QBQ0105-Bioquímica e Biologia Molecular
Docentes: Sayuri Miyamoto (B9, sala 951) e Mari Cleide Sogayar (B9, sala 962)
Monitores: Priscilla BMC Derogis (B9, sala 951) e Thiago CG Mattos (B9, sala 951)
LISTA 1: Ligações químicas e Sistema Tampão
1. Defina um sistema ácido-base segundo Bronsted e Lowry.
2. Qual é a base conjugada em cada um dos pares abaixo:
a) RCOOH, RCOOb) H2PO4-, H3PO4
c) RNH2, RNH3+
d) H2CO3, HCO33. Calcule o pH das seguintes soluções:
a) HCl 0,2M
b) NaOH 0,2M
c) HCl 0,05M
4. O que é um sistema tampão?
5. Qual é o pH de uma mistura de 0,042M de NaH2PO4 a 0,058M de Na2HPO4?
(pKa=6,86)
6. PARA ENTREGAR Uma prática comum entre competidores de corrida de
curta distância é a respiração rápida e profunda (hiperventilação) por cerca de
meio minuto para remover o excesso de CO2 de seus pulmões um pouco antes
da corrida começar. Nesta situação ocorre um fenômeno denominado alcalose
que se caracteriza por uma elevação do pH plasmático. Explique porque o pH
sanguíneo aumenta.
7. O controle biológico do pH das células e dos fluidos corpóreos é de importância
central em todos os aspectos do metabolismo e atividades celulares, e mudanças
no pH sanguíneo têm consequências marcantes. Em indivíduos com diabetes não
tratada, a falta de insulina, ou a insensibilidade à insulina, interrompe a captação
de glicose do sangue para dentro dos tecidos e força os tecidos a armazenar
ácidos graxos como combustível principal. A dependência dos ácidos graxos
resulta em um acúmulo de dois produtos (ácidos carboxílicos), cuja dissociação
resulta na diminuição do pH sanguíneo, fenômeno conhecido como acidose. A
acidose é tratada com insulina. A acidose severa pode ser revertida pela
administração intravenosa de solução de bicarbonato. Por que a administração
intravenosa de uma solução de bicarbonato aumenta o pH do plasma sanguíneo?
8. Em situações de alcalose recomenda-se que o individuo respire em um ambiente
fechado, usualmente um saco de papel. Com base nos seus conhecimentos de
bioquímica, explique a lógica desta recomendação.
LISTA 2: Aminoácidos
1. Definir aminoácido.
2. Uma dieta parenteral é administrada freqüentemente para crianças que não toleram
outro tipo de alimentação; crianças com peso inferior a 1500 gramas que possuem
hipomotilidade do trato intestinal e/ou baixa capacidade gástrica; crianças com
enterocolite necrotizante; com problemas de absorção; com diarréia intratável; ou com
malformações gastrointestinais. Escreva as estruturas dos aminoácidos presentes na
dieta parenteral na mistura Trophamine e na mistura HepatAmine. Classifique os
aminoácidos quanto à sua polaridade.
2.1. Quais desses aminoácidos possuem carga líquida positiva ou negativa a pH 7,0 ?
2.2. Quais são os aminoácidos aromáticos? Quais são ramificados?
Composição de uma Dieta Parenteral
Por Ray Duncan, MD, Staff Neonatologist, Cedars-Sinai Medical Center, Los Angeles,
California.
Uma dieta parenteral é administrada freqüentemente para crianças que não toleram
outro tipo de alimentação; crianças com peso inferior a 1500 gramas que possuem
hipomotilidade do trato intestinal e/ou baixa capacidade gástrica; crianças com
enterocolite necrotizante; com problemas de absorção; com diarréia intratável; ou com
malformações gastrointestinais.
Nota: Por conveniência todas as referências a “calorias” referem-se a "Kilocalorias" ou
"Kcal". A denominação “cc” refere-se a cm3.
Componentes de uma Dieta Parenteral (DP)
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(F)
(G)
fluidos;
carboidratos;
eletrólitos;
aminoácidos;
lipídios;
vitaminas;
traços de minerais.
Quando uma criança está em DP, o objetivo é proporcionar pelo menos 100-110
cal/kg/dia. Isto pode ser obtido se puderem ser administrados 150 cc/kg/dia de 12,5%
dextrose; 2,5 g/kg/dia de aminoácidos e 3,0 g/kg/dia de lipídios intravenosos.
(A) Fluidos – Em geral 80-100 cc/kg/dia (recém nascido)
(B) Carboidratos - Dextrose, um dos isômeros da glicose que fornece 3,4 cal/g.
(C) Eletrólitos –
Sódio: 3 meq/kg/dia. Aproximadamente 80% do sódio corporal está disponível
para o metabolismo. O restante está fixado nos ossos. Sódio existe predominantemente
como íon extracelular.
Potássio: 2 meq/kg/dia. A maior parte do Potássio é intracelular, onde é o cátion
predominante. 75% do potássio corporal está no músculo.
Cloreto: 2-6 meq/kg/dia. Este elemento está presente no corpo como íon
extracelular.
Cálcio: Cálcio é administrado como uma solução 10% de gluconato de cálcio e a
dose usual é 2 cc/kg/dia. Quase todo o cálcio corporal está localizado nos ossos.
Fósforo - 1 meq/kg/dia administrado como fosfato de potássio. Fosfato
desempenha um papel importante no metabolismo. É um substrato vital para os ossos.
Magnésio: 0,5 meq/kg/dia, administrado como sulfato. Aproximadamente 60%
do magnésio do corpo está fixado nos ossos. O restante é principalmente intracelular.
