Bioquímica - Prova 2 (RESUMOEXERCÍCIOS)

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Bioquímica (PROVA 2) 
 
Louys Henrique A. Prado 
Prova dia 06/01/2023 
Matérias: 
➔ Metabolismo Celular 
➔ Princípios: Anabolismo e catabolismo / Vias metabólicas 
➔ Metabolismo de carboidratos: Glicólise, vias de pentoses / Ciclo do ácido cítrico 
(Ciclo de Krebs) / Reações anapleróticas / Cadeia de transporte de elétrons / 
Fosfoliração oxidativa. 
➔ Catabolismo de lipídios: Oxidação de ácidos graxos e corpos cetônicos. 
➔ Catabolismo de aminoácidos: Aminoácidos essenciais e não-essenciais. / 
Reações de aminação e desaminação / Ciclo da ureia / Destino dos esqueletos 
carbônicos dos aminoácidos. / Catabolismo de purinas e pirimidinas: 
Degradação de purinas e pirimidinas / Metabolismo do ácido úrico. 
 
Tópico 01: Metabolismo – estrutura e conceitos básicos 
 
Introdução: 
➔ Não-equilíbrio: o conceito químico de equilíbrio é quando a velocidade da 
reação direta é igual a velocidade da reação inversa. Mas o termo metabolismo 
para um ser vivo é definido em uma situação fora do ponto de equilíbrio, logo, o 
conjunto geral estará fora de equilíbrio. Então por exemplo em um sistema que 
transforma glicose em CO2 e água num processo de respiração celular que 
tem uma série de reações que vão participar dessa transformação, outro 
exemplo também seria a glicose sendo transformada em piruvato por uma 
reação e o piruvato sendo transformado em glicose por outra reação, logo, 
essa sequência de reações não estão em equilíbrio já que a transformação de 
glicose em piruvato é de uma forma e de piruvato em glicose é outra. 
➔ Definição: o metabolismo como um todo pode ser colocado como um conjunto 
de reações que acontece em um sistema biológico. Vale ressaltar, que mesmo 
o animal em estado de repouso ele continuará em não estado de equilíbrio, só 
quando o animal morre que seu metabolismo entra em estado de equilíbrio. 
➔ Estado estacionário: muda de um estado estacionário para outro, por exemplo 
o estado de repouso para o de ataque de um animal. 
Página 01: Metabolismo 
Página 07: Glicólise 
Página 17: Ciclo do ácido cítrico 
Página 25: Fosforilação oxidativa 
Página 35: Beta oxidação 
Página 46: Catabolismo de Amin.ac 
Página 55: Degradação de nucleot 
Página 60: exercícios 
 
 
Vias Metabólicas 
➔ Definição 
➔ Catabolismo / Anabolismo 
Catabólicas: nas vias catabólicas em que você tem uma diminuição do valor de 
energia livre (parte de uma molécula mais complexa por exemplo glicose e 
chega a uma molécula mais simples piruvato) você terá um processo 
catabólico. 
 
 
 
 
Anabólicas: nas vias anabólicas constroem moléculas complexas a partir de 
moléculas mais simples e tipicamente precisam de energia. 
➔ Energia: é o ponto principal do metabolismo primário. Alguns exemplos é a 
locomoção do animal (locomoção muscular) utiliza a actina e miosina e essa 
movimentação precisa de energia que seria por exemplo ATP. 
➔ Características 
• Linear / Cíclica: 
Linear pode partir de um composto A → B → C → D 
Cíclica pode transformar D em A Ex: A → B → C → D 
 
 
• Irreversíveis: Dizer que uma via metabólica é irreversível é dizer que 
pelo menos uma etapa dessa via é irreversível 
 
 
 
 
 
• Passo comprometido: a reação mais lenta é a que define a velocidade 
do processo todo 
• Controladas: tem mecanismo de controle da via como um todo. Pode 
acontecer por moduladores alostéricos pode acontecer por 
modificações covalentes, isso irá controlar a reação do processo em si. 
Logo, quando uma enzima é parada ela é o passo comprometido e se 
ela for ativada o processo da continuidade. 
• Localização específica: um dos mecanismos de controle que pode 
acontecer é o de localização, dependendo do local onde essa via 
metabólica aconteça o acesso do substrato a esse local pode limitar a 
reação. Por exemplo: vias metabólicas que ocorrem na matriz 
mitocondrial, se o substrato da primeira reação não for transportado 
para a matriz mitocondrial ou não for produzido lá dentro a via 
metabólica não poderá ocorrer por falta de substrato. 
 
Visão Geral 
➔ Estágios 
 
➔ Vias Irreversíveis 
• Termodinâmica e regulação 
• Ciclos fúteis: Se as duas vias estiverem ativas simultaneamente em 
uma célula, isso constituiria um “ciclo fútil” que gastaria energia. 
Portanto, para prevenir o gasto de energia de um ciclo fútil, Glicólise e 
Gliconeogênese são reciprocamente regulados. O controle inclui 
regulação alostérica reciproca por nucleotídeos de adenina. 
 
