Informação aos alunos sobre o exame de Bioquímica Cursos de Medicina e Medicina Dentária Ano lectivo de 2002-03 O exame tem 3 grupos de perguntas: O grupo I tem 42 perguntas "de escolha". Em cada pergunta o aluno escolhe apenas 1 de 5 propostas de resposta, marcando um X sobre a letra que assinala a alínea escolhida. Cada resposta considerada certa (ou a mais conveniente no contexto) vale 0,3 valores (as 42 perguntas valem 12,6 valores) e não há descontos nas respostas erradas. Se um aluno escolher duas ou mais propostas de resposta a pergunta será cotada com zero valores. Exemplos de perguntas do grupo I são apresentados abaixo. As perguntas do grupo I incidirão sobre os temas abordados nas aulas teóricas, de grupo, práticas e nos seminários de forma mais ou menos proporcional ao tempo lectivo dispensado a cada um dos temas. De notar que, nos exemplos apresentados abaixo, não se respeitou esta proporcionalidade. O grupo II tem 6 perguntas "de resposta aberta" mas os alunos escolherão responder apenas a 4 das 6 perguntas propostas. Cada resposta considerada completamente correcta terá a cotação de 1,3 valores (as 4 perguntas valem 5,2 valores). Se um aluno responder a 5 ou 6 perguntas, se não estiverem inequivocamente identificadas as respostas que deseja ver corrigidas, apenas serão corrigidas e cotadas as 4 primeiras. Exemplos de perguntas do grupo II são apresentados abaixo. O grupo III constará de um tema de desenvolvimento. Serão propostos 3 temas e cada aluno escolherá desenvolver apenas um deles que, no máximo, poderá ser cotado com 2,2 valores. Se um aluno desenvolver dois ou mais temas, salvo identificação inequívoca do tema que deseja ver corrigido, apenas será corrigido e cotado o primeiro. Os grupos II e III poderão incidir sobre todos os temas que foram objecto de análise durante o curso mas dar-se-á relevância aos temas tratados nas aulas teóricas e de grupo. O tempo total de exame será de 100 minutos. Exemplos de perguntas do grupo I: 1. É um exemplo de ião híbrido a(o) a) glicose b) hidrogenocarbonato c) glicina d) água Comentário: Os iões híbridos correspondem a espécies químicas que contêm na mesma molécula mais de um grupo com carga, sendo estas de sinais opostos. A água pode existir em solução na forma OH - e H 3 O + mas são moléculas distintas. No caso da glicina, como acontece no caso dos aminoácidos naturais, a ph neutro o grupo carboxílico está desprotonado e tem carga negativa enquanto o grupo amina está protonado e tem carga positiva. 2. A e B são substâncias aprótidas e CH é um ácido cujo pka é igual a 4. Considere um meio de ensaio tamponado onde o ph no início da reacção era 7 e onde ocorre a seguinte reacção A + B CH. É de prever que no final da reacção a) o ph>7 b) a razão [C - ]/[CH] >1 c) [C - ] = [CH] d) que a forma ácida do tampão diminua de concentração Página 1 de 1
Comentário: O meio de ensaio tamponado garante que o ph final é próximo de 7. De acordo com a equação ph = pka + log ([C - ]/[CH]) se o ph do meio é superior a 4 (o pka da forma ácida CH) a concentração da forma dissociada é superior à da não dissociada. 3. Na cromatografia de "filtração em gel" é de esperar que as substâncias introduzidas na coluna sejam separadas umas das outras de acordo com: a) a carga eléctrica b) o tamanho das partículas constituintes c) a afinidade específica para ligandos da matriz d) a actividade biológica e) a solubilidade em solventes orgânicos Comentário: Embora em cada um dos tipos de separação cromatográfica intervenham, na prática, múltiplos factores, em cada um desses tipos há um factor que é mais relevante que os outros. É de esperar que numa cromatografia de "filtração em gel" as substâncias sejam separadas de acordo com o tamanho das partículas. Fig. 1 4. Na Fig 1 estão representadas diferentes oses respeitando a convenção de Fischer. Qual destes desenhos representa a frutose-d? a) a) b) b) c) c) d) d) e) e) Comentário: Para responder correctamente bastava saber que a frutose é uma cetose e que nas cetoses o grupo carbonilo é um grupo cetónico. 5. É uma substância corada que existe normalmente nas fezes: a) bilirrubina conjugada b) urobilinogénio c) urobilina d) porfobilinogénio e) biliverdina Comentário: A urobilina resulta da acção das bactérias intestinais na bilirrubina que é vertida no intestino juntamente com todos os outros componentes da bílis. 6. Quando se diz que o ATP é rico em energia estamos a referir-nos: a) à reacção de oxidação do ATP b) à reacção ATP + H 2 O ADP + Pi Página 2 de 2
