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Universidade Nove de Julho Medicina Bioquímica e Fisiologia Celular LISTA DE EXERCÍCIOS 02 01. Qual a relação entre pKa e o intervalo útil de um tampão? 02. Qual é a razão TRIS/TRIS-H+ em um tampão N-tris[hidroximetil] aminoetano (TRIS) com pH 8,7? Dado: pKa = 8,3 03. Qual é a razão de HEPES/HEPES-H+ em um tampão N-2-hidroxietilpiperazina-N’-2-etano sulfonato (HEPES), dado pK a = 7,55, se: a. pH 6,55? b. pH 7,55? c. pH 8,55? 04. Calcule o pH de uma solução tampão preparada misturando-se 75 mL de ácido lático 1,0 mol/L e 25 mL de lactato de sódio 1,0 mol/L. Dado: pKa = 3,86 05. A urina tem um pH em torno de 6. Se uma pessoa excreta 1.700 mL de urina em um dia, quantos gramas de H+ (íon hidrônio) são perdidos? Como este hidrogênio é reposto para manter o pH do organismo? 06. O pH da água a 25º é 7,0. Todavia, a 37º C (temperatura fisiológica), a constante de ionização da água é de 2,42x10-14 . a. Qual o pH da água neutra nesta temperatura? b. A água continua neutra? 07. Se uma solução tem uma concentração de íons hidrogênio de 10 -5 mol/L, qual é seu pH? Essa solução é ácida ou básica? 08. Seria a amônia (pKa= 9,78) ou a piperidina (pK a= 11,12) um melhor tampão em pH 9? Qual das duas é o ácido mais forte? 09. Dê a forma ionizada predominante dos seguintes aminoácidos em pH 7,0: ácido glutâmico, leucina, treonina, histidina e arginina. 10. Desenhe as estruturas dos seguintes aminoácidos, indicando a forma carregada que existe em pH 4,0: histidina, asparagina, triptofano, prolina e tirosina. 11. Demonstre as diferentes formas ionizadas e calcule o ponto isoelétrico de cada um dos aminoácidos a seguir: ácido glutâmico, serina, histidina, lisina, tirosina e arginina. 12. Observe a proteína de membrana abaixo e responda as questões que seguem: a. Dentre os diferentes tipos de aminoácidos, quais você consideraria abundantes na região que atravessa a membrana plasmática? b. Dentre os diferentes tipos de aminoácidos, quais você consideraria abundantes nas regiões extracelular e intracelular? 13. O crescente entendimento de como as proteínas se dobram permite que os pesquisadores façam predições sobre a estrutura de uma proteína, com base em dados sobre sua sequência primária de aminoácidos. Considere a seguinte sequência de aminoácidos: Ile Ala His Thr Tyr Gly Pro Phe Glu Ala Ala Met Cys Lys Trp Glu Ala Gln Pro Asp Gly Met Glu Cys Ala Phe His Arg a. Onde devem ocorrer dobras ou voltas β ? b. Onde devem se formar ligações dissulfeto intramoleculares? c. Assumindo que esta sequência é parte de uma proteína globular maior, indique a localização provável (na superfície externa ou no interior da proteína) dos seguintes resíduos de aminoácido: Asp, Ile, Thr, Ala, Gln, Lys. Explique sua resposta. 14. A respeito da estrutura de proteínas, qual(is) a(s) força(s) química(s) responsável(is) pela manutenção: a. da estrutura primária. b. da estrutura secundária. c. da estrutura terciária. d. da estrutura quaternária. 15. Na presença de certos solventes, as proteínas sofrem alterações tanto em sua estrutura espacial quanto em suas propriedades biológicas. No entanto, com a remoção do solvente, voltam a assumir sua conformação e propriedades originais. Essas características mostram que a conformação espacial das proteínas depende de qual tipo de estrutura de suas moléculas? 16. Diferencie proteínas fibrosas de proteínas globulares. Cite um exemplo de cada. 17. Uma prática comum entre competidores de corrida de curta distância é a respiração rápida e profunda (hiperventilação) por cerca de meio minuto para remover o excesso de CO2 de seus pulmões um pouco antes da corrida começar. Explique quais seriam os benefícios deste procedimento. 18. Explique a etiologia e a patogenia do escorbuto. 19. Explique o mecanismo pelo qual a hemoglobina auxilia no tamponamento sanguíneo (Efeito Böhr). 