Resumo de fermentação de glicose

Prévia do material em texto

Definição 
 
A fermentação da glicose é um processo 
anaeróbico realizado por microrganismos com a 
finalidade de produzir energia. 
 
Características 
 
o Energeticamente é menos favorável que a 
respiração celular. 
o Possui 3 vias principais as quais a glicose é 
transformada em piruvato pelos 
microrganismos 
 
I. Glicólise/Via de Embdey-Meyerhof 
II. Via do Entner-Douduroff 
III. Via da fermentação heteroláctica 
 
Via de Embdey-Meyerhof/Glicólise 
 
A glicólise é a oxidação da glicose em ácido 
pirúvico (Piruvato). Esta via não requer 
oxigênio, podendo ou não ocorrer com a 
presença de oxigênio. 
A glicólise é dividida em dois estágios: Fase 
preparatório e Conservação de energia. 
A fase preparatória, duas moléculas de ATP 
são utilizadas, enquanto uma molécula de 
glicose de 6 carbonos é fosforilada, 
reestruturada e quebrada em 2 compostos de 3 
carbonos: Gliceraldeído -3-Fosfato (GP) e di-
hidroxiacetona-fosfato (DHAP). A DHAP é 
prontamente convertida a GP. A conversão de 
DHAP em GP significa que, nesse ponto da 
glicólise, 2 moléculas de GP são incorporadas 
nas reações químicas restantes. 
No estagio de conservação de energia, as 2 
moléculas de 3 carbonos são oxidadas em 
diversas etapas a 2 moléculas de piruvato. 
Nessas reações, 2 moléculas de NAD+ são 
reduzidas a NADH e 4 moléculas de ATP são 
formadas por fosforilação a nível de substrato. 
 
OBS: Uma vez que duas moleculas de ATP foram 
necessárias para iniciar a glicólise e quatro 
moléculas de ATP são geradas por esse processo, 
há um ganho de mais duas moleculas de ATP 
para cada molécula de glicose que é oxidada. 
 
 
 
o Regulação da Glicólise 
 A regulação da glicólise é justamente 
as estapas irreversíveis da glicólise 
que são catalisadas por enzimas 
reguladoras: hexoquinase, 6-
fosfofrutoquinase e piruvato quinase. 
 Ocorre em 3 etapas, mas a principal 
etapa é aquela catalisada pela 
enzima 6-fosfofrutoquinase. 
 A enzima 6-fosfofrutoquinase é uma 
enzima reguladora, inibida por ATP e 
esta inibição pode ser revertida por 
AMP. 
 O AMP diminui a ação inibidora do 
ATP, mas o ácido cítrico aumenta 
 A enzima Hexoquinase também sofre 
regulação pois é inibida pela glicose-
6-fosfato. Já a piruvato quinase tem 
uma regulação mais complexa por 
fosforilação e desfosforilação. 
 
 
 
 
Fermentação de glicose 
Via de Entner-Doudoroff 
 
A via de Entner-Doudoroff é uma via 
metabólica mais notável em bactérias Gram-
negativas e algumas Gram-positivas. Ela 
também é considerada uma via alternativa 
para a oxidação da glicose a piruvato. 
A via de Entner-Doudoroff produz duas 
moleculas de NADPH e uma molécula de ATP para 
utilizar nas reações de biossíntese celular. 
 
 
 
A via de Entner-Doudoroff também é 
capaz de conservar uma parte da energia sob a 
forma de ATP: para cada mol de glicose oxidada 
a piruvato, é produzido um mol de ATP. 
A via de Doudoroff e a da glicólise 
possuem características parecidas: 
 
- Ambas envolvem a fosforilação de 
açucares de 6 carbonos e sua clivagem 
em compostos de 3 carbonos. 
 
