19ª AULA

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•  Translocação de grupo. Sistema de fosfotransferase dependente de 
fosfoenolpiruvato. Regulação do transporte de acúcares pelas bactérias - 
repressão catabólica. 
Bibliografia 
•  Voet D. and Voet J.G. (2011) Biochemistry, 4 th edition, Wiley. Inc. 
Transporte em Células Procarióticas 
Células Eucarióticas & Procarióticas 
1.  Regulação precisa da conc. dos nutrientes (eucariotas) 
2.  Acumulação de nutrientes contra gradientes de conc. 
muito elevados (procariotas) 
3.  Geral/ permeases induzidas (procariotas) 
Procariótas - sistemas muito ≠s para acumular nutrientes 
1.  Sistema simporta 
2.  Sistema de fosfotransferase 
3.  Bacteriorodopsina 
Captação de lactose por E. colli (a) 
Um potencial elétrico membranar pode suportar a 
acumulação de metabolitos 
Se o sistema simporta fosse do tipo 
qual seria o efeito da valinomicina? 
LACTOSE-1 
1H+ 
Fig. 5.2 
Exemplo da utilidade da utilização de IONÓFOROS — ∆Ψm artificiais 
H+ 
K+ = 100 mM 
K+ = 0.1 mM 
∆Ψm = 60 log 
0.1 mM 
100 mM 
[K+f] mV 
0.1 mM – 180 mV 
1.0 mM – 120 mV 
5.0 mM – 78 mV 
10 mM – 60 mV 
Síntese 
de ATP 
∆Ψm (mV) 
∆Ψm = 2.3 RT log 
[K+ ]fora 
[K+ ]dentro nF 
E um gradiente artificial de H+ (∆pH), que 
resultado teria na síntese de ATP? 
H+ 
H+ 
H+ 
ATP-sintase 
Procariótas - sistemas muito ≠s para acumular nutrientes 
1.  Sistema simporta 
2.  Sistema de fosfotransferase 
3.  Bacteriorodopsina 
Translocação de Grupo 
Sistema Fosfotransferase-dependente 
de fosfoenolpiruvato (PTS) 
Translocação de Grupo 
Sistema Fosfotransferase (PTS) 
•  Descoberto por Saul Roseman em 1964. 
•  Açúcares são fosforilados a partir de PEP durante o 
transporte para o interior das células de E. coli. 
•  3 proteínas (pelo menos) necessárias: EI, HPr, EII. 
Transporte e a modificação química dos açúcares são simultâneos 
Sistema Fosfotransferase PEP-dependente 
Translocação de Grupo
•  EI e HPr são universais e funcionam para todos os açúcares
•  EII é específica para cada açúcar
•  O mecanismo envolve a transferência de P do PEP para EI e 
depois para HPr; a seguir para 2 locais em EII; finalmente 
ocorre a fosforilação do açúcar
Figure 4-10 Group translocation: the phosphotransferase system (PTS) of E. coli. 
Repressão Catabólica 
Repressão 
Não-repressão 
c-AMP receptor protein 
carbon catabolite repression 
(+) 
Repressão catabólica 
Repressão catabólica 
• Sistema PTS fará parte de um sistema regulador sofisticado responsável pelo transporte de 
açúcares. 
• Qd qq dos açúcares transportados pelo sistema é abundante o transporte activo de açúcares 
na célula através de outros sistemas é inibido. 
• Esta inibição – REPRESSÃO CATABÓLICA – é mediada pela conc. de c-AMP. O c-AMP 
activa a transcrição de genes que codificam várias proteínas transportadoras de açúcares, 
incluindo a permease da lactose. 
• A presença de glicose promove o decréscimo de c-AMP o qual, por seu turno, rfeprime a 
síntese das proteínas transportadoras que não fazem parte de PTS. 
• O mecanismo de controlo da [c-AMP] reside na EIIAgluc a qual é fosforilada no processo de 
transporte. 
• Qd a glicose é abundante, esta enzima, está predominantemente da forma desfosforilada visto 
que EIIAgluc transfere rapidamente o seu grupo fosforil para a glicose. 
• Nestas condições, a ciclase adenílica está inactiva porque é inibida pela EIIAgluc . Contudo, a 
EIIAgluc desfosforilada liga e inibe muitos sistemas transportadores não-PTS e enzimas que 
participam no metabolismo de açúcares que não a glicose, incluindo e permease da lactose e a 
cinase do glicerol. 
• Na ausência de glicose, EIIAgluc é convertida em EIIAgluc-P o que levanta a inibição dos 
transportadores não-PTS. 
• A ciclase adenílica é activada produzindo c-AMP, o qual, por seu turno, induz o aumento da 
produção de alguns dos transportadoes não-PTS e enzimas que EIIAgluc inibe. 
• Isto constitui uma forma de conservação de energia para a célula. 
  Repressão catabólica representa uma forma de 
conservação de energia pela célula. 
  A célula não precisa de sintetizar as protéinas 
transportadoras de todos os acúcares visto que o 
metabolismo de apenas um açúcar é suficiente 
para a sua manutenção. 
  Além disso o PTS é muito eficiente do ponto de 
vista energético: 1 ATP apenas é suficiente para o 
transporte e a fosforilação da glicose; quando os 
passos relationados com o transporte activo e a 
fosforilação ocorrem separadamente 2 ATP são 
hidrolisados por cada glicose transportada. 
http://www.youtube.com/watch?v=7zwjnyphAHo