Glicólise

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- Glicólise – 
| Metabolismo de Carboidratos | 
 
Oxidação da Glicose 
⟶ A glicose é, quantitativamente, o principal 
substrato oxidável para a maioria dos 
organismos. Sua utilização como fonte de 
energia pode ser considerada universal. 
⟶ Para algumas células e órgãos, como 
hemácias e cérebro, a glicose é imprescindível, 
por ser o único substrato a partir do qual 
podem sintetizar ATP. 
⟶ Apesar de a dieta humana conter pouca 
glicose livre, quantidades consideráveis deste 
açúcar são ingeridas sob a forma de amido, 
sacarose e lactose. 
⟶ A oxidação anaeróbia de glicose a piruvato 
rende apenas uma pequena parcela do total de 
ATP obtido pela oxidação aeróbia de glicose. 
• Nas células aeróbias, o piruvato pode ser 
totalmente oxidado, trazendo um enorme ganho 
na formação de ATP. 
⟶ A etapa inicial, que se processa no citosol, 
consiste na conversão de uma molécula de 
glicose (C6) a duas moléculas de piruvato (2 C3) 
por meio de uma sequência de reações 
denominada glicólise, uma via metabólica 
encontrada em praticamente todos os seres 
vivos. Seus produtos são, além das duas 
moléculas de piruvato, ATP, prótons e elétrons 
(H+ + e–), que são recebidos por coenzimas. 
⟶ A posterior oxidação do piruvato é feita no 
interior da mitocôndria, nas células que dispõem 
desta organela. Na mitocôndria, o piruvato 
sofre uma descarboxilação, transformando-se 
em um composto com dois carbonos (C2). Este 
combina-se com um composto de quatro 
carbonos (C4), formando um composto de seis 
carbonos (C6). Por meio de uma sequência 
cíclica de reações (ciclo de Krebs), C6 perde 
dois carbonos sob a forma de CO2 e regenera 
C4. 
• A oxidação do piruvato a CO2 é acompanhada 
da produção de grande quantidade de prótons 
e elétrons (H+ e e–), sempre recebidos por 
coenzimas. Da oxidação destas coenzimas pelo 
oxigênio na cadeia respiratória, deriva-se a 
grande produção de ATP conseguida pela 
oxidação do piruvato e que perfaz cerca de 
90% do total obtido com a oxidação completa 
da glicose. 
 
⟶ Durante a glicólise, descarboxilação do 
piruvato e ciclo de Krebs, H+ e elétrons são 
produzidos em reações catalisadas por 
desidrogenases. 
Glicólise 
 
⟶ Em resumo, na Etapa I ocorrem duas 
fosforilações por ATP e, na Etapa III, duas por 
fosfato inorgânico; na Etapa IV, os quatro 
grupos fosfato são transferidos para ADP, 
formando quatro ATP – para cada molécula de 
glicose convertida a duas de piruvato pela 
glicólise, são produzidos 4 ATP (2 por triose). 
Para estabelecer o saldo final de produção de 
ATP devem ser descontados os 2 ATP 
consumidos inicialmente. 
⟶ A equação geral da glicólise evidencia que a 
oxidação da glicose a piruvato e a produção de 
ATP estão associadas à redução de NAD+. Como 
o NAD+ existe nas células em concentrações 
limitantes, muito inferiores às dos substratos, o 
funcionamento contínuo da glicólise depende da 
reoxidação do NADH. Os seres vivos regeneram 
o NAD+ por dois mecanismos diferentes, 
segundo a disponibilidade de oxigênio. Em 
aerobiose, utilizam o oxigênio para oxidar o 
NADH; em anaerobiose, lançam mão, para o 
mesmo fim, do processo de fermentação. 
• ETAPA I: a primeira reação da glicólise é a 
conversão de glicose a glicose 6-fosfato. A 
glicose 6-fosfato, ao contrário da glicose, é 
incapaz de atravessar a membrana plasmática, 
o que garante a sua permanência dentro das 
células. 
A hexoquinase IV é a isoenzima predominante 
em hepatócitos e células β do pâncreas; é 
comumente chamada de glicoquinase, embora 
não seja específica para glicose, podendo atuar 
com menor afinidade sobre outras hexoses. 
Segue-se a isomerização da glicose 6-fosfato a 
frutose 6-fosfato, por ação por 
fosfoglicoisomerase e nova fosforilação, 
análoga à anterior, também utilizando ATP e 
também irreversível, catalisada 
pela fosfofrutoquinase 1 (6-fosfofruto-1-
quinase). Forma-se, então, uma hexose com dois 
grupos fosfato: a frutose 1,6-bisfosfato. 
• ETAPA II: a frutose 1,6-bisfosfato é clivada 
em duas trioses isômeras, di-hidroxiacetona 
fosfato e gliceraldeído 3-fosfato, por ação da 
aldolase. 
O gliceraldeído 3-fosfato é o substrato da 
próxima enzima da via glicolítica, mas as duas 
trioses fosforiladas são interconvertidas por 
ação da triose fosfato isomerase. A conversão 
de di-hidroxiacetona fosfato em gliceraldeído 3-
fosfato possibilita que uma molécula de glicose 
(C6) seja convertida em duas moléculas de 
gliceraldeído 3-fosfato (2 × C3). 
Da reação da triose fosfato isomerase em 
diante, a via tem todos os seus intermediários 
duplicados e todos os carbonos da glicose são 
convertidos em piruvato. 
• ETAPA III: as duas moléculas de gliceraldeído 
3-fosfato obtidas por fosforilação à custa de 
2 ATP são oxidadas e novamente fosforiladas, 
agora por fosfato inorgânico, formando duas 
moléculas de 1,3-bisfosfoglicerato. 
• ETAPA IV: compreende dois eventos de 
fosforilação de ADP a ATP por compostos com 
alto potencial de transferência do grupo 
fosforila: 1,3-bisfosfoglicerato e 
fosfoenolpiruvato. 
No primeiro, na reação catalisada pela 
fosfoglicerato quinase, o grupo fosfato do 1,3-
bisfosfoglicerato, é transferido ao ADP, 
produzindo ATP. 
O segundo evento de síntese de ATP depende 
da conversão de uma ligação éster fosfato em 
uma ligação fosfoenol. Esta conversão inicia-se 
com a transferência intramolecular do grupo 
éster fosfato do 3-fosfoglicerato, do carbono 
3 para o carbono 2, catalisada pela 
fosfoglicerato mutase. 
Glicólise Anaeróbica 
⟶ Em anaerobiose, o próprio piruvato 
produzido pela glicólise serve como aceptor dos 
elétrons do NADH, assegurando o provimento 
de NAD+ para a continuidade da via glicolítica. 
• O piruvato é, portanto, o composto a partir 
do qual a oxidação aeróbia e a anaeróbia da 
glicose divergem. 
⟶ A glicólise anaeróbia é 
chamada fermentação. Existem muitos tipos de 
fermentações que obedecem, entretanto, a um 
padrão comum: as reações da glicólise, que 
convertem glicose a piruvato, com produção de 
NADH, são seguidas por uma segunda etapa, 
que oxida NADH a NAD+. As fermentações 
diferem pelas reações que efetuam a 
regeneração do NAD+. 
• Segundo as enzimas de que a célula dispõe, o 
piruvato pode ser convertido a compostos 
diferentes, como lactato, etanol, propionato, 
butirato etc., que são sempre excretados da 
célula. 
⟶ As fermentações são processos 
autossuficientes, porque independem de outras 
vias para regenerar a coenzima NAD+ que 
utilizam. 
⟶ Nas situações de atividade muscular 
extenuante, costuma-se afirmar, 
erroneamente, que é produzido ácido lático, que 
ao dissociar-se, causaria acidose (aumento da 
quantidade plasmática de prótons) — a reação 
da lactato desidrogenase forma lactato e não 
ácido lático e a formação de lactato consome 
prótons e não os produz. A acidose decorre do 
transporte conjunto de lactato e prótons para 
o plasma; os prótons originam-se da intensa 
hidrólise de ATP, vigente nessa situação. 
Conversão do Piruvato a Acetil-
CoA 
⟶ Em condições aeróbias, o primeiro passo 
para a oxidação total do piruvato é a sua 
conversão a acetil-CoA. 
⟶ Nas células eucarióticas, o piruvato é 
transportado do citosol para a mitocôndria, 
onde é transformado em acetil-CoA, 
conectando a glicólise e o ciclo de Krebs. 
• O piruvato deixa de ser o aceptor dos 
elétrons do NADH produzido pela glicólise e esta 
coenzima é oxidada pelo oxigênio, o aceptor final 
de elétrons no metabolismo aeróbio, por um 
processo indireto. 
⟶ A oxidação de piruvato a acetil-CoA é um 
exemplo notável da utilização de vitaminas no 
metabolismo. Esta única transformação não 
pode ser realizada sem o concurso de quatro 
vitaminas (tiamina - B1, ácido pantotênico - B5, 
riboflavina - B2 e nicotinamida - B3). 
⟶ A reação de formação de acetil-CoA a 
partir de piruvato ocorre em etapas 
sequenciais, catalisadas por um sistema 
multienzimático, chamado complexo piruvato 
desidrogenase.