LIPÍDEOS e MEMBRANAS

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1 LIPÍDES e MEMBRANAS 1. Lehninger, Princípios de Bioquímica, apítulo 12, Problema 13. Fluidez e função da membrana. Uma hipótese central, na área da pesquisa de membranas, é que os lipídeos de membrana devem ser fluídos (em oposição a "congelados") a fim de que a membrana possa desempenhar suas funções. apoio para esta hipótese é fornecido pela observação de que a composição de ácido graxo das membranas pode ser alterada pelas condições nas quais a bactéria cresce. Por exemplo, se a bactéria está crescendo em temperatura menor que a normal, as quantidades observadas de ácidos graxos insaturados (relativas ao conteúdo de ácido graxo saturado) estão acima do normal. ontrariamente, se a bactéria está crescendo em temperatura acima da normal, as quantidades observadas de ácidos graxos insaturados nos lipídeos da membrana (relativas aos ácidos graxos saturados) estão abaixo do normal. (a) Sugira razões por que o conteúdo lipídico na membrana bacteriana deve ser fluido para que a membrana intacta opere apropriadamente. (b) Explique como a alteração observada nos níveis dos ácidos graxos insaturados relativa aos níveis dos ácidos graxos saturados, em diferentes temperaturas de crescimento, apóia a hipótese da fluidez da membrana. 2. Lehninger, Principles of Biochemistry, apítulo 4, Problema 9. ph e a absorção de drogas. A droga aspirina, intensamente receitada, é um ácido fraco com um pka de 3,5. (a) Escreva por fórmulas estruturais a ionização reversível da aspirina. A aspirina é absorvida para o sangue através das células de revestimento do estômago e do intestino delgado. Para uma substância ser absorvida ela deve atravessar facilmente a membrana celular. A passagem através da membrana celular é determinada pela polaridade da molécula: moléculas iônicas (carregadas) e moléculas altamente polares passam lentamente, enquanto aquelas neutras e hidrofóbicas passam rapidamente. omo o ph do suco gástrico é cerca de 1 e o ph no intestino delgado, cerca de 6, pergunta-se: (b) nde a aspirina é mais absorvida para a corrente sanguínea, no estômago ou no intestino delgado? Justifique claramente a sua escolha.

2 a) A fluidez da membrana é importante para o funcionamento normal de vários processos metabólicos. A fluidez da membrana influencia o funcionamento de uma série de proteínas que compõe a membrana. Por exemplo a membrana da bacteria contém centenas de proteínas que servem como transportadoras, ou enzimas envolvidas no metabolismo, na síntese de lipídeos, e na divisão celular. A fluidez e imprencidível para a manutenção da conformação funcional destas proteínas. Proteína (transporte) Proteína (estrutural) colesterol Proteína (receptor) Bicamada de fosfolipídeos fosfolipídeo abeça polar do fosfolipídeo adeias apolares de ác.graxos

3 b) A fluidez da membrana depende da relação de ácidos graxos insaturados/saturados. Quanto maior a proporção de ac. graxos insaturados menor é o ponto de fusão da membrana e portanto, maior é a fluidez da membrana e vice-versa. aumento de ac. graxos insaturados em temperaturas baixas, diminui o ponto de fusao da membrana e deste modo mantem a fluidez necessária para o funcionamento normal da membrana. Ac. Esteárico Ac. leico (ϖ-9) Ac. Linoleico (ϖ-6) Ac. Linolenico (ϖ-3) H H H H Ponto de Fusão 18: º 18: º 18:2-9 º 18:3-17 º Introdução de uma dupla ligação cis faz com que a cadeia linear se dobre ácidos graxos saturados mistura de ácidos graxos saturados/insaturados

4 H pka 3.5 H 3 H 3 ph no estômago é 1, neste ph a aspirina encontra-se protonada e sem carga e portanto ela é capaz de atravessar a membrana celular com mais facilidade. Já no ph intestinal (ph 6), a aspirina vai estar desprotonada e com carga negativa. Moléculas carregadas não podem atravessar a membrana celular. Bicamada de fosfolipideos Hidrofobica

