Metabolitos primários e secundários

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1 Metabolitos primários e secundários 1. grupo dos Produtos aturais inclui duas grandes classes. Diga o seu nome e explique em que consistem 2. Diga o que entende por metabolito secundário e como pode explicar a sua produção por apenas alguns organismos vivos 3. Diga o que entende por metabolito secundário. Diga que tipo de organismos pode produzir estes compostos 4. Diga o que entende por metabolito primário e metabolito secundário e apresente sucintamente as várias teorias que entretanto surgiram e que pretendem explicar a formação deste tipo de compostos (entre 10 a 15 linhas) 5. Diga que tipo de metabolitos secundários podem ser originários dos metabolitos primários: piruvato, mevalonato e acetilcoenzima. 6. Diga que tipo de metabolitos secundários não podem ser considerados produtos naturais 7. Diga quais dos seguintes compostos são produtos naturais e quais são produtos de síntese: salicina, aspirina, cafeína, nicotina, heroína, ácido palmítico, ácido araquidónico, beta-caroteno e alaranjado de beta naftol (corante azoico). Diga quais destes compostos podem ser considerados metabolitos secundários 8. s termos metabolito secundário e produto natural são muitas vezes usados como sinónimos. Diga justificando se estes dois termos são ou não sinónimos 9. Dê 3 exemplos de produtos naturais e outros de compostos não naturais 10. Explique sucintamente quais os motivos que actualmente se pensa estarem na origem da produção de metabolitos secundários pelas plantas e animais

2 Semioquímicos 1. Diga que nome dá aos compostos químicos que servem de agentes de comunicação entre organismos vivos. omo os classifica? Dê exemplos de cada uma das classes que indicou 2. Defina semioquímico. Indique em que classes e sub-classes de dividem. Explique qual é a função de cada uma dessas classes e sub-classes 3. Diga o que significa os seguintes termos: a) Feromona. b) Aleloquímico c)fitoalexina 4. Dê uma definição para os seguintes termos: a) ecologia química b) semioquímico c) feromona d) aleloquímico 5. Diga o nome de três tipos de feromonas e quais as suas funções. 6. Alguns metabolitos secundários estão envolvidos na comunicação intra- espécie de animais ou plantas, ou mesmo entre espécies de plantas e animais. Diga o que sabe sobre o assunto (entre 10 a 15 linhas)

3 utracêuticos 1. Diga o que é um nutracêutico e como surgiu este termo 2. Diga o que é um alimento funcional 3. Qual é a diferença entre nutracêutico e alimento funcional 4. lassifique os seguintes termos como nutracêuticos ou como alimento funcional explicando porquê: fibras vegetais insolúveies, pão integral. Óleo de salmão, sardinha, cenoura beta-caroteno em cápsulas, iogurte enriquecido em fitoesteróides, vinho tinto, reverastrol.

4 Via do acetato 1. Dê uma definição para os seguintes termos: a) ácido gordo b) triglicérido c) óleo d) gordura e) lípido 2. Diga como são constituídos quimicamente os óleo e as gorduras e escreva a fórmula de estrutura de um possível constituinte de um óleo e de um possível constituinte de uma gordura 3. Diga o que é um triglicérido. Dê um exemplo em que um dos seus componentes seja o ácido palmítico (16) 4. Diga qual, ou quais, são os precursores biossintéticos dos ácidos gordos 5. Escreva a fórmula de estrutura do ácido 12-hidroxi-9-octadecenóico. 6. Dê o nome sistemático dos seguintes ácidos: 14 e 16:2 (Δ9,12) 7. Represente a estrutura dos ácidos 12-hidroxi-9-octadecenóico e 5, 8, 11, 14-eicosatetraenóico. omo descreveria o último ácido nas duas nomenclaturas abreviadas que conhece? 8. Desenhe a estrutura de um ácido gordo poli-insaturado à sua escolha. Escreva o seu nome de acordo com as nomenclaturas que conhece 9. Dê o nome sistemático dos seguintes ácidos: 12 e 20:4 (Δ5,8,11,14) e diga justificando se o último ácido pode ser considerado um ácido ω Diga o que entende por ácido gordo. Dê um exemplo de um ácido gordo saturado e de um insaturado escrevendo a respectiva fórmula de estrutura e indicando o nome sistemático é essencial para a biossíntese dos ácidos gordos mas no entanto não é incorporado na molécula destes ácidos. Escreva as equações químicas, ou em alternativa apresente os esquemas, que traduzem a afirmação anterior 12. seguinte esquema representa a biossíntese de um ácido gordo. Explique-o por palavras suas. 1: ATP + BP - 2 -BP + ADP + P 2: - 2 -BP + 3-SoA D BP SoA (malonil-scoa 3: 3-SoA 3- -AP 4: SoA AP 5: 3- -AP +E-S 3- -S-E (E = b-ketoacyl-ap synthetase) 13. omo interpreta quimicamente o seguinte passo intermediário da formação dos ácidos gordos saturados? como classificaria as reacções químicas envolvidas? 3 S-E + 2 _ 2 S-AP 14. Explique por palavras ou por esquemas como se pensa que ocorre a biossíntese dos ácidos gordos insaturados 15. Diga esquematicamente como são obtidos os ácidos gordos insaturados a partir do seguinte intermediário: S-AP E-S 16. Será possível utilizar o propionilcoenzima A como substracto na biossíntese de ácidos gordos? Que diferença espera encontrar nos ácidos gordos assim formados relativamente aos formados pela via do acetato? 17. Descreva o mecanismo da biossíntese de um ácido gordo insaturado 18. Explique como os animais conseguem formar ácidos gordos insaturados entre o carbono-12 e o metilo terminal se não possuem enzimas capazes fazer insaturações para lá dessa posição 19. Escreva a estrutura geral de uma prostaglandina e diga justificando se têm, ou não, importância no bem estar físico humano 20. Diga o que são as prostaglandinas, que tipo de prostaglandinas conhece e explique resumidamente como ocorre a sua biossíntese. Diga ainda qual a importância destes compostos

