Metabolismo e Regulação PROBLEMAS - Série 4 Perguntas de Exames Tipo Soluções Licenciatura em Bioquímica Licenciatura em Biologia Celular e Molecular Licenciatura em Química Aplicada 2010/2011 1
Perguntas de Exame tipo I 1- Numa situação de stress, a epinefrina é libertada, promovendo a degradação do glicogénio do fígado, do coração e do músculo-esquelético. a) Qual é o efeito da epinefrina na secreção de insulina? Porquê? A epinefrina e a insulina possuem efeitos antagónicos. Quando a epinefrina é libertada, a secreção de insulina baixa. Ao contrário da epinefrina, a insulina responde a níveis elevados de glucose no sangue estimulando a síntese de glicogénio (reserva energética), quer no fígado quer no músculo. b) Porque é que o percurso metabólico que conduz a um aumento na degradação do glicogénio por efeito hormonal é denominado por cascata? (esquematize ) Vd Capitulo 5, pag 30-31 c) Durante a subsequente glicólise (metabolismo aeróbio), qual o rendimento global aproximado em termos de nº de ATP por unidade de glucose obtida a partir do glicogénio, em comparação com o nº de ATP obtido a partir da glucose do sangue? Justifique a diferença. Glicogénio: Quando o glicogénio é degradado, o principal produto é a glucose-1p. entanto há também a formação directa de glucose a partir dos pontos de ramificação (quebra das ligações a1 6), que são cerca de 10% na estrutura do glicogénio. No ~90% G1P e ~ 10% G Sob a acção da fosfoglucomutase G1P G6P Glucose-6P 33 ATP (mais 1 ATP do que a partir da glucose pois não é necessária a 1ª reacção) Glucose 32 ATP 2x2.5 +2 + 2x 2.5 + 2x (3x2.5+1+1x1.5) = 32 ATP d) A epinefrina também possui um efeito no metabolismo dos adipócitos. Neste caso qual a enzima que é activada e quais são os principais substratos e produtos? A triacilglicerol lipase. Substratos: Triglicérido (ou triacilglicerol) e água Produtos: Diacilglicerol e um ácido gordo 2
2- Cada um dos seguintes aminoácidos possui um conjunto único de características. A partir da seguinte listagem faça uma correspondência entre o aminoácido e uma das afirmações à direita: G Alanina H Cisteína B Glutamato C Asparagina J Arginina A Glutamina D Histidina I Serina E Tirosina F Lisina A- É formado por desaminação redutiva de outro aminoácido B- O correspondente a-cetoácido é o a-cetoglutarato C- É o ponto de ligação de hidratos de carbono (ligação N- glicosídica) em glicoproteínas D- Coordena o átomo de ferro no grupo hemo da mioglobina E- É um percusor directo de hormonas endócrinas F- Forma bases de Schiff com alguns cofactores (por ex. PLP) G- Transporta o azoto do músculo para o fígado H- Pode formar ligações intercadeias, redutíveis, nas proteínas I- Está envolvido na regulação das proteína cinases. J- Faz parte do ciclo da ureia 3- a) Qual a importância metabólica do ciclo da Ureia? Permite a excreção de amónia (tóxica) sob a forma de ureia b) O ciclo da Ureia está interligado com uma via metabólica que estudou. Diga de que via se trata. Ciclo de Krebs, através do fumarato c) Mostre como se processa essa interligação evidenciando as 3 reacções enzimáticas que permitem interconverter o fumarato em aspartato. 3
4- a) Calcule o número de moléculas de ATP formadas por oxidação completa de uma molécula de um ácido gordo com seis átomos de carbono (ácido hexanóico). 2 ciclos de oxidação-β. Formadas 3 moléculas de acetil-coa que posteriormente são oxidadas completamente no ciclo de Krebs: 3 x (1+3x2.5+1x1.5) + 2x2.5 + 2x1.5 = 38 É necessário o equivalente a 2 ATP para a activação do ácido gordo para passar a acil-coa. Logo, formam-se 36 ATP b) Uma vez que tanto a glucose como o ácido hexanóico contêm seis átomos de carbono, compare os dois no que se refere ao respectivo valor energético. A partir da glucose formam-se 32 ATP (2x2.5 +2 + 2x 2.5 + 2x (3x2.5+1+1x1.5) O ácido hexanóico tem um valor energético superior à glucose 5- Dê exemplos de 5 tipos gerais de transformações químicas que ocorrem na célula, diga de que reacção se trata e, caso se justifique, diga qual o cofactor envolvido. (e.g. reacção de condensação: acetil-coa + oxaloacetato citrato ) Nota: use como auxiliar os anexos fornecidos. a) Na glicólise b) Na gluconeogénese c) No ciclo do ácido cítrico d) No metabolismo dos aminoácidos e) No metabolismo dos lípidos 6- Considere o metabolismo do colesterol e responda sumariamente às seguintes questões: a) Uma vez sintetizado, como é que o colesterol é transportado na corrente sanguínea? b) Qual a importância dos receptores do LDL no metabolismo do colesterol? Ilustre a resposta com um esquema simples. c) Liste algumas das principais moléculas derivadas do colesterol e refira a respectiva importância biológica. 4