5 GLIÓLISE 1. Discutir a regulação da via glicolítica em função da relação /. 2. Rawn, Biochemistry, apítulo, 12, Problema 14. Uma pessoa incapaz de executar exercícios físicos intensos e prolongados teve suas enzimas analisadas. Todas as enzimas da via glicolítica estavam em concentração normal, com excessão da fosfoglicerato mutase muscular. a) omo será afetada a produção de energia metabólica em uma célula que apresenta baixos níveis desta enzima? b) omo será afetada a produção de Lactato na ausência desta enzima? [Referência: Di Mauro, S.; Miranda, A.F.; Kahn, S.; Gitlin, K. - Human muscle phosphoglycerate mutase deficiency Science 212: , 1981]. ADEIA RESPIRATÓRIA oxidativa: 03. itar as consequências dos seguintes fatores para o funcionamento da cadeia respiratória e da fosforilaçã a) Presença de KN ou b) arência de Pi c) arência de d) Presença de DNP (dinitrofenol) e) arência de Pi e/ou em presença de DNP f) Presença de oligomicina g) Presença de oligomicina + DNP

6 Desidrogenase x2 GLISE Glicose-6P Frutose-6P FSFFRUTQUINASE Frutose-1,6bisP Gliceraldeido-3P 1,3-bisfosfoglicerato Fosfogliceratoquinase 3-fosfoglicerato 2-fosfoglicerato fosfoenolpiruvato PIRUVAT NAD + NADH+H + hexoquinase PIRUVAT QUINASE Diidroxiacetona-P - NADH+H + Lactato Desidrogenase 1. Discutir a regulação da via glicolítica em função da relação /. - + Acetil-oA Acidos graxos NAD +, citrato, Mg 2+, a 2+ LATAT Efetores Negativos Efetores Positivos AMP,, fosfato, K +, Frutose 6-P, Frutose 2,6-bisfosfato ( ou AMP): FFQ e PQ ativadas. aumento nos níveis de AMP também estimula a FFQ. Baixas concentrações de aumentam a afinidade da enzima pelo substrato o que acelera a reação. Isso ocorre p. ex. no exercicio muscular intenso onde a demanda de é grande. : FFQ e PQ inibidas. citossol PIRUVAT xaloacetato Acetil-oA mitocondria Malato IL DE KREBS itrato

7 Desidrogenase x2 GLISE Glicose-6P Frutose-6P fosfofrutoquinase Frutose-1,6bisP Gliceraldeido-3P NAD + NADH+H + 1,3-bisfosfoglicerato Fosfogliceratoquinase 3-fosfoglicerato Hexoquinase/glicoquinase Diidroxiacetona-P FSFGLIERAT MUTASE 2-fosfoglicerato 2. a) omo será afetada a produção de energia metabólica em uma célula que apresenta baixos níveis desta enzima (fosfoglicerato mutase)? A produção de energia pela via glicolitica fica afetada, principalmente durante exercicios anaeróbios. Neste tipo de exercício a necessidade de excede a capacidade do organismo em aerar o tecido e portanto a obtençao de energia via glicólise anaeróbia torna-se bastante importante. Indivíduos com a deficiência desta enzima não conseguem executar exercícios intensos e prolongados. b) omo será afetada a produção de Lactato na ausência desta enzima? Na ausência desta enzima não é possível a produçao de lactato. fosfoenolpiruvato Piruvato quinase PIRUVAT NAD + NADH+H + Lactato Desidrogenase LATAT citossol PIRUVAT Acetil-oA Malato xaloacetato IL DE KREBS itrato mitocondria

8 a) Presença de KN ou KN e bloqueiam o transporte de elétrons entre citocromo oxidase e oxigênio. omo os dois processos estão acoplados, inibindo a cadeia de transporte de elétrons temos a inibição da fosforilação oxidativa. Portanto: adeia e Fosforilação inibidas b) arência de Pi c) arência de e Pi são os substratos para a fosforilação oxidativa, como os dois processos estão acoplados, inibindo a fosforilação oxidativa temos a inibição da cadeia de transporte de elétrons. d) Presença de DNP (dinitrofenol) Desacoplador da cadeia. Ele desfaz o gradiente de prótons na mitocôndria. A cadeia de transporte de elétrons não é afetada mas a fosforilação é inibida. e) arência de Pi e/ou em presença de DNP Neste caso como os dois processos estão desacoplados a fosforilação oxidativa é inibida mas a cadeia de transporte de elétrons não é afetada. f) Presença de oligomicina A oligomicina é um inibidor da fração Fo da sintetase, como os dois processos estão acoplados, inibindo a fosforilação oxidativa temos a inibição da fosforilação oxidativa. g) Presença de oligomicina + DNP Neste caso como os dois processos estão desacoplados, a cadeia de transporte de elétrons não é afetada e temos a inibição da fosforilação oxidativa.