5 21. Diga o que são ácidos gordos essenciais. Dê um exemplo da sua importância na saúde humana 22. Diga o que sabe sobre os ácidos gordos essenciais (entre 10 a 15 linhas) 23. s ácidos gordos em 20 e que possuem várias insaturações são os precursores biossintéticos de três classes de compostos com importante acção fisiológica. Diga o nome das três classes e refira-se à importância de apenas uma delas á sua escolha. 24. Explique por palavras ou por esquemas por que motivo a biossíntese dos ácidos gordos requer a presença de bicarbonato embora este composto não entre na constituição do ácido biossintetizado 25. Dê um exemplo de um ácido gordo poli-insaturado e explique qual a sua importância para uma boa saúde do omem 26. s ácidos 20:3-3 e 20:4-6 são dois ácidos gordos essenciais. Diga o que significa esta expressão. Diga qual é o nome sistemático destes ácidos e qual a sua importância para o omem. (ota: eicosa é o termo que significa 20) 27. Explique porque motivo os ácidos gordos ω-3 são importantes para uma boa saúde do omem 28. Diga quais as classes de compostos formadas for acção dos enzimas ciclooxigenase e 5-lipoxigenase sobre o ácido araquidónico. Refira igualmente algumas das actividades biológicas destes compostos 29. Dê um exemplo que elucide a importância económica dos óleos/gorduras 30. Diga como se pode obter sabão e diga justificando se, na sua opinião, este produto tem importância económica 31. Escreva a equação química que traduz a reacção de saponificação e diga, caso precisasse como poderia fazer sabão em casa 32. Que tipo de óleos podem ser usados em pintura? Escreva u pequeno texto onde refere a importância destes matérias no desenvolvimento artístico europeu 33. Diga quais os óleos vegetais que são utilizados em pintura. Indique quais as características químicas que esses óleos precisam de possuir para poderem ser utilizados 34. s óleos são uma fonte alternativa aos combustíveis fósseis. a sua opinião será verdadeira esta afirmação? um pequeno texto diga o que sabe sobre este assunto 35. Diga o que é um ácido gordo -3. Dê um exemplo. Diga qual a sua importância na saúde humana. Diga justificando cientificamente qual a sua opinião sobre a utilização na alimentação humana de margarinas

