Exercício de Bioquímica ( Krebs ).
Autor: Márcia Regina Barbosa da Silva. | Publicado: 2013-12-28T11:51:00-03:00




Escrever
 a reação de formação de acetil-CoA a partir de piruvato e
 indicar:




as
 5 coenzimas necessárias; R-
 (TPP, FAD, CoA, NAD e lipoato).


as
 vitaminas envolvidas;R-
 Tiamina (B1),riboflavina (B2),ácido pantotênico (CoA) (B5),niacina
 (nicotinamida) (B3) e ácido lipóico


a
 localização celular; R-
 na
 mitocrôndias e no citosol







Descrever
 a regulação alostérica e por modificação covalente do complexo
 da piruvato desidrogenase.



R-
O
complexo é formado por 3 enzimas e 5 coenzimas

As
enzimas do complexo têm resíduos de serina, modificáveis por
fosforilação

As
enzimas do complexo quando fosforiladas (por quinases) são inativas

As
enzimas do complexo quando desfosforiladas (por fosfatases) são
ativas

Além
das 3 enzimas, o complexo tem uma quinase e uma fosfatase associadas

Os
produtos da via, NADH e acetil-CoA, bem como ATP são efetores
alostéricos 


negativos
das enzimas do complexo

NADH,
Acetil-CoA e ATP ativam a quinase (e inibem o complexo)

A
diminuição de NADH, Acetil-CoA e ATP ativam a fosfatase (e ativam o
complexo)

A
insulina ativa fosfatases no geral, tendo o mesmo efeito, bem como o
Ca2+ e Mg2+

O
excesso de acetil-CoA e NADH provenientes da β-oxidação durante o
jejum inibem a síntese de acetil-CoA a partir de piruvato,
favorecendo a gliconeogênese.





Na
 oxidação de uma molécula de acetil-CoA no ciclo de Krebs, indicar
 a enzima que catalisa a reação onde há produção ou consumo de:




CO2


GTP


NADH


FADH2


H2O







Indicar
 o composto rico em energia do ciclo de Krebs e a reação que
 produz.



R-
 Adenosina
triforfato(ATP); a energia armazenada nos ATPs é liberada para as
funções corpóreas através da seguinte reação:ATP -&gt;
ADP + P + Energia onde ADP é adenosina difosfato.





Citar
 os compostos que devem ser fornecidos ao ciclo de Krebs para:







Iniciá-lo


Mantê-lo
 em funcionamento



Resposta:



Primeira
reação

Para
que se inicie a primeira reação e iniciar a volta é preciso que o
grupo acetila ou acetil-CoA transfira o seu grupo acetil para um
composto com quatro átomos de carbono, chamado de oxaloacetato,
formando assim o citrato, um composto com seis átomos de carbono.




Segunda
reação

Após
a formação do citrato, o mesmo é transformado em isocitrato, uma
molécula com seis átomos de carbono.

Terceira
reação

Entretanto,
o isocitrato é desidrogenado, perdendo CO2, o que dará origem ao
alfa-cetoglutarato, um composto com cinco átomos de carbono.

Quarta
reação

O
alfa-cetoglutarato também perde uma molécula de CO2, liberando um
composto chamado de succinato, uma molécula com quatro átomos de
carbono.

Quinta
reação

O
succinato, por ação de diversas enzimas em uma reação seguida de
três passos dá inicialmente origem ao fumarato.

Sexta
reação

O
fumarato por ação de várias enzimas e a entrada de uma molécula
de H2O dá origem ao malato.

Sétima
reação

O
malato, por sua vez, através da saída de uma molécula de H2 dá
origem ao oxaloacetato, um composto com quatro átomos de carbono.

Oitava
reação

O
oxalacetato é o que dará início ao ciclo, pois é neste momento
que o mesmo está pronto para reagir com uma próxima molécula de
acetil-CoA, iniciando o ciclo novamente.

Entre
as reações no Ciclo de Krebs há a formação de 3 moléculas de
NADH que dá origem há 2,5 ATP cada uma, uma molécula de FADH2 que
dá origem há 1,5 ATP e uma molécula de GTP que dá origem a um
ATP.


Citar
 as vitaminas que participam do ciclo de Krebs.



R-
B2, N e B1.





Indicar
 a localização celular do ciclo de Krebs.



R-
 Ciclo
de Krebs é uma das etapas da respiração celular e ocorre na matriz
da mitocôndria.





Na
 reação catalisada pela aconitase, indicar o composto predominante
 no equilíbrio.



R-
Citrato um composto que não se acumula na mitocôndria enquanto se
processa a oxidação de isocitrato.




Listar
 as funções do ciclo de Krebs.



R-
A
principal função
do
Ciclo de Krebs é oxidar os compostos e queimar as gorduras dos
compostos. O Ciclo de Krebs é uma via de alta energia, pois produz
três moléculas de NADH, uma de FADH2 e um composto de alta energia
o GTP.





Analisar
 as reações do ciclo do Glioxilato, verificando a conversão que é
 por ele viabilizada.



R-
Permite
a síntese de glicose
e
a produção de intermediários do ciclo
de Krebs&nbsp;a
partir de&nbsp;acetil-CoA.
Por isso mesmo essa via conta com a presença de&nbsp;enzimas&nbsp;do
ciclo de Krebs (citrato-sintase e aconitase) além de duas enzimas
ausentes nessa via (isocitrato liase e a malato sintase).

No
ciclo de Krebs, o isocitrato é convertido em succinato, enquanto que
no ciclo do glioxilato, o isocitrato origina o succinato e o
glioxilato. O succinato regenera o&nbsp;oxaloacetato&nbsp;e
o glioxilato se condensa com acetil-CoA formando o malato. Este vai
passar para o&nbsp;citosol,
onde origina oxaloacetato, que pode ser transformado em glicose
pela&nbsp;neoglicogênese.
O ciclo de glioxilato desta forma permite a conversão de acetil-CoA
e, portanto, de&nbsp;ácidos
graxos,
a glicose.








Citar
 os organismos que dispõem do ciclo do Glioxilato.



R-

É uma
via alternativa de metabolismo&nbsp;de&nbsp;acetil-CoA,
encontrada nos&nbsp;vegetais&nbsp;e
em algumas&nbsp;bactérias.





Quando
 a glicose é metabolizada a acetil-CoA, citar o número de moléculas
 de ATP, NADH e CO2
 formadas.



R-
 O
saldo energético por etapa da respiração:
-
GlicóliseSão
utilizadas 2 moléculas de ATP para ativar o catabolismo da molécula
de glicose, porém são formadas 2 moléculas de NADH, 4 ATP e 2
moléculas
de piruvato. Portanto, o saldo energético somente da cadeia
respiratória é de:
4
ATP + 2 NADH – 2 ATP → 2
ATP + 2 NADH






Que
 composto é oxidado no ciclo de Krebs?



R-
A
oxidação do acetilCoA,
a duas moléculas de CO2,
e conserva parte da energia livre dessa reação na forma de
coenzimas reduzidas, que serão utilizadas na produção de&nbsp;ATP&nbsp;na
fosforilação oxidativa, a última etapa da respiração celular.





Simultaneamente
 que tipo de composto sofre redução?



R-
 coenzimas
reduzidas





Descrever
 a regulação do ciclo de Krebs em função das relações ATP/ADP e
 NAD+/NADH.



R-
A
respiração aeróbia é o processo pelo qual a célula degrada
compostos orgânicos (carboidratos) para obtenção de energia
metabólica armazenada na molécula de Adenosina Trifosfato - ATP,
com produção de compostos inorgânicos dióxido de carbono (CO2) e
água (H2O). A respiração aeróbia é didaticamente subdividida em
três etapas associadas: a glicólise, o ciclo de Krebs e a cadeia
respiratória, existindo diferenças entre os organismos procariontes
e eucariontes.Como
as células procarióticas são desprovidas de mitocôndrias
(organela citoplasmática), tanto a glicólise quanto o ciclo de
Krebs ocorrem no hialoplasma da célula, enquanto a cadeia
respiratória acontece próximo à face interna da membrana
plasmática (mesossomo).Nas
células eucarióticas, a glicólise também acontece no hialoplasma,
contudo por se tratar de uma célula provida de mitocôndria, as
etapas referentes ao ciclo de Krebs e a cadeia respiratória ocorrem
necessariamente no interior dessa organela.Nesse
mecanismo são produzidos ATD de forma direta, no entanto, são
formadas moléculas (FAD e NAD) receptoras de prótons H+, sendo cada
molécula de FADH2 e NADH responsáveis pela reconstituição
respectiva de 2 e 3 moléculas de ATP.O
saldo energético por etapa da respiração:-
Glicólise&nbsp;São
utilizadas 2 moléculas de ATP para ativar o catabolismo da molécula
de glicose, porém são formadas 2 moléculas de NADH, 4 ATP e 2
moléculas de piruvato.&nbsp;Portanto,
o saldo energético somente da cadeia respiratória é de:&nbsp;4
ATP + 2 NADH – 2 ATP →&nbsp;2
ATP + 2 NADH-
Ciclo de KrebsA
partir dessa etapa todo o resultado deve ser dobrado (duplicado),
essa consideração é conseqüente do ciclo de Krebs envolvendo cada
molécula de piruvato.&nbsp;Assim,
são formadas 4 moléculas de NADH, 1 de FADH2 e 1 de ATP em cada
ciclo.&nbsp;2
x (4 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP) →&nbsp;8 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP-
Cadeia respiratória&nbsp;Etapa
de conversão das moléculas de NADH e FADH2 em moléculas de ATP,
quando os prótons H+ por difusão são forçados a passar pela
proteína sistetase ATP (enzima transmembranar) restituindo ADP em
ATP.&nbsp;2
NADH da glicólise → 6 ATP&nbsp;8
NADH do ciclo de Krebs → 24 ATP&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;34
ATP2
FADH2 do ciclo de Krebs → 4 ATPBalanço
Energético da Respiração Aeróbia&nbsp;Glicólise
= 2 ATP&nbsp;Ciclo
de Krebs = 2ATP&nbsp;Cadeia
respiratória = 34 ATP&nbsp;Total
energético da respiração celular aeróbia = 38 ATP&nbsp;





A
 síntese de porfirinas inicia-se com a condensação de succinil-CoA
 e glicina. Como pode ser mantido o nível dos compostos
 intermediários do ciclo de Krebs quando esta síntese ocorre?



