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Metabolismo Energético

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Metabolismo Energético 
A energia das reações metabólicas 
advém da quebra de ligações covalente, 
pois nesse processo há a liberação. 
A matéria necessita de energia para ser 
ordenada, e ao formar moléculas 
(ordenação) energia é armazenada, 
portanto, as células necessitam quebrar 
essas moléculas para que possa obter 
energia. 
Na célula vegetal, a energia advinda da 
luz solar, através dos cloroplastos, 
sintetiza moléculas de carboidratos, 
armazenando neles uma energia de 
potencial consumo por animais como o 
ser humano. 
Os animais carecem de obter sua 
energia através do rompimento químico 
de moléculas orgânicas advindas da 
alimentação. Esse processo é 
denominado respiração celular. 
ATP é como uma bateria que carrega e 
descarrega conforme o funcionamento 
da célula – pode vir através de vias 
metabólicas de proteínas, lipídeos e 
carboidratos 
1 mol de glicose 32 mol de ATP 
1 mol de ácido palmítico 126 mols de 
ATP 
A combustão da glicose é tão energética 
que é realizada em etapas, pois se 
instantânea pode queimar a célula. 
Sendo, portanto, um evento gradual e 
que 
produz 
CO2 e 
H2O. 
Ácidos 
graxos 
sofrem 
beta 
oxidação na mitocôndria e transforma-
se em Acetil-coA. 
Sequência reacional de 10 reações que 
quebram a glicose e produzem energia 
por meio de enzimas e fosforilação. 
Esse processo ocorre no citoplasma. 
É dividido em duas partes, a fase de 
investimento e a fase de pagamento 
A fase de investimento consiste na 
fosforilação da glicose, com gasto de 
ATP, pois sem esse processo não é 
possível realizar o processo como um 
todo. Essa etapa é mediada por uma 
hexoquinase (enzima que adiciona 
fosfato à estrutura) 
Glicose  Glicose 6-fosfato (G6P)  
frutose 6-fosfato (F6P)  frutose 1,6-
bifosfato (F1,6bisP) 
São produzidos 2 compostos 
importantes na sequência, a 
diidroxicetona fosfato e o gliceraldeído 
3-fosfato, porém a primeira não é viável 
e para ficar igual a segunda, a enzima 
isomerase age. Aqui a DHAP vira GAD3P 
e as duas moléculas da última sofrem 
separadas as mesmas reações, logo tudo 
que ocorrer no passo a passo seguinte é 
simultâneo. 
Na fase de pagamento, o GADP3 através 
da desidrogenação libera H+ que é logo 
capturado pelo NAD+ formando NADH, e 
assim forma-se o 1,3bisPG, o qual é 
quebrado liberando dois Pi que se ligam 
aos ADP formando dois ATP. 
No fim de tudo o fosfenolpiruvato libera 
2 Pi que ligam-se a outros ADP, 
formando mais 2 ATP 
Saldo: -1 glicose; +2 piruvatos; +2ATP; 
+2NADH 
1NADH=2,5 ATP 
1FADH2=1,5 ATP 
Rafael Augusto Ribeiro de Souza 
Na matriz mitocondrial, a acetil-CoA é 
produzida através da descarboxilação 
do piruvato (complexo piruvato 
desidrogenase) inserindo a CoA na 
molécula (saída de um CO2) formação 
através de um acetato + CoA. Aqui 
também há um NADH 
Pode ser chamado também de Ciclo do 
Ácido Cítrico. Consiste em uma 
sequência de 8 reações na matriz 
mitocondrial, oxidando a fração acetil 
da acetil-CoA. 
Reduzir é inserir hidrogênio na molécula 
e oxidar é retirar o hidrogênio da 
molécula. 
Isocitrato  α-cetoglutarato (NADH) 
α-cetoglutarato  succinil-CoA (NADH) 
Succinil-CoA  succinato (GTP – 
energia livre) 
Succinato  fumarato (FADH2) 
Malato  oxalacetato (NADH) 
As que tem liberação de NADH e FADH2 
são viabilizadas por enzimas do tipo 
desidrogenase 
A que produz energia propriamente dita 
é uma sintetase 
O ponto de início do ciclo de Krebs é a 
Acetil-CoA juntando-se com o 
oxalacetato 
A Acetil-CoA vai ser completamente 
oxidada em CO2 para que o máximo de 
energia seja aproveitada. Todavia, não é 
possível que seja feito de uma única vez 
pois não seria bioquimicamente possível 
em vista das necessidades. 
O ciclo de Krebs não é energeticamente 
rentável, porém cria condições 
favoráveis para que a cadeia 
respiratória possa produzir muito ATP. 
Basicamente não é eficiente em 
produção propriamente dita, mas muito 
eficaz em oxidar e remover a energia 
(através do NADH e FADH) – as 
coenzimas reduzidas são oxidadas pela 
cadeia transportadora de elétrons 
Reações do Ciclo de Krebs 
Observação: as reações em negrito e 
sublinhadas são de oxidação e liberam 
NADH/FADH2 
1ª reação: Acetil-CoA  citrato 
catalisador: citrato-sintetase 
Condensa a Acetil-CoA e junta-o ao 
oxalacetato 
2ª reação: citrato  isocitrato 
Catalisador: aconitase 
Desidratação seguida de hidratação 
(reorganização molecular) 
3ª reação: isocitrato  α-cetoglutarato 
e CO2 
Catalisador: Isocitrato-desidrogenase 
Oxidação, logo retirada de hidrogênio. 
Liberação de 1 NADH (redução do NAD+) 
4ª ração: α-cetoglutarato  succinil-
CoA e CO2 
Catalisador:α-cetoglutarato 
desidrogenase 
Descarboxilação oxidativa, libera 1 
NADH 
5ª reação: succinil-CoA  succinato 
Catalisador: succinil-CoA-sintetase 
Retirada do grupo CoA da molécula 
Forma energia livre – GTP que 
posteriormente monta um ATP 
6ª reação: succinato fumarato 
Catalisador: succinato-desidrogenase 
Oxidação, logo retirada de H+, e redução 
do FAD+ formando FADH2 
7ª reação: fumarato  Malato 
Catalisador: fumarato-hidratase 
Rafael Augusto Ribeiro de Souza 
Apenas uma hidratação no final dessa 
reação 
8ªreação: Malato  oxalacetato 
Catalisador: L-malato-desidrogenase 
Oxidação, logo libera NADH 
Saldo: 2 FADH2; 6NADH; 1ATP; 4CO2 
Esses valores múltiplos de 2 devém-se 
ao fato de a glicólise transformar uma 
glicose em 2 piruvatos e cada piruvato 
gera uma cadeia reacionária de Krebs 
Há uma via integrada entre acetil-CoA e 
a produção de ácidos graxos. Quando em 
excesso, a Acetil-CoA segue para a via 
de lipogênese formando ácidos graxos, 
acumulando-se nos tecidos adiposos. 
Isso está relacionado ao consumo 
excessivo de carboidratos, pois a porção 
não utilizada no metabolismo 
energético converte-se em gordura. 
Por que uma pessoa diabética 
emagrece? A pessoa diabética emagrece, 
porque a via metabólica energética da 
glicose não está disponível, e assim 
ocorre a lipólise através da beta 
oxidação de ácidos graxos, que são 
convertidos em acetil-CoA e seguem 
igualmente ao ciclo de Krebs e a cadeia 
respiratória. 
Essa etapa é iniciada pelo FADH2 e pelo 
NADH e são transportadas por 
proteínas. Essas coenzimas estão cheias 
de elétrons armazenados. 
Esse processo ocorre na crista 
mitocondrial (membrana interna e 
espaço intramembranoso), logo as 
coenzimas deslocam-se na matriz até 
chegarem à membrana. A membrana 
interna forma invaginações internas 
denominadas cristas para que possa 
aumentar a área de ocorrência da etapa. 
Dentre as proteínas na membrana, a 
mais relevante dá-se pelo complexo 
ATP-Sintase (corpúsculo elementar). 
Na cadeia do NADH estão o complexo I, 
III e IV, o carregador de fosfato e ATP 
sintase. No complexo i o NADH é oxidado 
perdendo seus elétrons, logo perdendo 
sua energia e isso ativa o complexo I. 
Assim ele bombeia 4 átomos de 
hidrogênios para o espaço 
intramembranoso. A NADHQ 
oxirredutase passa os elétrons para a 
ubiquinona. Ela desloca-se e encosta no 
complexo III passando para ele a energia 
e ativando-o, o qual bombeia mais 4 
hidrogênio. A energia é passada para o 
citocromo C, e assim desloca-se e chega 
ao complexo IV. Os elétrons são 
passados para o O2 e ele torna-se água 
e 2 H+ são bombeados. Por fim, o NADH 
bombeia 10 H+ para fora. A proteína 
carregadora de fosfato pega fosfato 
livre e o insere na matriz mitocondrial, 
onde há muito ADP. A ATP sintase é 
responsável por fornecer energia para 
que ocorra essa ligação através do 
transporte deles de volta para a matriz 
mitocondrial. Portanto, a cada 4 H+ um 
ATP é formado (1NADH=2,5 ATP) 
A ATP sintetase é ativada pela força 
motora do bombear de prótons para o 
interior, possibilitando energia para que 
haja a ligação de ADP+Pi. 
A cadeia do FADH2 inicia-se no 
complexo, a qual não é transmembrana,

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