 
Mecanismos de Controle 
➔ Hormônios: De forma geral, os hormônios são modificadores (moduladores) 
das reações enzimáticas do metabolismo, participando de funções específicas, 
tais como crescimento celular e tissular, regulação do metabolismo, regulação 
da frequência cardíaca e da pressão sanguínea, função renal, eritropoiese, 
motilidade do trato gastrointestinal, secreção de enzimas digestivas e de outros 
hormônios, lactação e atividade do sistema reprodutivo. 
➔ Compartimentalização (divide os hormônios em compartimentos específicos) 
• Órgãos: existe alguns órgãos que conseguem sintetizar uma 
determinada via metabólica, visto que as enzimas dessa via só 
conseguem ser sintetizadas pelas células daquele órgão. 
• Organelas: por exemplo seria o catabolismo dos ácidos graxos que só 
acontecem na matriz mitocondrial. 
➔ Regulação enzimática 
• Covalente: aumentar ou diminuir seu poder catalítico 
• Alostérica: se ligar a um componente de uma forma não covalente de 
fora do sítio catalítico e mudando o padrão de resposta dessa enzima, 
sendo assim, aumentando ou diminuindo o seu poder catalítico. 
 
 
 
Regulação Enzimática 
➔ Modificações covalentes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fosforilase do Glicogênio 
 
 
 
Metabolismo 
 
Tópico 02: Glicólise – Metabolismo de carboidratos 
 
Introdução: 
➔ Via catabólica central 
• Como a energia armazenada em moléculas como a glicose é usada 
para realizar trabalho biológico? Diferença de energia livre da 
transformação de glicose em piruvato vai ser utilizada para a 
transformação de ADP em ATP e esse ATP vai ser utilizado como 
intermediário comum, ele vai ser aproveitado em outras reações nas 
quais a transformação de ATP em ADP vai gerar uma diferença de 
energia livre novamente e essa diferença vai ser usada nos processos 
biológicos. 
• Única fonte em algumas células: A maioria das células conseguem 
utilizar glicose, mas também conseguem utilizar outras fontes por 
exemplo das células musculares que conseguem utilizar lipídeos como 
fonte de energia, mas nesse caso existe algumas células que 
conseguem USAR APENAS a glicose como fonte de energia um 
desses exemplos seria as hemácias, são células que dependem 
exclusivamente da glicose como fonte de energia. 
• Precursores para síntese: A glicose não sendo usada apenas como 
fonte de energia, mas também como fonte de precursores para vias 
anabólicas. Por exemplo será encontrado a glicose servindo de via 
anabólica para síntese de aminoácidos (por isso a glicose será 
caracterizada como via catabólica central, visto que ela interage com 
várias vias). 
➔ A via 
• De glicose a piruvato 
• 2 fases, 10 etapas 
• Todos açúcares são isômeros D 
Visão Geral 
 
 
Visão geral 
➔ Fase Preparatória 
• 2 fosforilações 
• Quebra de 1 hexose em 2 trioses 
• ATP é investido para formar compostos com maior energia livre de 
hidrólise 
➔ Fase do Pagamento 
• Armazenamento da energia livre na forma de ATP 
• Eficiência > 60% na recuperação de energia 
• Apenas 5.2% da energia de oxidação da glicose foram liberados. O 
restante permanece nas moléculas de piruvato. 
➔ Intermediários Fosforilados 
• Ionizados em pH 7 → carga negativa → não atravessam a membrana 
→ contra o gradiente de concentração sem gasto de energia 
• Transferência para ADP 
• Ligação a Mg²+ e ao sítio catalítico das enzimas 
 
Enzimas 
➔ Transferência de fosforil 
 
➔ Mudança de posição do fosforil➔ Isomerização 
 
 
➔ Clivagem aldol 
 
Reações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Piruvato 
➔ Respiração aeróbica 
➔ Fermentação 
• Láctica 
• Alcoólica 
• Outros produtos (acetona, butanol) 
• Reposição do NAD+ 
• TPP; Vitamina B1 (tiamina) 
Vias de entrada 
➔ Polissacarídios 
• Glicogênio 
Fosforilase: fosforólise 
Glicose-1-fosfato 
Fosfoglicomutase 
Enzima de transferência 
Duas atividades sucessivas 
➔ Monossacarídios 
• Frutose 
Músculos e rim: 
frutose + ATP → frutose-6-fosfato + ADP (hexoquinase) 
Fígado: 
frutose + ATP → frutose-1-fosfato + ADP (frutoquinase) 
 
• Galactose 
Galactose → galactose-1-fosfato (galactoquinase) 
 
 
Regulação 
➔ Situações diversas 
• Consumo 
• Oferta de O2 
• Estado estacionário 
• Manutenção por ajustes em vias 
➔ Etapas 
• Limitadas por substrato 
• Limitadas pela atividade enzimática 
Funcionam como válvulas 
Sem influência da ação das massas 
Etapa limitante 
Moduladores; mudança na conc. da enzima 
 
