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BIOLOGIA - 3 o ANO MÓDULO 03 MOLÉCULAS: PROTEÍNAS E ENZIMAS

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Academic year: 2021

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(1)

BIOLOGIA - 3

o

ANO

MÓDULO 03

MOLÉCULAS:

(2)

C

C

O

H

H

2

N

R

OH

α

carboxila

amina

Fórmula estrutural

CH

2

H

2

N

C

C

OH

O

H

Ácido glutâmico

(glu)

C

5

H

9

O

4

N

CH

2

C

O

OH

Fórmula estrutural

Glicina

(gly)

C

2

H

5

ON

C

C

O

H

H

2

N

H

OH

Fórmula estrutural

(3)

CH

2

H

2

N

C

C

OH

O

H

Ácido glutâmico

(glu)

C

5

H

9

O

4

N

CH

2

C

O

OH

Fórmula estrutural

Glicina

(gly)

C

2

H

5

ON

C

C

O

H

H

2

N

H

OH

Fórmula estrutural

CH

2

H

2

N

C

C

OH

O

H

Ácido glutâmico

(glu)

C

5

H

9

O

4

N

CH

2

C

O

OH

Fórmula estrutural

Glicina

(gly)

C

2

H

5

ON

C

C

O

H

H

2

N

H

OH

Fórmula estrutural

(4)
(5)
(6)
(7)

Val

His

Leu

Tre

Pro

Glu

Glu

Lis

Val

His

Leu

Tre

Pro

Val

Glu

Lis

1

2

3

4

5

6

7

8

hemoglobina normal

hemoglobina anormal

glóbulo vermelho

falciforme

glóbulos vermelhos

normais

10 µm

(8)

ligações de dissulfeto

Estrutura terciária

de uma proteína

proteína

desnaturada

aumento de

temperatura

(9)

ligações de dissulfeto

Estrutura terciária

de uma proteína

proteína

desnaturada

aumento de

temperatura

(10)

R

R

R

R

C

C

C

C

C

C

C

C

NH

NH

NH

NH

O

O

O

O

R

várias hélices enroladas

como fios de uma corda

Queratina (proteína fibrilar)

forma helicoidal

(11)

Canal de Proteína

Permite que certas moléculas

e íons atravessem a membrana

plasmática livremente. A fibrose

cística, é uma doença causada

pela falta de canais de cloro - Cl.

Proteína Carreadora

Interage especificamente com

certas moléculas e certos íons

carregando-os através da

membrana plasmática. Uma das

causas da obesidade pode ser

certa incapacidade das células

de transportarem íons Na

+

e K

+

.

Proteína Receptora

Tem a forma tal que

certas moléculas podem se

ligar a ela. Certas pessoas

são diabéticas porque suas

células musculares e

adiposas não produzem

proteínas receptoras de insulina

em quantidade suficiente.

Proteína de reconhecimento

Permite que uma célula

reconheça outra. No caso de

rejeição de órgãos, células do

sangue do receptor atacam

o órgão implantado por

reconhecerem como estranhas

as proteínas das membranas

das células do doador.

(12)

Canal de Proteína

Permite que certas moléculas

e íons atravessem a membrana

plasmática livremente. A fibrose

cística, é uma doença causada

pela falta de canais de cloro - Cl.

Proteína Carreadora

Interage especificamente com

certas moléculas e certos íons

carregando-os através da

membrana plasmática. Uma das

causas da obesidade pode ser

certa incapacidade das células

de transportarem íons Na

+

e K

+

.

Proteína Receptora

Tem a forma tal que

certas moléculas podem se

ligar a ela. Certas pessoas

são diabéticas porque suas

células musculares e

adiposas não produzem

proteínas receptoras de insulina

em quantidade suficiente.

Proteína de reconhecimento

Permite que uma célula

reconheça outra. No caso de

rejeição de órgãos, células do

sangue do receptor atacam

o órgão implantado por

reconhecerem como estranhas

as proteínas das membranas

das células do doador.

