Capítulos 18, 19 e 20 | Vias Metabólicas: Substratos e Regulação

Capítulos 18, 19 e 20 | Vias Metabólicas: Substratos e

Regulação

1. Citar as enzimas envolvidas no metabolismo do glicogênio que são

substrato da proteína quinase dependente de AMP cíclico (PKA). Descrever as consequências da fosforilação dessas enzimas.

2. Duas preparações de fígado de rato foram submetidas a diferentes

tratamentos, para verificar as condições em que há degradação de glicogênio. Uma das preparações (A) continha células inteiras e a outra (B), um lisado de células, com todos os componentes celulares, exceto a membrana plasmática. Os resultados encontram-se na tabela a seguir, onde a intensidade de degradação do glicogênio está indicada pelo número de sinais (+) e a ausência de degradação por (–).

 

Tubo Adições A B

1 – – –

2 Glucagon + + –

3 X – + +

4 Cafeína – –

5 Glucagon e cafeína + + + –

6 X e cafeína – + + +

Sabendo que a membrana plasmática é impermeável ao composto X, responder:

a) Por que as duas preparações apresentam resultados diferentes

quanto à degradação de glicogênio?

b) Qual seria o composto X? c) Qual é o modo de ação da cafeína?

3. Com a finalidade de determinar o modo de ação de um antibiótico,

um pesquisador tratou uma suspensão de células hepáticas de modo a torná-las permeáveis a ATP e P . Usando ATP marcado com 32P i

nos três grupos fosfato e fosfato inorgânico também marcado, incubou as células em diferentes condições. Determinou a presença de alguns compostos e enzimas radioativos na preparação. As condições do experimento e os resultados obtidos estão apresentados na tabela a seguir, onde o sinal (+) significa a detecção do composto e o sinal (–), a sua ausência.

 

Compostos e enzimas radioativos medidos

Tubo Adições Glicose 1- cAMP Glicogênio Glicogênio

fosfato fosforilase sintase

quinase

1 ATP – – – –

2 ATP e glucagon – + + +

3 Fosfato – – – –

4 Fosfato e glucagon + – – –

5 ATP e antibiótico – – – –

6 ATP, glucagon e antibiótico – + – –

a) Como se explicam os resultados dos tubos 1, 2, 3 e 4? b) Que hipótese é possível fazer sobre o modo de ação do

antibiótico?

4. Calcular:

a) o rendimento em ATP da conversão de um resíduo de glicose

do glicogênio a lactato;

b) o número de moléculas de ATP necessárias para ativar uma

molécula de glicogênio fosforilase, considerando o consumo ocorrido desde a ligação do glucagon ao seu receptor.

Comparando os resultados dos itens (a) e (b), explicar por que o processo de degradação do glicogênio é vantajoso para a fibra muscular em contração intensa.

5. Descrever o metabolismo do glicogênio hepático e muscular ao

longo do período de jejum noturno e após uma refeição, analisando os mecanismos reguladores envolvidos.

6. Descrever o metabolismo do glicogênio muscular em condições de

exercício intenso e indicar as regulações envolvidas.

7. Uma suspensão de células hepáticas e outra de fibras musculares

foram tratadas in vitro com dibutiril-cAMP. Este composto pode substituir o cAMP em todas as reações e, ao contrário dele, passa facilmente pela membrana celular. Comentar as alterações ocorridas em cada uma das preparações com relação a:

a) proteína G, subunidades da PKA e proteína inibidora (Inibidor-

1) da fosfoproteína fosfatase 1 (PP-1);

b) frutose 1,6-bisfosfatase, fosfofrutoquinase 1, glicogênio

fosforilase, glicogênio sintase e concentração de frutose 2,6-bisfosfato.

Quais seriam os efeitos do dibutiril-cAMP se, simultaneamente, fosse adicionada cafeína? E insulina?

8. Mostrar as consequências metabólicas da ativação da piruvato

carboxilase por acetil-CoA.

9. Relacionar a velocidade da via glicolítica com a atividade da

isocitrato desidrogenase.

10. Mostrar as consequências metabólicas da ativação da piruvato

carboxilase por acetil-CoA.

11. Descrever a regulação do ciclo de Krebs em função das razões

ATP/ADP e NAD+/NADH e da concentração de acetil-CoA.

12. Analisar a velocidade da cadeia de transporte de elétrons em função

da razão ATP/ADP e do potencial de membrana.

13. Mediu-se o consumo de oxigênio por mitocôndrias isoladas, após a

adição de efetuadores alostéricos (A, B, C, D, E e F). Em experimento semelhante, com os mesmos efetuadores, as mitocôndrias foram substituídas por citosol e determinou-se a produção de lactato. O efeito observado está registrado na tabela seguinte, em que o número de sinais (+) indica a intensidade do parâmetro medido, em relação ao controle. Identificar os efetuadores.

 

Fração Substrato Parâmetro Sem A B C D E F

celular medido efetuadores

Mitocôndria Piruvato Consumo de ++ + +++ + +++ ++ ++

O 2

Citosol Glicose Lactato ++ + ++ ++ ++ + +++

14. Considerar dois feixes musculares semelhantes (pertencentes ao

braço esquerdo e direito, por exemplo). Um deles (A) está em repouso e o outro (B), em exercício. Comparar a velocidade da cadeia de transporte de elétrons em A e B, descrevendo como esta velocidade é regulada.

15. Na oxidação completa de glicose, indicar as reações onde há

formação de CO2.

16. Discutir as condições em que haverá predomínio de uma das vias de

metabolismo da glicose: glicólise e via das pentoses fosfato.

17. Quais são as condições fisiológicas que determinam a ativação da

lipase do tecido adiposo? Nestas situações, descrever, em hepatócitos, a atividade da glicólise, gliconeogênese, via das pentoses-fosfato, ciclo de Krebs, síntese e degradação do glicogênio e ciclo de Lynen, considerando os mecanismos de regulação vigentes. Nestas mesmas condições, quais são as principais fontes de energia para o tecido muscular?

18. Verificar em quais das situações seguintes haverá estímulo da

formação de corpos cetônicos:

a) dieta rica em carboidratos e normal em lipídios e proteínas; b) jejum;

c) dieta rica em lipídios e normal em carboidratos e proteínas; d) diabetes.

19. Alistar seis eventos de regulação alostérica e/ou hormonal que

impedem a síntese de ácidos graxos no fígado em situação de jejum.

20. Indicar a atuação da malonil-CoA na degradação de ácidos graxos.

21. Avaliar a eficácia da redução do teor de colesterol na dieta como

uma conduta para diminuir o nível plasmático desse composto. Levar em conta os mecanismos de controle da síntese de colesterol no fígado.