Centro de Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro

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AD1 - Bioquímica II – CEDERJ – 2020-01

1. As células são sistemas isotérmicos, funcionam essencialmente em temperaturas constantes (e também em pressão constante). O fluxo de calor não é uma fonte de energia para as células, já que o calor é capaz de realizar trabalho somente quando passa por uma região ou por um objeto com temperatura inferior. Sendo assim, responda as questões seguir: (2,5)

a) Cite e explique o tipo de energia utilizado pelas células. (0,5)

R: Energia Livre de Gibbs “G”. A molécula de adenosina trifosfato (ATP) é a principal forma de energia química, uma vez que e encontrada em todos os seres vivos, e sua hidrólise é altamente exergônica, ocorre dessa forma à liberação da energia livre. Seu trabalho e responsável pela ocorrência de diversos processos celulares e pela constância da homeostase celular.

b) Que fórmula podemos usar para calcular esse tipo de energia? Explique com que finalidade ela pode ser usada? (0,5)

R:   ΔG= ΔH – TΔS

Essa fórmula tem por finalidade calcular a variação da energia livre, que resulta da diferença entre a energia total e a energia inaproveitável. Essa variação da energia é utilizada pela célula, antecedendo a direção da reação e a quantidade de trabalho que pode ser realizado, a variação da energia será sempre menor do que a energia propriamente liberada uma vez que uma parte se dissipa em forma de calor.

ΔG = variação da energia livre

ΔH = energia total

TΔS = energia inaproveitável

c) Qual a diferença entre reação espontânea e não espontânea? (0,5)

R: O que determina se uma reação será espontânea ou não, e seu valor de ΔG.

Se o ΔG < 0 quer dizer que a reação é espontânea, ou seja, é uma reação exergônica onde ocorre liberação de energia.

Se o ΔG > 0 quer dizer que a reação é não espontânea, ou seja, é uma reação endergônica onde há necessidade de energia.

d) Defina reação acoplada. Qual a importância deste tipo de reação para o metabolismo celular? Dê um exemplo (demonstre as reações químicas e os cálculos utilizados). (1,0)

R: Reações acopladas são reações endergônicas com exergônicas, que conservam grande parte da energia química dos nutrientes tornando as utilizáveis, elas são reações que ocorrem simultaneamente de tal modo que a energia liberada por uma seja armazenada na outra, um exemplo clássico de como as reações acopladas funcionam ocorre na oxidação da glicose cuja energia produzida é transferida para o ATP, o acoplamento de reações diminui a quantidade de energia perdida.

Reação de oxidação da Glicose:

Pi + glicose     ─────→  glicose 6-P.ΔG°’= +14 Kj/mol

Glicose + Pi    ─────→  Glicose-PΔG°’= -31 Kj/mol

ATP      ──────────→ADP + Pi

 Somando as duas equações, teremos:

Glicose + ATP   ──────────→Glicose-P +ADP

ΔG°’= 14 + (-31) Kj/mol

ΔG°’= 14 + (-31) Kj/mol = -17 Kj/mol

2. Sobre a via glicolítica, responda: (2,5)

a) Qual a importância desta via para metabolismo celular? (0,5)

R: A via glicolítica constitui uma das etapas da respiração celular, processo no qual ocorre à quebra da glicose que provem da alimentação em partes menores, tendo como consequência a liberação de energia para o organismo.

b) Quais são os pontos de regulação desta via? Demonstre esquematicamente as reações e suas enzimas. (0,5)

R: A via glicolítica possui três pontos de regulação, são elas as reações 1, 3 e 10.

Na reação 1 da via glicolítica, ocorre o passo inicial da utilização de glicose na via,

Nesse ponto a glicose é fosforilada no carbono 6, transformando se em glicose-6-fosfato, tratando-se de uma reação irreversível por possui ΔG negativo nas reações intracelulares e sendo catalisada pela enzima Hexoquinase.

Glicose ↔ Glicose ↓

                                           ATP→ HEXOQUINASE

       ↓

Glicose 6-fosfato

Na reação 3 considerada amais importante por ser o principal ponto de regulação da glicólise; nesse reação a glicose-6P será fosforilada e recebera o fosfato no carbono 1, formando frutose-1,6- bifosfato, consiste em mais uma reação irreversível em que uma molécula de ATP é utilizada em uma reação de fosforização, sua catalisação ocorre através da enzima fosfofrutoquinase 1 (PFK1).

Frutose -6P + ATP          →        Frutose -1,6-biP + ADP

Fosfofrutoquinase 1

Na reação 10 ocorre novamente uma fosforização em nível de substrato, havendo assim síntese de ATP, nessa etapa o fosfoenolpiruvato transfere seu grupamento fosfato para o ADP, formando ATP e piruvato, consiste em uma reação irreversível e sua catalisação ocorre através da enzima piruvato quinase.

Fosfoenolpiruvato + ADP         →          Piruvato + ATP

Piruvato quinase

 c) Explique como o balanço de ATP/ADP pode influenciar nessas regulações? (0,5)

R: A carga energética das células é o fator primordial para determinar a velocidade da via glicolítica. Se a carga energética estiver baixa, a célula necessitara de mais energia para realizar suas funções assim a velocidade da via glicolítica também aumenta. Já quando a via glicolítica diminuir é sinal que a carga energética esta baixa e que o nível de ATP esta em quantidade suficiente no organismo.