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31/03/2020
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AULA 02
Prof. Luan Lisboa
O que nós iremos discutir na aula 
de hoje?
• Metabolismo celular da glicose
• As vias metabólicas e a sua relação com o estado energético
• Glicogênese, glicogenólise, glicólise, síntese de ácidos
graxos, via das pentoses, gliconeogênese
Todo o conteúdo dessa aula será 
baseado, principalmente, nesses 3 
livros Uma vez que os alimentos 
fornecem glicose para o 
sangue, a mesma pode ser 
captada por diversos 
tecidos por transportadores 
específico
Transportadores de glicose (GLUT)
• A expressão dos transportadores de glicose nos tecidos está
ligada aos diferentes metabolismos destes
• Cada grupo de transportadores possui propriedades
cinéticas únicas, caracterizando suas funções e sua
distribuição por diferentes tecidos
Transportadores de glicose
• GLUT 1 (alta afinidade)
• Expresso em muitos tecidos. Hemácias, rins, cérebro (BHE)
• GLUT 2 (baixa afinidade)
• Fígado, células b pancreáticas, rim e intestino
• GLUT 3 (alta afinidade)
• Neurônios
• GLUT 4 (média afinidade) - insulinodependente
• Músculo esquelético e cardíaco e tecido adiposo
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GLUT 4
• Em resposta ao estímulo insulínico, ocorre a translocação
para a membrana plasmática aumentando a densidade do
receptor
Ação da insulina e translocação 
do GLUT4
Ligação da insulina a unidade alfa do receptor
Auto fosforilação dos resíduos de tirosina na subunidade beta
Catalisa a fosforilação nos resíduos de tirosina do IRS
Ligação e ativação da PI3K
PI3K transforma PIP2 e PIP3
PIP3 recruta proteínas (PDK) 
PDK fosforila e ativa outras proteínas ATK/PKB
AKT/PKB fosforiladas recrutam o GLUT4
Resistência a insulina
Fosforilação nos resíduos de serina do IRS
Vias metabólicas da glicose no meio 
intracelular a depender do ambiente
Glicogênese
• É o processo bioquímico que transforma
a glicose em glicogênio
• Ocorre principalmente no fígado e
músculos
• O músculo armazena apenas para o
consumo próprio
• O fígado utiliza o glicogênio para
manutenção da glicemia
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
Glicogênio
• Os animais armazenam energia em
forma de polímeros de glicose
• Plantas  Amido, mistura de amilose
(a1-4) e amilopectina (a1-4 e a1-6 a
cada 24-30 resíduos de glicose)
• Animais  Glicogênio (a1-4 e a1-6 a
cada 8-14 resíduos de glicose)
• Cada polímero de glicogênio pode
conter até 120mil unidades de GLI
VOET, D.; VOET, J. G. Bioquímica. 4. Ed. Porto Alegre : Artmed, 2013.
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Glicogênio
• Importantes nas células que
fazem uso de glicogênio,
células musculares (1-2%) e
nas células hepáticas (10%)
• A estrutura altamente
ramificada do glicogênio
permite a rápida
degradação
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Glicogênio
• Qual seria a razão pela qual o organismo faria um esforço
metabólico dessa ordem para usar glicogênio como fonte de
energia, quando as gorduras, que são mais abundantes no
organismo, aparentemente servem para o mesmo
propósito?
VOET, D.; VOET, J. G. Bioquímica. 4. Ed. Porto Alegre : Artmed, 2013.
Glicogênio
• Os músculos não podem mobilizar as gorduras tão
rapidamente quanto o fazem com o glicogênio
• Os ácidos graxos não podem ser metabolizados
anaerobicamente
• Os animais não podem converter ácidos graxos em glicose;
desse modo, o metabolismo das gorduras não pode,
sozinho, manter adequadamente os níveis de glicose no
sangue
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Glicogênese
• A glicogênese é um processo anabólico e como
tal requer energia
• A conversão direta de glicose em glicogênio é
termodinamicamente desfavorável
• A biossíntese de glicogênio requer um passo
exergônico adicional
• Esse passo é obtido pela combinação de G1P
com uridina-trifosfato (UTP) para formar
uridina-difosfato-glicose (UDP-glicose ou
UDPG)
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
Glicogênese
• Ponto chave da glicogênese
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Glicogênese
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
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Estrutura do 
glicogênio
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Visão geral da glicogênese
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
Gasto energético da glicogênese
• Síntese do glicogênio
1 - Glicose 6-p  Glicose 1-p
2 - Glicose 1-p +UTP UDP-glicose + PPi
3 - PPi +H2O 2Pi
4 - UDP-glicose + Glicogênion Glicogenion+1 + UDP
5 - UDP +ATP UTP+ADP
Glicose 6-p +ATP + Glicogênion + H2O Glicogênion+1 +ADP+2Pi
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
Além da síntese de glicogênio, 
o excedente de glicose pode 
ser convertido em ácidos 
graxos e pode ser estocado no 
tecido adiposo
Aspectos importantes 
importantes
• Não existe conversão direta de glicose para ácidos graxos!
