Regulação Metabólica e Enzimas

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AD 1 – Bioquímica 2 
Bruce Corrêa Medeiros
18112020017
Resende – RJ
Questão 1:
Existem alguns principais mecanismos de regulação metabólica, como:
Controle dos níveis das enzima: é muito importante saber que as concentrações e níveis de enzimas intracelulares não são todas iguais, isso pode ocorrer por vários motivos, como por exemplo, por alguma necessidade corporal que o nível enzimático tenha que ser aumentado para suprir essa necessidade, e depois de concluída irá voltar ao normal, mas também não só nesse caso que os níveis de enzima são diferentes, à também um grande fator, que dependendo do local onde a enzima esta, ela será mais abundantes do que outras, justamente para ser possível realizar sua função, então por isso, existe a necessidade de um controle enzimático.
Controle da atividade da enzima: podemos dizer que esse controle da atividade da enzima pode ser duas maneiras. Sendo a primeira, pela interação com um ligante, e em alguns casos os poliméricos que controlam a atividade de uma enzima, porém o importante saber, é nas interações das moléculas de baixo peso molecular, justamente pelo fato de que a concentração de um substrato estiver alta dentro de uma célula, essa atividade da enzima que lida com o substrato será aumentada, podendo assim formar a quantidade ideal de produto desejado, e quando isso finalizar, o mecanismo de inibição dessa enzima vão ser ativados. A segunda maneira de controle da atividade enzimática é através de modificação covalente de uma molécula, onde na maioria das vezes acontece uma regulação em cascata, uma modificação ativa de uma enzima, vai e ativa a segunda enzima, que acaba podendo ativar a terceira enzima, levando tudo isso para atuação sobre um substrato.
Controle por compartimentalização: ela ocorre de forma simplesmente, basicamente a via de síntese de uma determinada molécula acaba ocorrendo em um compartimento celular diferente de onde ocorre sua via de degradação.
Regulação hormonal: os hormônios possuem um papel incrível de ser um mensageiro químico, justamente pelo fato de que os mecanismos que estão dentro de uma célula estão sempre disparando mensagens de um outro tecido ou órgão. Então, onde existem uma mudança na célula alvo, através de substancia sintetizada por uma célula especializada que acaba sendo transportada por via de circulação até uma célula alvo, que irá interagir com os receptores. E essa mudança toda acaba sendo efetivadas por mecanismos regulatórios, como por exemplo nas mudanças na concentração de uma enzima.
Questão 2:
Reações exergônicas: basicamente é quando liberam a energia com o objetivo de realizar o trabalho celular, para assim ser possível aproveitar de potencial de degradação dos nutrientes orgânicos.
Reações endergônicas: é um pouco diferente do anterior, justamente pois absorvem energia aplicada ao funcionamento da célula, assim sendo possível produzir novos componentes.
Reações acopladas: podemos dizer que essa reação é quando tem a utilização da energia que foi liberada por uma reação exotérmica para realização de uma reação endotérmica, com isso, é possível utilizar os compostos intermediários de energia, como um belo exemplo, temos o ATP, que acaba acumulando energia na forma de ligações de fosfato.
Questão 3:
A)
ΔG = ΔH – TΔS K= K = 27º + 273 K =300
ΔG = -50,5 – 300.31
ΔG = -50,5 – 9300
ΔG = -9350,5 Kcal/mol
Sim, é uma reação espontânea por ser negativa => ΔG = -9350,5
Questão 4:
A via glicolítica, fica inibida se um determinado organismo ficar em um estado fisiológico energeticamente favorável, justamente por que é quando o balanço ATP/ADP estiver positivo, tudo isso é por que a célula terá muito ATP, com isso essas vias serão inibidas. Porém, a via não para totalmente, a mesma pode funcionar em uma velocidade maior ou até mesmo bem menor, porém, parar não pode e caso isso aconteça levará o a via glicolítica a morte. A velocidade desta via é determinada através da PFL, que é uma enzima alostérica e também uma enzima induzível, que pode ser induzida em uma determinada situação metabólica.
Questão 5:
Os três são, Hexoquinase, fosfofrutoquinase e piruvatoquinase.
Hexoquinase: o primeiro passo na utilização de glicose na glicólise é basicamente a sua fosforilação por ATP, com o objetivo de fornecer glicose-6-fosfato, porém essa reação acabando sendo irreversível nas condições intracelulares, e, portanto, é catalisada pela hexoquinase. Essa mesma reação de hexoquinase usa uma ligação do ATP de um grande poder energético, e acaba formando um composto de baixo poder energético, a glicose-6-fosfato. Então apresentando uma inibição pelo produto, quanto tem uma quantidade alto de glicose-6-fosfato, a hexoquinase para de funcionar e com isso permanece inativa, voltando somente quando o nível dessa molécula cai como resultado de outras reações. Não podemos esquecer que a hexoquinase, é uma enzima reguladora, onde a glicose-6-fosfato é um substrato e também um regulado alostrérico.