(13)

locais de

ligação

com os

antígenos

cadeia leve

ligações

dissulfeto

cadeia pesada

Anticorpo

porção

constante

porção variável

(14)

antígeno

(15)

A segunda exposição ao antígeno produz resposta mais rápida e eficiente

do que a primeira

resposta primária imune resposta secundária imune

concentração de anticorpos no soro

0 10 20 30 40 50 60 70 80

1ª injeção de

antígeno

2ª injeção de

antígeno

(16)

Imunização passiva

O cavalo é imunizado contra as toxinas tetânicas.

Anticorpos, antitoxinas tetânicas, são extraídas para produzir o soro antitetânico.

O soro antitetânico é injetado na pessoa que sofreu ferimento profundo.

Ferimento profundo introduz bactérias do tétano que produzem toxina. Y Y Y Y Y YYY Y

(17)

sem enzima

com enzima

A

B

C

A

B

C

energia de

ativação

com enzima

energia de

ativação

sem enzima

estado final

estado inicial

quantidade de energia

Alta

(18)

Enzima Sacarose

Complexo enzima-substrato

(19)
(20)
(21)
(22)

Como pode cair no enem

(UFF) Considere um gato siamês, que difere de outras raças de gatos por sua pelagem característica: escura nas patas, no focinho e no pavilhão auditivo, contrastando com o resto do corpo, onde é clara. As regiões escuras são mais frias, e nelas, a substância que controla a produção do pigmento responsável pela pelagem escura é ativa, enquanto nas claras, que são quentes, essa substância é inativa.

Pela sua ação no escurecimento da pelagem do animal, conclui-se que essa substância é: a) um glicídio;

b) um lipídio; c) uma enzima;

d) um glicosaminoglicano; e) uma vitamina.

(23)

Como pode cair no enem

(UFF) Considere um gato siamês, que difere de outras raças de gatos por sua pelagem característica: escura nas patas, no focinho e no pavilhão auditivo, contrastando com o resto do corpo, onde é clara. As regiões escuras são mais frias, e nelas, a substância que controla a produção do pigmento responsável pela pelagem escura é ativa, enquanto nas claras, que são quentes, essa substância é inativa.

Pela sua ação no escurecimento da pelagem do animal, conclui-se que essa substância é: a) um glicídio; b) um lipídio; c) uma enzima; d) um glicosaminoglicano; e) uma vitamina. Fixação

1) As enzimas biocatalisadoras da indução de reações químicas reconhecem seus sub-stratos através da:

a) temperatura do meio;

b) forma tridimensional das moléculas; c) energia de ativação;

d) concentração de minerais; e) reversibilidade da reação.

(24)

Fixação

2)

Cerca de 27 milhões de brasileiros têm intolerância ao leite por deficiência na produção de uma enzima do intestino.

(Folha de S.Paulo, 09/08/98)

Sobre a enzima citada no artigo e as enzimas em geral, podemos afirmar que: a) aumentam a energia de ativação necessária para as reações;

b) atuam de forma inversamente proporcional ao aumento da temperatura;

c) são consumidas durante o processo, não podendo realizar nova reação do mesmo tipo; d) são estimuladas pela variação do grau de acidez do meio;

(25)

Fixação

3) O citocromo C é uma proteína respiratória que se encontra em todos os organismos aeró-bios. A molécula desta proteína existe em todas as espécies com a mesma função, sendo constituída por 104 aminoácidos. No decurso da evolução, as mutações mudaram os ami-noácidos em certas posições da proteína, mas o citocromo C de todas as espécies tem incontestavelmente estrutura e função semelhantes, tornando-se, para o evolucionismo, uma evidência de ordem:

a) paleontológica; d) anatômica; b) embriológica; e) bioquímica. c) citológica;

(26)

Fixação

4) O gráfico mostra a correlação entre a atividade enzimática e a temperatura. Que indica o ponto assinalado pela seta? Que acontece com a enzima a partir desse ponto?