• É um processo anabólico e requer energia!
Biossíntese de ácidos graxos
• A síntese de ácidos graxos ocorre principalmente no fígado e
glândulas mamárias, e em menor grau, no tecido adiposo e
no rim
• O processo começa com o acetil CoA e produz, de maneira
geral, o ácido palmítico
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Glicose
Glicogênio
Glicose
Ácidos graxos
3 passos 18 passos
Qual via metabólica é mais 
simples para o organismo?
G
lic
o
gê
n
es
e
Sí
n
te
se
 d
e 
n
o
vo
“-Ah Luan, mas o problema é o 
excesso de insulina!”
A insulina estimula a 
glicogênio sintase.
A insulina estimula a 
Acetil-CoA-carboxilase.
Efeitos da insulina sobre o 
metabolismo de glicose e TGs
Biossíntese de ácidos graxos
• O excesso de lipídios da dieta é rapidamente armazenado em
forma de TG
• Quantidades excessivas de carboidratos e proteínas da dieta
podem ser convertidos em AGs, e armazenados como TGs no
adipócito
• A síntese de AGs ocorre principalmente no fígado e glândulas
mamárias, e em menor grau, no tecido adiposo
• O processo começa com o acetil-CoA e produz, de maneira geral,
o ácido palmítico
Biossíntese de ácidos graxos
• A síntese é estimulada em resposta ao excesso de ATP e Acetil-
CoA
• A insulina também age estimulando a ação de enzimas chaves
• Neste caso o citrato não segue no ciclo de krebs pois o ATP inibi a
citrato desidrogenase
• Citrato é desviado para a síntese de lipídios
• No citosol o citrato é convertido em acetil CoA
Visão geral da síntese de ácidos 
graxos no hepatócito
Oxaloacetato
Citrato
ATP
ATP
ATP
ATP
ATP
ATP
ATP
Insulina
Via das pentoses
A
m
in
o
ác
id
o
s
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Após a produção, os AGs são 
convertidos em TGs
• Os TGs são sintetizados a
partir de acil-CoA graxo
• Ligação de 2 acil-CoA
graxos ao glicerol
gerando um
diacilglicerol-3-fosfato
ou ácido fosfatidico
• Na formação de TG, o
ácido fosfatídico perde o
fosfato e ganha outro
acil-CoA graxo formando
o TG
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Outra via que utiliza a glicose 
para produção de compostos é 
a via das pentoses, ocorre 
quando o corpo precisa 
replicar células e produzir 
compostos
Via das pentoses
• Percurso alternativo do metabolismo da glicólise
• Ação proeminente em tecidos que realizam ativamente
biossíntese de ácidos graxos (NADPH) e em tecidos que
estão em crescimento, regeneração e também em tumores
(Ribose)
• A via proporciona a maior parte de NADPH do organismo; o
NADPH atua como redutor bioquímico
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger.6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Via das pentoses
• Via alternativa de oxidação da glicose
• Ribose 5-fosfato
• Pentose que compõe os ácidos
nucléicos e coenzimas
• Formação de intermediários da glicólise
• Nicotinamida adenina dinucleotídeo
fosfato (NADPH)
• Coenzima de processos de síntese,
especialmente de AGs
• Reação contra compostos oxidantes
• A energia derivada da oxidação da
glicose é armazenada na forma de
poder redutor (NADPH) e não para a
síntese de ATP
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
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A via das pentoses pode ser 
dividida em 2 fases
• Etapa oxidativa
• Produção de NADPH
• Glicose 6-fosfato – Ribose 5-
fosfato
• Etapa não oxidativa
• Interconversão entre glicídios
fosforilados
• Ribose 5-fosfato  Glicose 6-
fosfato
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Fase oxidativa
• Produção de NADPH e D-Ribose 5-
fosfato
• Reações de descarboxilação e
desidrogenação
• Glicose 6-fosfato Ribose 5-fosfato
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Fase não-oxidativa
• Quando os tecidos requerem mais NADPH as pentoses
fosfatos são recicladas em glicose 6-fosfato
• Interconversão entre glicídios fosforilados
• 6 Ribose 5-fosfato 5 Glicose 6-fosfato
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Em outro estado, quando 
há déficit de energia o 
corpo precisa aumentar a 
disponibilidade de glicose 
para os tecidos
Glicogenólise
• Quando em déficit/ausência de nutrientes, o glicogênio
pode ser degradado para a obtenção de glicose para os
tecidos
• A glicogenólise libera glicose para as rotas oxidativas ou para
a corrente sanguínea (fígado)
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Ação da glicogênio fosforilase
• Remoção de um resíduo de glicose terminal de um
ramo do glicogênio
• O Piridoxal-fosfato derivado da vitamina B6 age como
cofator da glicogênio fosforilase
• Só consegue remover resíduos de glicose que estejam
a mais de 4 resíduos de distância de uma ramificação
• A estrutura resultante é chamada de dextrina-limite
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
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Glicogenólise
• Para a glicose ser liberada na corrente sanguínea precisa ser
desfosforilada
• Isso requer ação da enzima glicose 6-fosfatase (presente
somente no fígado e rins)
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Regulação
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
Regulação
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
Ainda no estado de jejum 
com baixa oferta 
energética, o organismo 
pode utilizar essa glicose 
para geração de energia 
através da glicólise
Glicólise, o que é?
