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1 Faculdade de Ciências Naturais e Matemática Departamento de Biologia BIOQUIMICA GERAL 2012 Juvêncio Manuel Nota ÁGUA, REACÇÃO ÁCIDO-BASE, pH E SISTEMAS TAMPÃO Introdução A água é uma substancia importante para a vida, ao metabolismos dos seres vivos, pois grande parte das reacções química que ocorrem nos seres vivos decorrem em meio aquoso. Sem água não há vida. Ela também está implicada, por meio de iões nela dissolvidos, na auto- regulação da concentração de outros iões como o H+ que diariamente são ingeridos e ou produzidos pelo metabolismo. Nos organismos vivos existem um sistema de electrólitos responsáveis pela regulação do pH colocando-o, apesar das variações, em níveis compatíveis com a vida - sistema tampão ou buffer. 2 EXERCICIOS PARA PENSAR E DISCUTIR 1. Defina ácidos e bases no conceito de Brønsted, mostrando exemplos. 2. Qual o pH de soluções 0,1M dos ácidos fortes HCl e HNO3. 3. Use a equação Henderson-Hasselbach para calcular o grau de dissociação dos ácidos fracos a) H2S (Ka=1x10 -7) e b) ácido acético (Ka=2x10-5) em soluções 0,1M. Qual o respectivo pH dessas soluções. 4. Esquematize a curva de titulação de 1 litro de uma solução de 0.1 M H3PO4 com uma solução de 10 M NaOH, colocando pH (eixo y) em função de volume de base adicional (exio x). Indicar os pontos na titulação (volumes de NaOH) em que o pH equivale cada um dos pKas do ácido. 5. Os valores pH = 2, pH = 7 e pH = 9 são, respectivamente, de soluções: a) ácidas, básicas e neutras. b) básicas, ácidas e neutras. c) neutras, ácidas e básicas. d) ácidas, neutras e básicas. e) neutras, ácidas e ácidas. 6. A quantidade de água nas células e nos tecidos: a) tende a diminuir com o aumento da idade b) tende a aumentar com o aumento da idade c) permanece constante com o aumento da idade d) não tem qualquer relação com a idade e) tem relação com a idade mas é a mesma em qualquer espécie 7. Com relação ao papel desempenhado pela água nas estruturas celulares dos seres vivos, qual das afirmações não é correcta? a) É o veículo de eliminação dos excretas provenientes do metabolismo celular. b) Age como catalisador enzimático de numerosas reacções intracelulares. c) Oferece grandes condições de estabilidade aos colóides protoplasmáticos. d) Tem participação direta nos fenômenos osmóticos entre a célula e o meio extracelutar. e) Participa das reações de hidrólise. 3 8. Das alternativas abaixo, referentes à química da célula viva, escolha as que são correctas: 01) Das substâncias orgânicas que constituem a célula, podemos citar: carboidratos, lipídios, aminoácidos, proteínas e ácidos nuclêicos. (02) Dos componentes inorgânicos presentes na célula, a água é o mais abundante, tendo como função, entre outras, a de solvente de íons minerais e de muitas substâncias orgânicas. (04) Além de favorecer a ocorrência de reações químicas, a água é indispensável no transporte de substâncias. (08) Os sais minerais existentes na célula estão sob duas formas: imobilizados como componentes de estruturas esqueléticas e dissolvidos na água na forma de íons. (16) Quanto ao íon Mg + + (magnésio) é certo que tem papel importante na coagulação do sangue. Dê como resposta a soma dos números das alternativas corretas. a) 3 d) 15 b) 10 e) 47 c) 12 9. Indique como se pode preparar 1L de um tampão a pH=7,0, capaz de manter o pH estável com adição de 10mL de HCL 0,1M, dispondo-se das soluções: a) 1M H3PO4 b) 1M ácido acético c) 1M NaOH 10. Indique como se pode preparar 1L de um tampão a pH=7,0, capaz de manter o pH estável com adição de 10mL de HCL 0,1M, dispondo-se das soluções: a) 1M H3PO4 b) 1M ácido acético c) 1M NaOH 11. A taxa de água em um organismo pode variar de acordo com alguns fatores. São eles: a) espécie, enzimas e proteínas. b) idade, espécie e proteínas. c) atividade, idade e espécie. d) actividade, enzimas e proteínas. e) idade, enzimas e proteínas. 