Capítulo 11 | Cadeia de Transporte de Elétrons e Fosforilação Oxidativa

9. O beribéri é uma moléstia ocasionada por deficiência de tiamina.

Nos portadores desta moléstia:

a) que compostos aparecem em níveis plasmáticos elevados? b) que metabolismo é mais afetado: o de carboidratos, lipídios ou

proteínas?

c) que tecidos seriam mais precocemente afetados?

10. Por que plantas e bactérias são capazes de converter ácidos graxos

em glicose e mamíferos não?

 

Capítulo 11 | Cadeia de Transporte de Elétrons e Fosforilação

Oxidativa

1. A cadeia de transporte de elétrons de uma bactéria é constituída por

5 compostos, designados m, n, o, p, e q, que transportam elétrons do NADH ao oxigênio. A cadeia de transporte de elétrons foi suprida com NADH e tratada com os inibidores A, B, C, D. O estado de oxidação de cada transportador foi determinado, chegando-se ao resultado apresentado a seguir, em que (-) significa o transportador completamente reduzido e (+), completamente oxidado. Os inibidores só se ligam aos transportadores quando estes estão no estado reduzido.

 

Estado de oxidação do transportador

Inibidor + NAD/NADH m n o p q

nenhum + + + + + +

A – – – + – –

B – – + + + –

C – + + + + –

D – – – + + –

 

a) Indicar a ordem dos transportadores de elétrons na cadeia e a

direção do fluxo de elétrons.

b) Indicar o transportador ao qual se liga cada inibidor.

2. Uma suspensão de mitocôndrias foi incubada com excesso de

NADH em presença de oxigênio e de compostos (A, B e C), que atuam sobre a cadeia de transporte de elétrons. Foram determinados, em cada caso, os componentes da cadeia que se encontravam reduzidos ou oxidados. Com base nos resultados, mostrados na tabela a seguir, indicar a sequência dos componentes da cadeia.

 

Adição Componentes oxidados Componentes reduzidos

_ + NAD, FMN, CoQ, cit a-a c 3 , cit b , cit , cit c – 1

A – NADH, FMNH a-a c 2 , CoQH b 2, cit 3 , cit , cit , cit c1

B cit a-a c 3 , cit c , cit 1 NADH, FMNH2, CoQH2, cit b

C CoQ, cit a-a3, cit b, cit c, cit c1 NADH, FMNH2

3. Uma suspensão de mitocôndrias foi incubada em diferentes

condições, medindo-se a formação de NAD+, o consumo de oxigênio, a produção de ATP e a diferença de pH entre o interior e o exterior da organela. Os resultados encontrados estão apresentados tabela seguinte, em que (+) indica que houve produção de NAD+ ou ATP e consumo de O2 e (–), que não houve.

 

Tubo + Condição NAD Consumo de Produção de ΔpH

O ATP 2

1 com NADH + + + 1,4

2 com NADH e droga X + + – 0

3 sem NADH – – – 0

4 com NADH e pH externo mantido + + – 0

constante

5 sem NADH, com DpH – – + 1,4

a) Verificar se é possível:

a1) oxidação de NADH sem síntese de ATP; a2) oxidação de NADH sem consumo de oxigênio; a3) consumo de oxigênio sem síntese de ATP; a4) consumo de oxigênio sem formação de gradiente de H+;

a5) consumo de oxigênio sem oxidação de NADH.

b) Quais dos parâmetros medidos apresentam vinculação

indissociável?

4. Citar as consequências dos seguintes fatores para o funcionamento

da cadeia de transporte de elétrons e da fosforilação oxidativa: a) presença de cianeto ou monóxido de carbono; b) carência de fosfato (Pi); c) carência de ADP;

d) presença de dinitrofenol (DNP); e) carência de Pi e/ou ADP em presença de DNP; f) presença de oligomicina; g) presença de oligomicina e DNP.