Regulação coordenada 
➔ Músculo 
• Aplicação: fornecer ATP para contração 
• Fosforilase do glicogênio 
Adrenalina → AMPc → fosforila fosforilase quinase → fosforila 
fosforilase do glicogênio 
Regulação alostérica – rápida: ATP / AMP 
➔ Fígado 
• Aplicação: manter o nível de glicose circulante constante 
• Fosforilase do glicogênio 
Mecanismo semelhante 
Ativado por glucagon (consequência de baixa glicose) 
Regulação alostérica: glicose expõe os sítios à desfosforilação 
➔ 1Enzimas 
• Hexoquinase 
Inibição alostérica pelo produto 
Kᵐ baixo – em condições de glicemia normal, trabalha em Vᵐᵃˣ 
• Glicoquinase 
KM mais alto que a glicemia – responde a aumento de concentração 
Inibida por F6P, inibição anulada por F1P 
 
• Piruvato quinase 
Inibição alostérica por ATP, acetil-CoA e ácidos graxos 
• Fosfofrutoquinase-1 
ATP ↓ afinidade por F6P 
Citrato ↑ efeito do ATP 
F2, 6bP, ADP, AMP estimulam 
Vias secundárias 
➔ Produção de pentoses – fosfato e NADPH 
Ribose → síntese de nucleotídeos 
NADPH → síntese de ácidos graxos 
G6P + 2NADP+ → Ribose-5-P + 2NADPH + 2H⁺ 
 
 
1 
Tópico 03: Ciclo do Ácido Cítrico - (Ciclo de Krebs) 
 
Respiração 
➔ Consumo de O2; liberação de CO2 
➔ Formação de acetil-CoA 
➔ Oxidação do Acetil-CoA a CO2 
Redução acoplada de NAD+ e FAD+ 
➔ Oxidação de NADH e FADH2 
Formação de ATP 
 
Conversão de Piruvato a Acetil-CoA 
➔ Complexo piruvato-desidrogenese 
 
 
Piruvato Desidrogenase 
➔ O Complexo 
• 3 enzimas 
❖ Piruvato desidrogenase (E1) 
 
❖ Dihidrolipoil transacetilase (E2) 
 
❖ Dihidrolipoil desidrogenase (E3) 
 
• 5 coenzimas 
❖ TPP tiamina pirofosfato 
 
❖ FAD flavina adenina dinucleotídio 
 
❖ Lipoato 
 
❖ Coenzima A 
 
❖ NAD 
 
 
 
 
 
 
 
➔ O Complexo 
• Múltiplas cópias de cada enzima: 
E2 forma o centro do complexo (60 cópias) 
Grupos R de Lys de E2 ligam-se ao lipoato 
12 cópias de E1 e 6 de E3 ligam-se à E2 
 
• 5 reações 
C1 liberado como CO2, C2 liga-se à TPP 
Oxidação do ácido carboxílico e redução da ligação S-S do lipoil 
Transferência para CoA 
Transferência de elétrons para regenerar S-S 
Transferência de elétrons para regenerar FAD 
 
• Beriberi (deficiência de tiamina) 
Efeitos no SNC 
Níveis  de piruvato no sangue 
 
Piruvato Desidrogenase 
➔ O complexo em imagem 
 
Visão geral do processo como um todo: 
 
Visão Geral 
➔ Intermediários 
Acetil-CoA + Oxaloacetato → Citrato 
2C + 4C → 6C 
Liberação de CO2, respiração do oxaloacetato 
4 oxidações → energia conservada nos cofatores reduzidos NADH e FADH2 
Precursores para biossíntese de outras moléculas 
 
 
Reações 
 
 + 
 
 
 
 
 
X 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CH3 C
O
S CoA
C CH2C
O
-
OC
O
-
O
O
 
 
Succinil-CoA sintetase 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Reações 
 
 
Conservação de energia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte de Precursores 
 
 
Regulação 
➔ Etapas regulatórias 
• Piruvato desidrogenase 
Ponto inicial 
• Citrato sintase 
Ponto de entrada para outras fontes 
• Isocitrato desidrogenase 
• α-cetoglutarato desidrogenase 
➔ Mecanismos 
• Alostérica 
• Covalente 
Fosforilação inativa E1 no complexo piruvato desidrogenase. A quinase 
que tem esta ação é ativada alostericamente por ATP. 
 
 
Regulação: 
 
Ciclo do glioxilato 
➔ 2 moléculas de acetil-CoA entram 
➔ Produção de succinato e malato 
➔ Possível conversão de oxaloacetato a fosfoenolpiruvato 
 
 
 
 
 
Tópico 04: Fosforilação Oxidativa (Respiração Celular) 
 
Introdução: 
➔ Convergência final de todas as vias de degradação oxidativa 
O que é? Bom a gente viu até agora dois processos glicose e ciclo do ácido 
cítrico que tinha alguma característica oxidativa, característica de oxidação dos 
intermediários e redução dos transportadores de elétrons NAD e FAD 
principalmente. Mas como que a gente sai dos potenciais redutores NAD e 
FAD e chega no ATP? Bom é na fosforilação oxidativa que explica isso. 
➔ Redução de O2 a H2O com elétrons doados por NADH e FADH2 
Nessa cadeia irá ocorrer a redução do oxigênio a água 
➔ Ocorre na mitocôndria 
Membrana externa – porina – mais permeabilizada 
Membrana internet – canais específicos 
Matriz – enzimas – CAC, B-oxid.; oxid. Aminoácidos 
5 
 
Transporte de elétrons 
➔ Características 
• Transportadores comuns 
(eles são comuns a várias vias, eles irão fazer a ponte entre diversas 
vias catabólicas e a cadeia de transporte, então eles vão receber 
elétrons em várias vias catabólicas e vão doar elétrons para os 
transportadores da cadeia.) 
❖ NAD+ e NADP+ acoplados à oxidação do substrato 
❖ NADH transporta ao ponto de entrada da cadeia respiratória (O 
NADH vai doar elétron para a cadeia de transporte) 
❖ NADPH fornece elétrons às vias anabólicas (NADPH em sua 
forma reduzida fornece elétrons) 
 
• Tipos 
❖ Transferência direta de e-: Fe³+ → Fe²+ 
(Transferência direta de elétrons de íons metálicos, por exemplo 
o Fe³+ → Fe²+) 
❖ Transferência como átomo de hidrogênio (H++e-) 
(Carrega um próton mais um elétron) 
❖ Transferência como íon hidreto (:H-) c/ 2 e- 
(Seria um hidrogênio ionizado um hidrogênio com dois elétrons) 
❖ Combinação de redutor orgânico com O2 
(Processo de oxiduredução em reações orgânicas, uma 
combinação de um redutor orgânico com o oxigênio) 
 
 
Transportadores 
➔ Ubiquinona 
(Antes de darmos início... o que é uma ubiquinona? É uma benzoquinona com 
cadeia isoprenoide, na aula de lipídeos o termo isoprenoide são lipídeos que 
não tem ácido graxos em sua estrutura, logo, a ubiquinona é predominante 
apolar e possui anéis) 
(Onde ela se encontrará? A ubiquinona se encontrará no meio das duas 
camadas da membrana interna, ela ficará na região apolar da membrana 
mitocondrial interna) 
• Benzoquinona com cadeia isoprenóide 
• Redução 
(A ubiquinona tem uma característica de oxiredução interessante, visto 
que ela pode ser reduzida de duas formas diferentes, ela pode ser 
reduzida recebendo um elétron e virando radical semiquinona, ou ela 
pode ser reduzida recebendo dois elétrons e virando ubiquinol, isso é 
interessante porque na cadeira de transporte tem alguns 
transportadores que só conseguem transferir dois elétrons e outros que 
só conseguem transferir um elétron, e a ubiquinona faz a ponte para 
essa transportadores, já que ela consegue receber um por um dos 
transportadores que só transferem um e ela pode transferir dois para os 
transportadores que só recebem dois). 
❖ 1 elétron – radical semiquinona (UQH) 
❖ 2 elétrons – ubiquinol (UQH2) 
• Pode fazer a interação entre doadores de 2 e- e aceptores de 1 e- 
• Difusível na bicamada lipídica da membrana interna 
 
➔ Citocromos 
• Proteínas contendo ferro (grupo heme) 
• Variação (a, b, c) em função do grupo heme 
• Somente C – grupo heme prostético 
• a e b – proteínas de membrana 
• c – interações eletrostáticas comsuperfície 
externa da membrana interna 
 
 
Os citocromos serão encontrados como proteínas transmembranas, então são 
proteínas que ficam inseridas na membrana, mas elas atravessam a membrana, 
exceto o citocromo do tipo C, ele fica exposto e fica interagindo com a superfície 
externa da membrana mitocondrial interna. 
 
Então, são moléculas que tem uma região exposta no espaço intermembrana e outra 
região exposta na matriz mitocondrial. (a maioria dos citocromos). 
 
➔ Proteínas Fe-S 
(Um outro tipo de transportador são essas proteínas ferro e enxofre, o enxofre 
na maioria dos casos são daquele radical cisteina, mantendo um átomo de 
ferro coordenado) 
• Ausência de grupo heme 
• Transferência de 1 e- 
• Boas doadoras de e- 
 
➔ Complexo 1 e 2 
(Como é que vai ser essa história de mecanismo de transporte? Já vimos quais 
são os tipos de transportadores e onde se localiza, mas como eles vão 
carregar os elétrons?) 
 
 
 
 
No complexo 1 terá o processo do 
NADH (ele é externo e não faz parte 
do processo), doa elétrons para uma 
flavina mononucleotídeo nesse 
complexo 1, que transfere elétrons 
para uma proteína Fe-S do complexo 
1. Desse complexo 1, os elétrons são 
transferidos para a ubiquinona. 
Outra forma desses elétrons entrarem 
na cadeia é a partir do FAD (lembra no 
ciclo do ácido cítrico? Que tinha uma 
etapa do succinato que doava 
elétrons para o FAD?), quando o 
succinato doa elétrons para o FAD o 
FAD está preso ao complexo 2 (faz 
parte do complexo 2). Logo, o 
succinato doa elétrons para o FAD e o 
FAD fica preso ao complexo 2, o FAD 
doa elétrons ao Fe-S e o Fe-S doa 
elétrons a ubiquinona. 
Tanto o complexo 1 quanto o 
complexo 2 irão doar elétrons para a 
ubiquinona. 
Note que apesar desses complexos terem o número de complexo 1, complexo 2 e complexo 3, a sequência de transporte não é 
do 1 pro 2, o 1 e 2 são dois mecanismos de entrada diferentes, e tanto o complexo 1 quanto o complexo 2 transferem elétrons 
para a ubiquinona. Depois que esses elétrons já estão na ubiquinona (ubiquinona na forma reduzida) o que irá ocorrer? 
Da ubiquinona eles irão ser transportado para o complexo 3 
(que também fica na membrana mitocondrial interna) o 
complexo três é um complexo transmembrana (atravessa a 
membrana mitocondrial interna), a ubiquinona na forma 
reduzida (na forma de ubiquinol) vai doar um elétron para o 
citocromo-B 562 e a ubiquinona continua reduzida com um 
elétron só (radical semiquinona) o elétron foi para o citocromo 
e próton foi lançado para o espaço intermembrana. Esse radical 
semiquinona vai doar elétron para um outro citocromo, o 
citocromo C1 e vai lançar outro próton para o espaço 
intermembrana, esse citocromo C1 transfere o seu elétron para 
o citocromo C que não faz parte do complexo 3, ele interage 
com o complexo 3 e recebe elétrons do complexo 3. 
A ubiquinona voltou na sua forma oxidada e está pronta para 
receber mais elétron, ela pode receber elétrons do complexo 1 
ou do complexo 2, mas ela também pode receber elétrons do 
citocromo-B 562, o citocromo-B 562 passa os elétrons para o 
citocromo-B 566 que pode transferir elétrons de novo para a 
ubiquinona, a ubiquinona recebendo o elétron do citocromo-B 
566 acaba que o citocromo-B 566 recebe um próton da matriz. 
Essa ubiquinona pode receber mais um elétron e volta para a forma 
reduzida e o ciclo se repete, então a ubiquinona vai funcionar como 
mecanismo de transferência de elétrons, um de cada vez para o 
citocromo C1 e do C1 para o C e o outro elétron vai sendo reciclado 
e sendo transferido aos poucos para o citocromo C1 
IMAGEM DO 
COMPLEXO 3 
Quando o citocromo C recebe 4 elétrons ele fica totalmente reduzido, ele perde essa 
interação com o complexo 3 e começa a se deslocar pela superfície da membrana 
mitocrondrial interna até que ele encontre o complexo 4, ai ele interage com o 
complexo 4 e doa os elétrons para o citocromo A que vai doar para o citocromo A3 e 
nesse processo irá observar a transferência de prótons para a matriz do espaço 
intermembranas, e no final o citocromo A3 vai doar esses elétrons para átomos de 
oxigênios que junto com mais prótons da matriz irão formar água, então esse 
complexo 4 consegue catalisar a formação de água a partir de oxigênio, prótons da 
matriz e elétrons que vieram sendo transportados da cadeia desde o complexo 1 ou 2. 
Então, complexo 1 ou 2 → ubiquinona → complexo 3 → citocromo C → complexo 4 e 
por fim formação de água. 
O COMPLEXO 3 FARÁ A PONTE ENTRE A UBIQUINONA E O CITOCROMO C! 
ENTÃO O COMPLEXO 3 RECEBE UM ELÉTRON TANTO PARA O CITOCROMO 
B562 QUANTO PARA O CITOCROMO C1. O ELÉTRON QUE FOI PARA O 
CITOCROMO C1 VAI PASSAR PARA O CITOCROMO C (QUE NÃO FAZ PARTE DO 
COMPLEXO 3). O ELÉTRON QUE FOI PARA O CITOCROMO B 562 VAI SER 
RECICLADO, ELE PASSA O ELÉTRON PARA O CITOCROMO B 566 E VOLTA 
PARA A UBIQUINONA QUE VAI RECEBER UM OUTRO ELÉTRON E QUE VAI 
VOLTAR PARA O COMPLEXO 3 DE NOVO, ENTÃO A UBIQUINONA VAI 
RECEBENDO DE 1 EM 1 OU DE 2 EM 2 E VAI DOAR DE NOVO UM DE NOVO 
PARA O CITOCROMO B 562 E UM PARA O CITOCROMO C1, ATÉ QUE O 
CITOCROMO C RECEBA 4 ELÉTRONS, QUANDO ELE RECEBE 4 ELÉTRONS ELE 
SE DESLIGA DO COMPLEXO 3 E COMEÇA A SE DESLOCAR PELA MEMBRANA 
MITOCRONDRIAL INTERNA! (OBS: NÃO TEM COMO DOAR ELÉTRONS PARA O 
CITOCROMO C1, POR ISSO A UBIQUINONA DOA 1 ELÉTRON PRO CITOCROMO 
B 562 E OUTRO PARA O CITOCROMO C1 E DEPOIS ELA REAPROVEITA O 
ELÉTRON DO CITOCROMO B 562). 
 