12. Dos componentes da matéria viva, quais deles existem em maior proporção em qualquer célula? a) proteínas b) hidratos de carbono 4 c) lipídios d) água e) eletrólitos 13. O papel principal do ião P04 - na célula é: a) manter o equilíbrio osmótico. b) formar ligações de alta energia. c) atuar como oxidante energético. d) regular o equilíbrio ácido-base. e) actuar como catalisador em reações metabólicas 14. Por quê se diz que os seres vivos jamais estão em equilíbrio com o meio ambiente? 15. O que é o Equilíbrio Dinâmico (Steady State) observado em relação às substâncias presentes no interior dos organismos? 16. Termodinamicamente, como agem os organismos sobre a Matéria e a Energia do meio ambiente? 17. Quais são as bases físicas do mundo bioquímico? 18. Quais os elementos estruturais comuns aos diferentes tipos celulares? Compare procariontes a eucariontes. 19. Qual o formato geral da molécula de água? 20. Qual o papel das pontes de H nos pontos de fusão e ebulição da água? 21. Que outros grupos funcionais das biomoléculas podem formar pontes de H? Por quê grupos -CH não formam pontes de H? 22. Cite alguns dos grupos funcionais das biomoléculas capazes de interagir eletrostaticamente com a água. 23. Que propriedade física do oxigénio contribui para que a concentração dessa substância seja limitante para organismos aquáticos de águas profundas? 24. O que é uma substância anfipática? Dê um exemplo. 25. Compare as interações fracas (pontes de H, interações iônicas, interações hidrofóbicas, interações de van der Waals) entre si e com as ligações covalentes, em termos de seus níveis energéticos 26. Por que o produto da ionização da água (Kw) a 25ºC é igual a 1 x 10 -14? 27. Qual a relação entre Kw e a escala de pH? 28. Defina pH e pKa e explique suas diferenças. 29. Quando perde um protão um ácido transforma-se: a) numa espécie altamente reactiva b) no seu ácido conjugado c) na sua base conjugada. d) num ião hidróxido 30. As soluções tampão a) têm sempre um pH de 7 b) só raramente se encontram em sistemas vivos. c) tendem a manter um pH relativamente constante. d) causam um aumento de pH quando se lhes adiciona ácido. 31. A carga negativa parcial num extremo da molécula de água tende a alinhar carga positiva parcial no extremo de outras moléculas de água vizinhas. Esta atracção denomina-se: a) ligação covalente b) interacção dipolar c) ligação iónica d) interacção hidrofóbica 32. A carga negativa num carboxilato (COO grupo amina (NH3 +). Esta atracção denomina a) ligação iónica b) ponte de hidrogénio c) ligação covalente d) interacção hidrofóbica 33. Das quatro moléculas seguintes: ácido acético (pK cianídrico (HCN, pKa=9.1), anilina (pK a) o anião acetato b) o anião fenóxido c) a anilina d) o anião cianeto 34. O carácter nucleofílico do azoto central das moléculas apresentadas varia da seguinte forma: a) a>b>c na sua base conjugada. pH de 7 só raramente se encontram em sistemas vivos. tendem a manter um pH relativamente constante. causam um aumento de pH quando se lhes adiciona ácido. A carga negativa parcial num extremo da molécula de água tende a alinhar carga positiva parcial no extremo de outras moléculas de água vizinhas. Esta atracção interacção hidrofóbica carga negativa num carboxilato (COO-) tende a alinhar-se com a carga positiva de um ). Esta atracção denomina-se: interacção hidrofóbica Das quatro moléculas seguintes: ácido acético (pKa=4.76), fenóxido (pK =9.1), anilina (pKb=9.4) a base mais forte será: O carácter nucleofílico do azoto central das moléculas apresentadas varia da seguinte 5 A carga negativa parcial num extremo da molécula de água tende a alinhar-se com a carga positiva parcial no extremo de outras moléculas de água vizinhas.Esta atracção com a carga positiva de um =4.76), fenóxido (pKb=4.1), ácido O carácter nucleofílico do azoto central das moléculas apresentadas varia da seguinte 6 b) a>c>b c) b>c>a d) b>a>c e) c>a>b f) c>b>a 35. A bleomicina mata células tumorais, danificando o seu DNA através de reacções envolvendo radicais livres. Pensa-se que no processo possa estar envolvido o ião superóxido (O2 -), através das seguintes reacções (em que R representa uma porção de DNA): bleomicina-Co2+ + O2 -> bleomicina-Co 3+ + O2 - O2 - + R-H -> R· + HOO- Nestas reacções, bleomicina-Co2+ é: a) oxidante b) redutor c) ácido conjugado d) base conjugada Aminoácidos e Proteínas 1. Quais dos aminoácidos têm dois carbonos quirais e qual deles não possui isomeria óptica? 2. Mostre por que a seguinte forma associada de um aminoácido não pode ser encontrada em solução aquosa. 3. O etanol não tem c aráter ácido em água, enquanto fenol e ácido acético se dissociam em solução aquosa, sendo o ácido acético (pK=4,8) mais forte que o fenol (pK=10). 7 Como se pode explicar o comportamento destes três compostos em água a partir de suas estruturas moleculares? 4. Esquematize a curva de titulação da glicina com NaOH a partir de pH=1 e do ácido aspártico com HCl a partir de pH=11. Coloque o pH na ordenada e, na abscissa, a quantidade de equivalentes de ácido ou base forte. 5. a) Quais os pontos isoelétricos de glicina (pKs=2,5 e 9,5), ácido aspártico (pKs=2,5; 4,0 e 9,5), lisina (pKs=2,5; 9,5 e 10) e histidina (pKs=2,5; 6,0 e 9,5)? b) Calcular as cargas líquidas (aproximadas) de ácido aspártico, lisina ou histidina nos seguintes pHs: pH 1, pH 8, pH 11. 6. Tentar classificar os aminoácidos em termos da natureza química dos seus grupos radicais: a) ionizáveis ou não ionizáveis, b) ácidicos ou básicos, c) polares ou não polares, d) hidrofílicos ou hidrofóbicos, e) alifáticos ou aromáticos, f) lineares ou ramificados e g) pequenos e grandes. 7. O que são aminoácidos essenciais? 8. Como são formadas as proteínas? 9. O que é aminoácido? Qual a sua função? Escreva a fórmula estrutural. Explique o que diferencia um aminoácido do outro 10. A transformação do leite em coalhada se deve: a) à desnaturação espontânea das proteínas do leite. b) à acidificação progressiva pelo envelhecimento da lactose. c) ao desdobramento das proteínas pela ação de microorganismos. d) à coagulação enzimática da lactose e das proteínas. e) à coagulação das proteínas (desnaturação) pelo ácido produzido na fermentação da lactose. 11. Obteve-se da hidrólise de uma substância de origem animal: glicina, serina, histidina, lisina, arginina e fenilalanina. A substância hidrolisada era: a) um polissacarídeo. d) uma proteína. b) um ácido nucleico. e) uma cetose. c) um lipídio. 12. A ligação peptídica resulta da união entre o grupo: a) carboxila de um aminoácido e o grupo carboxila do outro. b) carboxila de um aminoácido e o grupo amina do outro. c) amina de um aminoácido e amina do outro. d) amina de um aminoácido e radical R do outro. e) carboxila de um aminoácido e radical R do outro. 