A distinção entre as duas vias está no 
composto de 6 carbonos utilizado como 
substrato para clivagem: frutose 1,6-bisfosfato 
na via de glicólise e 2-ceto-3-desoxi-6- 
fosfogliconato na via de Entner-Doudoroff. A 
frutose 1,6-bisfosfato é clivada a gliceraldeído 
3-fosfato e di-hidroxiacetona fosfato e o 2-
ceto-3-desoxi-6-fosfogliconato, a piruvato e 
gliceraldeído 3-fosfato. 
A via de Entner-Doudoroff produz 5 das 13 
moléculas precursoras para biossíntese de 
constituintes celulares: glicose 6-fosfato, 
gliceraldeído 3-fosfato, 3-fosfoglicerato, 
fosfoenolpiruvato e piruvato. 
 
Via das Pentoses 
 
A via das pentoses é utilizada para 
metabolizar açucares de 5 carbonos. Um ATP e 
12 moléculas de NADPH são produzidos a partir 
de uma molécula de glicose. 
A via das pentoses é dividida em 3 etapas: A 
fase oxidativa, fase das reações de isomerização 
e a fase das reações de rearranjo de açúcares. 
 
o Fase oxidativa 
 Reações de oxidação de glicose 6-
fosfato e de 6-fosfogliconato dão 
formação a NADPH e a reação de 
descarboxilação do 6-fosfogliconato 
produz CO2. 
 
o Fase das reações de isomerização 
 A ribose 5-fosfato formada na fase 
anterior pode ser transformada em 
xilulose 5-fosfato ou em ribose 5-
fosfato por ação de enzimas 
diferentes. 
 A ribose 5-fosfato é precursora para 
a síntese de ribonucleotídeos de 
purinas e pirimidinas e para a 
biossíntese de aminoácidos 
aromáticos. 
 
o Fase das reações de rearranjo de 
açúcares 
 Ocorrem em reações catalisadas por 
transaldolases e transcetolases que 
transferem grupos de dois ou três 
carbonos para aldoses receptoras. 
 
Esta via leva á redução de NADP+ a NADPH, 
onde é a principal fonte de elétrons para as 
reações de biossínteses redutivas. Portanto, a 
via das pentoses conserva a energia de 
oxidação do açúcar apena na forma de NADPH 
e não produz ATP. 
A via das pentoses produz 6 dos 13 
precursores para a biossíntese de constituintes 
celulares: Glicose 6-fosfato, Ribose 5-fosfato, 
Sedoheptulose 7-fosfato, Eritrose 4-fosfato, 
Frutose 6-fosfato e Gliceraldeído 3-fosfato. 
 
 
 
Fermentação Heterolactica 
 
Esta fermentação é um processo no qual 
ocorre a produção da mesma quantidade de 
lactato, CO2 e etanol a partir de hexoses. 
As bactérias heteroláticas produzem 
simultaneamente piruvato e acetilfosfato a 
partir da oxidação da glicose pela via da 
fosfocetolase. O piruvato pode ser convertido a 
lactato e o acetilfosfato em acetato e/ou etanol 
gerando vários produtos de fermentação. 
Os fermentadores heterolaticos podem 
utilizar a via das pentoses-fosfato para produzir 
ácido láctico e etanol. 
 
Fermentação Homolática 
 
Esta fermentação é um processo no qual o 
ácido láctico é o único produto da fermentação 
da glicose. 
 
Fermentação Alcoólica 
 
A fermentação alcoólica, as duas moléculas 
de ácido pirúvico produzidas são convertidas 
em álcool etílico (também chamado de etanol), 
com a liberação de duas moléculas de CO2 e a 
formação de duas moléculas de ATP. 
As duas moleculas de acetaldeído são, então, 
reduzidas por duas moleculas de NADH para 
formar duas moleculas de etanol. 
A fermentação alcoólica é realizada por 
diversas bactérias e leveduras. Este processo 
possui um baixo rendimento energético pois a 
maioria da energia contida na molécula inicial 
de glicose permanece no etanol, o produto final.