 Fosfofrutoquinase: é muito importante para regulação metabólica, justamente pelo o fato de que a atividade dessa enzima acaba sendo aumentada ou reduzida de acordo com um certo número de metabólitos comuns. Com isso os efeitos são alostérico, justamente por serem resultados de uma interação entre o metabólito e o catalisador protéico e estar em um local diferente de onde acontece a catálise. Porém a enzima necessita de Mg2+ e é especifica para frutose-6-fosfato. Entao, sua atividade é por ADP e quando ocorre um exagero de ATP, acaba sendo inibida. Mas além do ATP, o citrato e o isocitrato também podem trabalhar como inibitórios da fosfotrutoquinase, sendo assim como efetores negativos. Porém nem tudo é negativo, tem também o AMP, ADP e frutose-6-fosfato, que realizam o papel de estimular a enzima, fazendo a função de efetores positivos. A relação de ATP/ADP pode ficar alta na atividade da enzima fosfofrutoquinase, e quando isso ocorrer, será inibida, mas quando acontecer o contrário, está relação for baixa, a fosfotrutoquinase acaba tendo sua atividade acelerada. Então podemos dizer que a inibição alostérica da fosfofrutoquinase é pelo ATP e acabando sendo o principal mecanismo regulador da glicólise.
Piruvatoquinase: nesse caso podemos dizer que é um ponto de controle secundário na glicólise, e acaba sendo também uma enzima elostérica. Quando existem concentrações grande de ATP, a afinidade aparente da quinase do piruvato pelo fosfoenolpiruvato é baixa, com isso a velocidade da reação é também baixa nas concentrações normais de fosfoenolpiruvato. A mesma é inibida também pelo Acetil CoA, e também por ácidos graxos com cadeia longa, sendo eles, importantes combustíveis do Ciclo de Krebs. Então quando a célula está com uma concentração de ATP muito elevada, a glicólise acaba sendo inibida pela ação da fosfofrutoquinase ou até mesmo da piruvato quinase. Porém, quando existem concentrações baixas de ATP, a afinidade do piruvato quinase pelo fosfoenolpiruvato acaba sendo aumentada, com isso, é possível da enzima transferir o grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP. 
Questão 6:
Questão 7:
A bactéria Escheichia coli acaba consumindo mais glicose na sua fase anaeróbica, justamente pelo fato de que na fase aeróbica o uso das moléculas de glicose acaba sendo menor para a produção do ATP. Portanto, com a mesma quantidade glicose, a liberação se torna a maior na quantidade de energia com a presença do oxigênio, e na ausência dele, acaba sendo menor essa liberação. Hoje é possível saber que as leveduras conseguem grande quantidade de energia quando estão presentes em condições aeróbicas, resultando uma multiplicação maior, sendo assim a forma de como elas degradam a glicose tendo oxigênio ou não.
Questão 8:
Basicamente quando tem oxigênio o piruvato acaba entrando no ciclo da ácido cítrico, porem quando não existe a presença de oxigênio no organismo dos seres humanos, ele acaba se transformando em ácido lático através da enzima lactato desigrogenase. Já nos organismosanaeróbicos, ocorre a fermentação alcoólica. 
Questão 9:
Letra a)
Os produtos formados são 6NADH.H+, 2ATPS e 2FADH2. Sim, nessa etapa se utiliza O2, justamente por ser uma via que possui reações oxidativas.
Letra b)
Isso basicamente significa que ela pode atuar como catabólica, mas também como anabólica. Isso acaba sendo muito importante justamente pelo fato de que ela pode possuir uma função catabólica, sendo de degradação e conservação de energia, mas também pode ser utilizada por outras vias, como intermédio de seus intermediários, por exemplo como matéria prima sendo utilizada para construção de outros compostos.
Letra c)
Sim, essa via é regulada. Os pontos de regulação, são três fatores que tem como objetivo controlar a velocidade do fluxo por meio desse ciclo, sendo o primeiro a quantidade de substratos, o segundo com o acúmulo de produtos e pôr fim a inibição alostérica retroativa que estão nas primeiras enzimas do ciclo.
Referencia:
Da Poian, Andrea Thompson. Bioquímica II. v. 2 / Andrea Thompson Da Poian. -- 2.ed. – Rio de Janeiro : Fundação CECIERJ, 2007. 270p.; 19 x 26,5 cm. ISBN: 85-89200-46-9 1. Respiração celular. 2. Ciclo de Krebs. 3. Metabolismo de aminoácidos. 4. Uréia. 5. Metabolismo de carboidratos. 6. Degradação. Sintese de ácidos. 7. Glicose. 8. Biossintese. 9. Insulina. 10. Glicocorticóides. I. Foguel, Debora. II. Petretski, Marílvia Dansa. III. Machado, Olga Tavares. IV. Título.