Material Complementar II

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Profa. Dra. Maristela Tsujita
MATERIAL COMPLEMENTAR
Bioquímica Metabólica
Estudar:
 O rendimento energético da glicose.
Objetivos
Visão geral da oxidação da glicose.
Fonte: Autoria própria
GLICÓLISE
2 ATP
2 NADH
2 NADH
1 Glicose 2 Piruvatos 2 Acetil-CoA
Ciclo de Krebs
6 NADH
2 FADH2
2 GTP
O saldo da glicólise para cada 
molécula de glicose é de:
 2 moléculas de piruvato.
 2 moléculas de ATP.
 2 moléculas de NADH.
Glicólise
Visão geral das vias metabólicas.
Fonte: Autoria própria
Glicose-6- P
Glicose
Célula 
Piruvato 
Acetil-CoA
Ciclo de 
Krebs
Cadeia 
respiratória
Mitocôndria 
Glicólise aeróbia
Reações da glicólise aeróbia.
Fonte: Autoria própria
Frutose-1,6-difosfato
Fosfofrutoquinase 
Frutose-6-fosfato
Glicose Glicose-6-fosfato 
Glicoquinase
Di-hidroxiacetona 
fosfato
Fase 
preparatória
Gasto de 2 
moléculas de ATP
Frutose 6-fosfato
Glicose 6-fosfato
Frutose 1,6-difosfato
Gliceraldeído 
3-fosfato
Gliceraldeído 
3-fosfato
Triose fosfato 
isomerase
Fosfofrutoquinase
Gasto de ATP
Aldose 
Fosfoglicoisomerase 
Hexoquinase ou 
glicoquinase
Gasto de ATP
Glicose
Frutose-1,6-bifosfato
Aldolase 
Gliceraldeído 3-fosfato
Di-hidroxiacetona fosfato
Glicólise aeróbia
Reações da 
glicólise aeróbia.
Fonte: Autoria 
própria
Gliceraldeído 3-fosfato 1,3-difosfoglicerato
Gliceraldeído 3-fosfato
desidrogenase
1,3-difosfoglicerato 3-fosfoglicerato
Fosfoglicerato 
quinase
Piruvato 
quinase
Fosfoenolpiruvato Piruvato 2 (Piruvato)
2 (2-fosfoglicerato)
2 (2-fosfoenolpiruvato)
2 (3-fosfoglicerato)
2 (1,3-difosfoglicerato)
2 (gliceraldeído 3-fosfato)
Gliceraldeído 3-fosfato 
desidrogenase
Produção de 2NADH
Fosfoglicerato 
quinase
Produção de 2 ATP
Fosfoglicerato 
mutase
Enolase 
Piruvato Quinase
Produção de 2 ATP
Produção de 
4 moléculas de 
ATP e de 2 
moléculas de 
NADH
Fase de produção 
 Descarboxilação oxidativa do piruvato.
Conversão de piruvato em acetil-CoA
Conversão de piruvato em acetil-CoA.
Fonte: Autoria própria
 1 molécula de glicose gera 2 
moléculas de piruvato. Assim, 
são formadas 2 moléculas de 
acetil-CoA, que acionam 2 voltas 
no Ciclo de Krebs:
 6 NADH
 2 FADH2
 2 GTP
Ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs.
Fonte: Autoria própria
citrato
isocitrato
-cetoglutarato
Succinil-CoA
Succinato
Fumarato 
Malato 
Oxaloacetato 
Citrato sintase 
Aconitase 
Isocitrato 
desidrogenase
Complexo 
-cetoglutarato 
desidrogenase
Succinil-CoA 
sintetase
Succinato 
desidrogenase
Fumarase 
Malato 
desidrogenase 
NADH
NADH
CO2
NADH
CO2FADH2
GTP
Acetil-CoA
 Os carbonos do isocitrato e do 
α-cetoglutarato são removidos na 
forma de CO2.
Ciclo de Krebs
S–CoA
C=O
CH3 CoA SH
COO-
COO-
COO-
COO-
COO-
COO-
CH2
CH2
COO-
CH2
CH2
COO-
COO-
O=C
HO C
H2O
H2O
CH
CHHO
CH2
CH2
C=OCOO-
CH2
CH2
C=O
COO-
COO-
CH2
CH2
COO-
CoA – SH
GTP GDP
S–CoA
NAD+
+H+
CO2
+H+
NADH
NADH
NAD+
CO2
COO-
FAD
FADH2
HC
CH
COO-
H2O
HO CH
COO-
COO-
CH2
NAD+
NADH +H+
Reações do Ciclo de Krebs.
Fonte: 
https://microbiologyinfo.com/krebs-citric-
acid-cycle-steps-by-steps-explanation/. 
(Adaptado). Acesso em: 06 set. 2020.
Reação(ões) Saldo ATP
Glicólise 2 NADH
2 ATP
6
2
Piruvato → acetil-CoA 2 NADH 6
Ciclo de Krebs 6 NADH
2 FADH2
2 GTP
18
4
2
Saldo 38
Resumo de ATP produzido em cada etapa
Sobre o rendimento energético em aerobiose de uma molécula de glicose, assinale a 
alternativa correta:
a) Uma molécula de glicose aciona um ciclo de Krebs.
b) A completa oxidação da molécula de glicose origina 2 ATPs na cadeia respiratória.
c) Glicólise aeróbia, ciclo de Krebs e cadeia respiratória são as etapas necessárias para a 
completa oxidação da glicose.
d) A conversão de piruvato em lactato é necessária para a completa oxidação da glicose.
e) Uma molécula de glicose origina 3 moléculas de acetil-CoA, que iniciam o ciclo de Krebs.
Interatividade
Sobre o rendimento energético em aerobiose de uma molécula de glicose, assinale a 
alternativa correta:
a) Uma molécula de glicose aciona um ciclo de Krebs.
b) A completa oxidação da molécula de glicose origina 2 ATPs na cadeia respiratória.
c) Glicólise aeróbia, ciclo de Krebs e cadeia respiratória são as etapas necessárias para a 
completa oxidação da glicose.
d) A conversão de piruvato em lactato é necessária para a completa oxidação da glicose.
e) Uma molécula de glicose origina 3 moléculas de acetil-CoA, que iniciam o ciclo de Krebs.
Resposta
 O saldo energético da degradação do ácido graxo C18H36O2.
Objetivos
 O ácido graxo no citoplasma é ativado.
 Depois é transportado para o interior da 
mitocôndria com o auxílio da carnitina.
Entrada do ácido graxo na mitocôndria
Ativação do ácido graxo (AG) no citoplasma da célula. 
Fonte: Autoria própria
 No interior da mitocôndria, a 
degradação do AG ocorre em uma 
série de 4 reações.
Ciclo de Lynen
Reações do Ciclo de Lynen. 
Fonte: FERREIRA, C. P. 
Bioquímica básica. 5. ed. 
Editora MNP, 2003. 
p. 130-131. (Adaptado)
 O número de moléculas de acetil-CoA produzidas é (n/2).
 O número de voltas para degradar o AG é (n/2-1).
 Em cada volta é produzido 1 FADH2 e 1 NADH. 
 Então, para C18H36O2:
 9 moléculas de acetil-CoA.
 8 voltas no Ciclo de Lynen.
 Ciclo de Lynen: 5 ATP x 8 voltas = 40 ATP
 Ciclo de Krebs: 12 ATP x 9 acetil-CoA = 108 ATP
Total = 148 ATP - 1 ATP = 147 ATP
Ciclo de Lynen
Reações do Ciclo de Lynen.
Fonte: Autoria própria
1. Acil-CoA
2. Acil-CoA--β-insaturado
3. β-hidroxiacil-CoA
4. β-acetoacil-CoA
β-acetoacil-CoA
β-hidroxiacil-CoA
Acil-CoA--β-insaturado
Acil-CoA 
remanescente
Acetil-CoA
hidratase
NADHNAD+
FAD FADH2
CK
3 NADH
1 FADH2
1 GTP
 O glicerol é utilizado pelo fígado.
 Há gasto de 1 ATP.