(D) Aminoácidos
Aminoácidos são administrados sob forma de “Trophamine”, uma solução 6%
de aminoácidos sintéticos, representados por fenilalanina, glicina, metionina, tirosina,
histidina, ácido glutâmico e ácido aspártico. Cisteína pode ser adicionada à
Trophamine. Na DP começar com Trophamine na dose de 0,5 g/kg/dia.
A mistura HepatAmine pode ser usada no lugar da Trophamine. HepatAmine contém
altas concentrações dos aminoácidos isoleucina, leucina e valina, e baixas
concentrações de metionina, fenilalanina e triptofano.
(E) Lipídios
Lipídios são administrados por via intravenosa e a emulsão não é adicionada
diretamente à dieta parenteral, mas administrada separadamente. Os lipídios apresentam
o maior conteúdo calórico da dieta. Pode ser usada uma solução 20% (Intralipid - Cutter
Labs), administrando-se 2,0 cal/cc. A solução Intralipid é composta por óleo de soja,
fosfolípides da gema do ovo e glicerol. O ácido graxo mais abundante na emulsão é o
ácido linoleico (54%), seguido por oleico (26%), palmítico (9%), e linolênico (8%). As
necessidades de ácidos graxos essenciais são obtidas com 0,5 gm/kg de Intralipid.
(F) Vitaminas
As vitaminas são adicionadas à dieta a partir de uma solução Pediatric MVI. A
dose desta solução é 1,7 ml/kg/dia. Uma ampola de 5 ml da Pediatric MVI contém:
Biotina
20 mcg
Dexapantenol
5 mg
Ácido Fólico
140 mcg
Niacina
17 mg
Riboflavina
1.4 mg
Tiamina
1.2 mg
Vitamina A
2300 IU
Vitamina B6
1.0 mg
Vitamina Bl2
1 mcg
Vitamina C
80 mg
Vitamina D
400 IU
Vitamina E
7 IU
Vitamina K
200 mcg
(G) Minerais Traço
Elementos Traço Dose diária recomendada
Zinco
150 mcg/kg, <14 d
400 mcg/kg, >14 d
Cobre
20 mcg/kg
Manganês
2-10 mcg/kg
Cromiuo
0.14 - 0.2 mcg/kg
Selênio
2.5-3 mcg/kg
3. A histidina possui 3 grupos funcionais ionizáveis. Escreva as equações de
equilíbrio para as suas 3 ionizações e assinale o pKa adequado para cada
ionização. Qual é a carga líquida na molécula de histidina em cada estado de
ionização.
4. Desenhe a curva de titulação dos aminoácidos glicina e glutamato indique os
valores de pKa de cada grupo ionizável. Indique também o pI destes aminoácidos.
Em quais faixas de pH estes aminoácidos funcionariam como bons tampões?
5. PARA ENTREGAR Um peptídeo possui a sequência: Glu-His-Trp-Ser-Gly-LeuArg-Pro-Gly
a) Qual a carga líquida da molécula em pH 3, 8 e 11.
b) Estime o pI deste peptídeo
6. As histonas são proteínas encontradas no núcleo de células eucarióticas,
fortemente ligadas ao DNA, que possui muitos grupos fosfato (cargas negativas).
O pI das histonas é muito alto, em torno de 10,8. Quais resíduos de aminoácidos
precisam estar presentes em quantidades relativamente elevadas nas histonas? De
que forma estes resíduos contribuem para a forte ligação das histonas ao DNA?
LISTA 3: Proteínas
Para estudo:
1. Definir proteína.
2. Esquematizar a ligação peptídica.
3. Desenhe o seguinte peptídeo: Glu-His-Trp-Ser-Gly-Leu-Arg-Pro-Gly
4. Definir proteínas globulares e fibrosas. Citar exemplos.
5. Definir estrutura primária.
6. Descrever as estruturas regulares – alfa hélice e conformação beta – que compõem a
estrutura secundária das proteínas globulares. Desenhe as mesmas.
7. Definir estrutura terciária de proteínas globulares. Esquematizar os tipos de ligações que
a mantêm, indicando os aminoácidos que participam destas ligações.
8. Definir estrutura quaternária de proteínas globulares. Citar exemplos de proteínas com
estrutura quaternária.
9. Verificar a posição dos grupos polares e apolares dos aminoácidos de uma proteína em
solução aquosa.
10. A clara do ovo (albumina) muda de aspecto quando fervida. O leite precipita quando
tratado com limão ou vinagre. Por que? Suas propriedades nutricionais são afetadas por
estes tratamentos?
11. No peptídeo Arg-Pro-Ala-Tyr-Glu-Ser determine quais aminoácidos são apolares, quais
são os polares neutros, os polares carregados positivamente e os polares carregados
negativamente. Em pH fisiológico, qual a carga desse peptídeo?
Para discutir em aula
12. PARA ENTREGAR Considere as seguintes sequencias de aminoácidos:
1 2
3
4
5
6
7
8 9
10 11 12 13 14 15
Ile-Ala-His-Thr-Tyr-Gly-Pro-Phe-Glu-Ala-Ala-Met-Cys-Lys-Trp16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
Glu-Ala-Gln-Pro-Asp-Gly-Met-Glu-Cys-Ala-Phe-His-Arg
a)
b)
c)
d)
Onde devem ocorrer dobras ou voltasβ?
Onde devem se formar ligações intramoleculares dissulfeto?
Assumindo que esta sequencia é parte de uma proteína globular maior, indique a
localização provável (superfície externa ou interna) dos seguintes aminoácidos: Asp,
Ile, Thr, Ala, Gln, Lys. Explique.
Dentre os aminoácidos da sequencia acima cite dois que interajam por pontes de
hidrogênio, interações eletrostáticas e hidrofóbicas.
13. Qual é o comprimento de uma cadeia polipeptídica de 80 resíduos de aminoácidos em
uma única hélice α?