c) à reacção de hidrólise da ligação entre a ribose e o fosfato α d) à reacção ATP + H 2 O Adenosina + trifosfato e) à reacção de redução do ATP a ADP Comentário: A reacção em que o ATP dá origem a ADP não é uma reacção de oxi-redução eliminando a hipótese e). 7. Considere a reacção: desidrogénase do piruvato fosforilada + H 2 O desidrogénase do piruvato + Pi. Esta reacção pode ser catalisada pela: a) cínase da desidrogénase do piruvato b) fosfátase da desidrogénase do piruvato c) pirofosforílase da desidrogénase do piruvato d) cínase de proteínas e) fosforílase do Pi Comentário: As fosfátases são hidrólases em que um dos produtos é o fosfato inorgânico (Pi). Na reacção A-P + H 2 O A + Pi a enzima que a pode catalisar chama-se fosfátase do A-P ou A-Pfosfátase. Fig. 2 8. Duas isoenzimas citoplasmáticas A e B foram estudadas usando meios de ensaio com diferentes concentrações de substrato tendo os resultados sido resumidos nos gráficos mostrados na Fig. 2. Podemos afirmar que: a) o valor do K m é cerca de 10 µm no caso da isoenzima A b) o valor do V max é muito maior no caso da isoenzima B c) o valor do K m é maior no caso da isoenzima B d) a isoenzima A está saturada quando a concentração de substrato é de 2 µm Comentário: O K m é a concentração do substrato em que a actividade (vo) = ½ V max. Aqui o V max é cerca de 1 em ambos os casos. O K m poderá ser próximo de 2 µm no caso da isoenzima B e é próximo de 10 µm no caso da A. 9. Uma das enzimas da glicólise catalisa a reacção fisiologicamente irreversível: fosfoenolpiruvato +?1 piruvato +?2.?1 e?2 correspondem respectivamente a: a) ADP e ATP b) ATP e ADP c) H 2 O e Pi Página 3 de 3
d) Pi e H 2 O 10. O sistema de transporte GLUT2 catalisa o transporte transmembranar de glicose no pólo basal dos enterócitos. Quando a glicose atravessa uma membrana através deste uniporter move-se a) contra gradiente químico b) a favor do gradiente eléctrico c) do lado da membrana onde existe em maior concentração para o lado em que a concentração é mais baixa d) à custa da hidrólise do ATP Comentário: No polo basal dos enterócitos o sistema de transporte é por difusão facilitada. A energia envolvida é a que corresponde ao gradiente. A glicose não tem carga e portanto o gradiente não tem componente eléctrica. 11. Nos seres vivos a concentração de ATP é estacionária porque a) a reacção ATP + H 2 O ADP + Pi está em equililíbrio químico b) todas as reacções em que se forma ATP estão em equililíbrio químico c) todas as reacções em que se gasta ATP estão em equililíbrio químico d) a velocidade da reacção ADP + Pi ATP + H 2 O é constante e) o somatório das velocidades das reacções formadoras de ATP iguala o somatório das velocidades das reacções em que o ATP é consumido Comentário: Em exercício violento a concentração estacionária do ATP sofre flutuações para valores mais baixos porque a velocidade de síntese é menor que a velocidade de consumo. De facto a alínea e) não é absolutamente correcta (não se aplica nas situações de exercício violento) mas é sem dúvida a resposta mais conveniente porque as outras são disparates de todo o tamanho. É verdade que o somatório das velocidades das reacções formadoras de ATP iguala o somatório das velocidades das reacções em que o ATP é consumido se considerarmos um indivíduo em repouso ou em exercício moderado. 12. É um ácido aminado exclusivamente glicogénico e nutricionalmente não essencial no homem adulto a) leucina b) lisina c) arginina d) fenilalanina Comentário: A arginina é nutricionalmente considerado semi-essencial porque na criança a velocidade de síntese endógena não permite sustentar a síntese de proteínas adequada a um indivíduo que está a crescer. No homem adulto, contudo, a arginina é não essencial. Página 4 de 4
13. A bilirrubina é a) sempre hidrossolúvel b) intermediário na síntese da hemoglobina c) um nucleotídeo d) proveniente do catabolismo do heme Comentário: Quando se diz bilirrubina podemos estar a referir-nos à bilirrubina conjugada, à não conjugada ou ao conjunto das duas. Assim, a bilirrubina não é sempre hidrossolúvel porque a forma não conjugada não o é. 14. Os corpos cetónicos são todos a) cetonas ou aldeídos b) ácidos c) produtos do catabolismo da glicose d) importantes numa dieta equilibrada 15. O déficit da fosforibosil-transférase de guanina e hipoxantina provoca a) hipoglicemia b) hiperglicemia c) hiperlactacidemia d) hiperuricemia Comentário: Esta enzima é um dos componentes das chamadas vias de salvação das purinas. Na ausência desta enzima fica aumentado o catabolismo das purinas cujo produto final é o ácido úrico. 16. Na síntese dos triacilgliceróis actuam enzimas que catalisam a transferência de resíduos acilo. O substrato dador é sempre a) uma lecitina b) o 2-mono-acil-glicerol c) um acil-coa d) o acetil-coa 17. O somatório das actividades da glicocínase hepática e da glicose-6-fosfátase pode ser expresso pela seguinte equação soma: a) glicose + ATP glicose-6-p + ADP b) ATP + H 2 O ADP + Pi c) glicose-6-p + H 2 O glicose + Pi d) glicose-6-p glicose-1-p Comentário: A glicocínase hepática catalisa a reacção expressa pela equação da alínea a) e a glicose-6- fosfátase a expressa pela da alínea c). A primeira catalisa uma fosforilação e a segunda uma desfosforilação. Embora tenham papeis antagónicos no metabolismo as duas reacções não são o inverso uma da outra e o somatório das duas reacções não é nulo excluindo a hipótese e). 18. Considere a reacção: HOOC-CH2-CH2-COOH + FAD HOOC-CH=CHCOOH + FADH2. Esta reacção é catalisada pela desidrogénase a) do lactato b) do piruvato c) do succinato Página 5 de 5
d) do FADH2 e) do isocitrato Comentário: Poderá eventualmente ser considerada uma pergunta difícil por causa das fórmulas mas se atentarem nas hipóteses propostas concluirão que não é assim. Devem saber que o lactato e o piruvato têm 3 carbonos o que desde logo excluí as hipóteses a) e b). A hipótese e) está excluída porque o NAD + é que é o oxidante no caso do isocitrato. Se se lembrarem do que estudaram sobre nomenclatura de enzimas excluem a hipótese d). 19. Se a seguir a um período de jejum um indivíduo receber um refeição rica em glicídeos é de esperar observar-se uma subida na concentração plasmática de a) glicagina b) insulina c) ácidos gordos d) glicerol e) ATP Comentário: A secreção de insulina é estimulada por um aumento da glicemia que acontece após uma refeição rica em glicídeos. 20. O composto mostrado na figura acima é um dos produtos formados na via das pentoses-fosfato. Trata-se do(a) a) Ribose-5-fosfato b) NADP + c) NADH d) NADPH e) FADH 2 Comentário: Dos compostos propostos só são formados na via das pentoses-p a ribose-5-p e o NADPH. O NADPH é um dinucleotídeo e independentemente de saberem identificar a estrutura da figura devem reconhecer que não se trata da ribose-5-p. 21. A actividade muscular estimula o consumo de oxigénio e nutrientes porque provoca a) diminuição da concentração de AMP b) diminuição na concentração de creatina-fosfato c) aumento da concentração de ADP d) aumento da concentração de ATP e) aumento da concentração de glicagina Página 6 de 6
Comentário: Das propostas apresentadas as únicas que acontecem quando aumenta a actividade muscular são as assinaladas nas alíneas b) e c). O aumento do consumo de O 2 e de nutrientes está relacionado com o aumento da concentração de ADP que estimula a síntase do ATP e por consequência a cadeia respiratória. 22. A oxidação do glutamato a CO 2 implica obrigatoriamente a sua transformação prévia em a) acetil-coa b) glicose c) ácidos gordos d) glicina e) alanina Comentário: Todos os nutrientes são oxidados a CO 2 no ciclo de Krebs... o que implica a sua prévia transformação em acetil-coa, o substrato do ciclo de Krebs. 23. Não pode ser considerado substrato da gliconeogénese a) ácidos gordos com número par de carbonos b) ácidos gordos com número ímpar de carbonos c) lactato d) alanina Comentário: Os ácidos gordos de cadeia par geram no seu catabolismo acetil-coa que não pode aumentar a concentração de intermediários do ciclo de Krebs ou da glicólise. Pelo contrário os ácidos gordos de cadeia impar podem gerar succinil-coa e quer a alanina quer o lactato podem gerar piruvato. O piruvato e o succinil-coa podem transformar-se em oxalacetato que é um dos intermediários na gliconeogénese....no exame haverá um total de 42 perguntas deste tipo. Exemplos de perguntas do grupo II: P1- Uma caloria (1 cal = 4,184 J) é a quantidade de calor necessária para elevar de 1ºC um grama de água. A que propriedade da água se refere a caloria? Qual a quantidade de calor necessária para elevar 70 Kg de água entre 14ºC e 16ºC? PROPOSTA DE RESPOSTA: Calor específico. 2ºC * 70 Kcal/ºC = 140 Kcal (ou 586 KJ) COMENTÁRIO: Uma caloria é a quantidade de calor que se fornece a 1 g de água quando a temperatura aumenta 1ºC (mais precisamente entre 14,5 e 15,5ºC). Aqui temos 70 Kg e 2ºC... Página 7 de 7
P2- A substância representada na figura acima intervém como substrato na síntese de glicogénio e contém um resíduo de uma base pirimídica. Identifique os resíduos componentes assim como os tipos de ligação entre esses vários resíduos componentes. Pode legendar a figura se considerar isso útil. COMENTÁRIO: A identificação da glicose estava facilitada pela informação de que o composto era substrato na síntese de glicogénio (um polímero que contém apenas resíduos de glicose). Trata-se do uridino-difosfato de glicose (UDP-glicose). A resposta podia (e devia se a legendagem não estivesse perfeita) ser complementada referindo que ao conjunto ribose-uracilo se chama uridina e que ao conjunto uridina-fosfato se chama UMP ou uridino-monofosfato. Se alguém não soubesse o nome das ligações mas as quisesse descrever (dizer ligação fosfato-fosfato em vez de fosfoanidrido por exemplo) também se poderia considerar parcialmente correcto. P3- Tal como a glicose ou os ácidos gordos, os aminoácidos podem ser completamente oxidados a CO 2. O aspartato (assim como outros aminoácidos glicogénicos) pode converter-se em intermediários do ciclo de Krebs mas, no ciclo de Krebs, os intermediários convertem-se uns nos outros podendo em relação a qualquer deles afirmar-se que tem um "papel catalítico na oxidação do acetil-coa". Que reacções biológicas podem explicar a oxidação completa do aspartato? PROPOSTA DE RESPOSTA: A oxidação completa do aspartato terá obrigatoriamente que passar pela sua conversão em acetil- CoA. De forma directa (via acção de transamínases) ou indirecta (via fumarato como, por exemplo, por acção de duas enzimas do ciclo da ureia) o aspartato pode converter-se em oxalacetato que é um intermediário do ciclo de Krebs. O oxalacetato pode, por sua vez, originar fosfoenolpiruvato (por acção catalítica do carboxicínase do fosfoenolpiruvato) que pode originar glicose (gliconeogénese). Uma vez que a glicose pode ser totalmente oxidada a CO 2 e podendo o aspartato estar na sua origem então, via glicose, o aspartato pode ser totalmente oxidado. Podemos também pensar, simplesmente, que o fosfoenolpiruvato é um intermediário da glicólise podendo originar piruvato (cínase do piruvato) que por sua vez se transforma em acetil-coa (desidrogénase do piruvato). Página 8 de 8
Tabela I Número Reacção Keq aparente QR no fígado atribuído 1 glicose + ATP glicose-6-p + ADP 2000 0,02 2 glicose-6-p frutose-6-p 0,36 0,31 3 frutose-6-p + ATP frutose-1,6-bisfosfato + ADP 1000 0,09 4 gliceraldeído-3-p + NAD + + Pi + ADP 2000 M -1 600 M -1 3-fosfoglicerato + ATP + NADH 5 3-fosfoglicerato 2-fosfoglicerato 0,1 0,1 6 2-fosfoglicerato fosfoenolpiruvato + H 2 O 3,0 2,9 7 fosfoenolpiruvato + ADP piruvato + ATP 20000 0,7 P4- Na tabela I estão representadas reacções catalisadas por enzimas da glicólise. Tendo em conta os valores das Keq e dos quocientes de reacção (QR) estimados de acordo com doseamentos realizados em tecido hepático é de presumir que as reacções catalisadas por 3 cínases sejam as únicas fisiologicamente irreversíveis. Identifique essas cínases e explique a afirmação anterior. PROPOSTA DE RESPOSTA: No caso da reacção expressa pela equação 4 os dados mostrados na tabela são insuficientes para afirmar se o