COMPLEXO 4 – 
REDUÇÃO DO O2 
Se a gente for lembrar do processo respiratório 
global, aquela molécula de glicose que 
começou na aula de glicose já foi oxidada e já 
liberou todos os seus carbonos em forma de 
CO2 e no complexo 4 agora foi liberado a água. 
Então a molécula de glicose foi completamente 
oxidada em CO2 e água, mas como ficou a 
conservação de energia? A gente teve uma 
pequena parte pouco menos de 5% de energia 
de oxidação da glicose que foi aproveitada na 
glicólise, maior parte tinha ficado no piruvato, 
esse piruvato foi aproveitado no ciclo do ácido 
cítrico e conservou um pouquinho na forma de 
GTP, então tem um pouquinho de ATP na 
glicose e um pouquinho de GTP no ciclo do 
ácido cítrico, uma boa quantidade de NAD e 
FAD reduzidos tanto na glicose, quanto na 
formação de acetil-CoA quanto na forma do 
ciclo do ácido cítrico. Nesse potencial redutor 
de todos eles foi usado na cadeia de 
transporte, e esse potencial redutor foi usado 
até a redução de oxigênio a água. Logo, cadê a 
energia? Esse processo conserva a energia no 
gradiente de prótons, no complexo 1, 2, 3 e 4 
que são complexos que atravessam a 
membrana mitocondrial ao mesmo tempo em 
que os elétrons são transportados entre os transportados entre os transportadores de 
elétrons, os prótons são transportados da matriz para o espaço inter-membranas, 
então essa energia que estava conservada na forma de potencial redutor, agora ela 
está conserva na forma de concentração de prótons num compartimento limitado. 
Então eu passei de uma forma de energia de potencial redutor para outra forma de 
conservação de energia num gradiente de potencial eletroquímico, os prótons 
carregados H+ que se concentram no espaço inter-membranas. Ok, mas e o ATP 
como que ele chega nessa história? Esse gradiente de potencial eletroquímico, ou 
químico osmótico (concentração aumentada dessas moléculas num compartimento 
celular), essa diferença de potencial vai ser usada como fonte de energia para a 
fosforilação do ADP, logo existe outro complexo chamado de ATP sintase. 
 
 
ATP sintase → vai ser usado para síntese de ATP usando esse gradiente de prótons 
como fonte de energia (esse complexo de ATP síntese foi colocado separado porque 
ele não faz transporte de elétrons). Logo, a ATP síntase não é um transportado de 
elétrons, ela é um complexo enzimático que consegue sintetizar ATP a partir de ADP + 
fosfato e para ela conseguir fazer essa síntese ela usaa energia da passagem de 
prótons do espaço inter-membrana de volta para a matriz, então os prótons passando 
a favor desse gradiente eletrostático ele irá fornecer energia para o complexo ATP 
sintase conseguir sintetizar o ATP a partir de ADP + fosfato. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
➔ Síntese de ATP 
• Modelo quimiosmótico 
❖ Ausência de intermediário de alta energia 
❖ Diferenças de (H+) >carga de pH< 
 
Nessa figura acima será visto em azul cadeia de transporte de elétrons e o ATP 
sintase de roxo. Complexo 1, 3, ATP sintase e 4 atravessam a membrana e complexo 
2, ubiquinona e citocromo C não atravessam a membrana. Então complexo 1, 3 e 4 
vão transportar elétrons e vão usar essa energia para bombear prótons para o espaço 
inter-membrana e vai aumentar a concentração de prótons no espaço inter-membrana 
e vão pressionar o complexo do ATP sintase a energia de ativação para a produção de 
ATP. Esses processos são chamados de acoplados porque a cadeia de transporte 
depende do ATP sintase e o ATP sintase depende da cadeia de transporte. Logo, na 
fosforilação oxidativa temos dois componentes a cadeia de transporte de elétrons e o 
ATP sintase, são dois componentes distintos, num deles tem transporte de elétrons e 
bombeamento de prótons e o outro a gente tem a passagem de volta dos prótons e a 
síntese de ATP. O fato do ATP sintase depender da cadeia transporte é porque ele 
depende da concentração de prótons, mas também a cadeia de transporte também 
depende do ATP sintase, visto que o ATP sintase permite a volta dos prótons para a 
matriz mitocondrial por isso são acoplados. 
Existe alguns agentes desacopladores que transforma esses processos 
independentes (algumas enzimas podem fazer como a cadeia de transporte funcione, 
mas o ATP sintase não). 
 
 
 
Mas e agora? Para que o ATP vai ser usado? Um dos usos dele é na célula muscular 
por exemplo na contração muscular (ACTINA/MIOSINA). Vale ressaltar, que o ADP vai 
ser produzido fora da mitocôndria e vai ser usado dentro e o ATP vai ser produzido 
dentro da mitocôndria e vai ser usado fora, logo, terá que existir mecanismos que 
permitam essa transferência de ATP e ADP. Logo, existirá canais de transporte de 
ADP e ATP. 
➔ Transporte de ADP e Pi 
 
 
 
 
 
 
 
