesos, apesar de terem

produção e/ou resposta inadequada à insulina. Descreva porque a cetoacidose é incomum na DM II.

11. O dibutiril AMPc é uma forma de AMPc permeável à membrana plasmática. Descreva quais seriam os efeitos metabólicos da adição de dibutiril AMPc a uma cultura de células de músculo esquelético, detalhando os mecanismos de sinalização envolvidos.

QBQ211 - IQUSP - 2012 INTEGRAÇÃO METABÓLICA 2

1. Desafio!! Calcule qual a massa de sacarose (glicose + frutose) que é necessário ingerir para sintetizar 1 Kg de ácido palmítico (o principal componente dos triacilgliceróis). Massa molecular do ácido palmítico ~ 250 Massa molecular da sacarose ~ 350 Dica: calcule qual a quantidade de acetil CoA (fonte de carbono), ATP (fonte de energia) e NADPH (fonte de elétrons) necessárias para a síntese, e depois calcule a quantidade de glicose/frutose necessários para produzir esses precursores.

Revise a atividade das diferentes vias metabólicas, e os pontos de regulação que determinam essa atividade, no jejum e no estado pós-prandial, e nos diferentes órgãos.