R-
O
aminoácido&nbsp;glicina&nbsp;reage
com o&nbsp;succinil-CoA&nbsp;(um
intermediário metabólico do&nbsp;ciclo
dos ácidos tricarboxílicos),
formando o ácido α-amino-β-cetoadípico. Este é então
descarboxilado a δ-aminolevulinato.





O
 Beribéri é uma moléstia ocasionada por deficiência de tiamina.
 Nos portadores desta moléstia,







Que
 compostos aparecem em níveis plasmáticos elevados?


Que
 metabolismo é mais afetado: o
 de carboidratos


Que
 tecidos seriam mais precocemente afetados?Fígado
 e coração,
 e, em menor quantidade, no cérebro e tecido muscular.







Na
 oxidação completa da glicose, indicar as reações onde há
 formação de CO2.



R-
Visão
geral da oxidação completa de glicose, até CO2:


Se
 processa no citossol e baseia-se na conversão de glicose(C6) a 2
 piruvato( 2C3) por meio reações sucessivas -&nbsp;glicólise-,
 uma via metabólica&nbsp;importante&nbsp;para os&nbsp;seres vivos.
 Seus produtos são ATP, H+&nbsp;+ e-(recebidos por coenzimas) e
 piruvato;


A
 posterior oxidação do piruvato( composto de três carboos)&nbsp;é
 feita no interior da mitocôndria, onde&nbsp;sofre uma
 descarboxilação, e converte-se em um composto com dois
 carbonos(C2), que&nbsp;combina-se com um composto de quatro
 carbonos(C4), dando um composto de seis carbonos(C6). Por meio do
 ciclo de Krebs, C6 perde dois carbonos sob a forma de CO2 e regenera
 C4;


Na
 mitocôndria, o piruvato é oxidado a CO2, e ao mesmo tempo há a
 produção de grande quantidade de (H+ +e-), recebidos por
 coenzimas.&nbsp;Com oxidação destas coenzimas origina-se a grande
 produção de ATP obtida pela oxidação adicional do piruvato,
 totalizando&nbsp;aproximadamente 90% do total obtido com a oxidação
 completa da glicose;


O
 piruvato origina acetil-CoA, por descarboxilação oxidativa. O
 processo é irreversível e consiste basicamente na transferência
 do grupo acetila, proveniente da descarboxilação do piruvato, para
 a coenzima A.







Animais
 de laboratório foram alimentados com dietas diferentes, cada uma
 contendo um dos seguintes compostos, marcado com C14.
 Indicar os casos em que seria possível encontrar glicose radioativa
 nos animais.







Oxaloacetato


Acetato


Palmitato


Piruvato


Etanol


Glicerol


Citrato




Por
 que plantas e bactérias são capazes de converter ácidos graxos em
 glicose e mamíferos não?



R-
Os
ácidos orgânicos simples podem ser convertidos em monosaccharides
tais como a glicose e então ser usados para montar polisacáridos
tais como o amido. A Glicose é feita do piruvato, lactato, glicerol,
fosfato do glycerate 3 e os ácidos aminados e o processo são
chamados gluconeogenesis. O Gluconeogenesis converte o piruvato a
glucose-6-phosphate com uma série de intermediários, muitos de que
são compartilhados com a glicólise.

Os
ácidos Geralmente gordos armazenados como tecidos adiposos não
podem ser convertidos à glicose com o gluconeogenesis porque estes
organismos não podem converter o acetil-CoA no piruvato. Esta é a
razão pela qual quando há uma inanição a longo prazo, seres
humanos e outros animais precisam de produzir corpos de cetona dos
ácidos gordos para substituir a glicose nos tecidos tais como o
cérebro que não pode metabolizar ácidos gordos.

As
Plantas e as bactérias podem converter ácidos gordos na glicose e
utilizam o ciclo do glyoxylate, que contorneia a etapa do
decarboxylation no ciclo de ácido cítrico e permite a transformação
do acetil-CoA ao oxaloacetate. Desta glicose é formado.

Glycans
e os polisacáridos são complexos de açúcares simples. Estas
adições são tornadas possíveis pelo glycosyltransferase de um
doador reactivo do açúcar-fosfato, tal como a glicose do
diphosphate do uridine (UDP-glicose), a um grupo de hidróxilo do
autómato no polisacárido crescente. Os grupos de hidróxilo no anel
da carcaça podem ser autómatos e assim os polisacáridos produzidos
podem ter em linha recta ou estruturas ramificadas. Estes
polisacáridos assim que formado podem ser transferidos aos lipidos e
às proteínas pelas enzimas chamadas oligosaccharyltransferases.