INTRODUÇÃO AO METABOLISMO

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INTRODUÇÃO AO METABOLISMO
Profa. Rosilene Linhares Dutra
BIO-QUIMICA
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Conceito de Metabolismo
Atividade celular altamente dirigida e
coordenada, que envolve sistemas 
multienzimáticos;
Soma de todas as transformações químicas que ocorrem na célula ou organismo.
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Funções do Metabolismo
Obter energia química do sol ou de nutrientes;
Converter moléculas dos nutrientes e da célula em precursores de macromoléculas;
Polimerizar precursores em macromoléculas;
Sintetizar e degradar biomoléculas de acordo com necessidade celular.
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Divisão do Metabolismo
Anabolismo
É a fase biossintética e consumidora de energia do metabolismo.
Catabolismo
É a fase degradativa e liberadora de energia do metabolismo.
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Amido
Tri
glicerídeos
Proteínas
Aminoácidos
Glicose
Ácidos
Graxos
Acetil-CoA
Acetoacetil-
CoA
Glicose
Lipídeos
Proteínas
Aminoácidos
Glicídios
Ciclo de 
Krebs
Catabolismo é convergente, Anabolismo é divergente 
Convergências e Divergências no Metabolismo Celular
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Tipos de Vias Metabólicas
S
B
C
D
P
Vias Lineares
Substrato 
Inicial
Intermediários Metabólicos
Produto 
Final
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B
S
C
D
P
E
Substrato Inicial
Tipos de Vias Metabólicas
Vias Cíclicas
Intermediários
Metabólicos
Produto Final
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ORGANIZAÇÃO EM VIAS METABÓLICAS
As vias consistem numa seqüência de passos catalisados por enzimas;
Enzimas podem encontra-se separadas ou formar complexos multienzimáticos ou formar sistemas associados a membranas.
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Enzimas Separadas
Sistema ligado
 à membrana
Complexo multienzimático 
BIO-QUIMICA
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S
C
D
R
Enzima 3
Enzima 2
Enzima 1
Enzima 6
 Enzima 5
D
Q
Enzima 4
Síntese e degradação de uma molécula não pode ocorrer simultâneamente numa mesma célula ou tecido; 
Para que as rotas sejam controladas devem utilizar enzimas distintas e compartimentos celulares diferentes. 
Outra 
rota
metabólica
Compartimento A
Compartimento B
P
P
Regulação do Metabolismo
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S
C
D
P
R
Enzima 3
Enzima 2
Enzima 1
Enzima 6
 Enzima 5
D
Q
Enzima 4
P
Outra 
rota
metabólica
Compartimento A
Compartimento B
Enzimas Marcapasso:
 
Controlam a velocidade das reações bioquímicas de uma via metabólica. 
Regulação do Metabolismo
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Enzima 
inativa
Enzima
ativa
Quinase
ATP
ADP
Pi
Fosfatase
P
 Ativação por Fosforilação
Exemplos de Controle da Atividade Enzimática
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 Ativação por Efetores Alostéricos
Enzima 
inativa
Enzima
ativa
Enzima 
inativa
Exemplos de Controle da Atividade Enzimática
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 Ativação Gênica
Exemplos de Controle da Atividade Enzimática
DNA
DNA
Região intergênica
Gene enzima
RNAm
Enzima
ativa
Ativador gênico
Transcrição
Tradução
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A comunicação celular é fundamental para o controle do metabolismo, feita através de sinais químicos - moléculas sinalizadoras; 
Regulam a atividade das enzimas marcapasso. 
Moléculas Sinalizadoras
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Etapas da Sinalização
Resposta 
celular
1) Síntese e liberação da molécula sinalizadora pela célula sinalizadora.
2) Transporte da molécula sinalizadora até a célula alvo.
3) Detecção do sinal pela célula alvo através de um receptor específico.
4) Modificação do metabolismo, acionada pelo complexo sinal-receptor.
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Sinalização Endócrina
 A molécula sinalizadora – hormônio
 Age na célula alvo distante dela 
Célula-alvo
Célula (glândula) endócrina
Corrente sanguínea
Receptor
Tipos de Sinais Químicos Extracelulares
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Sinalização Sináptica
Molécula sinalizadora - neurotransmissor
Age na célula alvo próxima a ela
Axônio
Fenda Sináptica
Neurônio pré-sináptico
Célula pós-sináptica
Vesícula Sináptica
Receptor
Sinapse
Sinais Químicos Extracelulares
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Sinalização Autócrina
Célula responde a substâncias liberadas por ela mesma. 
Ex. fatores de crescimento
Sinais Químicos Extracelulares
Receptor
Meio
extracelular
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Meio
extracelular
Receptor
Sinalização Parácrina
Agem em múltiplas células-alvo, próximas a ela. 
Ex: fatores de crescimento e neurotransmissores
Sinais Químicos Extracelulares
Célula-alvo
Célula-alvo
Célula-alvo
Célula sinalizadora
Receptor
Receptor
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Sinalização Contato-Dependente
Proteína ligada à membrana plasmática da célula interage com receptor da célula adjacente.
 Ex: Fator de crescimento epidérmico 
Receptor
Proteína
Célula sinalizadora
Célula-alvo
Sinais Químicos Extracelulares
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Glicólise - oxidação da glicose para obter ATP;
Ciclo de Krebs - oxidação do acetil-CoA para obter energia;
Fosforilação oxidativa - síntese de ATP a partir da energia liberada pelo transporte de elétrons na cadeia respiratória; 
Via das pentoses-fosfato - síntese de pentoses e obtenção de poder redutor para reações anabólicas.
Vias Metabólicas
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Ciclo da uréia - eliminação de NH4+ sob formas menos tóxicas;
 -oxidação dos ácidos graxos - transformação de ácidos graxos em acetil-CoA, para utilização no ciclo de Krebs;
Gliconeogênese -síntese de glicose a partir de moléculas mais pequenas, para utilização no cérebro.
Vias Metabólicas
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O ATP “moeda de troca” energética nas células;
Organismos fototrópicos transformam energia luminosa em energia química sob forma de ATP;
Heterotróficos transformam alimentos em ATP;
Ciclo do ATP transporta energia da fotossintese ou catabolismo para processos celulares que necessitam de energia.
Ciclo do ATP
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ATP
1 Adenosina + 3 Fosfatos
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O Ácido pirúvico é o primeiro produto da glicólise;
Inicia o ciclo de Krebs, na mitocôndria. 
O NADH e o FADH2 são aceptores de prótons;
Todo H+ que é liberado na reação é captado pelo NAD+ e FAD+; 
COENZIMAS CELULARES
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NAD
Composto orgânico, forma ativa da coenzima B3;
Encontrado nas células dos seres vivos;
Transportador de elétrons nas reações metabólicas de oxi-redução;
Importante papel na produção de energia para a célula. 
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Nicotinamida adenina Dinucleótido
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FAD
Composto orgânico, forma ativa da coenzima B2; 
Capazes de aceitar reversivelmente 2 átomos de H+, formando FADH2;
Ligadas fortemente a flavoenzimas que catalisam oxidação ou redução de um substrato. 
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Flavina adenina Dinucleotídeo
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Cadeia Respiratória
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O NAD+ e FAD+ recolhem elétrons libertados no catabolismo;
Catabolismo é oxidativo – substratos perdem H+;
Anabolismo é redutivo - o NADPH e FADH fornecem elétrons para os processos anabólicos.
Reações de oxi-redução
 no Metabolismo
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