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Glicólise e sistema PCr 1 Glicólise e sistema PCr RESUMO BASEADO NOS OBJETIVOS DE ESTUDO DO LIVRO DE BIOQUÍMICA BÁSICA MARZZOCO Citar as vias de ressíntese de ATP pelo metabolismo anaeróbio Via da fosfocreatina: PCr + ADP + H+ —> ATP + Cr Via da glicólise (glicose, glicose-6-fosfato, frutose-6-fosfato, frutose-1,6- bisfosfato, gliceraldeído-3-fosfato e dihidroxicetona fosfato, 1,3- bisfosfoglicerato, 3 fosfoglicerato, 2 fosfoglicerato, fosfoenolpiruvato, piruvato e lactato) hexoquinase, glicose fosfato isomerase, fosfofrutoquinase 1, aldolase e triose fosfato isomerase, gliceraldeído 3 fosfato desidrogenase, fosfoglicerato quinase, fosfoglicerato mutase, enolase, piruvato quinase, lactato desidrogenase) Lembrar que isso é fosforilação ao nível do substrato (transferência de um gruo fosfato de um composto rico em energia para outro; o que é diferente da fosforilação oxidativa da CTE, em que precisa de oxigênio) Descrever o papel da PCr no metabolismo celular. Escrever a reação de ressíntese de ATP pela PCr durante a contração do músculo e explicar resumidamente como ocorre a ressíntese de PCr A fosfocreatina é importante para a rápida regeneração de ATP (nossa moeda energética), pela via anaeróbia, já que a ressíntese de ATP a partir do ADP é uma reação que precisa estar acoplada a outra (pois a quebra do ATP é uma molécula rica em energia), dessa forma, precisa ocorrer: PCr + ADP + H+ —> Cr + ATP. A ressíntese de PCr ocorre apenas durante o repouso, quando utiliza-se a energia vinda de outras vias metabólicas (como glicolítica ou oxidativa) para a ressíntese de fosfocreatina, que é um composto rico em energia vale lembrar que é reação de Ke aproximadamente 1, então quando começa a sintetizar ATP por outras vias, desloca essa reação para a esquerda, promovendo a ressíntese de PCr Citar os produtos da glicólise anaeróbia lactato Glicólise e sistema PCr 2 2 ATP NAD+ (utilizou ele, mas regenerou no final) 2 H2O Indicar as reações de óxido redução da via glicolítica e a sua importância para o funcionamento da via Gliceraldeído 3 fosfato —> 1,3-bisfosfoglicerato (gliceraldeído 3 fosfato desidrogenase; NAD+ —> NADH + H+) A reação de óxido redução é de extrema importância, pois fornece energia suficiente para a transferência de uma fosfato inorgânico ao gliceraldeído 3 fosfato, fazendo com que não haja a necessidade de gastar ATP nessa reação Piruvato —> lactato (no caso da glicólise anaeróbia; lactato desidrogenase; NADH + H+ —> NAD+) reação importante para a regeneração do NAD+, o qual é necessário na reação acima e precisa ser regenerado pois sua reserva é limitada nas células) Definir a importância da formação de lactato para a glicólise anaeróbia O lactato é importante para a glicólise anaeróbia, pois em sua reação de formação (piruvato —> lactato), ocorre regeneração da coenzima NAD+ (em sua forma oxidada), a qual é necessária para a ocorrência da via glicolítica (gliceraldeído-3-fosfato —> 1,3-bisfosfoglicerato) e precisa ser regenerada, já que sua reserva é limitada nas células Citar os compostos fosforilados ricos em energia capazes de ressintetizar ATP. Qual a importância desses compostos para o processo de ressíntese de ATP no metabolismo anaeróbio? Correlacionar esses compostos com os sistemas de ressíntese de ATP pelo metabolismo anaeróbio PCr, 1,3-bisfosfoglicerato e fosfoenolpiruvato Esses compostos permitem a transferência do grupo fosfato ao ADP, formando ATP, ou seja, permitindo a ressíntese da nossa moeda energética de forma rápida, no caso do metabolismo anaeróbio; pode-se entender que os processos de metabolismo anaeróbio são mais rápidos em relação ao metabolismo aeróbio, já que neste último há a necessidade da entrada do piruvato nas mitocôndrias, bem como a oxidação das coenzimas reduzidas Glicólise e sistema PCr 3 na cadeia de transporte de elétrons, criação de um gradiente de H+ para a posterior síntese de ATP na ATP sintase da membrana mitocondrial interna. Ou seja, os processos de transferência de um grupo fosfato de um composto rico em energia do metabolismo