A tecnologia de Bioprocessos é a aplicação de engenharia e biotecnologia em larga escala. Essa tecnologia é um campo que une microrganismos, enzimas e nutrientes com a meta de produção de compostos bioativos de interesse da indústria, podendo ser facilmente atrelado a produtos de origem renovável. Em geral, o campo dos bioprocessos pode ser dividido em duas etapas básicas: Upstream e Downstream, como mostra a figura abaixo, que apresenta de maneira simplificada as fases envolvidas na elaboração de um bioprocesso.

Considerando o que mostra o fluxograma sobre as etapas laborativas de um bioprocesso e o que essa tecnologia representa para a indústria e para as pesquisas científicas, em geral, assinale a afirmativa incorreta acerca dos bioprocessos.

Os processos fermentativos ocorrem desde a antiguidade. Porém, foi bem mais tarde que se começou a esclarecer o fenômeno responsável por essas transformações, a fermentação. A definição clássica para a fermentação é que a fermentação é o mecanismo anaeróbico de produção de energia que não envolve a cadeia respiratória. Atualmente, a definição para fermentação tem sido bem mais ampliada porque alguns processos que são conduzidos se utilizando do oxigênio e da cadeia respiratória também são classificados como processos fermentativos. Portanto, o conceito mais atual e abrangente para fermentação consiste no processo que ocorre quando o microrganismo se reproduz, a partir de uma fonte apropriada de nutrientes, visando à obtenção de um bioproduto. Com isso, o processo de fermentação passou a ser de dois tipos: a fermentação submersa (FS) e a fermentação em meio semissólido ou estado sólido (FMSS ou FES). Contudo, o uso da técnica de FMSS oferece distintas vantagens sobre a FS. Assim, considerando os processos de FMSS e FS e suas vantagens de utilização, analise as afirmativas a seguir:

I. A FS ocorre em meio com presença de água livre e normalmente com substratos solúveis, como a que ocorre para fermentação submersa do caldo de cana-de-açúcar usado para produção de etanol.

II. A utilização da FMSS privilegia a sustentabilidade ambiental que vem sendo prioridade das políticas de pesquisa agropecuária em quase todo o mundo e se baseia na utilização racional dos recursos naturais e de resíduos agrícolas e industriais, viabilizando a obtenção de produtos com custo mais reduzido.

III. A simplicidade do meio, principalmente para países com abundância de biomassa e de resíduos agroindustriais, e o uso de reatores menores, proporcionando economia de espaço e, ainda, a possibilidade dos rendimentos serem maiores que os obtidos em FS, além da ausência de formação de espuma, menor demanda de energia e, especialmente, a facilidade de controle de contaminação proporcionada pela pouca quantidade de água no sistema compreendem muitas das distintas vantagens que o uso da técnica de FMSS oferece sobre a FS.

Assinale

A respiração celular é um processo intracelular, no qual as células obtêm energia a partir da quebra de moléculas de nutrientes, como a glicose. Ela é o principal meio de fornecimento de energia para a maioria das células. Ocorrendo nas mitocôndrias, a respiração celular atua utilizando a energia contida em uma molécula orgânica, a glicose, para sintetizar o trifosfato adenosina (ATP), como representado na figura a seguir:

Considerando o que mostra a figura e todos os demais fenômenos metabólicos que ocorrem na respiração celular e nas suas etapas, assinale a alternativa correta.

Os ensaios de atividade enzimática são, na sua maioria, realizados para identificar a presença ou a quantidade de uma enzima específica em um organismo, tecido ou qualquer outra amostra biológica. Por isso, vários reagentes e variadas metodologias estão amplamente disponíveis e permitem a investigação de interações específicas entre enzima e substrato. A atividade enzimática pode ser avaliada por vários métodos, como PCR convencional, análise do perfil eletroforético das amostras em gel de agarose, ensaios enzimáticos com sondas fluorogênicas e também a zimografia.

A zimografia, no entanto, é um método versátil e amplamente utilizado para avaliar o perfil de proteínas de um substrato. Com isso, a zimografia pode ser adaptada para investigar diferentes enzimas, substratos e sistemas biológicos, contribuindo para a compreensão de processos metabólicos, regulação enzimática e diagnóstico de doenças. Considerando os princípios, tipos, usos e aplicações da técnica de zimografia, assina a afirmativa incorreta.