6 Via do ácido xiquímico 1. ácido xiquímico é particularmente abundante no anis estrelado. Recentemente tornou-se voz corrente que a ingestão de infusões de anis estrelado são úteis no combate à gripe A. Diga se esta prática tem algum fundamento científico 2. ácido xiquímico é o precursor de alguns aminoácidos. Diga quais são e apresente de um modo esquemático a via biossintética de um deles à sua escolha. 3. ácido xiquímico é o precursor do amino-ácido fenilalanina. Escreva a estrutura destes dois compostos e, por palavras ou por esquemas, apresente de um modo resumido mas assinalando os passos principais a sua biossíntese 4. ácido xiquímico é o precursor de vários amino-ácidos. Diga quais são e escreva a respectiva estrutura. 5. Escreva a estrutura do ácido xiquímico e diga onde é que ele pode ser encontrado na natureza. 6. a biossíntese do ácido xiquímico há a passagem de um intermediário, o 3-dehidroquinato, a 3- dehidroxiquimato, através de um outro intermediário que é uma base de Schiff. Escreva a estrutura desse intermediário. Diga porque motivo a biossíntese se processa desse modo e não directamente por meio de uma desidratação 7. Assinale em que posições apareceram os átomos de carbono-14 nos amino-ácidos anteriores se forem biossintetizados a partir de ácido xiquímico marcado com carbono-14 no carboxilato e nas posições 1 e 4 8. Escolha uma classe de compostos que provenha biossinteticamente do ácido xiquímico e indique quais os compostos intermediários principais que se formam durante essa biotransformação. 9. ácido xiquímico é também o precursor de um conjunto de compostos designados por fenilpropanóides. Apresente alguns exemplos deste tipo de compostos e refira a sua importância económica 10. Diga o que é um fenil propanóide e qual a origem biossintética desta classe de compostos 11. s fenilpropanóides são uma classe de compostos que têm aroma intenso e se encontram também nos óleos essenciais. Diga a que classe pertencem e qual o seu precurssor. 12. Alguns fenilpropanóides são compostos de aroma intenso que se encontram nos óleos essenciais. Dê 2 exemplos à sua escolha e refira a sua importância económica. 13. Refira-se à importância económica de um derivado do ácido xiquímico à sua escolha

7 Flavonóides 1. Diga o que entende por compostos de biogénese mista e dê alguns exemplos 2. s flavonóides são compostos de biossíntese mista. Diga justificando se concorda com a frase anterior. 3. Explique o que significa a frase: os flavonoides são compostos de biogénese mista 4. Diga o que são flavonoides e em que classes se dividem este tipo de compostos. 5. Diga como pode explicar quimicamente a formação de uma flavanona a partir do ácido p-cumárico e de 3 unidades de malonilcoenzimaa. Do ponto de vista do químico que tipo de reacções estão envolvidas neste processo? 6. Escreva a fórmula de estrutura geral de um flavonóide. Diga quais são os precursores desta classe de compostos. 7. Escreva a estrutura geral de uma isoflavona. Diga em que alimentos este tipo de compostos é mais abundante. Diga qual a importância deste tipo de compostos para o omem. 8. Diga qual a importância dos flavonóides para a saúde humana 9. Diga o que são isoflavonóides e qual a sua origem biossintética. Refira-se ainda à importância para o omem deste tipo de compostos. Indique ainda quais os alimentos que sejam particularmente ricos neste tipo de compostos 10. A genisteína, cuja estrutura abaixo se apresenta, é um composto fenólico produzida pela soja. Se for fornecido à planta acetato marcado isotopicamente no carbono 1 indique em que posições espera encontrar essa marcação. E se fornecer ácido cinâmico marcado também na posição1, a marcação aparece nas mesmas posições? Justifique a sua resposta

8 Taninos 1. Diga o que são taninos e em que classes se dividem este tipo de compostos. 2. Diga o que são taninos hidrolisáveis 3. Escreva a estrutura e o nome dos constituintes principais de cada uma das classes de taninos hidrolisáveis. 4. Refira duas aplicações dos taninos em geral, dando especial ênfase às que têm grande importância económica 5. onsiderando os compostos designados pelo nome de taninos indique: a) omo os define. b) Qual a sua utilização principal. c) Qual a sua origem biossintética. d) omo é que são classificados e porquê. e) Escreva a estrutura dos principais precursores.

