Questão 77 (2º semestre) da UFG 2011

Question

Em uma etapa do ciclo do ácido cítrico, a enzima fumarase converte fumarato (sal do ácido fumárico) em L-malato, mas não converte maleato (sal do ácido maleico) em D-malato, conforme equações químicas I e II, apresentadas a seguir.

Equação química I: reação reversível de hidratação do fumarato gerando L-malato catalisada pela enzima fumarase

Equação química II: reação de hidratação do maleato com X sobre as setas e a enzima fumarase, indicando que não ocorre a formação de D-malato

A reação representada em II não ocorre porque

A
o maleato é um sal com mais cargas que o fumarato.
B
o grau de insaturação do maleato é menor que o do fumarato.
C
a dupla ligação do fumarato é mais fraca que a do maleato.
D
o \text{pK}_{\text{a1}} do fumarato é maior que o \text{pK}_{\text{a1}} do maleato.
E
a fumarase só age no fumarato, pois ele tem isomeria trans.

Answer 1

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Questão 77 (2º semestre) da UFG 2011

2º semestre · Química: Isomeria geométrica

Em uma etapa do ciclo do ácido cítrico, a enzima fumarase converte fumarato (sal do ácido fumárico) em L-malato, mas não converte maleato (sal do ácido maleico) em D-malato, conforme equações químicas I e II, apresentadas a seguir.

Equação química I: reação reversível de hidratação do fumarato gerando L-malato catalisada pela enzima fumarase

Equação química II: reação de hidratação do maleato com X sobre as setas e a enzima fumarase, indicando que não ocorre a formação de D-malato

A reação representada em II não ocorre porque

A
o maleato é um sal com mais cargas que o fumarato.
B
o grau de insaturação do maleato é menor que o do fumarato.
C
a dupla ligação do fumarato é mais fraca que a do maleato.
D
o \text{pK}_{\text{a1}} do fumarato é maior que o \text{pK}_{\text{a1}} do maleato.
E
a fumarase só age no fumarato, pois ele tem isomeria trans.

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Resolução comentada

Fumarato e maleato têm a mesma fórmula, \ce{C4H2O4^{2-}}, e a mesma conectividade. Ambos são dicarboxilatos com uma dupla ligação \ce{C=C} entre os carbonos centrais. Por isso têm as mesmas cargas e o mesmo grau de insaturação, o que já elimina as alternativas A e B.

A diferença entre eles é só geométrica: são isômeros cis-trans.

No fumarato (figura I), os dois grupos \ce{COO^-} estão em lados opostos da dupla: isômero trans (E).
No maleato (figura II), os dois grupos \ce{COO^-} estão do mesmo lado: isômero cis (Z).

Enzimas são muito específicas e reconhecem o substrato pela forma tridimensional do sítio ativo. A fumarase encaixa apenas o substrato trans e adiciona \ce{H2O} à dupla de forma estereoespecífica, gerando só o L-malato. O maleato, com geometria cis, não se encaixa no sítio ativo, e a reação não ocorre.

Sobre as outras alternativas: a força da dupla ligação e os valores de \text{pK}_\text{a} são propriedades que não explicam a especificidade da enzima. A causa é a geometria do substrato, isto é, a isomeria trans do fumarato.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

AFumarato e maleato têm a mesma carga (2−); a diferença está na geometria, não nas cargas.
BOs dois têm uma dupla ligação e as mesmas insaturações (grau de insaturação igual).
CA força da dupla não é o que impede a reação; o fator decisivo é o encaixe estereoespecífico no sítio ativo.
DO pKa relaciona-se à acidez, não à especificidade da enzima; a comparação não explica a ausência de reação.

Assunto: Isomeria geométrica.

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Questão 77 no caderno 1ª etapa da UFG 2011

Fonte: UFG 2011 · 2º semestre · 1ª etapa. Prova oficial ↗