QBQ0102 – Exercícios

I – Introdução ao Metabolismo

1. Defina metabolismo e diferencie claramente:
a) Catabolismo
b) Anabolismo
2. Cite os três principais objetivos da atividade metabólica celular.
3. Explique por que o metabolismo é organizado em vias metabólicas e não em reações isoladas.
4. Defina:
a) Reação exergônica
b) Reação endergônica
     e explique como o ATP conecta essas duas.
5. Defina oxidação e redução e explique por que toda oxidação é acompanhada de uma redução.
6. Diferencie os papéis de NAD⁺/NADH e FAD/FADH₂ como transportadores de elétrons.
7. Explique por que ácidos graxos são mais ricos em energia que a glicose (em termos de estado de oxidação do carbono).
8. Explique por que vias anabólicas e catabólicas são reguladas reciprocamente.
9. Por que glicólise e gliconeogênese não são simplesmente reversões completas uma da outra?
10. Dê um exemplo de compartimentalização metabólica e explique sua importância.
11. Compare regulação metabólica por:
a) Disponibilidade de substrato
b) Regulação alostérica
c) Regulação hormonal
12. Explique por que o metabolismo pode ser considerado, essencialmente, um sistema organizado de transferência de elétrons.II.

II – Glicólise e Formação de Acetil-CoA.

1.Responda utilizando apenas o mapa da glicólise.
A. Quais os passos irreversíveis que aparecem no mapa?
B. Quantas moléculas de piruvato se formam a partir de uma molécula de glicose?
C. Que hexose dá origem a trioses?
D. Indicar as reações de óxido-redução que aparecem no mapa.
F. Identificar no mapa as reações catalisadas pelas seguintes enzimas:
a) quinase b) mutase c) isomerase d) aldolase e) desidrogenase
2. Considerando o número de moléculas de ATP consumidas e formadas, estabelecer o saldo final de ATP (balanço energético) na oxidação de uma molécula de glicose pela via glicolítica.
3. Esquematizar as reações de fermentação alcoólica que possibilitam a obtenção de NAD+ na forma oxidada. Citar exemplos de tecidos ou organismos onde ocorrem fermentação lática e alcoólica. Em que condições o músculo oxida glicose a lactato?
4. Escrever a reação de formação de acetil-CoA a partir de piruvato e indicar:
a) as 5 coenzimas necessárias
b) as vitaminas envolvidas

III - Ciclo de Krebs.

1. Na oxidação de uma molécula de acetil-CoA no ciclo de Krebs, indicar a enzima que catalisa a reação onde há produção ou consumo de:
a) CO2 - b) GTP - c) NADH - d) FADH2 - e) H2O
2. Indicar o combustível do Ciclo de Krebs e a quantidade total (em número de ATPs) de energia produzida para cada molécula de combustível.
3. Indicar o composto rico em energia do ciclo de Krebs e a reação que o produz.
4. Citar as vitaminas que participam do ciclo de Krebs.
5. Indicar a localização do ciclo de Krebs.
6. Na reação catalisada pela aconitase indicar o composto predominante no Equilíbrio.
7. Esquematizar a reação catalisada pela piruvato carboxilase e citar o seu efetuador alostérico.
8. Citar as funções do ciclo de Krebs.

IV – Cadeia de Transporte de Elétrons e Fosforilação oxidativa.

1. Na oxidação de uma molécula de acetil-CoA no ciclo de Krebs, indicar a enzima que catalisa a reação onde há produção ou consumo de:
a) CO2 - b) GTP - c) NADH - d) FADH2 - e) H2O
2. Citar os compostos que fazem parte da cadeia de transporte de elétrons.
3. Esquematizar a seqüência dos compostos da cadeia de transporte de elétrons, indicando os transportadores de elétrons e os transportadores de prótons e elétrons.
4. Citar a localização celular da cadeia de transporte de elétrons.
5. Citar 3 inibidores da cadeia de transporte de elétrons, indicando os transportadores sobre os quais atuam.
6. Definir fosforilação oxidativa. O que está sendo fosforilado? O que está sendo oxidado?
7. Descrever a hipótese do acoplamento quimiosmótico para a fosforilação oxidativa.
8. Indicar o número de ATP sintetizados para cada NADH e FADH2 oxidados.
9. Citar exemplos de processos biológicos que utilizam ATP.
10. Descrever a estrutura da ATP sintase (ou F1F0-ATPase). Descrever a função de cada uma das partes. Onde ela está localizada na mitocôndria?
11. Definir desacoplador e citar um exemplo.
12. Definir inibidor de fosforilação oxidativa e citar um exemplo.
13. A membrana interna da mitocôndria é impermeável a ATP e NADH. Explicar:
a. como o NADH produzido na via glicolítica pode ser oxidado na cadeia respiratória (lançadeiras do malato e de glicerol fosfato).
b. como o ATP produzido na mitocôndria pode ser utilizado no citoplasma.