valor do QR pode, noutras situações metabólicas, ser diferente daquele em que o doseamento foi feito e, concretamente, ser diferente de 600 M -1 e ser maior que 2000 M -1 ; nestas circunstâncias a reacção evoluiria em sentido inverso ao indicado. No actual estádio do conhecimento admite-se que as duas enzimas que são responsáveis pela reacção expressa pela equação 4 catalisam reacções fisiologicamente reversíveis e, portanto, também esta reacção seria reversível nas células. A reacção 5 está em equilíbrio e nas reacções 2 e 6 o valor da Keq embora superior ao do QR é parecido com este. Nestas 3 últimas reacções pequenas flutuações nas concentrações dos compostos envolvidos podem fazer com que o QR se situe abaixo ou acima da Keq. Isto indica que estas reacção são presumivelmente fisiologicamente reversíveis. As únicas reacções em que a Keq é claramente diferente do QR são as reacções 1, 3 e 7 que são catalisadas respectivamente pela cínase da glicose (1), da frutose-6-fosfato (3) e do piruvato (7). Nestes casos o valor da Keq >> QR mostrando que a reacção evolui no sentido directo e indiciando como improvável que as flutuações fisiológicas da concentrações dos compostos envolvidos nessas reacções possam ser de tal ordem que permitam inverter o sentido da reacção. P5- Uma preparação de mitocôndrias foi incubada na presença de O 2, piruvato e oligomicina medindo-se continuamente a velocidade de consumo de O 2 que era, nestas condições, praticamente nula. Qual é o efeito esperado no consumo de O 2 se se adicionar ao sistema dinitrofenol? Explique. PROPOSTA DE RESPOSTA: A oligomicina liga-se ao componente Fo da síntase de ATP mitocondrial impedindo a entrada de protões para a matriz. Este bloqueio leva à acumulação de protões no espaço intermembranar o que impede a saída de protões da matriz que é catalisada pelos complexos I, III e IV da cadeia respiratória. Porque a actividade de expulsar protões é indissociável do papel oxidativo dos referidos complexos não há na presença de oligomicina consumo de O 2, o aceitador último de electrões. O dinitrofenol é uma substância que permite a entrada de protões através de um mecanismo alternativo ao da síntase do ATP permitindo o funcionamento dos complexos da cadeia respiratória. A sua adição ao referido sistema provoca, portanto, um aumento do consumo de O 2. P6- Num doente com cancro são usados, com frequência, medicamentos que provocam queda de cabelo, déficit imunitário e outras alterações desagradáveis. Uma dessas drogas é o metotrexato que é um poderoso inibidor da redútase do di-hidrofolato. Explique o interesse do metotrexato no tratamento do cancro assim como algum ou alguns dos seus efeitos secundários. Página 9 de 9
PROPOSTA DE RESPOSTA: O metotrexato é um poderoso inibidor da redútase do di-hidrofolato, a enzima responsável pela conversão do di-hidrofolato em tetra-hidrofolato no chamado ciclo do di-hidrofolato. Neste ciclo ocorre a metilação da 2 -desoxi-ump a TMP, sendo o substrato dador de metilo o N5-N10- metileno-tetra-hidrofolato que se converte em di-hidrofolato. O di-hidrofolato, ao contrário do tetra-hidrofolato, não é aceitador de grupos metilo, pelo que a integridade do ciclo depende da redução do di-hidrofolato a tetra-hidrofolato. Esta reacção é, como já referido, catalisada pela redútase do di-hidrofolato. Na presença de metotrexato há déficit de tetra-hidrofolato e, como consequência, também há déficit de N5-N10-metileno-tetra-hidrofolato e incapacidade de formar TMP. O TMP é o precursor do TTP que é o dador de unidades de TMP na síntese do ADN. Assim na presença de metotrexato está prejudicada a reprodução celular. Este efeito é útil no tratamento do cancro porque inibe a multiplicação das células cancerosas mas, infelizmente, o metotrexato tem o mesmo efeito em todas as células que estão a multiplicar-se normalmente, como por exemplo, as células dos folículos capilares, do epitélio intestinal, da medula óssea, etc. Exemplos de tema de desenvolvimento: 1- Interesse fisiológico da gliconeogénese 2- O ciclo de Krebs. O seu papel na oxidação dos nutrientes. 3- Gliproteínas. Sua importância na saúde e na doença. Página 10 de 10