Utilização do glicerol
Reações e rendimento energético do glicerol. Fonte: Autoria própria
Glicerol Glicerofosfato Di-
hidroxiacetona 
fosfato
NAD+ NADHADPATP
Glicero 
quinase
Desidrogenase 
Gliceraldeído 3-fosfato
Gliceraldeído 
3-fosfato
Frutose 1,6-difosfato
Frutose 6-fosfato
Glicose 6-fosfato
Glicose
Hexoquinase ou glicoquinase
Gasto de ATP
Fosfoglicoisomerase 
Fosfofrutoquinase
Gasto de ATP
Aldose 
1,3-difosfoglicerato
3-fosfoglicerato
2-fosfoglicerato
2-fosfoenolpiruvalto
Piruvato 
Acetil-CoA
Ciclo de Krebs
3 NADH
1 FADH2
1 GTP
Di-
hidroxiacetona 
fosfato
Gliceraldeído 3-fosfato 
desidrogenase
Produção de 1 NADH
Fosfoglicerato quinase
Produção de 1 ATP
Fosfoglicerato mutase
Enolase 
Piruvato quinase
Produção de 1 ATP
NAD+
NADH
Rendimento 
energético
ATP 
produzido
ATP 
consumido
Saldo
De glicerol até di-
hidroxiacetona fosfato
3 -1 2
De di-hidroxiacetona 
fosfato até piruvato
5 0 5
Combustão do piruvato 15 0 15
Total 23 -1 22
Considerando-se a oxidação do ácido graxo C18H36O2 é correto afirmar que:
a) As reações ocorrem no citoplasma.
b) São necessárias 9 voltas no Ciclo de Lynen.
c) São produzidas 9 moléculas de acetil-CoA no Ciclo de Lynen.
d) São produzidas moléculas de NADPH.
e) A célula ganha 1 molécula de ATP quando o ácido graxo é transportado para dentro da 
mitocôndria.
Interatividade
Considerando-se a oxidação do ácido graxo C18H36O2 é correto afirmar que:
a) As reações ocorrem no citoplasma.
b) São necessárias 9 voltas no Ciclo de Lynen.
c) São produzidas 9 moléculas de acetil-CoA no Ciclo de Lynen.
d) São produzidas moléculas de NADPH.
e) A célula ganha 1 molécula de ATP quando o ácido graxo é transportado para dentro da 
mitocôndria.
Resposta
 Metabolismo do colesterol.
 Síntese e regulação da síntese.
 Metabolismo dos corpos cetônicos.
 Cetogênese.
 Utilização dos corpos cetônicos.
Objetivos
 É um esterol produzido principalmente pelo fígado, mas também pode ser sintetizado pelo 
intestino, gônadas e glândulas adrenais.
 A maior parte do colesterol é sintetizada pelo próprio organismo (cerca de 70%), o restante 
vem da dieta (cercade 30%)
 Presente na constituição da bile.
 Precursor para a síntese de vitamina D e de vários hormônios esteroides (glicocorticoides: 
cortisol; mineralocorticoides: aldosterona; e hormônios sexuais: progesterona, estrógenos, 
testosterona e derivados). 
Colesterol
Anel esteroidal Colesterol
Anel esteroidal e colesterol.
Fonte: https://chem.libretexts.org/@api/deki/files/110492/17.11.jpg?revision=1
 O acetil-CoA presente 
na mitocôndria migra 
para o citoplasma e é o 
precursor da síntese 
do colesterol.
 A enzima marca-passo 
é a HMG-CoA 
redutase.
Síntese do colesterol
Síntese endógena do colesterol.
Fonte: Autoria própria
Acetil-CoA (2 C)
Acetil-CoA (2 C)
Acetil-CoA (2 C)
Acetoacetil-CoA (4 C) Hidroximetilglutaril-CoA (6 C)
Mevalonato 
Isopentenil pirofosfato (5 C) + 
UIP Unidade isoprenoica UIP
Geranil pirofosfato (10 C) + UIP
Farnesil pirofosfato (15 C)
+ Farnesil pirofosfato (15 C)
Esqualeno (30 C)Lanosterol Colesterol (27C) 
Insulina 
Colesterol 
Glucagon 
Estatinas 
 É insolúvel na água, portanto, é transportado na forma de lipoproteínas.
 Quando o colesterol do sangue está elevado denomina-se hipercolesterolemia.
 De acordo com a Sociedade Brasileira de Cardiologia (SBC): 
 O colesterol total passou de 200 mg/dL para 190 mg/dL.
 Até 130 mg/dL para pessoas de baixo risco (não apresentam fator de risco para doenças 
cardíacas).
 Até 100 mg/dL para indivíduos com médio risco (manifestam apenas um fator de risco).
 Até 70 mg/dL para pacientes de alto risco (têm mais de um fator de risco).
 Até 50 mg/dL para indivíduos com altíssimo risco (já tiveram infarto, AVC etc.).
Metabolismo do colesterol
 A maioria do colesterol do organismo que chega na forma de HDL-colesterol é eliminado pelo 
fígado através da bile. 
