Você está realizando um experimento com células em um laboratório e o objetivo é descobrir qual a contribuição da via das pentoses-fosfato para a síntese de coenzima A (CoA). O ensaio é realizado em duas etapas: Na primeira etapa, você adiciona ao meio de cultura três substâncias: • Substância 1 – estimula a degradação de cerca de 50% da CoA existente na célula. • Substância 2 – estimula a hidrólise da coenzima tiamina pirofosfato (TPP). • Substância 3 – atua como um quelante de tiamina. Todas as substâncias apresentam alta penetração na membrana celular (altas concentrações são detectadas no citosol cerca de 1 minuto após aplicação), contudo, apenas a “substância 1” é capaz de penetrar a membrana interna da mitocôndria. Na segunda etapa, que ocorre dois minutos após aplicação das três substâncias, você remove este meio de cultura e adiciona um novo de tal forma que as três substâncias sejam removidas. Esse novo meio mantém as células em um ambiente não-oxidativo e com nutrientes suficientes para a manutenção da viabilidade celular por pelo menos 30 minutos. Em seguida, você utiliza três diferentes tratamentos em diferentes tubos de ensaio: • Tubos do Grupo 1 – você adiciona glicose no meio de cultura. • Tubos do Grupo 2 – você adiciona glicose + tiamina. • Tubos do Grupo 3 – você adiciona glicose + pequenas quantidades de peróxido de hidrogênio (quantidades não letais para a célula) adicionadas a cada 3 minutos. Como forma de controle em seu experimento, você executa um grupo adicional no qual as células não recebem as três substâncias da etapa 1, mas sim glicose no meio de cultura na segunda etapa. Após 15 minutos, você mede a quantidade de CoA na célula. Os resultados de seu experimento seguem representados no gráfico a seguir: Descrição da imagem não disponível Explique porque o grupo 1 apresenta redução da quantidade de CoA em relação ao grupo controle. E porque os grupos 2 e 3 apresentam quantidade aumentada de CoA em relação ao grupo 1.
Soluções para a tarefa
Resposta: Ao adicionar a substância 1, cerca de 50% da CoA da célula foi degradada. Devido a adição das substâncias 2 e 3, a vitamina B1 (tiamina) estava escassa. Uma vez que um dos componentes da CoA é um açúcar de 5 carbonos (a ribose), para que haja síntese de CoA é necessário a produção de ribose-5-fosfato a partir da via das pentoses-fosfato. A síntese de ribose-5-fosfato pode ocorrer tanto pela fase oxidativa quanto pela fase não-oxidativa da via das pentoses-fosfato. Contudo, como a célula está em um ambiente não-oxidativo, a fase oxidativa da via está inibida pelo excesso de NADPH disponível na célula. Além disso, a fase não-oxidativa da via das pentoses-fosfato também está inibida devido à ausência de tiamina (e, consequentemente, da coenzima tiamina-pirofosfato), a qual é necessária para a reação catalisada pela transcetolase.
Desta forma, a síntese de CoA nas células do Grupo 1 fica comprometida devido a ineficiência das células em produzir ribose-5-fosfato. Ao ser adicionado, tiamina juntamente com a glicose, as células do Grupo 2 são capazes de sintetizar tiamina-pirofosfato, e, portanto, ribose-5-fosfato pode ser produzida pela fase não-oxidativa da via das pentoses-fosfato. Já nas células do Grupo 3, a adição de peróxido de hidrogênio torna o ambiente oxidante, o que ativa a detoxicação das células promovida pela glutationa-peroxidase, causando oxidação da glutationa.
Para que a glutationa seja reduzida pela glutationa-redutase, NADPH é consumido, e, portanto, a fase oxidativa da via das pentoses-fosfato é ativada para produção de NADPH. Desta forma, ribose-5-fosfato pode ser produzida pela fase oxidativa da via. A ribose-5-fosfato produzida nas células dos Grupos 2 e 3 são destinadas a produção de CoA, o que explica a quantidade aumentada de CoA nestes grupos quando comparados ao Grupo 1.
Explicação: