METABOLISMO ANAERÓBICO

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Alisson Braga
METABOLISMO ANAERÓBICO – Via Glicolítica
Metabolismo é o conjunto de reações químicas que ocorrem num organismo vivo com o fim de promover a satisfação de suas necessidades energéticas.
Os carboidratos, lipídios e proteínas são produtos de alto conteúdo energético que são energéticos pelos animais. Esses compostos seguem vias metabólicas diferentes, para produzir compostos essenciais para a vida.
O metabolismo tem quatro funções específicas: 
1 – Obter energia química pela degradação de nutrientes.
2 – converter as moléculas dos nutrientes em unidades precursoras das macromoléculas.
3 – Organizar essas moléculas em polímeros. 
4 – Sintetizar e degradar biomoléculas.
Todas essas reações são organizadas em diferentes vias metabólicas e cada enzima participa de uma reação específica. As vias metabólicas são dividias em dois conjuntos: 
· Catabolismo – Conjunto de vias metabólicas produtoras de energia e degradam biomoléculas. 
· Anabolismo – Conjunto de vias metabólicas que gastam energia para poder sintetizar as moléculas. 
Anabolismo – As biomoléculas como Aminoácidos, Monossacarídeos; ácidos graxos e transformar em moléculas mais complexas como Proteínas, Polissacarídeos e os Lipídeos. Para poder organizar é necessário um gasto de ATP (NADH, NADPH, FADH2). 
Catabolismo – As moléculas que tem alto grau de organização, como as Proteínas; Polissacarídeos; Lipídeos. Toda a quebra dessas moléculas libera energia que é utilizada para restabelecer a via metabólica do anabolismo. 
As vias metabólicas elas são independentes, porém coordenadas. Por exemplo, em bactéria, mais de 1.000 reações podem acontecer ao mesmo tempo e isso só possível por causa das ENZIMAS!
A regulação das enzimas regula o metabolismo todo. 
Exemplo: se não tiver a enzima A, essa via metabólica ao lado não pode ocorrer. 
Via metabólica da Glicose:
· Oxidação completa da glicose libera 2840 kj/mol (180g)
· Fácil de estocar (glicogênio e amido)
· Molécula versátil que pode ser convertida em aminoácidos, ácidos graxos, nucleotídeos etc.
· No caso das plantas, a glicose é produzida por organismos fotossientéticos, fotossíntese
GLICÓLISE = Conjunto de reações enzimáticas que levam à degradação de uma molécula de glicose em duas moléculas de piruvato. 
A glicose ela pode ser:
Polimerizada: amarzenamento de energia; polímeros estruturais. 
Quebra: geração de energia (por 2 vias: pentoses e glicólise)
Remanejamento: utilização em outras vias biossintéticas. 
A glicólise:
· Vai ocorrer no citoplasma
· Cerca de 10 reações
· Fase preparatória
· Fase de pagamento
· Geração de 2 ATP e 2 NADH
1 - A fase preparatória
1 – Fosforilação da glicose com a quebra de um ATP em ADP
2 – São gastas 2 moléculas de ATP.
3 – essa fase termina com a formação do gliceroldeído 3-fosfato.
2 – Fases de pagamento 
É nessa fase que vão gerar moléculas de ATP que vão suprir as que foram utilizadas na primeira fase e ainda vão gerar mais ATP. 
1 – Oxidação com fosforilação vai formar o NADH
2 – primeira reação de formação de ATP, que vai ser quebra da ligação de fosfato. 
PASSO A PASSO
1 – A glicose entra na célula através dos transportadores (GLUT). 
2 – A PRIMEIRA REAÇÃO de quebra da glicose ocorre pela enzima HEXOQUINASE que vai fosforilar a glicose a partir de uma quebra de ATP. A hidroxila da glicose vai formar uma ligação covalente com o ATP da enzima e vai quebrar a ligação, liberando a glicose-6-fosfato e o ADP. Após a fosforilação os transportadores GLUT não reconhecem mais a glicose, o que impede da glicose sair da célula. Existem vários tipos de HEXOQUINASE e elas podem ser encontradas em diversos tecidos. 
Hexoquinase x Glicoquinase (HEXOQUINASE IV)
Hexoquinase:
· presente na maioria dos tecidos
· km baixo = 0,5 mM (alta afinidade por glicose)
· Vmax baixo (baixa capacidade)
· Não é induzida por insulina
· Inibição alastrérica pelo produto (glicose-6-fosfato)
· Controla a concentração de glicose na célula.
Glicoquinase:
· Presente nos hepatócitos e células B pancreáticas.
· Km alto = 8 mM (baixa afinidade por glicose)
· Vmax alto (alta capacidade)
· É induzida por insulina
· Não sobre inibição pelo produto (proteína reguladora do fígado). 
· Controla a concentração de glicose plasmática (glicemia).
· SEGUNDA REAÇÃO
Quando essa molécula segue pela via da glicólise, a segunda reação que essa molécula sofre é uma isomerização, que ocorre pela Fosfoglicose isomerase e ela vai transformar a glicose-6-fosfato em uma frutose-6-fosfato. 
E isso acontece para termos uma molécula mais simétrica, já que posteriormente vai ser necessária a quebra dessa molécula. 
· TERCEIRA REAÇÃO
Essa reação é catalisada pela fosfofrutoquinase 1e vai envolver a quebra de uma molécula de ATP e vamos ter uma molécula de frutose fosforilada em suas duas extremidades, gerando assim a molécula de Frutose 1,6-bifosfato. Essa enzima ela esta relacionada com o comprometimento dessa molécula pra via glicolítica. Porque quando a molécula sofre a reação da Fosfofrutoquinase 1 ela não tem mais como seguir para as outras vias (pentose e glicogênese), por isso o comprometimento, pois não há retorno. 
OBS: quando uma enzima termina com quinase significa que ela esta envolvida com transferência de fosfato.
É por isso que a Fosfoquinase 1 precisa ser bem regulada, então ela vai ser regulada: 
· Catalisa a reação irreversível de formação da FRUTOSE 1,6 BIFOSFATO
· Pode ser regulada alostericamente de acordo com o nível de energia da célula. (EX: quando a célula tiver muita concentração de AMP ou ADP que significa pouca energia, então é necessária a via glicolítica. Quando a célula tem muita concentração de ATP, então a glicólise é dispensada). Por isso a regulação. O ATP se liga ao sítio ativo da Fosfofrutoquinase 1 e isso indica que a célula não precisa mais produzir energia. 
ATP – INATIVA A ENZIMA AMP E ADP – ATIVA A ENZIMA
· Pode ser inibida alostericamente por CITRATO.
· No fígado, existe uma possibilidade adicional de regulação da PFK-1 -> frutose-2,6-bifosfato. 
FRUTOSE 2,6-BIFOSFATO
· Não é um intermediário da glicólise.
· É uma molécula reguladora (fígado) produzida para regular a glicólise.
· Ativa a Fosfofrutoquinase 1.
QUARTA REAÇÃO
A reação de quebra da glicose agora é feita pela ALDOLASE e essa reação vai gerar 2 novas moléculas que são o Diidroxicetona fosfato e o Gliceraldeído 3-fosfato gerando assim duas moléculas que não são iguais, porém, são isômeras. Portanto, é possível se transformar em duas moléculas iguais com uma quinta reação. 
· QUINTA REAÇÃO
Como a quarta reação não geraram duas moléculas iguais, uma isomerase a Triose fosfato isomerase. Essa enzima consegue converter a Diidroxicetona fosfato em Gliceraldeído 3-fosfato e vice-versa. 
Fim da primeira fase da glicólise. 
A glicólise continua com duas moléculas de Gliceroldeído-3-fosfato.
· SEXTA REAÇÃO
Essa sexta reação vai acontecer mais uma fosforilação, porém não vai utilizar um ATP, a fosforilação vai acontecer através de um fosfato inorgânico e vai gerar um NADH (NAD+ + H+). E quem vai catalisar essa reação é a Gliceraldeído 3P desidrogenase.
O gliceraldeído vai se ligar covalentemente à enzima, formando um intermediário que vai ser oxidado (remoção de elétrons e íons H+) e com isso a formação do NADH e é justamente esse intermediário que vai impedir essa liberação dessa energia. O fosfato inorgânico é inserido na molécula, ocorre a quebra da ligação covalente, então teremos o produto e a regenaração da enzima. 
OBS: Ocorrem primeiro uma oxidação que é favorável e uma fosforilação que é desfavorável porque ocorre a partir de um fosfato inorgânico, e juntando essas duas reações, é uma reação menos desfavorável. 
· SETIMA REAÇÃO
A Fosfoglicerato quinase catalisa uma reação onde o 1,3-bifosfoglicerato vai doar um fosfato para um ADP formando uma molécula de ATP. 
· OITAVA REAÇÃO
É também uma isomerização, onde vai ser trocado o fosfato de lugar. A fosfoglicerato mutase vai alterar a posição do fosfato.
· NONA REAÇÃO
Ocorre uma desidratação que é catalisada pela EnolaseDeixando o fosfato próximo de uma carga negativa e também próximo de uma dupla ligação, já que ocorreu a desidratação. 
· DÉCIMA REAÇÃO
Aqui ocorre justamente a remoção desse fosfato com a formação de uma molécula de ATP. Essa reação é catalisada pela Piruvato quinase.
O fosfato do fosfoenolpiruvato vai direto para a molécula de ATP. 
Esse tipo de reação é conhecido como fosforilação em nível de substrato. 
A glicólise é uma via metabólica que é termodinamicamente favorável. No final, a via glicolítica gera 2 moléculas de NADH e 4 de ATP. Toda essa energia é preservada em forma de outras moléculas. 
RESULTADO: 2 piruvato + 2 NADH + 2H+ + 2ATP + 2 H2O.
PIRUVATO QUINASE: essa enzima precisa ser bem regulada. 
· Alostericamente ativada por frutose 1,6-bifosfato.
· Alostericamente inativada por indicadores de alta energia (ATP, Acetil-CoA e ácidos graxos de cadeia longa, Alanina).