Glicolise, CK e CR

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Carboidrato e Metabolismo de carboidrato, também conhecido como respiração celular
Glicólise – Ciclo de Krebs – Cadeia respiratória
Prof Me. Rossana Soares
Carboidratos
Carboidratos/ Biomoléculas
Os carboidratos são importantes biomoléculas, conhecidas também como hidratos de carbonos, glicídios, ou açúcares, formadas fundamentalmente por átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. São as biomoléculas mais abundantes na natureza e sua maioria apresenta a seguinte fórmula geral: (CH2O)
Glicose
Frutose
Galactose
Sacarose
Monossacarídeos
Dissacarídeos
Polissacarídeo
Exemplos de sacarídeos:
Molécula de glicose - monossacarídeo:
Ambas as formas são corretas, mas prevalecem as em anel (Solução aquosa):
Glicose
Galactose
Frutose
polissacarídeo
Glicogênio
Principal polissacarídeo de reserva animal
Informações importantes:
Glicose: ATP – Ácido lático – glicogênio
ATP/ ADP / AMP
NAD/ FAD – transporte de H
Reação enzimática
ATP
Nad NADH nadh2
Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo
 FAD FADH 			 FADH2
Flavina Adenina Dinucleotídeo
 
Digestão de carboidratos:
Ligação glicosídica – uma desidratação
Digestão de carboidratos – uma hidratação
Boca: amilase salivar
Pâncreas: amilase pancreática
Estômago: suco gástrico
Intestino: enzimas do intestino
Hidrólise
Hidrólise
Hidrólise
Hidrólise
Hidrólise: Quebra pela água!
O PROCESSO É TOTALMETE ENZIMÁTICO:
Polissacarídeo – Oligossacarídeo - Monossacarídeo
Absorção
Só conseguimos absorver estruturas com 5 a 7 átomos de Carbonos.
Hidrólise – digestão:
Digestão de carboidratos: sacarase (quebra a sacarose em glicose e frutose), maltase (quebra a maltose em duas moléculas de glicose);
Digestão de proteínas: protease (quebra a molécula da proteína em aminoácidos);
Digestão de lipídios: lipase (quebra as moléculas dos lipídios em moléculas de colesterol, ácidos graxos e glicerol).
Absorção da glicose via Insulina/ Glut 4:
Alta concentração de glicose
Produção de insulina
Ativação da GLUT 4
Entrada da glicose na célula via transporte passivo.
Por Difusão Facilitada
Picos de insulina
Difusão facilitada via Transporte passivo – entrada da glicose na célula:
Entrada na célula por Difusão Facilitada
Neste tipo de diabetes a produção de insulina do pâncreas é insuficiente pois suas células sofrem o que chamamos de destruição autoimune. Os portadores de diabetes tipo 1 necessitam injeções diárias de insulina para manterem a glicose no sangue em valores normais.
A insulina é produzida, mas não consegue atuar direito. Para compensar a situação, o pâncreas acelera a produção de insulina. 
Mas isso tem um preço: com o tempo, o órgão fica exausto e as células começam a falhar. Até que, um dia, não dá conta mais da sobrecarga – é aí que o açúcar no sangue dispara e fica permanentemente alto.
Insulina (laranja) ligado ao receptor de insulina (azul). 
Insulina
Receptor de insulina
Ligação de insulina induz alterações estruturais dentro do receptor, levando ao transporte de moléculas de glicose para a célula.
Receptor de insulina inativado (à esquerda) e ativado (à direita) após ligação à insulina
Ativação da proteína transportadora de Glicose:
Receptor de insulina: violeta
Insulina (verde)
Glut 4: laranja
Glicose: amarelo
Gltu 4
Glicose
Insulina
Receptor de insulina
A insulina ativa o transporte de glicose para uma célula ligando a receptores de insulina
Gráfico mostrando o consumo de açúcar:
Metabolismo de Carboidrato:
Algumas considerações iniciais:
2 ATPs
2 ATPs
H
H
OBJETIVO:
Produção de 38 ATPs
GLICOSE
Meio intracelular
Os H irão para a CR para serem 
convertidos em moléculas de ATP
PROCESSOS:
Fosforilação: Ativação da molécula de glicose para seguir para glicólise, 
não identificação pela GLUT4.
Glicólise: Quebra da molécula de glicose ao meio.
CK: Usará o produto da Glicólise para produção de H e ATP.
CR: Formará ATP a partir dos H.
