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@umdia.vet e @irondoguinho 1° Fase: Fase preparatória: Objetivo é aprisionar a glicose dentro da célula e preparar a clivagem. 1° Reação: (IRREVERSSÍVEL) A Glicose entra por meio do transportador (GLUT) e com a ajuda da HEXOQUINASE ocorre a fosforilação dessa molécula no carbono 6, portanto, gastando uma molécula de ATP e formado assim GLICOSE-6- FOSFATO. (esse ATP que perde um fosfato vira ADP) 2° Reação: Ocorre um rearranjo nas moléculas, transformado glicose-6-fosfato em FRUTOSE-6- FOSFATO, por meio da enzima FOSFOGLICOSE ISOMERASE (reversível) 3° Reação: (IRREVERSÍVEL): Nessa ocorre mais uma fosforilação. A molécula de frutose 6 fosfato vira FRUTOSE 1,6 BIFOSFATO, por meio da enzima fosfofrutocinase. Com mais um gasto de ATP. 4° Reação: Aqui a frutose 1,6 bifosfato vai ser catalisada por enzimas chamada ALDOLASE e é transformada em DI-HIDROXICETONA FOSFATO e outra molécula de GLICERALDEÍDO 3 fosfatos. 5° Reação: a DI- HIDROXICETONA FOSFATO sofre a ação da enzima TRIOSEFOSFATO ISOMERASE e [e transformada em gliceraldeído 3 fosfato. 2° Fase: pagamento. Fase de pagamento. Síntese de ATP E NADH+ 6° Reação: A molécula de GLICERALDEÍDO 3 FOSFATO é transformado em 1,3 BIFOSFATOGLICERATO, devido a reação da enzima GLICERALDEÍDO 3 FOSFATO DESIDROGENASE. Essa reação retira hidrogênio da molécula de gliceraldeído 3 fosfatos e adicionada um fosfato inorgânico, sem gasto de ATP, mas para isso é necessário de uma molécula de NAD+ oxidado que será reduzido devido ao hidrogênio que foi retirado de Gliceraldeído 3 fosfatos, formando NADH. 7° Reação: Esse 1,3 bisfosfoglicerato é transformado em 3 FOSFOGLICERATO pela ação da enzima FOSFOGLICERATOCINASE, que retira Metabolismo @umdia.vet @irondoguinho @umdia.vet e @irondoguinho ➢ Destino do piruvato (1) Condição aeróbica: mais energia (2) Condição anaeróbica: Fermentações um fosfato da molécula de 1,3 bifosfato e liga no ADP, formando ATP. 8° Reação: Reorganização da molécula de 3- fosfoglicerato em 2 FOSFOGLICERATO, pela ação da enzima FOSFOGLICERATO MUTASE 9° Reação: A molécula de 2 fosfoglicerato é desidratada pela ação da enzima ENOLASE e transformada em FOSFENOL PIRUVATO 10° Reação: (irreversível). Fosfenol piruvato perde o fosfato para a molécula de ADP, pela ação da PIRUVATOQUINASE formando o piruvato. Gera ATP Formação de 2 piruvato Fase preparatória Fase de pagamento TOTAL ATP -2 +4 +2 NADH 0 +2 +2 FADH2 0 0 0 CO2 0 0 0 Se o organismo não necessitar urgentemente de energia, as vias podem ser "desativadas", para que haja economia de energia. Na glicólise, há então 3 pontos de controle da via: 1º - glicose para glicose-6-fosfato (Inibição da Hexoquinase pelo produto da via, a glicose 6 fosfato) 2º - frutose-6-fosfato para frutose-1,6- bisfosfato (inibição da fosfofrutoquinase pelo excesso de ATP; citrato) 3º - fosfoenolpiruvato a piruvato (inibição da piruvatoquinase por ATP). o piruvato formado segue um dos seus três destinos: • formação do etanol ou lactato (ambas são vias anaeróbicas) • a formação da acetil-coa (via aeróbica - do ciclo de krebs). os organismos mais desenvolvidos, transformam o piruvato em acetil-coa. as células musculares podem seguir a via do acetil-coa ou do lactato, sendo que esta última não há um grande saldo de ATP, por isso é uma via utilizada em situações de emergência, como exercícios físicos sem preparação. O fígado tem sua particularidade, apresentando uma hexoquinase IV, mais conhecida como glicoquinase. Vamos falar mais sobre esse ponto de controle da glicólise mais pra frente. O piruvato vai passar por um transportador (Porina) e assim passar do citoplasma para a mitocôndria (matriz mitocondrial). Uma vez que ele entra na matriz ocorre a remoção do a grupo carboxil seguido pela oxidação, que liga uma molécula de Coenzima-A e produz um NADH. O Acetil CoA entra no ciclo do ácido cítrico. @umdia.vet e @irondoguinho Para ocorrer a síntese de Acetil CoA é necessário vitaminas do Complexo B. Essa vitamina produz os cofatores para ser utilizados pelo piruvato desidrogenase Piruvato Acetil CoA • E1: piruvato desidrogenase • E2: diidrolipoil-transacetilase • E3: diidrolipoil-desidrogenase 1° Etapa: NA E1 o piruvato reage com o TPP, sendo descarboxilado. Nesse sentido, o que resta do piruvato fica ligado ao TPP e o CO2 é liberado. 