Estudo Dirigido - Bioquímica Vegetal 2022-1

ESTUDO DIRIGIDO BIOQUÍMICA 1. Qual a localização celular da via glicolítica? Quais os passos irreversíveis desta via e por que a glicose precisa ser fosfosrilada? 2. Qual a função do NAD+ na via glicolítica? Qual a outra etapa celular em que ele irá potencializar a produção de energia? 3. Sobre o ciclo de Krebs, responda: a) Por que o ciclo recebe este nome? E quais os outros nomes que o ciclo recebe? b) Quais as moléculas de alta energia geradas neste ciclo e qual sua função? c) Qual a localização sub-celular do ciclo? Seja específico. 4. Diferencie fosforilação oxidativa de fosforilação a nível de substrato. 5. Enumere as funções do ciclo de Krebs. 6. Cite a localização celular onde ocorre a cadeia transportadora de elétrons (CTE). Quais são os complexos envolvidos no processo e como são ativados para o funcionamento? 7. Como funciona e por que é necessário ocorrer o gradiente de prótons na cadeia transportadora? 8. Qual o papel da ubiquinona e do citocromo C na CTE? 9. O que é a via de pentose-fosfato e quais suas fases? 10. As fases da via de pentose-fosfato geram um produto que é usado na síntese de uma macromolécula essencial aos organismos. Cite qual é este produto e de qual macromolécula estamos falando. ESTUDO DIRIGIDO BIOQUÍMICA 1. Qual a localização celular da via glicolítica? Quais os passos irreversíveis desta via e por que a glicose precisa ser fosfosrilada? A via glicolítica constitui-se de 10 reações citosólicas, sendo 3 irreversíveis: 1. Glicose a Glicose-6-fosfato (Gli6P): Glicose é fosfatada na posição 6, reação catalisada pela hexocinase, gastando-se ATP. Observe que mesmo com o consumo de ATP, a via glicolítica é considerada produtora de energia, já que o saldo total é positivo para ATP, mediante às demais reações; 2. Fru6P a Frutose-1,6-bifosfato (Fru1,6biP): Fru6P é fosforilada na posição 1, reação catalisada pela fosfofrutocinase 1, consumindo-se ATP; 3. Fosfoenolpiruvato (PEP) a piruvato: O piruvato é formado pela desfosforilação do PEP, formando ATP, pela piruvato cinase. A fosforilação da glicose evita que ela seja transportada para o exterior da célula, já que a membrana plasmática não apresenta transportadores para açúcares fosforilados. 2. Qual a função do NAD+ na via glicolítica? Qual a outra etapa celular em que ele irá potencializar a produção de energia? NAD+ participa das reações de óxido-redução, sendo reduzido a NADH, enquanto as moléculas orgânicas são oxidadas, ou seja, as moléculas de NAD+ recebem elétrons provenientes da oxidação das moléculas orgânicas. Essa reação é importante pois o NADH produzirá ATP no processo de fosforilação oxidativa! 3. Sobre o ciclo de Krebs, responda: a) Por que o ciclo recebe este nome? E quais os outros nomes que o ciclo recebe? O ciclo de Krebs recebe esse nome pois foi descoberto por Hans Adolf Krebs. Pode também ser chamado de ciclo do ácido cítrico ou ciclo do ácido tricarboxílico. b) Quais as moléculas de alta energia geradas neste ciclo e qual sua função? No Ciclo do ácido cítrico, forma-se: • ATP/GTP, responsável pelo fornecimento de energia para as reações anabólicas e forforilação de moláculas nas vias metabólicas; • Coenzimas reduzidas (NADH e FADH2), que produzirão ATP na fosforilação oxidativa. c) Qual a localização sub-celular do ciclo? Seja específico. O ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial 4. Diferencie fosforilação oxidativa de fosforilação a nível de substrato. Fosforilação oxidativa: é um processo mitocondrial e é a finalização do metabolismo produtor de energia em organismos aeróbios. As vias metabólicas oxidativas, nas quais compostos orgânicos são oxidados, produzem coenzimas reduzidas. A fosforilação oxidativa é responsável por promover a síntese de ATP, ao regenar as coenzimas reduzidas, ou seja, as coenzimas reduzidas são oxidadas. Fosforilação a nível de substrato: produção de ATP pela transferência de um grupo fosfato de uma molécula fosforilada para o ADP. 5. Enumere as funções do ciclo de Krebs. • Participa do catabolismo de carboidratos, aminoácidos e ácidos graxos, produzindo CO2; • Produção de ATP/GTP, responsável pelo fornecimento de energia para as reações anabólicas e forforilação de moláculas nas vias metabólicas; • Produção de coenzimas reduzidas (NADH e FADH2), que produzirão ATP na fosforilação oxidativa; • Formam-se intermediários biossintéticos: Por exemplo, alfa (α)-cetoglutarato e oxaloacetato, síntese de aminoácidos e bases nitrogenadas, succinil-CoA usado para a síntese de grupos heme, necessários no transporte de oxigênio. 