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RESUMO BIOQUÍMICA CICLO DE KREBS As células o regulam o fluxo de moléculas em suas vias metabólicas por meio de cinco modos básicos: 1. Pelo controle das concentrações das enzimas. 2. Por produzirem moduladores que alteram as taxas de reação. 3. Pelo uso de duas enzimas diferentes para catalisar reações reversíveis. 4. Compartimentalizando enzimas dentro de organelas intracelulares. 5. Pela manutenção de uma proporção ideal entre ATP e ADP. REAÇÕES REVERSÍVEIS: as células podem usar reações reversíveis para regular a taxa e a direção do metabolismo. Se uma enzima única pode catalisar a reação em uma direção única, a reação atingirá um estado de equilíbrio, determinado pela lei de ação das massas. Essa reação, portanto, não pode ser finamente regulada, exceto por moduladores e pelo controle da quantidade de enzima. No entanto, se uma reação reversível necessita de duas diferentes enzimas, uma para a reação direta e outra para a reversa, a célula pode regular a reação mais finamente. Se não há enzima para a reação reversa presente na célula, a reação é irreversível. MODULAÇÃO ENZIMÁTICA: Para as enzimas, a produção de moduladores é frequentemente controlada por hormônios e outros sinais que chegam de fora da célula. Esse tipo de regulação externa é um elemento-chave no controle integrado do metabolismo do corpo após uma refeição ou nos períodos de jejum. Além disso, algumas vias metabólicas têm a sua própria forma de modulação, denominada inibição por retroalimentação. No processo de inibição retroativa, o produto final de uma via metabólica age na enzima chave que regula a entrada a essa via, evitando que mais do produto final seja fabricado. COMPARTIMENTALIZANDO ENZIMAS NA CÉLULA: Muitas enzimas do metabolismo são isoladas em compartimentos subcelulares específico. As organelas contêm enzimas que não são encontradas no citosol. Essa separação de enzimas significa que as vias controladas por elas também são separadas. Isso permite que a célula controle o metabolismo pela regulação do movimento de substrato de um compartimento para outro. O isolamento de enzimas dentro de organelas é um exemplo de compartimentalização estrutural e funcional. Razão entre ATP e ADP: a razão entre ATP e ADP na célula determina se a rota que resulta na síntese de ATP está ativada ou desativada. Quando os níveis de ATP estão altos, a produção de ATP diminui. Quando os níveis de ATP estão baixos, a célula envia substratos por rotas que resultam em mais síntese de ATP. As vias metabólicas que rendem a maior quantidade de ATP são as que requerem oxigênio – as vias aeróbias, ou oxidativas. As vias anaeróbias, que são as que não precisam de oxigênio, também produzem moléculas de ATP, mas em quantidades menores. O menor rendimento de ATP das vias anaeróbias significa que a maioria dos animais é incapaz de sobreviver por longos períodos apenas com o metabolismo anaeróbio. Os carboidratos entram na glicólise na forma de glicose. Os lipídeos são degradados, formando glicerol e ácidos graxos, os quais, então, entram na via metabólica em diferentes pontos: o glicerol alimenta a glicólise e os ácidos graxos são metabolizados em acetil-CoA. As proteínas são degradadas em aminoácidos, que também entram na via em vários pontos. Carbonos da glicólise e outros nutrientes entram no ciclo, tornando-o infindável. A cada volta, o ciclo adiciona carbonos e produz ATP, elétrons de alta energia e dióxido de carbono. Tanto a glicólise quanto o ciclo do ácido cítrico produzem pequenas quantidades de ATP diretamente, porém a sua maior contribuição para a síntese de ATP é armazenar energia nos elétrons carreados pelo NADH e FADH2. Esses compostos transferem os elétrons para o sistema de transporte de elétrons (STE) na mitocôndria. O sistema, então, utiliza a energia desses elétrons para produzir a ligação de alta energia do ATP. Em vários pontos, o processo produz dióxido de carbono e água. A água pode ser utilizada pela célula, mas o dióxido de carbono é um produto residual e deve ser removido do corpo. O metabolismo aeróbio de uma molécula de glicose produz dióxido de carbono, água e de 30 a 32 ATPs. Na glicólise, o metabolismo de uma molécula de glicose C6H12O6 possui um rendimento de duas moléculas de piruvato de 3 carbonos, 2 ATPs e elétrons de alta energia em 2 NADH: C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi = 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O CICLO DE KREBS Ocorre na mitocondria Produz 10 NADH, 2 FADH, 2 ATP Libera 2 CO2, 1 NADH = 3 ATP 1 FADH = 2 ATP 1 GTP = 1 ATP NADH E FADH são coenzimas reduzidas para a conservação de energia
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