Perguntas de escolha múltipla - Assinale apenas as alíneas Verdadeiras 1- Quais das sequintes enzimas fazem parte da gluconeogénese mas não da glicólise? a) Fosfoglucose isomerase b) Lactato desidrogenase c) Glucose-6-fosfatase d) Piruvato carboxilase e) Aldolase 2- A principal função da via das pentoses fosfatadas é: a) Fornecer energia ao tecido adiposo e ao fígado b) Repor os intermediários do ciclo de Krebs c) Fornecer pentoses e NADPH d) Repôr os níveis de glucose-6-fosfato e) Aumentar a razão [NADH]/[NAD + ] 3- Os dois nucleótidos de purina do RNA (GMP e AMP) são a) formados a partir de um intermediário comum, numa via metabólica ramificada b) formados em vias metabólicas sequenciais c) formados por oxidação das respectivas formas desoxi d) sintetizados a partir de precursores não-purínicos 4- A entrada do acetil-coa no ciclo do ácido cítrico diminui à medida que a) a [AMP] aumenta b) a razão [ATP]/[ADP] aumenta c) a razão [NAD + ]/[NADH] aumenta d) a velocidade do transporte de electrões aumenta 5- Na cascata da transdução de sinal que conduz à degradação do glicogénio o efeito mais imediato do aumento da [camp] é: a) a activação da proteína cinase A b) a inactivação da glicogénio sintase c) a activação da fosforilase cinase d) a activação da fosforilase do glicogénio 6- Qual o combustível que produz mais ATP por segundo no músculo em actividade física intensa? a) glicogénio b) glucose c) ácidos gordos d) fosfato de creatina e) glucose-1-fosfato 7- Durante a glicólise anaeróbia há uma produção global de lactato e a) NAD + b) NADH c) CO 2 d) ATP e) ADP 5
8- No mecanismo da reacção de descarboxilação oxidativa do piruvato a acetil-coa qual é o cofactor requerido para o passo da descarboxilação? a) Biotina b) NAD + c) FAD d) Tiamina pirofosfato e) Ácido lipóico 9- No prolongamento da cadeia do glicogénio, as unidades de glucose activada são unidas a um grupo hidroxilo de um dos átomos de carbono da cadeia original. Qual? a) C-1 b) C-2 c) C-3 d) C-4 e) C-6 10- No catabolismo dos aminoácidos o primeiro passo da degradação envolve em geral a transferência do grupo α-amino para a) α-cetoglutarato b) piruvato c) aspartato d) fumarato e) citrulina 11- Uma diminuição na razão insulina/glucagina activa a degradação dos lípidos porque a) é activada uma fosfatase da lipase b) é inibida a acetil-coa carboxilase c) é activada a lipase sensível a controle hormonal d) é activada uma fosfodiesterase e) é activada a proteína cinase A 12- O aminoácido precursor das hormonas epinefrina e norepinefrina, assim como do neurotransmissor dopamina é: a) Tirosina b) Glutamina c) Glutamato d) Aspartato e) Cisteína 6
Perguntas de Exame tipo II 1- Em condições aeróbias a molécula do piruvato pode ser descarboxilada originando acetil-coa e CO 2. Quais os átomos de carbono da molécula da glucose que devem estar marcados com 14 C para que se forme 14 CO 2? Explique convenientemente a resposta e utilize fórmulas estruturais. 2- a) Qual a característica do glicogénio que permite uma libertação rápida de energia? Explique sumariamente como se processa essa libertação. b) Qual a unidade monomérica mais abundante que resulta directamente da degradação do glicogénio? c) Qual a enzima que converte essa unidade monomérica na molécula que se situa num dos pontos de ramificação do metabolismo? 3- Em que via metabólica está envolvida a enzima propionil-coa carboxilase? Justifique. (Nota: propionil-coa : CH 3 CH 2 CO-SCoA) Degradação de ácidos gordos. Últimos passos da degradação dos ácidos gordos com número ímpar de carbonos... 