Síntese de ATP 
 
➔ Modelo de Boyer 
• Alternação da interação entre 
substrato e enzima 
• Sempre 2 sítios ocupados 
• O – Aberto 
• L – Frouxo 
• T – Preso 
• Diminuição da energia livre do ATP 
quando ligado à enzima. 
Esse ATP sintase não poderia sintetizar muito de uma vez ou parar de 
sintetizar por um tempo, ele teria que produzir constantemente esse ATP 
para ser facilmente controlado, para acontecer isso a sua estrutura 
permite que moléculas de ATP sejam produzidas em etapas diferentes, 
teremos três sítios (L, T e O) no ATP sintase que podem sintetizar o ATP e 
cada um dos três vai está numa fase diferente no processo de síntese, 
então enquanto uma das unidades está disponível para a ligação de um 
ADP + fosfato outra unidade estará realizando o processo de síntese e a 
terceira vai ter liberado o ATP sintetizado, a que acabou de receber ADP + 
fosfato se transforma na que catalisa a síntese, a que acabou de sintetizar 
libera e a que acabou de liberar recebe, passa o próton e isso muda de 
novo a que sintetizou libera, a que liberou recebe e a que recebeu 
sintetiza e assim por diante, então a cada passagem de prótons ocorrerá 
uma mudança no estado de síntese de ATP e essa mudança estará 
associada no processo de síntese, estará sendo liberado um ATP, vai está 
sendo um acrescentado um ADP + fosfato e vai tá sintetizando um ATP. 
Isso faz com que o processo seja mais contínuo e mais facilmente 
controlado. 
No caso de ADP e 
ATP é 
simplesmente um 
mecanismo de 
troca, ao mesmo 
tempo que um ATP 
sai um ADP entra. 
No caso do fosfato 
é um cotransporte 
com H+, entra H+ 
ao mesmo tempo 
que o 
H2PO4(fosfato) 
entra. 
ATENÇÃO!!! NÃO EXISTE NENHUM CANAL QUE CONSIGA TRANSPORTAR 
NADH, EXISTE UM MECANISMO QUE TRANSPORTA O POTENCIAL REDUTOR 
DO NAD PARA A MITOCONDRIA. 
 
➔ Transporte de NADH 
Reoxidação do NADH produzido na glicólise. 
 
 
 
Lado esquerdo espaço intermembrana e lado direito matriz mitocondrial. Então o 
potencial redutor do NADH que é produzido no citosol chega até o espaço inter-
membrana e precisaria ser passado para matriz. Será necessário dois transportadores 
um deles troca malato em alpha-cetoglutarato (a-Ketoglutarate), lembrando que tanto 
malato quanto alpha-cetoglutarato são intermediários do ciclo do ácido cítrico, então 
se trocou um por outro o número de ciclos funcionantes não se altera, cada 
intermediário representa um ciclo funcionante e o outro transportador troca glutamato 
por aspartato (os dois são aminoácidos), aminoácidos que podem participar de 
reações anapleróticas (reações que produzem intermediários do ciclo do ácido cítrico), 
esse NAD que foi reduzido na glicólise ele transfere seus elétrons para um malato 
(transformação de oxaloacetato para malato), esse malato pode ser transportado pela 
mitocôndria entra um malato ao mesmo tempo que sai um alpha-cetoglutarato. Esse 
malato na matriz mitocondrial vai ser transformado de novo em oxaleacetato (reações 
do ciclo do ácido cítrico) e reduz o NAD+ a NADH na matriz mitocondrial, esse NADH 
na matriz mitocondrial vai ser usado na cadeia de transporte vai ceder os elétrons ao 
complexo 1. Cedendo os elétrons ao complexo 1 vai seguir todo aquele mecanismo 
citado acima. E o saldo de todo esse processo é só a transferência de um potencial 
redutor de um NAD+ citosólico para um NADH mitocondrial. 
 
