Estudo Dirigida Bioquimica II

Instituto de Ciências Biomédicas

Departamento de Bioquímica Médica - CCS- Bloco B- 1o andar.

Faculdade de Farmácia

Disciplina : Bioquímica II

Bloco I

Professores: Ana Paula Valente

Professor responsável: Ana Paula Valente

Bloco K, CNRMN

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ESTUDO DIRIGIDO I

GLICÓLISE

HISTÓRICO

1. Louis Pasteur, em 1861, publicou a descoberta histórica de que o crescimento de leveduras, por grama de glicose, é maior na presença de ar do que na ausência de ar. Esta foi a primeira demonstração de que o mecanismo de glicólise aeróbica é mais eficiente do que o da glicólise anaeróbica. Pasteur também observou que a glicose é consumida mais lentamente na presença de ar do que em condições anaeróbicas. Esse efeito conhecido como "efeito Pasteur" constituiu-se num enigma para os bioquímicos durante muitos anos, que elaboraram as mais diferentes hipóteses para este fenômeno.

• Você pode imaginar uma hipótese que explique o efeito Pasteur?

2. É enorme a dívida mundial com o gênio que foi Pasteur. Na época de Pasteur (1822-1895), duas teorias tentavam explicar a conversão de glicose em seus produtos de degradação (fermentação): a teoria dos "germes" (fermentação causada por microorganismos) ou a teoria da geração espontânea (fermentação gerada por degradação química). Iniciando seus estudos sobre a produção de vinho, vinagre ( produtos da fermentação de glicose) observou que os compostos obtidos frequentemente continham produtos oticamente ativos. Quando Pasteur iniciou seus trabalhos como químico havia estudado a molécula de tartarato, que possuía isômeros óticamente ativos e estabeleceu que a atividade ótica estava relacionada com "vida”. Sendo assim, convenceu-se que a fermentação ocorreria na presença de microorganismos vivos. Propondo que cada processo fermentativo poderia ser atribuído a um microorganismo específico, Pasteur dirigiu sua atenção ao isolamento e ao estudo das necessidades nutricionais dos microorganismos empregados amplamente até então na fermentação industrial.

Enfim, Pasteur lançou a “teoria vitalista” que dizia que “a fermentação só ocorre na presença de microorganismos vivos”, e que foi aceita pela comunidade científica por muitos anos.

• Você acredita na "teoria vitalista"? Como você provaria (ou não) esta teoria?

3. Dois irmãos (os irmãos Buchner) foram despedidos de um famoso laboratório de química, dado à sua "total incapacidade para o trabalho científico". Ao tentarem fabricar um medicamento à base de suco concentrado de levedura (que era muito utilizado para o tratamento de doenças pulmonares), os irmãos Buchner cresceram grandes quantidades de levedura, que passaram em prensas para concentrar e esterilizar, matando os microorganismos. Na tentativa de preservar e melhorar o sabor, os irmãos Buchner acrescentaram açúcar, um conhecido conservante para doces. Para sua surpresa a fermentação foi imediata, muito maior que a observada com os microorganismos vivos.

• Você pode explicar a experiência dos irmãos Buchner à luz da "teoria vitalista"?

• E com os conhecimentos de nossa época?

• Um dos "inábeis" irmãos Buchner continuou trabalhando em química e ganhou o prêmio Nobel alguns anos após.

OS PASSOS DE DEGRADAÇÃO DE GLICOSE

4) Harden e Young, em 1909, isolaram o primeiro intermediário da via glicolítica, utilizando para este estudo o mesmo "suco de levedura" pelos irmãos Buchner. Em condições de anaerobiose, o suco de levedura transforma glicose em álcool e CO2. Harden e Young observaram uma estranha ativação pelo suco de levedura fervido e tentaram identificar esse ativador. Para tal, realizaram o conjunto de experiências abaixo:

a) Tabela I:

Efeito da adição de suco de levedura fervido na fermentação total de glicose por suco de levedura.

Suco (mL) Água (mL) Suco fervido (mL) Glicose (g) Tempo (h) CO2 formado (g)

25 25 - 5 70 0.246

25 - 25 5 70 0.356

25 50 - 7.5 70 0.180

25 - 50 7.5 70 0.431

25 75 - 10 70 0.141

25 - 75 10 70 0.515

• Qual o efeito da adição de suco fervido na fermentação?

b) Tabela II:

Diálise de suco de levedura fervido

Experimento Água (mL) Suco fervido (mL) Resíduo (mL) Dialisado (mL) Tempo (h) CO2 formado(g)

1 25 - - - 48 0.268

- 25 - - 48 0.497

- - 25 - 48 0.276

25 - - - 72 0.113

2 - 25 - - 72 0.334

- - 25 - 72 0.189

- - - 25 72 0.334

3 25 - - - 48 0.154

- - - 25 48 0.251

OBS:Todos os tubos continham 25 mL de suco não fervido + 5g de glicose + tolueno (conservante). No experimento 3, o suco de levedura foi dialisado antes de ser fervido.

• O que a diálise está separando?

• Qual componente tem atividade?

• Qual o objetivo do experimento 3 da tabela II?

• Quais são as características do ativador que você conhece até agora?

• Qual seria o próximo passo para descobrir o ativador?

c) Tabela III:

Equivalência de CO2