13. Responda verdadeiro ou falso: 8 ( ) Os aminoácidos são moléculas que contém um grupo amino e um grupo carboxila ligados a um mesmo átomo de carbono e por isso são chamados compostos dipolares. ( ) As importantes funções que as proteínas têm são estritamente dependentes dos aminoácidos de que estão constituídas. ( ) O que diferencia um aminoácido do outro é a presença do carbono assimétrico em sua estrutura. ( ) O gliceraldeído é considerado uma proteína 14. Explique como ocorre a síntese protéica? 15. Esquematize a ligação peptídica entre os aminoácidos: Glicina-Alanina-Lisina (Use a tabela de matemática, física e química). 16. Que tipo de cadeia lateral está em geral, presente nos resíduos de aminoácidos situados no interior de proteína hidossolúvel? E na sua superfície? 17. Descreva os níveis de estrutura de uma proteína. 18. Descreva as forças que estabilizam as proteínas. 19. Uma enzima oligomérica é formada por 2 subunidades diferentes (A e B) que se combinam ao acaso, formando um tetrâmero; a) Quantas formas enzimáticas ndiferentes são possíveis para essa enzima? b) Como essas formas são chamadas? 20. α-hélices e folhas pregueadas β a) são estruturas alternativas que se formam num polissacarídeo consoante os isómeros estruturais dos monossacarideos que o compõem b) podem ser encontradas no DNA e por vezes também no RNA c) formam-se devido à existência de ligações covalentes entre aminoácidos não adjacentes d) formam-se devido à existência de pontes de hidrogénio entre átomos de aminoácidos não adjacente. 21. Qual das moléculas apresentadas é um aminoácido? 9 22. Por que a Glicina não apresenta atividade ótica? 23. Quais aminoácidos são capazes de formar pontes de H? quais promoveriam interações hidrofóbicas? quais se enquadram em ambas as categorias? 24. Quais aminoácidos conferem a maior/menor flexibilidade quando encontrados em proteínas? Que aminoácido é capaz de formar pontes dissulfeto? 25. Quais os valores de pKa dos grupos R dos aminoácidos que apresentam carga? que aminoácido apresenta um grupo R com pKa próximo do pH fisiológico? 26. Os aminoácidos são bases/ácidos fortes ou fracos? 27. Em que pH a glicina apresentaria uma carga líquida de -1? 28. O que é pI de um aminoácido e como é calculado? 29. A fórmula molecular da glicina é C2H5O2N. Qual seria a fórmula molecular de um péptido constituído por dez glicinas seguidas? a) C20H50O20N10. b) C20H32O11N10. c) C20H40O10N10. d) C20H30O10N10. 48. O ponto isoeléctrico de um aminoácido é a) o pH em que o aminoácido não se encontra carregado electricamente. b) o pH em que o grupo -COOH não possui carga. c) o pH em que o grupo –NH2 não possui carga. d) o pH em que todos os grupos ionizáveis se encontram protonados. 49. O ponto isoeléctrico do glutamato é 3.25. A pH 7.0 a) o grupo carboxílico encontra-se protonado. b) o aminoácido tem carga negativa. c) o grupo amina não possui carga. d) a carga eléctrica do aminoácido é nula. 50. O ponto isoeléctrico da tirosina é 6.7. A pH 7.0 e) o aminoácido tem carga negativa. f) o grupo carboxílico encontra-se protonado. g) o grupo amina não possui carga. h) a carga eléctrica do aminoácido é nula. 51. A cadeia lateral da isoleucina: a) contém um grupo sulfidrilo b) contém um hidrocarboneto ramificado c) contém um anel aromático d) a isoleucina não possui cadeia lateral e) contém um grupo ácido 52. Desenhe as fórmulas químicas dos seguintes aminoácidos, apresente suas abreviações de 3 letras, e suas classificações segundo a natureza do grupo R: alanina, prolina, cisteína, fenilalanina, lisina, aspartato 53. Das estruturas dos aminoácidos anteiores indique. Qual(is) aminoácido (s): (a) está positivamente carregado em pH 7,0; 10 (b) possui grupo R aromático, sendo hidrofóbico e neutro em qualquer pH; (c) possui grupo como R um hidrocarboneto saturado; (d) é o único com cadeia lateral com pKa aprox.