2° Etapa: E1 transfere os dois elétrons do grupo acetil para o grupo prostético da segunda enzima (E2), o lipoato. Para que a ligação – Lipoato-acetil – ocorra, a enzima realiza a clivagem da ligação dissulfeto do lipoato, e um S receberá o acetil e o outro um hidrogênio. 3° Etapa: E2 adiciona coenzima A ao acetil, liberando o Acetil-CoA. O produto principal da reação, onde Acetil sai, irá se ligar a um hidrogênio. Reação feita, o restante das reações tem o intuito de reestabelecer as estruturas inicias para receber outro piruvato. 4° Etapa: E3 oxida os dois SH formados no intuito de desfazer a ligação dissulfeto do lipoato. Esse processo é realizado tirando os elétrons dos enxofres e repassando-os ao FAD, e assim, os reduzindo. 5° Etapa: O FADH2 irá passar seus elétrons ao NAD, convertendo-o a NADH que encaminhará a crista mitocondrial, para a cadeira respiratória. Agora, com o Acetil CoA sintetizados, inicia- se o ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico) Piruvato Desidrogenase Note que a oxidação do acetil liberou elétrons, esses que foram utilizados para a produção do NADH ( molécula utilizada para carrear energia) Na conversão, Piruvato à Acetil-CoA, houve a liberação de 1 CO2 e 1 NADH, para cada Piruvato. Mas não podemos esquecer que temos 2 Piruvatos sintetizados pela via glicolítica, sendo assim, esta reação ocorrerá em dobro. ‘’O Ciclo de Krebs é a via metabólica central do nosso organismo, e é fundamental para que os organismos possam obter mais energia a partir dos nutrientes por meio da oxidação aeróbica do que anaeróbica, além de que seus intermediários são precursores de compostos bioquimicamente importantes. (...) É um ciclo anfibólico, ou seja, atua tanto no catabolismo (decomposição oxidativa) quanto no anabolismo (síntese redutora de bioméculas). BIOMEDICINA EM AÇÃO. Ciclo de Krebs (Ciclo do Ácido Cítrico). Disponível em: http://www.biomedicinaemacao.com.br/2013/03/ciclo-de- krebs-ciclo-do-acido-citrico.html. Acesso em: 25 mar. 2021 http://www.biomedicinaemacao.com.br/2013/03/ciclo-de-krebs-ciclo-do-acido-citrico.html http://www.biomedicinaemacao.com.br/2013/03/ciclo-de-krebs-ciclo-do-acido-citrico.html @umdia.vet e @irondoguinho Ainda na matriz mitocondrial ocorrerá um conjunto de 8 reações. O Acetil-CoA sintetizado na descarboxilação oxidativa do piruvato se funde ao Oxalacetato e da inicio ao ciclo. 1° Reação: Condensação do Acetil -CoA e oxalacetato em CITRATO, pela CITRATO SINTASE. Sem gasto de energia. A CoA liberada nesta reação é reciclada para participar da descarboxilação oxidativa de outra molécula de Piruvato pelo Complexo piruvato desidrogenase Lembre-se: a função de uma sintase é "reunir covalentemente", sem entrada direta de ATP. 2° Reação: Isomerização. O Citrato é convertido a ISOCITRATO, pela enzima ACONITASE, que requer ferro. Trata-se de uma reação reversível. Nota-se nesta etapa uma fase de desidratação, seguida por uma hidratação. 3° Reação: Descarboxilação oxidativa. Primeira reação de oxidação. O Isocitrato é descarboxilado pela enzima ISOCITRATO DESIDROGENASE, formando o α-CETOGLUTARATO, havendo uma liberação de CO2. Nessa reação ocorre a redução de um NAD+ a NADH, pela perda de2 elétrons na oxidação. 4° Reação: Ocorre a segunda reação de descarboxilação oxidativa. O α-cetoglutarato é descarboxilado, pelo COMPLEXO DE α- CETOGLUTARATO- DESIDROGENASE, formando SUCCINIL-CoA e CO2. Ocorre a liberação de elétrons, e consequente redução de mais um NAD+ a NADH. 5° Reação: O Succinil-CoA sofre fosforilação pela ação da enzima SUCCINIL-COA SINTASE formando SUCCINATO. A saída da Coenzima A fornece energia, permitindo a união de um fosfato inorgânico a um GDP, formando GTP. Esse GTP é rapidamente convertido a ATP 6° Reação: Desidrogenação do succinato, por ação da SUCCINATO DESIDROGENASE, formando o FUMARATO. Ocorre a redução de uma molécula de FAD a FADH2. 