• Glicólise tem a sua origem no Grego em que glykys, “Doce”,
e lysis “quebra”
• Uma molécula de glicose é degradada em uma
série de reações catalisadas por enzimas, gerando duas
moléculas do composto de três átomos de carbono, o
piruvato
• Parte da energia livre da glicose é conservada na forma de
ATP e NADH
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Glicólise
• A glicólise é uma via central quase universal do catabolismo
da glicose, a via com o maior fluxo de carbono na maioria
das células
• Obtenção de energia mesmo em condições anaeróbias
• Os tecidos têm necessidade de transformar a energia
contida na glicose em ATP
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Principais transformações na 
glicólise
• Degradação do esqueleto carbônico da glicose para produzir
piruvato
• Fosforilação de ADP a ATP pelos compostos de fosfato de
alta energia formados durante a glicólise
• Transferência de átomos de H e elétrons para o NAD+
formando NADH
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
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Ação da hexoquinase
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
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Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) (3)
O C-1, agora com um grupo
hidroxil, pode ser fosforilado.
Isso garante que os dois
produtos da clivagem da
ligação C-C sejam fosforilados,
e interconversíveis
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Formação do lactato
• O conteúdo de NAD+ é limitado na célula
e a sua ação é essencial na formação de 1-
3-bifosfoglicerato,
• Com disponibilidade de O2 NADH é
reciclado na cadeia transportadora de
elétrons
• Em condições anaeróbicas, o PIRUVATO
recebe estes hidrogênios e é convertido
em LACTATO
• Sem a formação de lactato, a glicólise
"travaria" por não dispor do conteúdo
necessário de NAD+
Controle do sistema glicolítico
• A PFK é a enzima reguladora mais importante a
(hexoquinase e piruvato quinase)
• ADP, Pi, AMP e Frutose-2,6-P estimulam a atividade desta
• ATP, Citrato, íons de H+ inibem a atividade
• Glicogênio fosforilase  Altas concentrações de cálcio
aumentam a degradação de glicogênio em glicose (que
favorece a glicólise)
• Adrenalina aumenta a formação de um composto AMPc 
atividade da fosforilase
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
• Quando o nível de glicose no sangue diminui, o hormônio glucagon
sinaliza para o fígado produzir e liberar mais glicose e parar de
consumi-la para suas próprias necessidades
• Quando a glicose sanguínea está alta, a insulina sinaliza para o fígado
usar o açúcar como combustível e como precursor na síntese e no
armazenamento de glicogênio e triacilglicerol
Como a glicose é tão 
importante para os tecidos, 
em situações de baixa 
ingestão e redução dos 
estoques corporais, o corpo 
precisa fabricá-la!
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Gliconeogênese
• Síntese de glicose a partir de diferentes substratos
• Rota essencialmente de JEJUM
• 90% Hepática, 10% renal
• Produz glicose para ser lançada a circulação
• Mantém a glicemia em níveis mínimos normais
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Gliconeogênese
• Aminoácidos
• Degradação endógena
• Lactato
• Músculos
• Células que não possuem mitocôndrias
• Glicerol
• Hidrólise de triacilgliceróis
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger.6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Gliconeogênese
Formação de glicose a partir de 
precursores não-glicídicos
• Lactato;
• Glicerol;
• Aminoácidos.
São transformados em piruvato ou 
entram na via na forma de 
intermediários: 
oxaloacetato e diidroacetona
fosfato
Precursores não-glicídicos
Transforma piruvato em glicose
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014.
Precursores
da neoglicogenese
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Precursores
da neoglicogenese
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Gliconeogênese
• Transformar piruvato em glicose
• 7 das 10 reações são inversas da glicólise
• 3 reações necessitam ser “contornadas”
• Piruvato em fosfoenolpiruvato
• Frutose 1,6-bifosfato em frutose 6-fosfato
• Glicose 6-fosfato glicose
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A enzima glicose-6-fosfatase só 
ocorre no fígado e rins
DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX L. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica ilustrada. 5.ed. Porto Alegre: Artmed, 2012.
Muito obrigado e até 
amanhã!
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