7.012 Conjunto de Problemas 1 - mit

Nome
Seção_________
7.012 Conjunto de Problemas 1
Pergunta 1
a) Quais são os quatro principais tipos de moléculas biológicas discutidas na aula? Cite uma
função importante para cada tipo de molécula biológica da célula.
b) Responda rapidamente as perguntas a seguir:
i) Quais são as duas principais diferenças entre as células procarióticas e eucarióticas?
ii) Qual é a diferença entre organismos unicelulares e multicelulares?
iii) Os procariotos (Procariontes) são uni ou multicelulares? Eucariotos são uni ou
multicelulares?
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Pergunta 1, continuação
c) Circule as cadeias laterais de cada par de aminoácidos abaixo. Cite o tipo de interação mais
forte presente entre os grupos das cadeias laterais de cada par.
Aminoácidos
Interação
d) Desenhe a estrutura química do polipeptídeo a seguir em pH 7.
cisteína-alanina-tirosina-fenilalanina
e) Circule a ligação peptídica na estrutura que você desenhou acima.
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Pergunta 2
A droga Minoxidil é usada por via oral como um agente contra a hipertensão e topicamemte
como um estimulante para o crescimento de cabelos. A estrutura do Minoxidil está ilustrada
abaixo
a) abaixo temos um esquema do sítio de ligação do Minoxidil em um proteína hipotética.
i) Desenhe as cadeias laterais nas posições dos aminoácidos 51, 129, 134 e 167.
ii) Represente o Minoxidil conforme mostrado acima ligando-se ao sítio. Certifique-se
de considerar as interações entre o Minoxidil e as cadeias laterais ao orientar o
Minoxidil dentro do sítio de ligação.
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Pergunta 2, continuação
b) Relacione todas as interações que podem ocorrer entre aminoácidos específicos e o Minoxidil no
modelo proposto ao preencher a tabela abaixo.
Aminoácidos
Glu 51
Val 129
Leu 134
Asn 167
Interações com o Minoxidil
c) Para saber se seu modelo está correto, construa algumas versões alteradas dessa proteína e
teste se o Minoxidil ainda se liga à ela. Assuma que os demais aminoácidos permanecem
inalterados. Os resultados são os seguintes:
Proteína
normal
variante 1
variante 2
variante 3
variante 4
variante 5
Posição 51
Glu 51
Asp 51
Gly 51
Gly 51
Glu 51
Glu 51
Posição 129
Val 129
Val 129
Val 129
Val 129
Lys 129
Phe 129
Posição 134
Leu 134
Leu 134
Leu 134
Leu 134
Leu 134
Leu 134
Posição 167
Asn 167
Asn 167
Asn 167
Ala 167
Ala 167
Asn 167
Liga-se?
sim
sim
sim
não
não
sim
De todas as orientações do Minoxidil no sítio de ligação, apenas uma orientação está
consistente com os resultados acima. Verifique cuidadosamente seu modelo, revise-o caso
julgue necessário e responda às seguintes perguntas.
Nos termos do seu modelo e das prováveis ligações, explique por que...
i) a variante 2 irá ligar-se com o Minoxidil, mas a variante 3 não irá se ligar ao
Minoxidil.
ii) a variante 5 irá se ligar ao Minoxidil, mas a variante 4 não irá se ligar ao Minoxidil.
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Pergunta 3
Receptores do fator de crescimento (mostrados abaixo) são proteínas transmembrana
encontradas na superfície celular.
a) A maioria das moléculas que constituem a membrana acima pertencem a que classe de
macromoléculas? ________________________________
Explique as qualidades/propriedades importantes dessas moléculas que permitem que elas
formem membranas.
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Pergunta 3, continuação
Um esquema menor do receptor do fator de crescimento é mostrado a seguir.
b)
Quais aminoácidos na seqüência acima fazem parte da região transmembrana do receptor?
Circule esses aminoácidos e explique brevemente seu raciocínio.
Quando o fator de crescimento liga-se ao domínio extracelular do receptor, ocorre uma
variação na conformação desse receptor. A ligação do fator de crescimento causa a
dimerização dos dois receptores adjacentes na membrana celular. Durante a dimerização, os
domínios intracelulares dos receptores são ativados. Veja o esquema a seguir.
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Pergunta 3, continuação
c) As regiões dos dois receptores que interagem durante a dimerização estão ilustradas abaixo.
Nas partes (i -iv) a seguir, nomeie o tipo de interação mais forte (ligação de hidrogênio,
iônica, covalente, van der Waals)que ocorre entre as cadeias laterais dos aminoácidos
indicados.
Cadeias Laterais de Interação
Tipo de interação
i) Phe50 : Val98
ii) Asp68 : Lys65
iii) Cys75 : Cys82
iv) Ser53 : Gln12
d) Explique como Gln12 e Val98, que estão distantes na seqüência primária da proteína,
podem estar próximos um ao outro na região da proteína diagramada acima.
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Pergunta 3, continuação
e) Interações moleculares entre os dois receptores são importantes para a dimerização.
Portanto, a substituição de certos aminoácidos na proteína pode afetar a dimerização do
receptor. Analise se os receptores poderão ou não ser dimerizados após as substituições (i - iv)
a seguir. EXPLIQUE seu raciocínio.
i) Asp68 → Arg:
ii) Ser53 → Thr:
iii) Phe50 → Asn:
iv) Val98 → Ile:
e) A substituição de um aminoácido, Cys75 → Gly, leva à dimerização dos receptores com ou
sem o fator de crescimento. Explique sucintamente essa observação.
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Pergunta 4
A reação a seguir é o décimo e último passo da glicólise:
a) Calcule Keq para essa reação sob condições normais a 25o C e circule a afirmação correta
abaixo.
Em equilíbrio, [fosfoenolpiruvato] > [piruvato]
Em equilíbrio, [fosfoenolpiruvato] < [piruvato]
b) As concentrações a seguir foram encontradas nos glóbulos vermelhos. Calcule ?G para a
reação a 37o C. Em qual direção essa reação seguirá de forma espontânea?
[ADP] = 10 mM
[ATP] = 81 mM
[fosfoenolpiruvato] = 10 mM
[piruvato] = 500 mM
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Pergunta 4, continuação
c) Trace o perfil de energia para essa reação em condições fisiológicas. No diagrama,
certifique-se de:
1) ilustrar os níveis relativos de energia dos reagentes e produtos.
2) identificar os eixos
3) identificar os reagentes e produtos
4) indicar a energia de ativação
5) indicar ?G
d) Como a piruvatoquinase (a energia que catalisa essa reação) altera o perfil energético?
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ESTRUTURAS DOS AMINOÁCIDOS em pH 7.0
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Para a reação:
Cinética Enzimática:
onde: S = substrato
E = enzima
P = produto
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