 A bile é composta por: sais biliares, colesterol e os ácidos biliares (glicocólico e taurocólico). 
É utilizada na emulsificação das gorduras.
Excreção do colesterol
 Fontes de energia para tecidos 
periféricos.
 São solúveis em solução aquosa.
 Usados nos tecidos extra-hepáticos 
(inclusive cérebro).
 Em jejum muito prolongado, 75% das 
necessidades energéticas do cérebro 
são atendidas pelo acetoacetato.
 β-hidroxibutirato é um ácido carboxílico, e não uma cetona, 
pois não tem o grupo C = O em carbono secundário 
característico, mas é assim chamado porque é derivado de 
cetonas.
Corpos cetônicos (CC)
Corpos cetônicos.
Fonte: Autoria própria
 Cetogênese: síntese de corpos 
cetônicos. Ocorre na matriz 
mitocondrial hepática e desvia o 
excesso de acetil-CoA formado na 
degradação de AG em (CC). 
 O acetoacetato vai para a corrente 
sanguínea. Parte origina acetona ou 
pode ser reduzido a β-hidroxibutirato.
Cetogênese
Esquema da formação de 
corpos cetônicos (CC). 
Fonte: MANTZOURANIS, L. 
Bioquímica. São Paulo: Sol, 
2018. p. 97.
Acetoacetil-CoA Acetil-CoA
Coenzima A
HMG-CoA 
sintase
HMG-CoA
HMG-CoA 
liase
HMG-CoA
Acetil-CoA
Acetoacetato
HMG-CoA 
liase
Acetoacetato Acetona
Acetoacetato
β-hidroxibutirato 
desidrogenase
β-hidroxibutirato
 O β-hidroxibutirato se 
transforma em acetoacetato 
e ele se cliva em 2 
moléculas de acetil-CoA, 
que são utilizadas no Ciclo 
de Krebs.
 A acetona não pode ser 
convertida em acetil-CoA. 
Utilização dos CC
Após a formação no tecido 
hepático,
os CC são exportados para 
outras parte do corpo.
Músculo, cérebro e córtex 
renal.
Não encontrados 
no fígado
São utilizados como 
combustível para os 
tecidos extra-hepáticos.
Tiolase 
β-cetoacil-CoA-
transferase 
(tioforase)
β-hidroxibutirato 
desidrogenase
β-hidroxibutirato
Acetoacetato
Acetoacetil-CoA
2 Acetil-CoA
Ciclo de 
Krebs
Utilização dos corpos cetônicos. Fonte: Autoria própria
Hálito cetônico e presença de cetonúria podem ocorrer em várias situações, exceto:
a) Jejum prolongado.
b) Diabéticos descompensados.
c) Indivíduos saudáveis após uma refeição rica em carboidratos.
d) Indivíduo em dieta cetogênica.
e) Diabetes gestacional.
Interatividade
Hálito cetônico e presença de cetonúria podem ocorrer em várias situações, exceto:
a) Jejum prolongado.
b) Diabéticos descompensados.
c) Indivíduos saudáveis após uma refeição rica em carboidratos.
d) Indivíduo em dieta cetogênica.
e) Diabetes gestacional.
Resposta
 Integração do metabolismo de carboidratos, lipídios e proteínas nos períodos: absortivo, 
jejum de 12 horas e jejum prolongado.
Objetivos
 Após a alimentação ocorre 
aumento da glicemia. O 
pâncreas produz insulina.
 No jejum, a hipoglicemia 
favorece a produção de 
glucagon no pâncreas.
Integração do metabolismo
Glicemia
Glicemia Pâncreas
Pâncreas
Insulina 
Glucagon 
Glicogenólise
Lipólise
Proteólise
Glicogênese
Lipogênese
Síntese de proteínas
 No estado absortivo, ocorre 
aumento da insulina e as vias 
de síntese e armazenamento 
são favorecidas.
Integração do metabolismo
Reações metabólicas favorecidas no absortivo. 
Carboidratos (CHO). Triglicerídeos (TG). Ciclo de 
Krebs (CK). Cadeia respiratória (CR). 
Lipoproteína de muito baixa densidade (VLDL). 
Adenosina trifosfato (ATP). Aminoácidos (aa). 