V - Conversão de sacarídeos, Via das pentoses e Gliconeogênese

1. Considerando o número de moléculas de ATP consumidas e formadas, estabelecer o saldo final de ATP (balanço energético) na oxidação de uma molécula de lactose pela via glicolítica.
2. Esquematizar as duas reações de oxidação da via das pentoses, citando as enzimas e as coenzimas envolvidas nestas reações.
3. Definir transaldolase e transcetolase, mostrando a coenzima envolvida. Citar exemplos de reações catalisadas por cada tipo de enzima.
4. Citar a localização celular da via das pentoses.
5. Mostrar a importância biológica da via das pentoses e citar compostos que apresentam ribose na sua molécula.
6. Citar tecidos em que ocorre a via das pentoses.
7. Desenhar as estruturas químicas de NADH e NADPH.
8. Discutir os diferentes papeis de NADH e NADPH.
9. Sugerir a razão pela qual a via das pentoses é muito mais ativa nos adipócitos (onde há alta síntese de ácidos graxos) do que no tecido muscular.
10. Definir gliconeogênese e citar exemplos de compostos gliconeogênicos. Citar o tecido responsável pela gliconeogênese.
11. Comparar as três reações irreversíveis da glicólise com as reações de gliconeogênese que as substituem, quanto a reagentes, produtos, enzimas e coenzimas.
12. Indicar a localização celular das enzimas da via glicolítica e da gliconeogênese.
13. Indicar o balanço energético da gliconeogênese se o composto inicial for:
a. piruvato
b. lactato
c. galactose
d. frutose

VI – Degradação de glicogênio, Síntese de Glicogenio

1. Definir polissacarídio. Citar exemplos de polissacarídios estruturais e de reserva.
2. Descrever a estrutura do glicogênio.
3. Esquematizar as reações de degradação do glicogênio a glicose 1-fosfato.
4. Esquematizar as reações de síntese de glicogênio a partir de glicose.
5. Citar a função do glicogênio hepático e do glicogênio muscular.

VII – Regulação do metabolismo de carboidratos

1. Mostrar a relação entre AMP cíclico e a síntese de glicogênio.
2. Citar os hormônios que estimulam a degradação do glicogênio no fígado e no músculo e mostrar seu modo de ação.
3. Esquematizar as reações catalisadas por adenilato ciclase e fosfodiesterase.
4. Mostrar a relação do AMP cíclico com a degradação do glicogênio a glicose 1-fosfato.
5. Esquematizar as reações de conversão de glicose 1-fosfato a glicose. Citar o tecido onde essas reações ocorrem.
6. Descrever o efeito do glucagon sobre a atividade da fosfofrutoquinase 2 e mostrar a conseqüência deste efeito sobre a atividade da via glicolítica.
7. Fazer um resumo dos efeitos do glucagon, adrenalina e insulina no metabolismo de carboidratos no fígado, musculo e adiposo.
8. Descrever as alterações do metabolismo de carboidratos provocadas por jejum prolongado e por diabetes.

VIII – Integração Metabólica

1. Estado Alimentado. Descreva o destino da glicose no fígado e no músculo após uma refeição rica em carboidratos. Indique quais vias estão ativadas e inibidas
2. Jejum de 12 horas. Explique: 
a) A principal fonte de glicose sanguínea
b) Qual hormônio predomina
c) Qual via hepática é ativada
3. Jejum prolongado (48h)
Descreva como a glicemia é mantida após o esgotamento do glicogênio hepático.
Indique:
a) Substratos utilizados
b) Via ativada
c) Localização celular
4. Fígado × Músculo
Explique por que o músculo não contribui diretamente para a manutenção da glicose sanguínea durante o jejum.
5. Glicogênio hepático e muscular
Compare:
a) Função
b) Regulação hormonal
c) Destino da glicose produzida
6. Regulação pelo Glucagon
Explique o mecanismo pelo qual o glucagon:
a) Inibe a glicólise hepática
b) Estimula a gliconeogênese. Inclua o papel da fosfofrutoquinase-2.
7. AMPc e Glicogenólise. Descreva a sequência molecular desde a ligação do glucagon ao receptor até a ativação da glicogênio fosforilase.
8. Insulina. Explique como a insulina:
a) Promove captação de glicose no músculo
b) Estimula glicogênese
c) Inibe gliconeogênese
9. Esquematize o ciclo glicose–lactato e explique sua importância durante exercício intenso.
10. Explique por que não é vantajoso que glicólise e gliconeogênese ocorram simultaneamente no fígado. Relacione sua resposta com:
a) Regulação hormonal
b) Gasto energético
c) Controle da glicemia