=7; (e) possui um grupo alfa-amino; 54. O que os aminoácidos Treonina e Tirosina têm em comum? 55. O que torna o aminoácido Cisteína especial? A Metionina teria essa mesma capacidade? 56. Que propriedade estrutural de alguns aminoácidos permite a estimativa das concentrações de proteínas pela absorção de luz UV? Quais aminoácidos são responsáveis por essa propriedade? Exercício: Degradação de Aminoácidos 57. Indique (SIM/NÃO) se cada um dos eventos a seguir é comum à degradação de TODOS os aminoácidos: a. _____ separação do(s) aminogrupo(s) do esqueleto de carbonos b. _____ uso dos aminogrupos para síntese de novos aminoácidos ou outros compostos nitrogenados c. _____excreção do excesso de aminogrupos de uma forma apropriada ao organismo e seu meio ambiente d. _____ passagem dos esqueletos de carbonos para a via gliconeogênica e. _____ conversão a α-cetoglutarato f. _____ ausência de ganho energético líquido para a célula g. _____ em mamíferos, um processo eminentemente hepático h. _____ usualmente, transferência de aminogrupos ou glutamato para transporte até o fígado. 58. Qual das características a seguir é comum a muitas reações catalisadas por aminotransferases? a. apresentam um valor elevado e negativo de ∆G´° b. o grupo amino é transferido a um α-ceto ácido (como o α-cetoglutarato) para formar o aminoácido correspondente c. o grupo amino é transferido a uma molécula de amônia d. são catalisados pela mesma enzima e. requerem o cofator S-adenosilmetionina 11 59. De certa forma os ciclos da uréia e do ácido cítrico são análogos. A ornitina e a citrulina tem papéis similares àqueles do oxaloacetato e de que outro intermediário do Ciclo de Krebs? a. acetil-CoA b. citrato c. CO2 d. malato e. amonia 60. Que composto pode servir como aceptor direto de um amino grupo adicional derivado do catabolismo de aminoácidos? a. glutamina b. asparagina c. α-cetoglutarato d. fumarato e. glicerol 61. O esqueleto de carbonos produzido pela desaminação da alanina entra no Ciclo de Krebs como: a. malato b. oxaloacetato c. fumarato d. succinato e. acetil-CoA 62. Sem levar em conta o NADH gerado na reação da malato desidrogenase, quantas ligações fosfato de alta energia são utilisadas para formar uma molécula de uréia, partindo-se de amonia e HCO-3? a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 0 63. O Ciclo de Krebs e o ciclo da uréia se sobrepõem para formar o que às vezes é chamado de "bicicleta de Krebs". Quais das seguintes afirmações é pertinente às interações entre estes dois ciclos metabólicos? a. o oxaloacetato é convertido a aspartato b. o aspartato se combina à citrulina para produzir argininosuccinato no citossol c. o arginiosuccinato é clivado a fumarato e arginina 12 d. o fumarato é um intermediário do TCA e. todas as alternativas estão corretas 64. Os girinos vivem em um ambiente aquoso e excretam muito do seu nitrogênio excedente como amônia. Ao se transformar em uma sapo adulto, passa a maior parte da sua vida em terra e passa a ser ureotélico. Quais das seguintes enzimas deverá aumentar drasticamente de atividade na transição girino->adulto? a. carbamil-fosfato sintetase I b. glutamina sintetase c. glutaminase d. α-cetoglutarato desidrogenase e. carboxipeptidase 65. As reações do ciclo da uréia ocorrem em dois compartimentos celulares distintos. Que intermediário(s) do ciclo da uréia precisa(m) ser transportado(s) através da membrana mitocondrial interna? a. argininosuccinato b. citrulina c. ornitina d. A e C e. B e C 66. Que cofator envolvido na degradação de aminoácidos está em adequada correspondência com o C transferido? a. biotina:CHO b. tetraidrofolato:CHOH c. S-adenosilmetionina:CH2OH d. piridoxal fosfato:CH3 e. pepsinogênio:CO2 67. A degradação de aminoácidos gera compostos que são intermediários comuns nas vias metabólicas principais. Explique a diferença entre aminoácidos cetogênicos e glicogênicos em termos dos seus destinos metabólicos. De 3 exemplos de cada um desses dois tipos de aminoácidos. 68. Descreva o papel e as reacções do ciclo glicose<->alanina. Que cofator é necessário a esta e outras reacções de transaminação? Exercício: Biossíntese de Aminoácidos 13 69. A síntese de aminoácidos diversos a partir do ácido glutâmico é realizada por meio de reacções chamadas de: a) hidrólise b) oxidação c) desidrogenação d) transaminação e) polimerização 69. Qual(ais) das afirmativas abaixo é correcta em relação ao ciclo do nitrogênio? a. a fixação do N2 atmosférico pelas bactérias fixadoras de nitrogênio gera o nitrato, biodisponível b. o nitrato é reduzido a amônia no processo conhecido como denitrificação c. a fixação do nitrogênio biológico é conduzida por um conjunto de proteínas conhecido como complexo da nitrogenase d. A e B estão corretas e. A, B e C estão corretas 70. Quais das afirmativas abaixo é INCORRETA em relação à fixação do nitrogênio pelo complexo da nitrogenase? a. este complexo enzimático é inativado pela exposição ao oxigênio b. ligação de ATP causa alteração conformacional da redutase c. o papel principal do ATP é impulsionar a fixação do nitrogênio através da hidrólise do PPi d. a fixação do nitrogênio ocorre apenas em eucariontes e. o aceptor final de elétrons do processo é o N2 71. Qual das substâncias abaixo é o produto imediato da fixação de nitrogénio, isto é o produto da reacção catalisada pelo complexo da nitrogenase? a. N2 b. NO-3 c. NH+4 d. uréia e. aminoácidos 72. Qual cofator é essencial a todas as reacções de transaminação? 14 a. PRPP b. CoA c. ATP d. PLP e. adoMet (S-adenosilmetionina) 73. A síntese de glutamina, catalisada pela glutamina sintetase, foi extensivamente estudada em bactérias. Indique, em relação à glutamina sintetase e/ou a reação por ela catalisada, se cada uma das afirmativas abaixo é Verdadeira ou Falsa. a. ____ A enzima catalisa a reação: glutamato + NH+4 + ATP --> glutamina + ADP + Pi + H + b. ____ Em mamíferos, esta é a principal via para a conversão da amonia (tóxica) em glutamina (não tóxica) para trasnporte na corrente sanguínea c. ____ Cada uma das 12 subunidades da enzima está sujeita a regulação alostérica d. ____ A enzima pode ser covalentemente inativada adição de um grupamento fosfato e. ____ A enzima é ativada pela ligação covalente de um AMP f. ____ O complexo de adenililtransferase e PII-UMP catalisa a deadinilação da enzima g. ____ ATP é um reagente nesta reação h. ____ ATP é regulador desta reação i. ____ Uridilação da enzima é estimulada pelo α-cetoglutarato j. ____ alta concetração da glutamina, ou dos produtos do seu metabolismo, diminuem a