anaeróbio são muito mais rápidos (em especial da fosfocreatina, já que a ressíntese de ATP a partir dessa ocorre em uma reação única e o ATP já estará no citoplasma, onde as fibras musculares irão utilizar) Identificar a importância das enzimas do tipo quinase para ressíntese de ATP pelo metabolismo anaeróbio As enzimas quinases são imprescindíveis para o processo de ressíntese de ATP pelo metabolismo anaeróbio, já que elas que catalisam a transferência dos grupos fosfato dos compostos ricos em energia para o ADP, formando ATP. Identificar os principais pontos de regulação da via glicolítica. Definir como a glicólise pode ser controlada no músculo durante o repouso e durante a atividade contrátil por regulação alostérica Hexoquinase > regulada negativamente pela glicose-6-fosfato (retroalimentação negativa a partir de seu próprio produto) Fosfofrutoquinase 1 > regulada positivamente por ADP, AMP e frutose-2,6- bisfosfato e regulada negativamente por ATP e citrato Piruvato quinase > regulada positivamente por frutose 1,6-bisfosfato e regulada negativamente por ATP e alanina (no caso do fígado, apenas (basicamente as 3 reações irreversíveis) Durante o repouso: regulada negativamente pelas altas concentrações de ATP (no caso da piruvato quinase e fosfofrutoquinase) mas no caso, a hexoquinase também sendo regulada negativamente pela glicose-6- fosfato Durante atividade contrátil: regulada positivamente pelas altas concentrações de AMP ou ADP e frutose 1,6 bis regulando positivamente a piruvato quinase Lembrando da atividade da adenociclato quinase (que faz ADP + ADP —> ATP + AMP, ou seja, aumenta concentração de AMP, regulando poistivamente a fosfofrutoquinase 1) Glicólise e sistema PCr 4 PERGUNTAS: Qual ponto da glicólise que compromete a glicose definitivamente com a via e passo limitante da velocidade? Fosfofrutoquinase 1 (PFK-1): é o principal ponto de regulação da via e AMP, ADP e ATP possuem sítio regulatório específico (diferente do sítio ativo) para se ligarem na enzima: AMP e ADP aumentam a afinidade da enzima pelo substrato frutose-6-fosfato, enquanto ATP diminui = impacta na velocidade Qual a ordem das enzimas utilizadas para piruvato —> OAA —> PEP e qual via é essa? Piruvato carboxilase e depois PEP carboxiquinase da via da gliconeogênese Insulina e glucagon: qual estimula e qual inibe/diminui as 3 enzimas a serem reguladas na glicólise? Insulina: estimula essas enzimas Glucagon: desestimula = só pensar que o glucagon vai estar estimulando a via exatamente contrária, isto é, a via da gliconeogênese Podemos dividir a glicólise em 3 estágios, quais são eles? Hidrólise de moléculas complexas Oxidação de monossacarídeos, aminoácidos etc em blocos constituintes, como intermediários mais simples Oxidação dos intermediários no Ciclo de Krebs e produção de ATP por fosforilação oxidativa Há isoformas de Creatina Kinase em 3 tecidos, quais? Músculo esquelético Músculo cardíaco Cérebro Indique as setas da quantidade que tem que ter de cada composto na reação da PCr? Contração: altas de PCr e ADP e baixa de ATP Repouso: altas de ATP e Cr e baixas de ADP e PCr Glicólise e sistema PCr 5 O lactato é produzido por quem e utilizado por quem e para que? Produzido por hemácias e fibras esqueléticas do tipo II Utilizados por fígado, músculo esquelético, coração e córtex renal para gliconeogênese O esquema de regulação da glicólise no repouso e no exercício Repouso: inibir glicose-6-fosfato inibindo hexoquinase ATP inibindo fosfofrutoquinase e piruvato quinase Exercício: estimulando AMP estimulando fosfofrutoquinase frutose 1-bis estimulando piruvato quinase Quais tecidos usam apenas glicose? Cérebro Hemácias Fibras tipo II (não tenho certeza) Partes da cauda do espermatozoide Medula renal (que acho que também anaeróbia) Qual a diferença da hexoquinase IV para as demais? As demaisestão nos tecidos Hexoquinase IV em fígado e células pancreáticas: a níveis normais de glicose ela já começa a ter restrição e é inibida pela frutose 6 fosfato (e não glicose 6 fosfato); é uma enzima alostérica
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