7° Reação: fumarato é hidratado pela FUMARASE e a converte em MALATO 8° Reação: O Malato sofre desidrogenação, pela ação da enzima MALATO DESIDROGENASE, oxidando o malato e formando o OXALOACETATO. Essa reação reduz outra molécula de NAD+ a NADH. Piruvato -> Acetil-CoA + Oxalacetato -> Citrato (Ácido Cítrico) -> destruição do citrato em várias reações -> liberação de energia -> reações para formação do Oxalacetato. Elétrons soltos se ligam à molécula carregadora de elétrons, NAD+ e FAD+, formando NADH e FADH2, além da formação de CO2. Até aqui, já foram produzidas as três moléculas de CO2. Uma na conversão do Piruvato à Acetil-CoA e as outras duas nas etapas 3 e 4. O FAD nada mais é que um aceptor de elétrons, assim como o NAD, que transportará os elétrons para a última parte da respiração celular. Acetil Coa Pirruvato @umdia.vet e @irondoguinho IMPORTANTE: Na via glicolítica tem a formação de 2 Piruvato, dessa forma, esta reação ocorrerá em dobro. Para maioria das atividades é necessário que o ciclo de Krebs esteja ativo, no entanto, sua velocidade pode ser regulada, evitando assim, o ciclo fútil (Ciclo fútil é a realização de um ciclo desnecessário. Visto que já existe uma boa quantidade de energia e não há necessidade de sintetizar mais.) A velocidade do ciclo de krebs pode ser controlada por três enzimas: citrato-sintase, isocitrato-desidrogenase e α-cetoglutarato- desidrogenase, além do controle exercido sobre o Complexo piruvato desidrogenase, na conversão do piruvato à acetil-CoA. O controle do ciclo de krebs pela a citrato- sintase se dá pelo acúmulo de NADH, succinil-CoA, citrato e ATP. A enzima isocitrato-desidrogenase é regulada pelo acúmulo de ATP. α-cetoglutarato-desidrogenase, é regulada por altos níveis de succinil-CoA e NADH. E o complexo piruvato desidrogenase é ativado por ADP (que é abundante quando a célula precisa de energia), CoA, NAD+ e Ca2+. Em situações em que não precisamos de muita energia, pode-se inibir o complexo para bloquear a formação de muita Acetil- CoA proveniente do Piruvato, evitando excessos. Caso haja formação de Acetil- CoA e esta não é usada no ciclo de Krebs, é reservada dentro da célula na forma de ácidos graxos (gordura). Por isso, se não gastamos a energia, o nosso corpo sempre acumulará Acetil-CoA. Por consequência, formaremos cada vez mais ácidos graxos. Condição anaeróbica: Fermentações • Fermentação alcoólica é realizada por fungos unicelulares. • As células capazes de fazer fermentação láctica: o músculo (visto que o oxigênio não chega a tempo para realizar a respiração aeróbica) e na hemácia pela ausência da mitocôndria (mamíferos). Objetivo da fermentação: Regeneração do NAD+ oxidado Glicólise Complexo de piruvato desidrogenase Ciclo de Krebs Total ATP 2 0 2 4 NADH 2 2 6 10 FADH2 0 0 2 2 CO2 0 2 4 6 @umdia.vet e @irondoguinho Glicose entra na célula, passando pelo processo de glicólise formando duas moléculas de piruvato. Esse piruvato irá passar um processo que dará origem ao lactato. A Lactato desidrogenase, utiliza NADH para reduzir a molécula de piruvato, ou seja, ela passa o hidrogênio do NADH para o piruvato, dando origem ao lactato. O NADH utilizado para reduzir o piruvato é oxidado, e esse NAD+ (oxidado) pode ser utilizado novamente na via glicolítica. ESSE É UM PROCESSO QUE ACONTECE O TEMPO INTEIRO NAS HEMÁCIAS!! Um casal que realiza estudos identificou que o músculo, quando se encontra em um exercício físico vigoroso, sintetizava ácido lático. Com maiores pesquisas foi descoberto, que ao realizar fermentação, o músculo liberava lactato para o sangue, esse lactato vai em direção ao fígado e no fígado era convertido em glicose. Por conta dessa absorção do lactato pelo músculo e transforma-lo em glicose, o músculo não entra em acidose metabólica. (mas se a produção de lactato for maior que o suportável, pode ocasionar acidose) • Em condições anaeróbicas • Objetivo dessa fermentação: Regeneração de NAD+. Conseguir reoxidar o NADH (reduzido) • Conservação do piruvato em etanol • Leveduras fermentativas: pão, bebidas fermentadas. Duas etapas: 1° o piruvato se transforma em acetaldeído, por meio de uma descarboxilação 2° A álcool desidrogenase adiciona hidrogênio no acetaldeído e forma o etanol e oxida o NADH (vira NAD+) RESUMÃO: @umdia.vet e @irondoguinho ➢ Destino do NADH E FADH após o ciclo de krebs. Piruvato-> Descarboxilou -> Acetil- coa -> ->Ciclo de krebs -> Produz NADH (reduzido) e FADH (reduzido) e eles vão ser reoxidado pela cadeira transportadora de elétrons Essa cadeira transportadora de elétrons é formada por 4° complexos proteicos, fixados na membrana interna da mitocôndria. 1° Complexo: Reoxida o NADH. Pega o NADH que vem do ciclo de krebs (que está reduzido) segura os elétrons dentro da estrutura do complexo, fazendo com que o NADH fique oxidado (NAD+) e volte para o ciclo de krebs. 2° Complexo: Reoxida o FADH2. Retém os elétrons do FADH e o oxida e siga o caminho de volta para o ciclo de krebs Coenzima Q (ubiquinona): Coenzima móvel, que anda pela membrana capturando os elétrons do complexo 1 e complexo 2 (um de cada vez) e mandando para o complexo 3. Complexo 3: recebe os elétrons da ubiquinona e manda para o citocromo C. Complexo 4: Possui uma enzima que tem a capacidade de fazer o 02 (oxigênio) receba os elétrons que vieram do citocromo C, juntando e formando H20 (água metabólica) Se a cadeia respiratória parar, para onde vai o piruvato? R: Fermentação. Atenção: cada vez que o elétron atravessa o complexo vamos ter uma mudança estrutural na proteína (que constitui o complexo), e na medida em que ocorre essa mudança estrutural, o complexo - por ser um poro- se abre, e bombeia próton para o espaço Intermembranas. No complexo 1: Ao passar os elétrons no complexo 1, ocorre o bombeamento de 4 prótons para o espaço intermembrana. (só passa NADH nesse complexo) No complexo 2: Ocorre o bombeia de mais 4 prótons. (só passa FADH) No complexo 3: Os elétrons que chegam pela ubiquinona é descarregado nesse complexo e ele passar para o citocromo C. No complexo 4: Ao receber os elétrons do Citocromo C, ocorre uma mudança estrutural e permite a passagem de 2 prótons para o espaço intramembrana. (Legenda: na foto eles consideraram a ubiquinona para a contagem, aqui nós apenas consideramos os complexos, só seguir a numeração feita anteriormente) 1 FADH = 6 prótons 1 NADH = 10 prótons Com a passagem desses prótons para o espaço intermembrana, forma-se um potencial de membrana, que deixa a membrana mais positiva de um lado do que do outro (lado de dentro vai estar mais negativo e lado de fora mais positivo). Existe uma estrutura também fixa na membrana interna da mitocôndria, chamada ATP Sintase. Essa ATP Sintase é dividida em F0 e F1. A subunidade F0 é uma bomba de @umdia.vet e @irondoguinho próton, e permitea passagem desses prótons para dentro da matriz e a subunidade F1 é onde ocorre a atividade enzimática, síntese de ATP. Porção F0 fica mergulhado na membrana e a F1 voltada para matriz mitocondrial. O próton entra pelo canal da ATP sintase promove uma rotação da porção F0, e aciona o anel da F0 se torna tenso e com essa tensão corre a junção do ADP com um Pi solúvel na matriz, essa junção forma o ATP, o próton sai, a porção F0 e relaxa e o ATP sai. R: 2,5 ATP cada 4 prótons produzem – 1 ATP cada 2 prótons produzem– 0,5 ATP LEMBRE-SE: EM JEJUM PROLONGANDO ONDE NÃO TEM MAIS COMBUSTIVEL E POR ISSO PRECISA UTILIZAR OUTROS PARA GERAR GLICOSE. Definição: Biossíntese de glicose a partir de piruvato e seus precursores. A gliconeogênese acontece quando não temos mais carboidratos suficiente para manter a glicemia no sangue. Por que produzir glicose? ➢ Cérebro, hemácias e músculos precisam de alta concentração de glicose, pois é necessário manter a produção constate de ATP. Uso rápido de glicose Necessidade de manutenção dos níveis de glicose no sangue (glicemia). Uso da glicose: ➢ Cérebro: Preferencialmente glicose ➢ Hemácias: Apenas glicose Quem faz gliconeogênese? • Fígado (responsável 80% pela gliconeogênese) • Rins: Em caso de inanição os Rins ajudam o fígado na gliconeogênese Quem são as moléculas precursoras do piruvato? • Lactato: Dos músculos e das hemácias • Aminoácidos (esqueleto de carbono): Da dieta ou da quebra de proteínas musculares durante o jejum – O mais importante é a Alanina. • Intermediários do ciclo de Krebs (Oxaloacetato e malato) • Glicerol: De certos lipídios • Propionato: Da quebra de ácidos graxos e aminoácidos. Glicólise Complexo de piruvato desidrogenase Ciclo de Krebs Total Equivalente em ATPS ATP 2 0 2 4 4 NADH 2 2 6 10 X 2,5 =25 FADH2 0 0 2 2 X 1,5 = 3 CO2 0 2 4 6 0 32 ATPs @umdia.vet e @irondoguinho Três reações de glicólise são essencialmente irreversíveis. ➢ glicose para glicose-6-fosfato (Inibição da Hexoquinase pelo produto da via, a glicose 6 fosfato) ➢ frutose-6-fosfato para frutose-1,6- bisfosfato (inibição da fosfofrutoquinase pelo excesso de