atividade da enzima k. ____ A enzima é covalentemente ativada por uridilação 74. Qual das seguintes substâncias não fornece um esqueleto de carbonos para a síntese de aminoácidos? a. succinato b. α-cetoglutarato c. piruvato d. oxaloacetato e. ribose 5-fosfato 75. Dos três intermediários metabólicos seguintes que podem ser usados na síntese de aminoácidos, (#1) citrato, (#2) oxaloacetato e (#3) succinil-CoA, qual estaria corretamente pareado aos aminoácidos nas alternativas abaixo? a. #1; Ser, Gly, Cys b. #2; Ala, Val, Leu c. #3; Glu, Gln, Pro d. #1; His e. #2; Met, Thr, Lys 15 76. O que significa o termo "essencial" em relação aos aminoácidos na dieta humana? a. necessário para toda a síntese de proteínas b. apenas disponível na proteína animal c. não pode ser sintetisado por humanos d. não pode ser codificado pelo DNA e. não pode ser metabolisado no fígado Exercício: Proteínas - estruturas secundária, terciária, quaternária 69. Quais das seguintes afirmativas é verdadeira, em relação às ligações peptídicas? ~ a. são as únicas ligações covalentes encontradas nos peptídeos b. os ângulos observados entre os átomos de N e C são chamados de psi e phi c. as ligações peptídicas possuem caráter de dupla ligação d. A e C estão corretas e. todas as anteriores 70. Em uma α-hélice, as cadeias laterais dos resíduos de aminoácidos: a. estão localizadas externamente à espiral da hélice b. formam pontes de H que estabilizam a hélice c. permitem que a hélice possa girar apenas para a direita d. A e B estão corretas e. A, B e C estão corretas 71. Quais das seguintes interações estabilizam a estrutura terciária de uma proteína globular? a. ligações peptídicas entre um íon metálico (cofator)e um resíduo de Histidina b. interações hidrofóbicas entre as cadeias laterais de Histidina e Triptofano c. pontes dissulfeto entre resíduos de metionina adjacentes d. pontes de H entre resíduos de Serina e moléculas de água e. todas as anteriores Para as questões de 72 a 75, utilize a listagem abaixo a. possuem a mesma representação percentual em todas as proteínas b. estabilizado por pontes de H entre grupos -NH e -CO 16 c. encontrado em proteínas globulares d. influenciado pela seqüência primária e. cadeia peptídica em conformação alongada, estendida f. utiliza os 20 aminoácidos com igual freqüência g. interações hidrofóbicas são responsáveis pela estrutura primária 72. Quais afirmativas se aplicam a α-hélices? 73. Quais se aplicam a folhas β? 74. Quais se aplicam a ambas as conformações acima? 75. Quais não se aplicam a nenhuma das conformações acima? 76. Com relação à Figura 5-2 (reproduzida abaixo com permissão do Dr. A. Lehninger), responda às questões 77 e78: 77. Quantas proteínas da tabela possuem estrura quaternária? Como se pode afirmar isso? a. todas b. nenhuma c. metade d. cinco e. não é possível dizer com base nos dados fornecidos 78. Quantas proteínas da tabela exibem α-hélice? Como se pode afirmar isso? a. todas b. nenhuma c. metade d. duas e. não é possível dizer com base nos dados fornecidos 17 Exercício: Funções das Proteínas 79. Indique quais das seguintes afirmativas são corretas para o sítio de ligação do heme na mioglobina; nas afirmativas incorretas, explique o porque. a. a Histidina proximal liga-se ao Ferro covalentemente b. a Histidina distal liga-se ao Oxigênio covalentemente c. a Histidina distal liga-se ao Ferro d. o Ferro do Heme liga-se a CO com os átomos de Fe, C e O alinhados e. o Ferro do Heme liga-se ao átomo de Oxigênio do CO f. uma molécula de CO