5. O composto A inibe o consumo de oxigênio e a síntese de ATP por

mitocôndrias isoladas. A medida destes parâmetros em presença e ausência de um desacoplador permitiria determinar o modo de ação do composto A?

6. Uma suspensão de células hepáticas foi incubada com glicose e

butilmalonato (inibidor da lançadeira do malato-aspartato) em presença de oxigênio. Indicar, nestas células:

a) o destino dos carbonos da glicose; b) a produção de ATP por glicose consumida; c) a alteração no consumo de oxigênio; d) a atividade do ciclo de Krebs.

7. Calcular o número de mols de ATP formado na transformação de

um mol de α-cetoglutarato em fumarato por uma suspensão de mitocôndrias. Fazer o mesmo cálculo após a adição de: a) malonato;

b) dinitrofenol;

c) oligomicina;

d) malonato + dinitrofenol; e) malonato + oligomicina.

Uma suspensão de mitocôndrias foi dialisada e incubada com 100

8. mmols de acetil-CoA, 2 mmols de oxaloacetato, 6 mmols de NAD+,

50 mmols de GDP, 20 mmols de Pi e excesso de dinitrofenol. Supondo que as mitocôndrias sejam permeáveis a todas estas substâncias, determinar a concentração dos compostos presentes no final da reação.

9. Calcular o saldo de ATP da oxidação total de:

a) glicose;

b) ácido palmítico (16C). Quais seriam os resultados na presença de dinitrofenol? Qual o destino da energia não armazenada sob a forma de ATP?

10. Discutir o funcionamento do ciclo de Krebs, β-oxidação e via

glicolítica em uma suspensão de células hepáticas na presença dos seguintes compostos:

a) antimicina;

b) oligomicina;

c) dinitrofenol;

d) antimicina + dinitrofenol; e) oligomicina + dinitrofenol.

11. Uma suspensão de células hepáticas foi incubada com glicose e

ácidos graxos; à metade da suspensão adicionou-se DNP (1) e à outra, oligomicina (2). Indicar qual(quais) das ocorrências seguintes seria(m) verificada(s) nas preparações 1 e 2 em comparação com a preparação antes das adições.

a) Aumento do consumo de oxigênio. b) Componentes da cadeia de transporte de elétrons no estado

reduzido.

c) Formação de lactato a partir de glicose. d) Estímulo da β-oxidação. e) Formação de GTP, a partir de GDP e Pi. f) Aumento da concentração mitocondrial de ADP. g) Aumento da concentração de NADH. h) Estímulo da conversão de isocitrato a α-cetoglutarato. i) Inibição da fosfofrutoquinase 1. j) Estímulo da oxidação de glicose a CO2 e H2O.

Uma suspensão de mitocôndrias foi incubada em um meio

12. apropriado e mediu-se a concentração de oxigênio no meio em

função do tempo. Nos tempos indicados pelas setas no gráfico seguinte foram adicionados os compostos A, B, C, D, E e F, em excesso e sucessivamente. Os compostos adicionados foram: rotenona, succinato, dinitrofenol, malato, oligomicina e antimicina A.

 

a) Quais são os compostos A, B, C, D, E e F? b) Em experimento semelhante ao anterior, após incubar as

mitocôndrias com malato foram adicionados: ADP, lactato e antimicina, nesta ordem. Desenhar o gráfico aproximado que seria obtido.

c) Em experimento semelhante aos anteriores, foram adicionados:

P i, DNP e oligomicina, nesta ordem. Desenhar o gráfico aproximado que seria obtido.

13. Uma suspensão de mitocôndrias foi incubada em um meio

apropriado e com excesso de ADP e Pi. Ao longo do tempo, foram feitas adições sequenciais, também em excesso, dos compostos A, B, C, D, E e F. Os valores de concentração de ATP no meio estão apresentados no gráfico a seguir. Os compostos adicionados foram: isocitrato, dinitrofenol, cianeto, malonato, glicose e succinato. Que compostos correspondem a A, B, C, D, E e F?