Fixação

5) Analise as seguintes afirmativas:

I) A enzima que digere a lactose também digere a sacarose, pois ambas são dissacarídeos; II) Aumento na concentração do substrato de uma enzima é acompanhado por aumento pro-porcional na velocidade da reação;

III) Mudanças no pH modificam a velocidade da reação química catalisada por uma enzima porque sua estrutura terciária se altera.

a) são verdadeiras I, II e III b) são verdadeiras apenas I e II c) são verdadeiras apenas I e III d) apenas I é verdadeira

(27)

Fixação

4) O gráfico mostra a correlação entre a atividade enzimática e a temperatura. Que indica o ponto assinalado pela seta? Que acontece com a enzima a partir desse ponto?

Fixação

5) Analise as seguintes afirmativas:

I) A enzima que digere a lactose também digere a sacarose, pois ambas são dissacarídeos; II) Aumento na concentração do substrato de uma enzima é acompanhado por aumento pro-porcional na velocidade da reação;

III) Mudanças no pH modificam a velocidade da reação química catalisada por uma enzima porque sua estrutura terciária se altera.

a) são verdadeiras I, II e III b) são verdadeiras apenas I e II c) são verdadeiras apenas I e III d) apenas I é verdadeira

(28)

Fixação

6) Suponha que fossem fornecidas dietas deficientes em 7 aminoácidos para larvas de Triturus

carnifex (salamandra), e que a porcentagem de larvas sobreviventes tenha sido a da tabela

a seguir:

Aminoácido ausente Larvas sobreviventes (%)

Arginina 78 % Lisina 0 % Triptofano 80 % Cisteína 0 % Metionina 82 % Histinina 5 % Alanina 8 % Dieta Completa 95 % (controle)

Dentre os aminoácidos testados, quais você classifica como essenciais? Justifique sua resposta.

Fixação

7) Os efeitos dos anti-inflamatórios estão associados à presença de inibidores da enzima chamada ciclo-oxigenase 2 (COX-2). Essa enzima degrada substâncias liberadas de tecidos lesados e as transforma em prostaglandinas pró-inflamatórias, responsáveis pelo aparecimento de dor e inchaço.

Os anti-inflamatórios produzem efeitos colaterais decorrentes da inibição de uma outra enzima, a COX-1, responsável pela formação de prostaglandinas, protetoras da mucosa gastrintestinal.

O esquema abaixo mostra alguns anti-inflamatórios (nome genérico). As setas indicam a maior ou a menor afinidade dessas substâncias pelas duas enzimas.

Com base nessas informações, é correto concluir-se que:

a) o piroxicam é o anti-inflamatório que mais pode interferir na formação de prostaglandinas protetoras da mucosa gastrintestinal.

b) o rofecoxibe é o anti-inflamatório que tem a maior afinidade pela enzima COX-1. c) a aspirina tem o mesmo grau de afinidade pelas duas enzimas.

d) o diclofenaco, pela posição que ocupa no esquema, tem sua atividade anti-inflamatória neutralizada pelas duas enzimas.

(29)

Fixação

6) Suponha que fossem fornecidas dietas deficientes em 7 aminoácidos para larvas de Triturus

carnifex (salamandra), e que a porcentagem de larvas sobreviventes tenha sido a da tabela

a seguir:

Aminoácido ausente Larvas sobreviventes (%)

Arginina 78 % Lisina 0 % Triptofano 80 % Cisteína 0 % Metionina 82 % Histinina 5 % Alanina 8 % Dieta Completa 95 % (controle)

Dentre os aminoácidos testados, quais você classifica como essenciais? Justifique sua resposta.

Fixação

7) Os efeitos dos anti-inflamatórios estão associados à presença de inibidores da enzima chamada ciclo-oxigenase 2 (COX-2). Essa enzima degrada substâncias liberadas de tecidos lesados e as transforma em prostaglandinas pró-inflamatórias, responsáveis pelo aparecimento de dor e inchaço.

Os anti-inflamatórios produzem efeitos colaterais decorrentes da inibição de uma outra enzima, a COX-1, responsável pela formação de prostaglandinas, protetoras da mucosa gastrintestinal.

O esquema abaixo mostra alguns anti-inflamatórios (nome genérico). As setas indicam a maior ou a menor afinidade dessas substâncias pelas duas enzimas.

Com base nessas informações, é correto concluir-se que:

a) o piroxicam é o anti-inflamatório que mais pode interferir na formação de prostaglandinas protetoras da mucosa gastrintestinal.

b) o rofecoxibe é o anti-inflamatório que tem a maior afinidade pela enzima COX-1. c) a aspirina tem o mesmo grau de afinidade pelas duas enzimas.

d) o diclofenaco, pela posição que ocupa no esquema, tem sua atividade anti-inflamatória neutralizada pelas duas enzimas.

(30)

Proposto

1) (UERJ) As variações das cargas elétricas das moléculas das proteínas W, X, Y e Z, em função do pH do meio, estão representadas no gráfico a seguir.

A molécula do DNA, em pH fisiológico, apresenta carga elétrica negativa, devido a sua natureza ácida. No núcleo celular, ela está associada a proteínas, de caráter básico, denominadas histonas. De acordo com o gráfico, a proteína que apresenta propriedades compatíveis com as de uma histona é a representada pela seguinte letra:

(31)

Proposto

1) (UERJ) As variações das cargas elétricas das moléculas das proteínas W, X, Y e Z, em função do pH do meio, estão representadas no gráfico a seguir.

A molécula do DNA, em pH fisiológico, apresenta carga elétrica negativa, devido a sua natureza ácida. No núcleo celular, ela está associada a proteínas, de caráter básico, denominadas histonas. De acordo com o gráfico, a proteína que apresenta propriedades compatíveis com as de uma histona é a representada pela seguinte letra:

a) W b) X c) Y d) Z

Proposto

2) (UNICAMP) Os dois gráficos referem-se à velocidade da reação: A + B → C + D, que ocorre em animais de uma mesma espécie, quando suas temperaturas variam. O gráfico número 1 representa a reação em um indivíduo que, além dos reagentes A e B, possui o polipeptídio E, que não ocorre no indivíduo do gráfico número 2.

Com base nos gráficos, responda:

a) Em que grupo de substâncias pode ser classificado o polipeptídio E? b) Dê duas justificativas para sua classificação.

(32)

Proposto

3) (UNICAMP) Em 1971, Hudson e Rock testaram dietas deficientes em aminoácidos (com-ponentes das proteínas) em larvas de moscas do gênero Heliothis. Um grupo de larvas foi alimentado com dieta completa, contendo água, açúcar, vitaminas e todos os aminoáci-dos; outros dois grupos receberam dietas quase idênticas, exceto por não conterem um aminoácido (valina ou glicina). Depois de alguns dias, verificam que as larvas com dieta completa cresceram normalmente, enquanto as que receberam a dieta deficiente em valina não cresceram. As que receberam dieta deficiente em glicina cresceram tanto quanto as moscas que receberam dieta completa.

a) Formule uma hipótese que poderia estar sendo testada pelos pesquisadores. b) Qual foi a importância do grupo que recebia dieta completa?

(33)

Proposto

3) (UNICAMP) Em 1971, Hudson e Rock testaram dietas deficientes em aminoácidos (com-ponentes das proteínas) em larvas de moscas do gênero Heliothis. Um grupo de larvas foi alimentado com dieta completa, contendo água, açúcar, vitaminas e todos os aminoáci-dos; outros dois grupos receberam dietas quase idênticas, exceto por não conterem um aminoácido (valina ou glicina). Depois de alguns dias, verificam que as larvas com dieta completa cresceram normalmente, enquanto as que receberam a dieta deficiente em valina não cresceram. As que receberam dieta deficiente em glicina cresceram tanto quanto as moscas que receberam dieta completa.

a) Formule uma hipótese que poderia estar sendo testada pelos pesquisadores. b) Qual foi a importância do grupo que recebia dieta completa?

Proposto

4) (UFRJ) Duas substâncias A e B, ao reagirem à temperatura de 25°C, geram um produto AB. Essa reação é muito lenta. Quando se acrescenta a substância X, que pode ser um catalisador inorgânico ou então uma enzima, a velocidade dessa reação aumenta acen-tuadamente.

Para se investigar a natureza da substância X, realizaram-se vários experimentos para medir a velocidade da reação (concentração do composto AB depois de cinco minutos de reação).

