Revisão: Bioquímica do
Metabolismo
RELAX...
Gliconeogênese
1) Que importantes produtos do ciclo do ácido cítrico são
necessários para a gliconeogênese a partir de piruvato?
... Mas, o que é gliconeogênese???!!!
... Quais conceitos precisamos saber para responder esta
questão...?
R.: NADH (2), ATP (4) e GTP (2), são necessários para a síntese de glicose a
partir de piruvato (esquema). O NADH e o GTP são produtos diretos do ciclo
do ácido cítrico; o ATP pode ser gerado a partir de NADH e FADH2 durante o
processo de fosforilação oxidativa.
Metabolismo do Glicogênio - Glicogenólise
2) Durante o exercício, o glicogênio dos músculos e das
células do fígado pode ser convertido em
metabólitos de glicose para gerar ATP nos músculos.
A quantidade de ATP fornecida para os músculos
pelo glicogênio do fígado e dos músculos é a
mesma?
... O que acontece no músculo?
E no fígado...?
NO MÚSCULO:
GLICÓLISE
SOMENTE NO FÍGADO:
R.: Não, pois uma molécula de ATP a menos fica disponível para uso pelo músculo,
quando o glicogênio do fígado é utilizado como fonte de glicose. Esse glicogênio é
transformado em fosfatos de glicose e, depois em glicose, sem consumo de ATP.
Depois de transportada para células dos músculos, a glicose é convertida em
glicose-6-fosfato por ação de uma hexoquinase, em uma reação que consome
uma molécula de ATP. O glicogênio do músculo, no entanto, é convertido
diretamente em glicose-1-fosfato, por ação da glicogênio-fosforilase, que não
consome ATP. A glicose-1-fosfato é isomerizada a glicose-6-fosfato, por ação da
fosfoglicomutase.
Fotossíntese
3) A ribulose 1,5-bisfosfato carboxilase-oxigenase
(Rubisco) já foi chamada de “enzima que alimenta o
mundo”. Explique a base dessa afirmação.
R.: Rubisco é a proteína
mais abundante no mundo
e o principal catalisador da
fotossíntese, o modo básico
pelo qual organismos vivos
conseguem o carbono
necessário à vida. Sua
importância no processo de
fornecer alimento para
todos os seres vivos pode
ser bem justificada.
Fotossíntese
4) A Rubisco também já foi acusada de ser a enzima
mais incompetente do mundo e a mais ineficiente do
metabolismo primário. Explique a base dessa
afirmação.
R.: Fotorrespiração é um processo que “desperdiça” ribulose-1,5-bisfosfato, consome o
NADPH e o ATP gerados pelas reações da fase luminosa e pode reduzir bastante o
rendimento das plantações. Cerca de 20 a 30% do carbono fixado na fotossíntese podem ser
perdidos pela fotorrespiração. Este processo é resultado da falta de especificidade da
Rubisco, que é capaz de usar O2 em lugar de CO2 para produzir fosfoglicolato e 3fosfoglicerato (esquema abaixo) em vez de duas moléculas de triose fosfato. Além disso, a
Rubisco tem baixa atividade catalítica (Kcat ~ 3 s-1). Esta falta de especificidade e sua baixa
atividade dão à Rubisco o título de enzima relativamente incompetente e ineficiente.
Ciclo de Calvin
Fotossíntese
5) É possível para uma suspensão de cloroplastos no
escuro sintetizar açúcares a partir de CO2 e H2O? Se
não, o que é preciso adicionar para que essa síntese
aconteça? Considere que todos os componentes do
ciclo de Calvin estejam presentes e todas as enzimas
estejam ativas.
Sim. Se ATP e NADPH forem de alguma forma adicionados no estroma do
cloroplasto, o ciclo de Calvin funcionará consumindo CO2 e produzindo 3fosfoglicerato. A fase clara da fotossíntese, que só ocorre na presença de luz,
fornece estes compostos de alta energia para o ciclo de Calvin.
Fotossíntese
6) Uma planta foi geneticamente modificada para
conter uma porcentagem menor do que o normal
de lipídeos insaturados nas membranas tilacoides
de seus cloroplastos. Ela tem maior tolerância a
altas temperaturas e também apresenta velocidades
melhoradas de fotossíntese e de crescimento a
40°C. Quais os componentes do sistema
fotossintético que devem ter sido mais afetados pela
mudança na composição lipídica das membranas
tilacoides?
R.: Os complexos absorvedores
de luz, a cadeia de transporte
de elétrons e a ATP sintase dos
cloroplastos
residem
nas
membranas tilacoides, e a
estrutura e as interações de
quaisquer desses componentes
fotossintéticos poderiam ser
afetados por uma mudança na
natureza física dos lipídeos da
membrana.
*Fotofosforilação
Integração metabólica
7) A obesidade é um problema sério de saúde mundial
por causa, em parte, do aumento do consumo de
alimentos e da redução da atividade física. A
obesidade é associada a diversas doenças do ser
humano, incluindo o diabetes tipo 2 e doenças
cardiovasculares.
a) Esquematize como os lipídeos são metabolizados no
organismo.
*Passos 5 e 6 são
exclusivos do fígado!
b) Esquematize como a glicose é metabolizada no organismo.
* Os passos 1 e 2
são exclusivos do
fígado!
c) Esquematize como os aminoácidos são metabolizados no
organismo.
*Passos 4b, 5, 10 e
11 são exclusivos do
fígado!
Ciclo do Glioxilato
8) Em um organismo como a E. coli, que tem o ciclo do
ácido cítrico e o ciclo do glioxilato, o que determina
em qual dessas vias o isocitrato entrará?
R.: A primeira enzima de cada via está sob regulação alostérica recíproca. A
inibição de uma via desvia o isocitrato para a outra via.
O ciclo do glioxilato é
uma via alternativa
de metabolismo de ac
etil-CoA, encontrada
nos vegetais e em
algumas
bactérias,
que permite a síntese
de glicose e a
produção
de
intermediários
do ciclo de Krebs a
partir de acetil-CoA.
Gliconeogênese!!!
9) Dos compostos listados a seguir, indique se e como
estes podem ser usados na produção de glicose.
Justifique sua resposta.
a) Lactato
b) Oxaloacetato
c) Acetil-CoA
a) Lactato
Daí, o fosfoenolpiruvato (PEP)
entra na gliconeogênese
b) Oxaloacetato
R.: Oxaloacetato vira fosfoenolpiruvato (PEP) que segue na gliconeogênese (veja
esquema anterior).
c) Acetil-CoA
O acetil-CoA só pode ser transformado em glicose se primeiro passar pelo ciclo do
Glioxilato (ver esquema na questão 8) formando succinato, que por sua vez entra no
ciclo de Krebs até virar oxaloacetato. Este último entra na gliconeogênese.
Mas, como vocês vieram para esta revisão...