9 Via do ácido mevalónico: terpenóides 1. Diga quais são os compostos precursores de todos os terpenóides e apresente esquemáticamente a sua biossíntese; 2. Diga quais são as classes em que o conjunto dos terpenóides costuma ser dividido. Diga também qual o nº de átomos de carbono característico de cada uma, o respectivo precursor e muito sucintamente a sua aplicação, quando ela existir. 3. Diga quais são e escreva as estruturas dos precursores iniciais dos terpenóides. 4. Escreva as estruturas do pirofosfato de dimetilalilo e do pirofosfato de dimetilalilo 5. Mostre como os dois compostos anteriores condensam para dar origem ao pirofosfato de geranilo. 6. Mostre como se forma um sesquiterpeno, por exemplo o farnesol, a partir do pirofosfato de geranilo 7. pirofosfato de dimetilalilo e o pirofosfato de isopentenilo são os precursores de todos os terpenóides. Escreva as suas estruturas. Utilizando um exemplo à sua escolha diga como observando uma estrutura química pode saber se é um terpenóide e a que classe de terpenóide. 8. Diga que é a regra do isopreno 9. Diga o que são óleos essenciais e como podem ser produzidos/obtidos. 10. Diga o que são óleos essenciais. Escreva a estrutura de 3 componentes que possam estar presentes nem óleos essenciais, indicando os respectivos nomes e assinale as unidades isoprénicas Diga que tipo de compostos podem estar presentes nos óleos essenciais e indique o nome e a estrutura de alguns deles 13. Apresente uma via biossintética possível para o alfa-terpineol 14. As estruturas abaixo apresentadas correspondem a vários monoterpenos. Para cada uma delas assinale as unidades isoprénicas alpha-phellandrene fenchone (Z) beta-ocimene thujone alpha-pinene 15. Diga justificando a que classe de terpenoide pertence o germacreno D, cuja estrutura abaixo se apresenta. Proponha uma via para a sua biossíntese a partir de mevalonato marcado na posição 1. Indique onde espera encontrar essa marcação. 16. Diga o que são carotenóides e qual a sua importância económica 17. Descreva sumariamente a via biossintética de formação dos carotenóides 18. A biossíntese dos carotenóides é, nos passos iniciais, semelhante à dos triterpenos. Discuta a afirmação anterior. Dê um exemplo de um carotenóide de importância económica reconhecida e diga algumas das suas aplicações. 19. esqualeno é o precursor de vários terpenóides. Diga quais são e em que seres vivos se podem encontrar esses compostos 20. Pode-se dizer que a biossíntese do esqualeno segue uma via original quando comparada com a de outros terpenóides. Diga em que consiste essa originalidade e exemplifique graficamente a sua resposta. 21. Desenhe a estrutura geral de um esteróide. s esteróides vegetais e animais têm origem biossintética num intermediário comum. Diga como se chama esse intermediário e quantos átomos de carbono possui na sua estrutura. 22. Diga o que entende por fitoesteróides. Dê alguns exemplos e diga onde (se encontram em maior abundância). Diga qual a importância da sua ingestão na saúde humana.

10 23. Diga qual a diferença estrutural entre os fitoesteróis (como classe de compostos) e os esteróis de origem animal. Indique qual a semelhança e a diferença na biossíntese destas duas classes de compostos. Refira-se à importância biológica dos fitoesteróis 24. Esteróides, fitoesteróis e triterpenos possuem um precursor comum. Diga qual é e, por palavras, explique como este precursor pode dar origem a 3 tipos de terpenóides. 25. omplete o esquema a seguir apresentado 3 SoA MG-SoA sintase 3 2 SoA 2 B - 2 SoA - MG-SoA reacção tipo condensação de reacção tipo condensação de aldólica ADP P P ácido mevalónico (MVA) 3 3 P P pirofosfato de isopentenilo (IPP) pirofosfato de dimetilalilo (DMAPP)

11 Alcalóides 1. Escreva um pequeno texto com um máximo de 10 linhas sobre os alcalóides. ão se esqueça de apresentar a definição desta classe de compostos, os precursores e a sua importância. 2. Diga o que são alcalóides. Escreva um pequeno texto (entre 5-10 linhas ) onde refira quais os precursores deste tipo de compostos e as diversas bioactividades encontradas. Ilustre o seu texto com alguns exemplos 3. a) Diga o que é um alcalóide. b) Diga quais são os precursores dos alcalóides c) Diga quais as bioactividades destes compostosapresente uma sugestão de biossíntese da nicotina: Me 4. Se utilizasse um amino-ácido marcado nos átomos de carbono indique em que átomos apareceria a marcação 5. Defina alcalóide. Dê exemplos e refira-se à sua importância económica e/ou social (quer ela seja positiva ou negativa) 6. A galantamina é o único composto de origem natural utilizado no tratamento da Doença de Alzheimer. Apresente muito esquematicamente a sua biossíntese e diga qual a origem de cada um dos precursores. Me 3 galantamina 7. Diga quais as estruturas abaixo apresentadas que podem ser provenientes dos seguintes amino-ácidos e assinale com um traço mais forte a sub- unidade proveniente desse amino-ácido: a)ornitina b)3,4 dihidroxifenilalanina (L-DPA) c) triptofano a) b) c) I) II) III) 2 Me Me Me IV)