4- Considere a seguinte afirmação A glucagina aumenta os níveis intracelulares de c-amp nas células do fígado, causando um aumento na degradação do glicogénio. a) Em que condições fisiológicas é que se faz sentir este efeito da glucagina? b) Qual a enzima reguladora responsável pela degradação do glicogénio? c) Explique com o auxílio de um esquema como é que o aumento da concentração em c-amp estimula a degradação do glicogénio 5- Complete com as palavras que faltam: Durante uma situação de stress, a libertação de promove a degradação de presente no músculo-esquelético, no coração e no fígado. Nestas condições, enquanto que o produto final da degradação de no fígado é no caso do músculo-esquelético o produto final é. Depois de completadas as palavras em falta, justifique a afirmação. 7
6- Nas plantas tropicais predomina o chamado percurso C4 para optimização do processo de fixação de CO 2. Explique este facto e diga sucintamente em que consiste o percurso C4 7- a) Identifique as seguintes estruturas moleculares, fazendo corresponder uma letra a cada uma das moléculas listadas. b) Para cada molécula indique a respectiva função e/ou em que via metabólica está inserida. Acil carnitina D Diacilglicerol (DAG) B Fosfocreatina G 3-hidroxi-3-metil-glutaril-CoA E AMP cíclico F Inosina monofosfato A Propionil-CoA H Ribulose-5-fosfato C 8
c) Para as moléculas D e G complete a resposta descrevendo uma reacção química relacionada com a respectiva função. 8- a) Porque é importante o conhecimento de estruturas tridimensionais de macromoléculas biológicas a nível atómico? b) Indique o caso de uma reacção enzimática que tenha estudado, em que foi fundamental o conhecimento da estrutura tridimensional para a compreensão da respectiva função biológica. Justifique. 9- Um dos tratamentos usados para aliviar os sintomas da gota consiste na administração do medicamento alopurinol. a) Em que consiste a gota e com que via metabólica está relacionada esta doença? b) Explique a base molecular para o efeito do alopurinol no tratamento da gota, referindo-se à reacção enzimática envolvida Nas perguntas seguintes de escolha múltipla, uma ou mais afirmações estão correctas. Assinale apenas as afirmações correctas. 1- O glicogénio muscular não pode contribuir directamente para os níveis sanguíneos da glucose porque: a) O glicogénio muscular não pode ser convertido em glucose-6-fosfato b) O músculo não possui glucose-6-fosfatase c) O músculo não possui glicogénio fosforilase d) O músculo não contém glucocinase 2- A conversão do piruvato em acetil-coa e CO 2 a) é reversível b) envolve a participação de ácido lipóico c) é dependente do cofactor biotina d) ocorre no citosol 3- Qual dos seguintes efeitos tem uma influência mais directa no aumento da velocidade do ciclo de Krebs, como resposta a um exercício aeróbio? a) Um aumento na razão ADP/ATP b) Um aumento na velocidade de consumo de oxigénio c) Um aumento na velocidade de bombeamento de protões d) Um aumento na velocidade de formação do piruvato 9
e) Um aumento na razão NAD + /NADH 4- A hormona que assinala uma alta concentração de glucose no sangue é a. glucagina b) epinefrina c) insulina d) norepinefrina 5- Os oligossacáridos ligados a glicoproteínas, unem-se covalentemente à cadeia polipeptídica através de resíduos de: a) lisina b) serina c) glutamato d) tirosina e) asparagina f) glutamina 6- Qual dos seguintes aminoácidos é sintetizado a partir de uma aminoácido essencial? a) Alanina b) Glutamato c) Prolina d) Tirosina e) Fenilalanina 7- Qual das seguintes afirmações está correcta? a) Alguns dos aminoácidos essenciais são glucogénicos b) Em presença de fontes dietéticas adequadas de tirosina, a fenilalanina não é um aminoácido essencial c) A carnitina encontra-se nas proteínas dos tecidos animais d) Um aumento na gluconeogénese a partir de aminoácidos resulta numa diminuição da formação de ureia 8- O cofactor requerido pelas aminotransferases (transaminases) é: a) NADH b) NADPH c) Niacina d) Piridoxal Fosfato e) Biotina 9- A carnitina é necessária para: a) a activação do glutamato para posterior oxidação b b) a activação do glicogénio para a glicólise c) o transporte dos ácidos gordos para a mitocôndria d) a biossíntese dos ácidos gordos e) a activação da digestão proteica 10