20. Já foram descritos nos seres humanos cerca de 500 tipos de hemoglobinas diferentes da hemoglobina presente em adultos saudáveis (HbA). Essas hemoglobinas anormais apresentam substituição de um aminoácido, como mostra a tabela a seguir. Todas causam doenças, de gravidade variável, com exceção da última, que não tem manifestações clínicas. Que suposições podem ser feitas sobre a troca de aminoácidos na molécula proteica? Hemoglobina anormal Aminoácido da HbA Aminoácido da Hb anormal Hb Hammersmith Fenilalanina Serina Hb Bristol Aspartato Valina Hb Bibba Leucina Prolina Hb Savannah Glicina Valina Hb Philly Tirosina Fenilalanina Hb E Glutamato Lisina 20. Qual a consequência para a função da hemoglobina no caso de uma mutação estabilizar a molécula no estado R? 21. Qual a consequência para a função da hemoglobina no caso de uma mutação estabilizar a molécula no estado T? 22. O gráfico mostra a curva de saturação por oxigênio da mioglobina e as curvas de saturação da hemoglobina em diferentes valores de pH. a. Uma solução de hemoglobina, mantida sob pO2 de 30 torr, apresentava pH = 7,4. Em experimentos separados, foi adicionado HCl ou NaOH à solução, até que os valores de pH fossem, respectivamente, 7,2 e 7,6. Em qual dos experimentos houve liberação de O2 pela hemoglobina? b. Uma solução de hemoglobina a pH 7,4 estava submetida a pO2 de 100 torr. Que fenômeno deve ocorrer com a hemoglobina se a pO 2 baixar para 40 torr? E com a mioglobina? c. O pH plasmático nos alvéolos pulmonares (pO2 = 100 torr) é 7,4 e nos tecidos (pO2 = 40 torr) é 7,2. Que fenômeno deve ocorrer com a hemoglobina nos pulmões e nos tecidos? O que aconteceria se, em vez de hemoglobina, houvesse mioglobina no sangue? d. A mioglobina, sob uma mesma pO2, deve doar ou receber oxigênio da hemoglobina? e. Comparar a curva de saturação por oxigênio da hemoglobina fetal com a curva de HbA. 23. Por que o gene que codifica para a hemoglobina S se encontra em maior frequência na população afrodescendente? 24. De que maneira a administração de hidroxiuréia auxilia na condução terapêutica de anemia falciforme? 25. Paciente A.G.S. 30 anos, feminino chega ao setor de Emergência em estado de coma, apenas respondendo aos estímulos dolorosos. Sua respiração é superficial e com frequência baixa. Familiares encontraram próximo a ela diversas caixas de tranquilizantes vazias. Gasometria Arterial pH 7,2 pCO2 80 mmHg [HCO3-] 23 mEq/L a) Qual é o distúrbio ácido-básico apresentado? b) Qual é a causa mais provável desse distúrbio? Parâmetros normais de Gasometria Arterial: pH = 7,35 – 7,45 pCO2 = 35 – 45 mmHg pO2= 80 – 100 mmHg [HCO3-] = 22 – 26 mEq/L 26. A paciente no caso anterior foi submetida à respiração mecânica e após 3 horas apresentou os seguintes resultados de gasometria arterial: pH (?) pCO2 29 mmHg pO2 160 mmHg HCO3- 26 mEq/L a) Qual é o distúrbio ácido-básico apresentado? b) Qual é a causa mais provável desse distúrbio? 27. Paciente R.O.M. 42 anos, masculino deu entrada no setor de Emergência do H.C., desorientado, não recordando o nome da esposa, nem a data atual. A esposa que o acompanhava relatou que o marido se alimentou em grande quantidade de alimentos gordurosos, apresentando vários episódios de diarréia comfezes de aspecto pastoso-líquido, e que o paciente também era asmático. Após exame de gasometria arterial, o médico observou que o paciente tinha um distúrbio ácido-básico. a) Qual é o distúrbio ácido-básico apresentado pelo paciente? b) Qual é a causa mais provável desse distúrbio? d) Qual seria o tipo de compensação? 28. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), 270 milhões de pessoas de todos os continentes carregam genes que determinam a presença de hemoglobinas anormais. No Brasil, a miscigenação entre os povos colonizadores favoreceu a dispersão desses genes anormais, cujas conseqüências fisiopatológicas são variáveis: de uma anemia discreta até uma forma grave, que pode levar a uma transfusão sangüínea ou até mesmo à morte. No Brasil, temos relatos de identificação de hemoglobinas anormais desde a década de 40, com a eletroforese, que é um teste básico de diagnóstico, realizado por laboratórios de pesquisa e de rotina. a) Dado a eletroforese abaixo, identifique a Hemoglobinopatia de cada paciente (1 a 9). b) Explique, sucintamente, a diferença entre os pacientes 4 e 5, comparando a gravidade de suas hemoglobinopatias.