12 8. Diga quais as estruturas abaixo apresentadas que podem ser provenientes dos seguintes amino-ácidos e assinale com um traço mais forte a sub- unidade proveniente desse amino-ácido: a)tirosina b)3,4 dihidroxifenilalanina (L-DPA) c) triptofano a) b) c) Me I) II) Me III) Me Me Me Me Me Me iv) 9. as estruturas abaixo apresentadas assinale o fragmento que pode provir do aminoácido precursor e indique o nome deste aminoácido. a) b) c) Me Me Me Me Me Me Me d) e) 2 Me Amino-ácidos: 2 n 2 2 ornitina: n=1 lisina: n=2 2 triptofano R 2 2 R= tirosina R= fenilalanina

13 idratos de carbono 1. Relativamente à D-manopiranose (1), um monossacárido constituinte de grande variedade de biomoléculas, responda às seguintes questões: a) Desenhe a estrutura do anómero α. b) Desenhe a conformação 14 do enantiómero do composto 1. c) Desenhe a fórmula de projecção de Fischer de D-manose. 2. Indique se o composto 1 é um açúcar redutor e justifique a sua resposta. 3. Mencione três hidratos de carbono (ou compostos que os possuem na sua estrutura) com interesse medicamentoso e apresente a sua estrutura química 4. Diga o que significa o termo monossacárido. Dê um exemplo. Escreva os sinónimos deste termo que conhece. 5. Relativamente ao seguinte composto D (-) arabinose), diga o que significa a letra D e o sinal (-). Desenhe o composto anterior em projecção de aworth 6. D-sorbitol é um edulcurante que tem a mesma configuração que a D-glucose. Desenhe a fórmula de projecção de Fischer da D-glucose. 2 2 D-Sorbitol 7. Desenhe a estrutura de um glucósido à sua escolha, indicando a aglícona e representando a conformação mais estável do açúcar. Desenhe os dois anómeros e indique como se designam. 8. Desenhe a estrutura de um diastereoisómero de D-sorbitol e do seu enantiómero. 9. A lincomicina é um antibiótico isolado de culturas de Streptomyces lincolnensis var. lincolnensis, cuja estrutura contém uma unidade sacarídica. a)desenhe a estrutura da sua unidade sacarídica; b)desenhe a estrutura de um seu diastereoisómero S 3 Lincomicina

14 10. Desenhe a estrutura cíclica e a forma aberta (sua projecção de Fischer) da hexopiranose análoga à unidade sacarídica da lincomicina, que possui a mesma configuração dos seus centros de quiralidade. 11. Desenhe os dois anómeros de uma hexose da série D, atribua-lhes o nome respectivo e justifique a sua resposta. 12. Relativamente à D-manopiranose (1), um monossacárido constituinte de grande variedade de biomoléculas, responda às seguintes questões: a) Desenhe a estrutura do anómero α. b) Desenhe a conformação 14 do enantiómero do composto 1. c) Desenhe a fórmula de projecção de Fischer de D-manose. d) Indique se o composto 1 é um açúcar redutor e justifique a sua resposta. e) Mencione três hidratos de carbono (ou compostos que os possuem na sua estrutura) com interesse medicamentoso e apresente a sua estrutura química. 13. Relativamente à β-d-talopiranose (1), um monossacárido que ocorre frequentemente na estrutura de antibióticos, responda às seguintes questões: 14. Desenhe a estrutura do correspondente anómero α. 15. Desenhe a conformação 14 do composto 1 e, comparando com a conformação 41 acima representada, indique qual delas lhe parece ser a mais estável, justificando a sua resposta. 16. Desenhe a conformação de α-l-talopiranose. 17. Desenhe a fórmula de projecção de Fischer de D-talose. 18. Indique se o composto 1 é um açúcar redutor e justifique a sua resposta A digoxina (1) é um glicósido cardíaco extraído das folhas de Digitalis lanata. É um cardiotónico potente, de acção rápida, que abranda e regulariza o ritmo cardíaco, prescrito no tratamento de urgência da insuficiência cardíaca aguda. Relativamente a sua estrutura responda as seguintes questões: (1) a) Desenhe a estrutura da componente sacarídica de 1 e do monossacárido que a constitui.

15 b) Indique que tipo de anómero se encontra presente na componente sacarídica. c) Desenhe a estrutura de um diastereoisómero da unidade sacarídica de 1. d) Desenhe a estrutura de um açúcar redutor análogo à unidade sacarídica de 1. e) A componente sacarídica da digitoxina é um diastereoisómero da da digoxina e difere apenas na configuração em -3. Desenhe a sua estrutura.