As enzimas são moléculas de proteínas com grande massa molar. Essas moléculas, entretanto, atuam de maneira altamente específica e agem como catalisadoras biológicas de apenas uma única reação. Reações de cinética enzimática são comumente representadas por gráficos que apresentam informações importantes, como a velocidade da reação, o aumento da concentração do produto na reação e a taxa de saturação da enzima, entre outras. O uso de gráficos também nos permite avaliar o aumento e a diminuição da atividade enzimática por moléculas ativadoras e inibidoras que se ligam especificamente às enzimas. Assim, o gráfico abaixo mostra a cinética enzimática na presença de dois agentes inibidores (X, Y). Com relação a esse gráfico, avalie as afirmativas a seguir.

I. Na curva da reação cinética da enzima normal, os valores de V₀ aumentam rapidamente com baixas concentrações de substrato e passam a se nivelar em um platô com altas concentrações desse mesmo substrato. Esse platô ocorre porque todas as moléculas da enzima disponíveis se encontram ligadas ao substrato e quaisquer moléculas adicionais do substrato terão que aguardar ser processadas até que outra molécula dessa enzima se torne disponível. Por isso, a velocidade da reação é limitada pela concentração da enzima e o seu valor máximo, ou V_max, é o valor da velocidade inicial de reação no qual a enzima normal atinge o platô.

II. O inibidor X é um inibidor competitivo porque retarda o progresso da reação ao se ligar à enzima, que ocorre geralmente no sítio ativo, impedindo que o verdadeiro substrato se ligue. Portanto, o inibidor e o substrato competem pela enzima. A inibição competitiva age diminuindo o número de moléculas enzimáticas disponíveis para se ligar ao substrato.

III. O inibidor Y é um inibidor não competitivo, porque não impede que o substrato se ligue à enzima. O inibidor e o substrato não interferem na capacidade um do outro de se ligar à enzima. Contudo, quando o inibidor está ligado, a enzima não é capaz de catalisar a reação para gerar um produto. Portanto, a inibição não competitiva age reduzindo o número de moléculas funcionais da enzima que pode realizar a reação.

Assinale

A Microbiologia industrial é a área da Microbiologia que utiliza microrganismos em processos industriais com objetivo de produzir bens e serviços. O interesse dessa área está na aplicação de conhecimentos científicos básicos para o uso de microrganismos com potencial para obter produtos e/ou processos de interesse comercial, ambiental e social, como: fármacos, vacinas, componentes para diagnóstico, alimentos, bebidas, polímeros, combustíveis, produtos agropecuários e tratamento de resíduos. Considerando o emprego de microrganismos na indústria, bem como os produtos deles derivados, classifique as alternativas abaixo em verdadeira (V) ou falsa (F).

As afirmativas acima, são, respectivamente,

A purificação de proteínas é uma metodologia na qual se busca obter uma proteína de interesse a partir de uma amostra biológica, como uma cultura de células ou mesmo uma excisão de diferentes tecidos. A primeira etapa de qualquer purificação de proteínas está fundamentada em métodos de solubilidade. Nessa etapa, proteínas com características fisioquímicas muito diferentes daquelas da proteína de interesse são removidas e a amostra em preparação torna-se mais concentrada em proteínas com características similares. Os procedimentos de purificação subsequentes envolvem técnicas mais aprimoradas, baseadas em cromatografias, que são capazes de separar as proteínas com características mais semelhantes presentes na mistura, como mostra a figura abaixo.

Baseado no que mostra a figura e referente às diferentes cromatografias em coluna utilizadas na purificação de proteínas, leia a descrição a seguir:

“A cromatografia em que o ligante é preso a uma matriz insolúvel e, quando uma mistura de proteínas é aplicada à coluna contendo o ligante, a proteína de interesse se liga a essa matriz e as demais proteínas passam livres através da coluna. Em seguida, a proteína de interesse retida na coluna é removida por uma solução, de pH diferente, contendo concentrações crescentes de solução salina ou uma alta concentração do ligante livre.”

Essa técnica de cromatografia é conhecida por

A biocatálise, ou catálise enzimática, compreende o uso de componentes biologicamente ativos para catalisar transformações químicas. Ela facilita um espectro de reações centradas principalmente no carbono que ocorrem em ambientes que variam de: processos isentos de células, totalmente in vitro, a processos mediados por fermentação em cultura de células vivas. Atualmente, estabeleceu-se o termo Green Chemistry à biocatálise. Por quê?