ATP; citrato) ➢ fosfoenolpiruvato a piruvato (inibição da piruvatoquinase por ATP). ➔ Precursor: Aminoácidos glicogênicos só vão ser usados quando estiver em jejum ou em condições patológicas. Mas utilizar aminoácidos, significa que o jejum está se estendendo demais, precisando abrir mão das proteínas para poder liberar os aminoácidos e produzir ATP no final. E se não repor esse carboidrato, o organismo vai continuar quebrando a proteína para obter energia. ➔ Precursor: Lactato • Eritrócitos (hemácias) • Músculo (exercício intenso) ➔ Destino: Fígado (através do ciclo de Cori) ➔ Precursor: Triacilglicerol • molécula de glicerol que tem 3 carbonos, cada carbono tem uma cadeia de ácido graxos. ➔ Precursores: Glicerol • Derivados dos adipócitos – lipólise • Glicerol cinase hepática É no adipócito que temos a maiores reservas de lipídios no organismo. Ao quebrar os triglicerídeos eles liberam ácido graxos e glicerol. Esses gliceróis vão para o fígado, vai passar por um processo que o transforma em glicerol 3 fosfato - > dihidroxiacetona fosfato-> (via glicolítica) -> Glicose que segue para os tecidos. Enzimas envolvidas: Glicerol quinase e glicerol fosfato desidrogenase. Glicerol -> Glicerol quinase -> Glicerol fosfatase -> Glicerol fosfato desidrogenase -> dihidroxiacetona fosfato. ➔ Precursor: Alanina e outros aminoácidos (vem principalmente do músculo) • Transaminação do piruvato • Piruvato derivado da degradação de aminoácidos • Ciclo da alanina-glicose Vai chegar um momento que não teremos mais combustível e será preciso quebrar as proteínas musculares para gerar combustível para sintetizar glicose. @umdia.vet e @irondoguinho Quebramos as proteínas -> sintetiza alanina->sai do músculo e entra no fígado -> o fígado sintetiza piruvato a partir da alanina -> para gerar glicose (gliconeogênese) Gliconeogênese é o metabolismo que utiliza as enzimas reversíveis das vias glicolíticas e possui 3 desvios para passar pelas enzimas irreversíveis. ➔ reações irreversíveis • Fosfenol piruvato -> piruvato (Piruvato carboxilase) • Frutose 6 fosfato -> frutose 1,6 bifosfato (frutose 1,6 difosfatase) • Glicose-> glicose 6 fosfato (glicose 6 fosfatase) A gliconeogênese começa do piruvato e termina na glicose, mas não é o reverso da via glicolítica pois não utiliza todas as enzimas dessa via. Inicia-se a gliconeogênese precisando retirar o piruvato de dentro da mitocôndria para o citosol. Para isso o Piruvato precisa se transformar em oxaloacetato, sair da mitocôndria na forma de malato e entrar no citosol, podendo assim voltar a ser oxalacetato e se transformar em fosfenolpiruvato. 1° desvio da gliconeogênese: A primeira etapa, é fazer o piruvato, que está dentro da mitocôndria, se transformar em oxaloacetato. Para isso, será necessário utilizar moléculas de Co2 para adicionar um carbono na molécula do piruvato - e assim formar o oxaloacetato. Essa reação corre por meio da enzima chamada Piruvato carboxilase. Oxaloacetato é descarboxilado no citosol. O carbono que foi adicionado é retirado, por meio da enzima fosfenolpiruvato carboxiquinase e transforma em fosfenolpiruvato. Ao ter o fosfenolpiruvato irá ‘’subir’’ traçando o caminho da via glicolítica. Fosfenolpiruvato -> 2 fosfoglicerato -> 3 fosfoglicerato -> 1,3 bifosfoglicerato -> Gliceraldeído 3 fosfato -> dihidroxicetona fosfato. Pode-se juntar essas duas moléculas e a aldolase fará isso e formará-> Frutose 1,6 bifosfato 2° Desvio da gliconeogênese Não será possível utilizar a PFK1 (fosfofrutoquinase -1), então será preciso utilizar uma nova enzima chamada de frutose 1,6 difosfatase. Com a ação dessa enzima, é possível tirar um fosfato da frutose 1,6 bifosfato e transformar essa frutose em frutose 6 fosfato. Converte frutose 6 fosfato a glicose 6 fosfato, por ação da fosfoglicose isomerase 3° Desvio da gliconeogênese Transforma a glicose 6 fosfato em glicose, por meio da enzima glicose 6 fosfatase (produzida no fígado) Glicerol: Mais rápido @umdia.vet e @irondoguinho Como o glicerol que vem dos lipídios, ele se transforma diretamente em dihidroxicetona fosfato. Glicerol -> glicerol 3 fosfato -> dihidroxicetona fosfato. Ele não passa pelo primeiro desvio, não precisa se transformar em piruvato para dar origem a dihidroxicetona fosfato. Então o glicerol corta mais da metade da via de gliconeogênese. Ele se transforma em glicose mais rápido, outra molécula de glicerol pode fazer com que uma molécula de dihidroxicetona fosfato se transforme em gliceraldeído 3 fosfatos e segue pela cadeia e só passa pelo 2° e 3° desvio. 1° Desvio O lactato que é transformado em piruvato, pela lactato desidrogenase. Alanina que é transformado em piruvato, por ação da alanina transaminase. Ela irá tirar o grupamento amino e no lugar irá pendurar um oxigênio. As duas enzimas encontram-se no citosol, mas o piruvato precisa estar dentro da mitocôndria. Isso porque a primeira enzima de gliconeogênese é mitocondrial. Se está sintetizando piruvato no citoplasma, ele necessariamente vai entrar na mitocôndria por meio de um transportador de piruvato (MPC1/ MPC2) e dentro da mitocôndria a piruvato carboxilase ( 1° enzima de gliconeogênese) pega o Co2 e pintura no piruvato, transformando-o em oxaloacetato – para essa reação gasta-se 1 molécula de ATP- uma vez sintetizado, o oxaloacetato precisa sair da mitocôndria, mas por não existir um transportador,será necessário transformá-lo em malato ( visto que tem transportador para esse componente). Para transformar o Oxaloacetato em malato, será precisa utilizar uma enzima malato desidrogenase, que é encontrada no ciclo de krebs, com isso, é possível transportar o malato para fora da mitocôndria em direção ao citosol. No citosol existe um outro malato desidrogenase (citosólica), que irá converter esse malato de volta a oxaloacetato. Esse Oxaloacetato sofrerá a ação da Fosfoenolpiruvato carboxicinase (carboxiquinase), que irá tirar um CO2 do oxaloacetato e pendura um fosfato – a PEPCK só realiza essa função quando hidrolisa GTP- formando assim, um fosfoenolpiruvato. Segue para a Enolase (via glicolítica) -> fosfoglicerato mutase 1 (via glicolítica) - > fosfoglicerato quinase-1 (via glicolítica) -> Gliceraldeído 3 fosfatos desidrogenase Piruvato carboxilase (mitocondrial): Piruvato -> oxaloacetato Fosfoenolpiruvato carboxicinase (citosolica): Oxaloacetato -> fosfenolpiruvato 2° e 3° desvio Ao sintetizar gliceraldeído 3 fosfato, a trioseisomerase possibilita transformar uma molécula de gliceraldeído 3 fosfato em Dihidrocetona fosfato. Em seguida vem a @umdia.vet e @irondoguinho Aldolase que junta as duas e forma frutose 1,6 bifosfato, nesse ponto a fosfofrutoquinase não metaboliza. No entanto, no fígado e rim, existe a frutose 1,6 difosfatase (2° desvio), que retira um fosfato do carbono 1 da frutose, gerando frutose 6 fosfato. A reação segue para a glicose 6 fosfato isomerase que irá transformar em glicose 6 fosfato (via glicolítica) e chega no terceiro desvio, que é o desvio da glicose 6 fosfatase (3° desvio), esse desvio retira um fosfato do carbono 6 da glicose, fazendo com que tenha disponível glicose livre. Essa glicose pode sair e ir para onde precisar. ➢ Regulação da glicólise e gliconeogênese Ambos os processos tem de ser regulados em conjunto! Caso contrário, teremos um ciclo fútil com gasto de energia. Objetivo: Armazenar glicose Glicogênio é um polissacárido ramificado, formado por milhares de moléculas de glicose agrupadas, ligadas por ligação tipo α-1,4. O glicogênio atua como uma fonte de energia, pelo fornecimento de glicose para o corpo, sendo encontrado principalmente nas células hepáticas e musculares. Nas células hepáticas, o glicogênio é responsável por normalizar os níveis de açúcar no sangue. A diminuição de glicose na corrente sanguínea faz com que o glicogênio seja decomposto e se converta em glicose. Da mesma forma, quando os níveis estão altos, a glicose é armazenada na forma de glicogênio. Já nas células musculares, o glicogênio é responsável por fornecer energia durante a realização do trabalho muscular. A glicose é liberada na corrente sanguínea como resposta à realização de exercícios físicos ou em situação de estresse. Como o fígado consegue transformar glicose 6 fosfato em glicose e o músculo não? R: O fígado faz gliconeogênese. No último desvio da gliconeogênese é a enzima que retira o fosfato do carbono 6 da glicose, a glicose 6 fosfatase. Essa enzima está presente apenas no fígado e rim, portanto, é ausente no músculo. Dessa forma, a glicose 6 fosfato do músculo deve seguir para a via glicolítica. O glicogénio muscular é somente do músculo. O músculo em exercício intenso, realiza fermentação e nesse caso ele irá quebrar glicogênio. Mas em caso de jejum, @umdia.vet e @irondoguinho Gato que tem uma alimentação carnívora restrito, faz via glicolítica igual os humanos? Mesma velocidade e mesma necessidade? Ou tem outra via presente? R: sim. O gato tem o metabolismo de glicose igual à dos humanos. Pois os gatos retiram carboidratos dos músculos que se alimentam. Porém, eles preferem por frutose e sua maior necessidade é de proteína em que precisa e glicose, para manter a glicemia alta, o músculo não irá quebrar glicogênio, por outro lado, o fígado, a partir do momento que a glicemia começa a diminuir e não existe glicose suficiente para manter a glicemia, ele liga a quebra do glicogênio e começa a mandar glicose para o sangue. Nesse sentido, o que controla a degradação do glicogênio do fígado é o jejum devido o hormônio Glucagon. Síntese de glicogênio 1° etapa: entrada da glicose No estado de Hiperglicemia – após o estado absortivo- na maioria dos tecidos, essa glicose vai sair da corrente sanguínea e vai seguir para as células, entrando pelos GLUTS, uma vez dentro da célula, a glicose vai para a via glicolítica para ser metabolizada e gerar ATP. No fígado está presente o GLUT 2, que é independente de insulina, permitindo a entrada de glicose sem nada para impedir, ou seja, enquanto estiver glicose disponível ela entrará na célula. O fígado precisa de muita glicose, pois ele é responsável por gerar ATP para si (via glicolítica) e a outra metade da glicose vai para a glicogênese (síntese de glicogênio) Síntese de glicogênio • Acontece quando temos altas concentrações de glicose no sangue. (hiperglicemia) • Na hiperglicemia temos como hormônio regulador a adrenalina • A síntese de glicogênio vai ser controlada pela adrenalina No fígado, glicose passou pelo GLUT2 e entrou na célula. Dentro da célula encontra- se duas enzimas capazes de converter glicose em glicose 6 fosfato, que é a hexoquinase (presente em todos os tecidos) e a glicoquinase (presente apenas no fígado) – Ter duas enzimas é importante pois a hexoquinase é inibida pelo seu produto a glicose 6 fosfato, e ao bloquear a via cessa a produção de glicose, sendo de grande perigo ocorrer isso no fígado, visto que ele é responsável por degradar o glicogênio e mandar para o sangue para normalizar os níveis de glicose. Nesse sentido o fígado possui essa segunda enzima, a glicoquinase que não é inibida pelo produto e consegue manter a via ativa- da glicose 6 fosfato vai para glicose 1 fosfato (por meio de uma isomerase). ➢ Ativação da glicose por UTP: A síntese é iniciada pela enzima UDP-glicose pirofosforilase. Essa enzima liga a UDP à uma molécula de glicose, utilizando uma molécula de UTP (uridina trifosfato) que perderá duas moléculas de fosfato e liga na glicose e no UDP. A intenção de ligar os fosfatos, é tornar as moléculas super energéticas, preparando a síntese. E assim forma-se a UDP glicose. ➢ Ligação da glicogenina Glicogenina é uma proteína hepática e atua como enzima, como glicosil transferase. Ela encontra-se no fígado, e quando tem uma alta concentração de UDP – glicose ela é ativada, assim a glicogenina tem a capacidade de quebrar a ligação de fosfato da UDP glicose, tira a UDP, ficando só glicose e fazendo com que essa glicose se ligue em um dos aminoácidos dela, na tirosina. Dessa forma, a primeira glicose formada está sempre ligada a tirosina da glicogenina. Essa reação consegue se realizada de 10 à 14 vezes. @umdia.vet e @irondoguinho ➢ Alongamento das cadeias de glicose (glicogênio sinetase) ➢ Enzima ratificadora (1,4->1,6 transglicosilase) Enquanto tiver glicose está ocorrendo a formação de glicogênio. (hiperglicemia) Em situação de hipoglicemia (2 horas depois do estado alimentado), quando baixa a concentração de glicose no fígado a glicogênio sintetase para, pois o fígado também irá precisar de glicose para fazer ATP, nesse sentido a glicose que tiver entrando vai ser para realizar ATP para o fígado. ➢ 2 horas após o horário alimentado: síntese de glicogênio ➢ 4 horas após o horário alimentado: Utilização do glicogênio. Glicose baixou, foi sendo incorporada nas células, a adrenalina deixou de ser liberada pelo pâncreas e começamos a