Fonte: Autoria própria
Intestino
Fígado 
Tecidos 
Adipócito 
Hemácias 
Cérebro 
CHO
Lipídios 
Proteína 
Glicose 
Glicose 
Quilomícrons 
aa
aa
CK
CR 
(ATP)
Proteínas
Acetil-CoA
Acetil-CoA
CK
CR 
(ATP)
AG + Glicerol
CR 
(ATP)
CK
Glicogênio
Glicogênio
Glicose 
CK
CR 
(ATP)
Acetil-CoAGlicose 
Sangue 
INSULINA 
TG
TG
VLDL
Piruvato
Lactato 
Músculo 
 Indivíduo em estado basal: 
jejum de 12 horas.
Integração do metabolismo
Reações metabólicas favorecidas no jejum de 12 
horas. Carboidratos (CHO). Triglicerídeos (TG). 
Ciclo de Krebs (CK).
Cadeia respiratória (CR). Corpos cetônicos (CC). 
Adenosina trifosfato (ATP). Aminoácidos (aa). 
Fonte: Autoria própria
Glicose
Insulina
Glucagon 
Fígado
Glicogênio 
Glicose
ATP
Glicose
Glicose
Ureia CR
(ATP)
Acetil-CoA
CK
CC
Glicerol AG aa
CR
(ATP)
Acetil-CoA
CK
Proteínas 
Músculo 
Lactato 
TG
Adipócito 
Rim 
Urina 
Acetil-CoA
CK
CR
(ATP) Cérebro
Hemácias 
 No jejum prolongado, ocorre 
esgotamento do glicogênio, 
predomínio da gliconeogênese e 
aumento da produção de corpos 
cetônicos.
Integração do metabolismo
Reações metabólicas favorecidas no jejum prolongado. 
Triglicerídeos (TG). Ciclo de Krebs (CK).
Cadeia respiratória (CR). Corpos cetônicos (CC). 
Adenosina trifosfato (ATP). Aminoácidos (aa). 
Fonte: Autoria própria
Glicose
Insulina
Glucagon 
Glicose
ATP
Glicose
Glicose
CR
(ATP)
Acetil-CoA
CK
Glicerol AG aa
CR
(ATP)
Acetil-CoA
CK
Proteínas 
Músculo 
Lactato 
TG
Adipócito 
Rim 
Urina 
Acetil-CoA
CK
CR
(ATP)Cérebro
Hemácias 
CC
Ureia 
Glicogênio 
(esgotado)
Imagine um indivíduo que saiu de casa às 06 horas e foi trabalhar sem tomar café da manhã, 
ficou sem se alimentar o dia todo e seguiu para a faculdade às 19 horas, quando então parou 
na lanchonete e se alimentou. Podemos afirmar que nesse intervalo que ele permaneceu sem 
se alimentar:
a) A glicogênese está favorecida pelo aumento da produção de insulina pelo pâncreas.
b) A produção de corpos cetônicos está favorecida. 
c) A oxidação de ácidos graxos está inibida pelo glucagon.
d) A produção de glicose é mantida pela glicogenólise muscular.
e) O cérebro não precisa de glicose, pois utiliza a energia proveniente do acetil-CoA.
Interatividade
Imagine um indivíduo que saiu de casa às 06 horas e foi trabalhar sem tomar café da manhã, 
ficou sem se alimentar o dia todo e seguiu para a faculdade às 19 horas, quando então parou 
na lanchonete e se alimentou. Podemos afirmar que nesse intervalo que ele permaneceu sem 
se alimentar:
a) A glicogênese está favorecida pelo aumento da produção de insulina pelo pâncreas.
b) A produção de corpos cetônicos está favorecida. 
c) A oxidação de ácidos graxos estáinibida pelo glucagon.
d) A produção de glicose é mantida pela glicogenólise muscular.
e) O cérebro não precisa de glicose, pois utiliza a energia proveniente do acetil-CoA.
Resposta
 CAMPBELL, M.; FARREL, S. Bioquímica. 2.ed. São Paulo: Cengage Learning, 2015.
 CHAMPE, P. C.; HARVEY, R. A. Bioquímica ilustrada. 3.ed. Porto Alegre: Artmed, 2006.
 FERREIRA, C. P. P. Bioquímica básica. 10.ed. Luana, 2018.
 MARZZOCO, A.; TORRES, B. B. Bioquímica básica. 4.ed. Rio de Janeiro: Guanabara-
Koogan, 2015.
Referências 
ATÉ A PRÓXIMA!