Os resultados estão na tabela a seguir:

Com base nos resultados da tabela e sabendo-se que as substâncias A e B não degradam a 100°C, indique se a substância X é um catalisador inorgânico ou uma enzima.

(34)

Proposto

5) (UFRJ) A glicoquinase e a hexoquinase são duas enzimas que reagem com o mesmo sub-strato, a glicose. Ambas são enzimas intracelulares que fosforilam a glicose formando glicose 6 – fosfato (G6P).

Dependendo da enzima produtora, a G6P pode ou ser degradada na via da glicose para gerar energia ou então ser usada para síntese de glicogênio.

A glicose ocorre nos tecidos em geral e a síntese de glicogênio ocorre principalmente no fígado. A síntese do glicogênio somente acontece quando existe excesso de glicose no sangue. Essa é uma forma de armazenar esse açúcar.

Observe a figura a seguir, que apresenta as velocidades de reação dessas duas enzimas em função da concentração da glicose. Níveis normais de glicose no sangue estão ao redor de 4mM.

(35)

Proposto

5) (UFRJ) A glicoquinase e a hexoquinase são duas enzimas que reagem com o mesmo sub-strato, a glicose. Ambas são enzimas intracelulares que fosforilam a glicose formando glicose 6 – fosfato (G6P).

Dependendo da enzima produtora, a G6P pode ou ser degradada na via da glicose para gerar energia ou então ser usada para síntese de glicogênio.

A glicose ocorre nos tecidos em geral e a síntese de glicogênio ocorre principalmente no fígado. A síntese do glicogênio somente acontece quando existe excesso de glicose no sangue. Essa é uma forma de armazenar esse açúcar.

Observe a figura a seguir, que apresenta as velocidades de reação dessas duas enzimas em função da concentração da glicose. Níveis normais de glicose no sangue estão ao redor de 4mM.

Qual das duas enzimas gera G6P para síntese de glicogênio hepático? Justifique sua resposta.

Proposto

6) (UNIRIO) A figura abaixo mostra duas curvas, A e B, de reações enzimáticas, representando a velocidade de formação do produto e a concentração do substrato.

Indique qual das duas curvas mostra a enzima que possui maior afinidade por seu substrato. Justifique sua resposta.

(36)

Proposto

7) (UERJ) O hidrogênio vem sendo considerado um possível substituto dos combustíveis alta-mente poluentes de origem fóssil, como o dodecano, utilizado na aviação.

Sabe-se que, sob condições-padrão, as entalpias de combustão do dodecano e do hidrogênio molecular são respectivamente iguais a −7500 e −280 kJ.mol-1.

A massa de hidrogênio, em gramas, necessária para gerar a mesma quantidade de energia que a gerada por 1 g de dodecano equivale a:

a) 0,157 b) 0,315 c) 0,471 d) 0,630

(37)

Proposto

7) (UERJ) O hidrogênio vem sendo considerado um possível substituto dos combustíveis alta-mente poluentes de origem fóssil, como o dodecano, utilizado na aviação.

Sabe-se que, sob condições-padrão, as entalpias de combustão do dodecano e do hidrogênio molecular são respectivamente iguais a −7500 e −280 kJ.mol-1.

A massa de hidrogênio, em gramas, necessária para gerar a mesma quantidade de energia que a gerada por 1 g de dodecano equivale a:

a) 0,157 b) 0,315 c) 0,471 d) 0,630

Proposto

8) (UERJ) O Homo sapiens deve ter surgido há cerca de 200 mil anos. Sua capacidade in-telectual, porém, parece ter evoluído pouco durante 130 mil anos. Há 70 mil anos, conforme propõem alguns pesquisadores, uma catástrofe natural teria provocado grandes alterações climáticas, responsáveis pela quase extinção da espécie. Registros fósseis de cerca de 50 mil anos sugerem um crescimento do intelecto dos descendentes dos indivíduos que sobreviveram, manifestado por interesse artístico, grande criatividade e capacidade de comunicação, que são características do homem moderno. Poder-se-ia supor, assim, que o clima adverso teria favorecido o desenvolvimento da capacidade intelectual do Homo sapiens.

Referências

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