liberar glucagon. O glucagon controla a quebra do glicogênio ➢ Adrenalina controlaa síntese ➢ Glucagon controla a quebra Uma vez que o glucagon está no sangue o glicogênio vai começar a ser quebrado. Maiores reservas nos animais: fígado e músculo esquelético (100 e 300g). ➢ Síntese ocorre quando há um aumento de glicose (após as refeições). ➢ Degradação do glicogênio atende a diferentes necessidades ➢ Glicogênio hepático é degradado e a glicose exportada para manter a glicemia entre as refeições e no jejum noturno. @umdia.vet e @irondoguinho ➢ Glicogênio muscular provê energia para a fibra muscular. Durante a contração intensa e aumento de demanda energética há acúmulo de lactato Glicogenólise (Degradação do glicogênio) Em hipoglicemia, liberamos glucagon que é responsável por ativar do glicogênio fosforilase, uma vez ela ativa, a fosforilase é responsável por quebrar as ligações glicosídicas de alfa 1,4, e no lugar dessa ligação pendura um fosfato inorgânico, formando glicose1 fosfato. Por ação da enzima fosfoglicomutase, ocorre a retirada do fosfatos do C1 para o C6, transformamos em glicose 6 fosfato. Dependendo do tecido a glicose 6 fosfato vai para via glicolítica (músculo) ou vai ser desfosforilada, por ação da glicose 6 fosfatase da gliconeogênese, produzindo glicose livre, que sai pelo GLUT 2 e vai para o plasma Degradação do glicogênio Apesar de não ser tão reduzido quanto os ácidos graxos e consequentemente não tão rico em energia, o glicogênio é importante na reserva alimentar por diversas razões: ✓ A degradação controlada a liberação da glicose: aumenta a glicose disponível entre as refeições. ✓ É um tampão para manter os níveis de glicose sanguínea. Importante, pois o cérebro só utiliza glicose a não ser em jejum prolongado. ✓ Glicose do glicogênio é rapidamente liberada, o que é importante na atividade extrema e repentina. Glicose liberada pode fornecer energia na anaerobiose As ramificações possibilitam a ação de várias fosforilases simultaneamente a partir das extremidades não redutoras. A glicogenólise hepática evita a hipoglicemia. Geralmente a degradação não é completa, restando em um núcleo não degradado, base para a ressíntese. Encontrada em células cancerígenas ➢ Funções da via das pentoses fosfato: Produzir NADPH + H+ (síntese de ácidos graxos e esteroides) Produzir ribose (síntese de nucleotídeos e ácidos nucléicos) Produzir NADPH com intuito de doar elétrons para sínteses de ácidos graxos e esteroides. Atuando como cofator para a síntese de lipídios. @umdia.vet e @irondoguinho Biossíntese de lipídios = Fígado, glândulas mamarias, tecidos adiposos e córtex da adrenal. ➢ Dividida em: 1- Reações oxidativas: Produzem NADPH e Ribose 5-fosfato (origem aos nucleotídeos) 2- Reações de isomerização epimerização: Produzem ribose 5- fosfato ou xilulose 5- fosfato 3- Reações de clivagem e formação de ligação C-C: Produção de frutose 6 fosfato e gliceraldeído 3 fosfato. ❖ NADPH: síntese de lipídios ❖ Ribose 5-fosfato: Síntese de nucleotídeos e ácidos nucleicos Referências: http://www.ledson.ufla.br/respiracao_plantas/glicolise/r egulacao-e-inibicao-da-glicolise/ http://www.biomedicinaemacao.com.br/2013/03/ciclo- de-krebs-ciclo-do-acido-citrico.html https://pt.khanacademy.org/science/biology/cellular- respiration-and-fermentation/pyruvate-oxidation-and- the-citric-acid-cycle/a/pyruvate-oxidation Livro: Princípios de Bioquímica de Lehninger Aulas de bioquímica http://www.ledson.ufla.br/respiracao_plantas/glicolise/regulacao-e-inibicao-da-glicolise/ http://www.ledson.ufla.br/respiracao_plantas/glicolise/regulacao-e-inibicao-da-glicolise/ http://www.biomedicinaemacao.com.br/2013/03/ciclo-de-krebs-ciclo-do-acido-citrico.html http://www.biomedicinaemacao.com.br/2013/03/ciclo-de-krebs-ciclo-do-acido-citrico.html https://pt.khanacademy.org/science/biology/cellular-respiration-and-fermentation/pyruvate-oxidation-and-the-citric-acid-cycle/a/pyruvate-oxidation https://pt.khanacademy.org/science/biology/cellular-respiration-and-fermentation/pyruvate-oxidation-and-the-citric-acid-cycle/a/pyruvate-oxidation https://pt.khanacademy.org/science/biology/cellular-respiration-and-fermentation/pyruvate-oxidation-and-the-citric-acid-cycle/a/pyruvate-oxidation
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