pode ligar-se à mioglobina ao mesmo tempo que uma molécula de Oxigênio 80. Qual das afirmativas abaixo é correcta em relação às estruturas da Hemoglobina e Mioglobina? g. A estrutura terciária da mioglobina é similar à de uma subunidade da hemoglobina h. A estrutura quaternária da mioglobina é similar à de uma subunidade da hemoglobina i. A mioglobina poderia substituir uma das subunidades da hemoglobina nos eritrócitos j. A mioglobina possui um sítio de ligação do Oxigênio por molécula k. A mioglobina possui um sítio de ligação do Oxigênio por grupo Heme l. A hemoglobina possui um sítio de ligação do Oxigênio por molécula m. A hemoglobina possui um sítio de ligação do Oxigênio por grupo Heme 81. Qual das seguintes afirmativas é verdadeira tanto para a Hemoglobina quanto para a Mioglobina? 18 n. pH baixo diminui a afinidade pelo Oxigênio o. O átomo de Ferro do heme liga-se através de 5 dos seus 6 sítios de coordenação aos átomos de Nitrogênio p. o coeficiente de Hill é igual ao número de subunidades da molécula de hemoglobina q. a ligação do O2 ocorre na reentrância onde os polipeptídeos fazem contacto r. nenhuma das afirmativas anteriores se aplica a ambas as moléculas 82. Defina estrutura primária, secundária, terciária e quaternária de uma proteína, dando exemplos. 83. Esquematize a estrutura de uma ligação peptídica. 84. Desenhar o tripeptídeo Ala-Asp-His. b) Calcular o seu pI. c) Calcular sua carga líquida em pH 1, pH 6,0 e pH 12. 85. Com os dados abaixo, defina a seqüência do peptídeo analisado: a) hidrólise ácida total resultou em: Arg, Tyr, Leu, Ala, Glu Lys, Ser e Pro; b) dansilação e hidrólise produziu: dansil-Leu; c) dois ciclos consecutivos de degradação de Edman liberaram, respectivamente Leu e Tyr; d) tripsina liberou 2 peptídeos cujas composições, após hidrólise ácida total, foram, respectivamente (Tyr, Leu, Arg,) e (Ser, Glu, Pro, Ala Lys); e) carboxipeptidase A não liberou nada, mas carboxipeptidase C liberou Ser; f) endopeptidase V8 liberou o tripeptídeo Lys-Pro-Ser e um pentapeptídeo que, tratado com carboxipeptidase C, liberou Ala. 86. Distinga estrutura secundária e terciária de uma proteína. Dê exemplos. 87. Descreva -hélice e folha pregueada. Aponte as diferenças essenciais entre estas formas de estrutura secundária, encontradas em peptídeos. 88. Descreva a experiência clássica de Anfinsen com a enzima ribonuclease A, indicando sua conclusão principal. Qual o papel das pontes de dissulfeto na manutenção da estrutura nativa (terciária) da ribonuclease. Conceitue estrutura nativa e desnaturação de proteínas, mostrando o que. Isso tem a ver com a atividade enzimática da ribonuclase A. Que função termodinâmica promove espontaneamente a transição da ribonuclease de desnaturada para nativa? 89. Duas proteínas, apesar de terem diferenças quanto a alguns de seus aminoácidos, são capazes de desempenhar a mesma função. Explique como isto é possível. 90. Pesquisar informações sobre a estrutura de hemoglobina. Descrever a sua estrutura terciária e quartenária. Descrever as mudanças na estrutura quartenária que acontecem devido à ligação de oxigênio. 91. O que é efeito hidrofóbico e qual o seu papel na manutenção da estrutura terciária das proteínas? Qual o fator preponderante no efeito hidrofóbico: o entálpico ou o entrópico? Explique qualitativamente sua resposta 92. Mostre porque uréia desorganiza a -hélice. 19 30. Na Tabela 1 indicar: a) O código de letra única para cada aminoácido e b) os pKR dos aminoácidos com grupos radicais ionizáveis 20