34 ATP
Reações metabólicas:
CK
CR
Fosfo
Glicólise
Glicose como combustível para formação de ATP:
Glicose: 38 ATP
Lipídeo: 132 ATP
Proteína: cada Aa forma uma molécula
Glicose como alimento:
O Cérebro devora glicose (20% da glicose do organismo), 
medula, coração, córnea, músculos esqueléticos...
Fosforilação e Glicólise:
NAD e Fad:
As vitaminas B3 e B2 são fundamentais ao metabolismo energético, sem essas vitaminas não há respiração celular.
Nicotinamida (vitamina B3) e Riboflavina (Vitamina B2) não são sintetizadas por animais e por isso devem ser adquiridas na alimentação. São fontes a carne, leite, ovo e folhas. Vamos retomar alguns pontos para entender a importância dessas vitaminas.
Lembrando da forma química do NAD+:
Abaixo a forma oxidada (FAD) e reduzida (FADH2). Observe o nitrogênio em azul com ligações duplas do FAD. Essas ligações duplas se desfazem e o nitrogênio se liga a hidrogênio, formando o NADH2.
O FAD deriva da vitamina riboflavina. 
Diversas oxidorredutases, designadas flavoenzimas ou flavoproteínas, requerem FAD como grupo prostético, utilizado em reações de transferência eletrônica.
Glicólise:
Etapa 6
Etapa 7
Etapa 8
1ª etapa: Fosforilação
2ª etapa: Glicólise
Os produtos da glicólise podem aparecer nas duas formas:
1,3 difosfoglicerato = Gliceraldeído 1,3 difosfato
3 fosfoglicerato = Glicerato 3 fosfato
2 fosfoglicerato = Glicerato 2 fosfato
Reações:
1ª etapa, Fosforilação: Enzimas Fosforilação:
1. Hexoquinase (1ª fosfo)
2. Glicose fosfato isomerase (isomerização)
3. Fosfofrutoquinase PFK (2ª fosfo)
4. Aldolase
2ª etapa, Glicólise: Enzimas Glicólise:
5. DHAP
6. Gliceraldeido 3P desidrogenase
7. Fosfoglicerato quinase (saída de 1 P) 
8. Fosfogliceromutase
9. Desidratação – enolase
10. Piruvato quinase
Pirofosfato/ Pirofosfatase
A partir desse 
ponto todas as 
reações são 
Duplicadas!!!!
Glicólise,
Um esquema mais completo
Nelson, David L.; COX, Michael M. Princípios de bioquímica de Lehninger. Porto Alegre: Artmed, 2011. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Fosforilação da molécula de glicose – ativação:
Frutose – gliceraldeído
início da glicólise
Conversão:
Só o gliceraldeido 3P pode ser matabolizado pelas vias seguintes, então a dihidroxicetona – fosfato é convertida em gliceraldeido 3P, através da reação ao lado.
Enzima que catalisa: triose fosfato isomerase
Atenção à...
Molécula de ATP formada das reações de Glicólise e CK
Hidrogênios liberados (desigrogenações) na glicólise e no ciclo de Krebs
Os hidrogênios liberados (desidrogenações) são importantes porque eles serão capturados pelo NAD e FAD e serão levados para a cadeia respiratória.
Na cadeia respiratória os H serão convertidos também em ATP
Contabilizando...
Glicólise:
Ácido pirúvico: 2
(ATP produzidos) 4 ATP – (ATP consumidos) 2 ATP
Total de ATP = 2
Hidrogênios (desidrogenações): 2
Ciclo de Krebs 
Preparação para o ciclo de Krebs
A importância do acetil-coa:
A Acetil-CoA é um dos substratos de interesse para a geração de energia, assim, é necessário que seja produzida. Nesse sentido, essa produção pode ocorrer de duas formas. A primeira forma, e mais frequente, é por meio do piruvato ou acido pirúvico. Após uma glicose ser degrada em condições de anaerobiose no citosol (glicólise) são geradas duas moléculas de piruvato. Esse piruvato ultrapassa as membranas mitocondriais e, na matriz dessa organela, ocorrem reações mediadas por diversas enzimas dando origem ao acetato. O acetato, por sua vez, se liga à coenzima A, o que acaba gerando a acetilcoenzima A.
A outra forma ocorre com o metabolismo de gorduras, mais especificamente, de ácidos graxos. Nesse caso, o que acontece é a passagem desses ácidos graxos através de enzimas presentes nas membranas mitocondriais e, na matriz, ocorre uma série de reações que os degradam. Assim, esse conjunto de reações é denominada β-oxidação.
Enfim, a produção da Acetil-CoA não gera, de fato, energia. Entretanto, se trata de uma etapa de extrema importância porque faz parte de um processo bastantecomplexo de geração do ATP.
O Ác pirúvico(piruvato)é convertido em Acetil-coa
Preparação para o Ciclo de Krebs:
Desidrogenação/ descarboxilação
Ciclo de krebs
Condensação
Citrato sintase
2. Desidrata e reidrata
Aconitase
3. Descarboxila e desidrogena
Isocitrato desidrogenase
4. Descarboxila e desidrogena
Alfa-cetoglutarato desidrogenase
5. Produção da molécula de ATP
Succinil CoA sintetase
6. Desidrogena
Succinato desidrogenase
7. Hidratação
Fumarase
8. Desidrogena
Malato desidrogenase
CoA
H2O
H2O
CoA
ATP
Contabilizando...
1. Glicólise produz 02 Piruvatos
Cada Piruvato vai ser convertido em 01 acetil, que vai movimentar 01 Ciclo de Krebs, então por molécula de glicose, acontecem 02 Ciclos de Krebs.
2. Preparação por Ciclo de Krebs:
ATP: 0
Hidrogênios: 1
3. Por Ciclo de Krebs:
ATP: 01
Hidrogênios: 04 (01 do FAD e 03 do NAD)
Cadeia
respiratória
Finalização do processo
Aonde ocorre a maior produção de ATP
A Mitocôndria
Cadeia respiratória – crista mitocondrial:
Assista!
https://www.youtube.com/watch?v=md6JdC98dTU
A cadeia de transporte de elétrons
A cadeia transportadora de elétrons é um grupo de proteínas e moléculas orgânicas inseridas na membrana, a maior parte delas organizadas em quatro grandes complexos numerados de I a IV. Em eucariontes, muitos exemplares dessas moléculas são encontrados na membrana mitocondrial interna. 
Os elétrons ao passarem pela cadeia, passam de um nível mais alto de energia para outro mais baixo, movendo-se de moléculas menos ávidas por elétrons para moléculas mais ávidas. Libera-se energia nessa transferência "descendente" de elétrons, e muitos dos complexos de proteínas utilizam a energia para bombear prótons da matriz mitocondrial para o espaço intermembranar, formando um gradiente de prótons. 
Podem retornar ao EI
Mantendo o fluxo de íons
 Ubiquinona
Carreador móvel
Complexo 1
Complexo 2
Complexo 3
Complexo 4
6H+ + 11/2O2 = 3H2O
ADP
Pi
Quimiosmose - Fosforilação oxidativa
Os elétrons são passados de um componente da cadeia transportadora para outro em uma série de reações redox. A energia liberada nestas reações é capturada na forma de um gradiente de prótons, o qual é usado para produzir ATP em um processo chamado quimiosmose. Juntas, a cadeia transportadora de elétrons e a quimiosmose formam a fosforilação oxidativa
Entrega de elétrons por NADH e FADH2​
Transferência de elétrons e bombeamento de prótons.
Divisão do oxigênio, formando água.
Síntese de ATP causada pelo gradiente.
Imagem da cadeia de transporte de elétrons.
Todos os componentes da cadeia fazem parte da membrana mitocondrial interna. 
Na matriz, o NADH deposita elétrons no Complexo I, tornando-se NAD+ e liberando um próton na matriz. 
O FADH2 da matriz deposita elétrons no Complexo II, tornando-se FAD e liberando 2 H+. 
Os elétrons dos Complexos I e II são passados para o pequeno e ágil carreador Q (ubiquinona). 
O Q transporta os elétrons para o Complexo III, que os passa para o Citocromo C. 
O Citocromo C passa os elétrons para o Complexo IV, que os passa para o oxigênio da matriz, formando água. 
São necessários dois elétrons, 1/2 O2 e 2 H+ para formar uma molécula de água. 
Os Complexos I, III e IV usam a energia liberada pelo movimento dos elétrons de um nível de alta energia para um nível de baixa energia para bombear os prótons da matriz para o espaço intermembranar, gerando um gradiente protônico.
Carreador Q 
 ubiquinona
Descrição do balanço energético:
Resumo de todo processo:
4H+ -> 1 ATP
10 H+ fluem pelo NAD, rendendo 2,5 ATP
6H+ pelo FAD, rendendo 1,5 ATP
Possível variação no número de ATPs produzido: