Estudo Dirigido 1
Princípios de Bioenergética, Degradação do Glicogênio e Glicólise
Bioquímica Metabolismo – Ciências Biológicas – 2° Semestre, 2014
Prof. Marcos Túlio Oliveira
1) Por que a falta de irrigação sanguínea leva à morte de células e tecidos? Que tipos de
substâncias são transportadas pelas hemácias até as demais células de um organismo? Que tipos
de compostos são transportados pelo plasma para estas células?
A falta de irrigação sanguínea corta o suprimento de nutrientes e oxigênio às células e tecidos,
o que faz com que estes parem de funcionar e morram. As hemácias são responsáveis pelo
transporte de oxigênio, usado na oxidação completa dos compostos provenientes dos alimentos
para obtenção de energia dentro da célula. Estes compostos são transportados pelo plasma
sanguíneo e incluem glicose (principalmente), aminoácidos, ácidos graxos, etc.
2) Adicione ATP, O2, ADP e Pi (fosfato inorgânico, HPO42-) ao esquema abaixo:
3) Observe as reações:
Glicose + Pi ↔ Glicose-6-fosfato
Glicose + ATP ↔ Glicose-6-fosfato + ADP
Keq < 1
Keq > 1
∆G0 > 0
∆G0 < 0
a) Qual das duas reações acima parece mais conveniente para a fosforilação da glicose
(obtenção celular de glicose-6-fosfato a partir de glicose)?
Pelo fato da segunda reação poder acontecer mais espontaneamente (∆G0 negativo) e o
produto ser favorecido (Keq maior que 1), a segunda reação é mais conveniente.
b) Sabendo que ADP + Pi ↔ ATP + H2O tem um ∆G0 de +7,3 kcal/mol, como os
organismos podem sintetizar ATP?
Através de uma série de reações diversas que levam à oxidação dos compostos
provenientes dos alimentos. Assim, eles conseguem energia suficiente para fazer com
que a reação acima (que é endotérmica) aconteça.
4) O glicogênio é um homopolissacarídeo constituído de unidades de glicose. Responda:
a) Qual a localização do glicogênio em mamíferos?
Nas células do fígado e dos músculos esqueléticos.
b) Qual o papel do glicogênio nestes animais?
Ele constitui um estoque de glicose que pode ser usado para a manutenção dos níveis de
glicose no sangue (glicogênio do fígado) ou para consumo imediato através da glicólise
(glicogênio dos músculos).
5) Considerando as enzimas glicogênio fosforilase e glicose 6-fosfatase, compare:
a) as reações em que cada enzima atua.
Glicogênio fosforilase: remoção de uma unidade de glicose-1-fosfato da cadeia de
glicogênio – primeiro passo na degradação do glicogênio.
Glicose 6-fosfatase: remoção do grupo fosfato do carbono 6’ da glicose, permitindo
assim que a glicose seja exportada do fígado para a corrente sanguínea – a reação só
acontece em células do fígado.
b) o produto de catálise de ambas enzimas.
Glicogênio fosforilase: glicose-1-fosfato + glicogênio(n-1).
Glicose 6-fosfatase: glicose + Pi.
c) Explique por que não há gasto de ATP na fosforilação do glicogênio em glicose-1fosfato.
Parte da energia da ligação glicosídica que esta sendo quebrada é utilizada na
fosforilação de uma unidade de glicose usando um Pi. Veremos em próximas aulas que
há consumo de energia para a síntese do glicogênio; esta energia fica estocada na
ligações glicosídicas até a degradação do mesmo.
6) Em relação à glicólise, responda:
a) Qual a localização celular da via glicolítica?
No citoplasma.
b) Quais os passos irreversíveis desta via?
Glicose → Glicose-6-fosfato
Frutose-6-fosfato → Frutose-1,6-bifosfato
1,3 Bifosfoglicerato → 3 Fosfoglicerato
Fosfoenolpiruvato → Piruvato
c) Quais as reações onde há fosforilação da glicose? Por que essa fosforilação é
importante?
Esta pergunta pode ter ficado um pouco ambígua, portanto aceitarei certas variações nas
respostas. A resposta que eu estava esperando era:
Glicose → Glicose-6-fosfato (Passo 1) e Frutose-6-fosfato → Frutose-1,6-bifosfato
(Passo 3) – estas duas reações fazem com que a glicose esteja comprometida na via
glicolítica. O passo 1 garante que a glicose não saia da célula ou que ela não entre na
síntese de glicogênio; o passo 2 garante que ela continue na glicólise e não entre em
outras vias, como por exemplo, a via das pentose fosfato.
d) Quantos carbonos têm a molécula de glicose, frutose-1,6-bifosfato e piruvato?
6C, 6C e 3C, respectivamente.
e) Indique as reações onde há transferência de átomos de hidrogênio e quais os reagentes e
produtos da reação.
Gliceraldeído 3-fosfato + Pi + NAD+ ↔ 1,3 Bifosfoglicerato + NADH + H+
f) Sabendo-se que a quantidade de NAD+ celular é limitada (da ordem de 10-5 M), estime
a quantidade de glicose que pode ser convertida a piruvato.
0.5 x 10-5 M.
g) Qual então seria a quantidade de ATP produzida nestas condições?
10-5 M.
7) Em relação à formação de lactato a partir do piruvato, indique:
a) o número de carbono de cada uma destas moléculas.
Ambas possuem 3C.
b) as coenzimas necessárias.
NADH.
c) a localização celular desta reação.
No citoplasma.
8) A conversão do piruvato a lactato ou do piruvato a etanol tem um papel importantíssimo
para a manutenção do metabolismo celular. Qual é este papel?
A regeneração do NAD+. Sem NAD+ a glicólise pára.
9) Classifique os acontecimentos abaixo de acordo com o código: A = glicólise anaeróbica; e B
= glicólise aeróbica.
( A ) Corrida dos 100 metros rasos
( B ) Futebol
( B ) Provas de ciclismo
( B ) Maratonas
( A ) Natação de 50 metros
( A ) Musculação
10) O jacaré realiza a glicólise anaeróbica para executar movimentos rápidos durante a
emergência, de forma a gerar ATP nos músculos esqueléticos brancos. Como os estoques de
glicogênio nos músculos não são muito grandes, eles são rapidamente consumidos nos esforços
musculares intensos. Enquanto um atleta treinado pode recuperar-se de uma corrida de 100
metros em aproximadamente 30 minutos, um jacaré necessita de várias horas de repouso e
consumo extra de oxigênio para retirar o excesso de lactato do sangue e regenerar o glicogênio
muscular. Faça um gráfico utilizando a área abaixo relacionando a concentração plasmática de
lactato (ordenada) com o tempo (abscissa) nos dois casos citados.
O gráfico mostrado abaixo é só um exemplo. Gráficos semelhantes serão considerados como
resposta correta.