6. Cite a localização celular onde ocorre a cadeia transportadora de elétrons (CTE). Quais são os complexos envolvidos no processo e como são ativados para o funcionamento? A CTE ocorre na membrana interna das mitocôndrias. Os complexos são ativados mediante a aceitação de elétrons. • Complexos I e II: catalisam a transferência de elétrons para a ubiquinona a partir de dois doadores de elétrons diferentes: NADH (complexo I) e succinato (complexo II). • Complexo III: carrega elétrons da ubiquinona reduzida para o citocromo c. • Complexo IV: transfere elétrons do citocromo c para o O2. 7. Como funciona e por que é necessário ocorrer o gradiente de prótons na cadeia transportadora? A energia eletroquímica gerada pela diferença de concentração de prótons (energia potencial química, devido à diferença de concentração de H+) e pela separação de cargas através da membrana mitocondrial interna, chamada de força próton- motriz, impulsiona a síntese de ATP, quando os prótons fluem passivamente de volta à matriz, por meio de um poro para prótons na ATP-sintase. Assim, quando os prótons fluem espontaneamente a favor de seu gradiente eletroquímico, energia se faz disponível para realizar trabalho. A energia eletroquímica do gradiente de prótons impulsiona a síntese de ATP a partir de ADP e Pi. 8. Qual o papel da ubiquinona e do citocromo C na CTE? Ubiquinona e citocromo C são moléculas carregadoras de elétrons que funcionam na cadeia respiratória: • Ubiquinona: é uma quinona hidrofóbica que pode aceitar um elétron para se tornar o radical semiquinona (•QH) ou dois elétrons para formar ubiquinol (QH2). Como a ubiquinona é hidrofóbica, ela é livremente difusível dentro da bicamada lipídica da membrana mitocondrial interna e capaz de movimentar os elétrons entre outros carregadores de elétrons menos móveis na membrana. • Citocromo c: proteína com absorção caracteristicamente forte de luz visível, devido aos seus grupos prostéticos heme contendo ferro, responsável pelo carregamento de elétron. O citocromo c das mitocôndrias é uma proteína solúvel que se associa com a superfície externa da membrana interna por meio de interações eletrostáticas. 9. O que é a via de pentose-fosfato e quais suas fases? A via das pentoses fosfatadas ou via de pentose-fosfato é uma via metabólica central que ocorre no citosol e tem como finalidade a produção de precursores para a glicólise, produção de NADPH como coenzima reduzida e formação de carboidratos para biossíntese, como a produção de ribose para a síntese de ácidos nucléicos. Fases: 1. Glicose-6-fosfato (Gli6P) a 6-fosfogliconato (6Pgliconato): É uma reação de óxido-redução, com abertura do anel de glicose e produção de NADPH, catalisada pela Gli6P desidrogenase; 2. 6Pgliconato a Ribulose-5-fosfato (Ru5P): 6Pgliconato sofre uma descarboxilação, reação de óxido-redução e produção de NADPH, catalisada pela 6Pgliconato desidrogenase; 3. Ru5P a Ribose5P: conversão realizada pela pentose-P-isomerase. Essa reação é muito importante pois além de produzir Rribose5P para prosseguir com a via, ela pode ser desviada para a produção de DNA e RNA. 4. Ru5P a Xilulose5P (Xi5P): Xi5P é formada pela ação da pentose P epimerase. 5. Ribose5P + Xi5P a gliceraldeído3P + sedoheptulose7P: Gliceraldeído3P, além de continuar na via das pentoses, pode ser utilizado na via glicolítica. 6. Gliceraldeído3P + sedoheptulose7P a Frutose6P (Fru6P) + Eritrose4P (Eri4P): A reação é catalisada por uma transaldolase, formando Fru6P, que não prossegue na via das pentoses e é usado apenas como precursor da via glicolítica. 7. Eri4P + Xi5P a Fru6P + gliceraldeído3P: Fru6P e gliceraldeído3P são usados como precursor da via glicolítica 10. As fases da via de pentose-fosfato geram um produto que é usado na síntese de uma macromolécula essencial aos organismos. Cite qual é este produto e de qual macromolécula estamos falando. A via das pentoses fosfatadas produz ribose-5-fosfato (ribose5P), que pode tanto prosseguir com a via, ela pode ser desviada para a produção de ácidos nucleicos (DNA e RNA).