➔ Produção de calor 
• Transporte de H+ 
Gordura marrom 
Proteína desacopladora (termogenina) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Existe um mecanismo natural de desacoplamento, existe 
uma proteína chamada de termogenina que está presente 
principalmente em tecido adiposo marrom (mais 
abundante em filhotes de animais e algumas espécies que 
vivem em climas mais frios), e é uma proteína que gera 
calor (dissipa calor) permitindo a passagem de prótons para 
o espaço inter-membrana para a matriz mitocondrial e isso 
acaba gerando calor. Situação interessante para filhotes de 
animais que vivem em locais mais frio é de importância que 
isso ocorra (por alguns meses é importante que eles 
tenham essa capacidade que é dada por esse tipo de 
mecanismo). Esse tecido que é chamado de gordura 
marrom é um tecido muito rico em mitocôndrias e 
mitocôndrias que tem muitos transportadores de elétrons 
(se tem muita mitocôndria e cada mitocôndria tem 
transportadores de elétrons essas células vão ter uma 
concentração muito alta de ferro, e esse ferro vai dar essa 
cor ´´amarronzada´´. 
➔ Regulação 
• Controle pelo aceptor 
Depende de ADP 
Relação ATP/ADP+Pi 
• Coordenação com outras vias 
Aqui nota-se o esquema mostrando a regulação desde a glicólise até a cadeia 
respiratória, até a fosforilação oxidativa completa. A regulação é bem simples terá ADP + 
fosfato estimulando alostéricamente o complexo ATP sintase, então aumentou a 
concentração de ADP e fosfato = estimula o complexo ATP síntese + estimula a cadeia de 
transporte. 
Como esses processos podem atuar em conjuntos? Se a gente imagina uma situação de 
um animal em repouso como é que uma célula muscular desse animal em repouso 
poderia funcionar, se o animal está em repouso ele tem baixo nível de energia nas suas 
células musculares, logo, ele tem pouca produção de ADP + fosfato, visto que ele tem 
pouca transformação de ATP em ADP + fosfato, se ele tem pouca produção de ADP + 
fosfato, se ele tem pouca produção de ADP + fosfato ele tem pouco estímulo para a 
cadeia de transporte, significa que pouco NADH vai se transformar em NAD+ e vai 
acumular NADH. Então como o ciclo do ácido cítrico responde a isso? Bom, ATP é um 
inibidor, ele tem uma concentração boa de ATP (jáque ele está de repouso ele está 
consumindo pouco), ele também tem uma concentração boa de NADH (ele não tá 
consumindo NADH na cadeia de transporte), ATP inibe e ADP estimula, tem pouco 
estimulador e muito inibidor. Então vê-se que o ciclo do ácido cítrico está predominante 
inibido. 
Agora se esse animal em repouso passa em exercício faz com que ele consuma muito 
ATP e transforme mais ATP em ADP + fosfato e o ciclo do ácido cítrico para de ficar 
inibido e começa a trabalhar novamente para a produção de ATP. 
Tópico 05: Beta Oxidação 
Resumo: Então ainda dentro das vias catabólicas, a gente já viu glicólise a 
continuidade do processo tanto por uma anaeróbica (fermentação do piruvato para 
lactato), quanto a continuação aeróbica (transformação do piruvato em Acetil-Coa e 
oxidação desse Acetil-CoA no ciclo do ácido cítrico ´´conservação de energia em GTP 
e os transportadores de elétrons´´), e depois o aproveitamento dessa energia 
conservada nos transportadores de elétrons pela cadeia de transporte de elétrons que 
transfere essa energia para o gradiente de prótons, e o ATP sintase que aproveita 
essa energia do gradiente do prótons para formar ATP a partir do ADP + fosfato. 
Agora irá começar uma outra via catabólica que também terá conservação de energia 
em potencial redutor e formação de nucleotídeos trifosfato, só que usando como fonte 
de carbonos oxidáveis os ácidos graxos, então essa via é chamada de Beta oxidação. 
 
Introdução: 
➔ Armazenamento de energia 
• Triacilgliceróis (já tinha sido comentando nas biomoléculas que os 
triacilgliceróis também é utilizados como forma de armazenamento de 
energia pelos animais ´´armazenamento de energia na forma de 
lipídios´´) 
❖ Vantagens e desvantagens 
Uma vantagem é que eles armazenam mais energia por massa 
de lipídio, do que o carboidrato por massa de carboidrato. 
➔ Fontes de ácidos graxos 
• Alimentação (animal ingere lipídeos e vai fazer digestão disso e pode 
fazer oxidação) 
• Reserva (animal fez uma reserva de lipídeo a partir de alimentação ou 
lipídeos sintetizados) 
• Síntese (a síntese dos ácidos graxos não vai acontecer no mesmo 
tempo ou no mesmo compartimento celular que a degradação, ela pode 
até acontecer ao mesmo tempo em compartimentos diferentes, mas 
não no mesmo compartimento ´´não acontece ao mesmo tempo´´) 
➔ Digestão 
• Micelas com sais biliares 
• Ação de lipases em triacilgliceróis 
• Ressíntese de TAGs e formação de quilomícrons 
• Ação de lipases de lipoproteínas 
• Absorção dos ácidos graxos 
• Oxidação ou ressíntese 
 
 
 
 
 
 
Os lipídeos ingeridos vão chegar até o estomago praticamente 
sem modificação celular nenhuma, não são digeridos no 
estomago também, passa pelo duodeno ´´primeira parte do 
intestino delgado´´ aonde irá encontrar em contato com a bile, na 
bile existe sais biliares que são componentes anfipáticos que vão 
permitir a emucificação ´´formação de micelas´´ com esses lipídios 
triacilgliceróis que são apolares, ficando no interior das micelas e 
ficam mais acessíveis para as enzimas pra digestão. No intestino 
delgado esses lipídeos vão entrar em contato com enzimas 
chamadas de lipases que vão hidrolisar as ligações entre os ácidos 
graxos e o glicerol liberando ácidos graxos e glicerol do intestino. 
Esses componentes liberados ácidos graxos e glicerol são 
absorvidos pela células da mucosa intestinal e nessas células da 
mucosa os triacilgliceróis são sintetizados novamente 
são sintetizados e são incorporados em lipoproteínas bem grandes, essas 
lipoproteínas são como micelas também, mas são formadas por vários anfipáticos na 
superfície e vários apolares no centro. Na superfície dessas grandes micelas vamos 
encontrar proteínas com característica anfipáticas também, radicais apolares virados 
para dentro e radicais polares para fora. 
Essas lipoproteínas são classificadas de acordo com o grau de densidade ´´LDL, HDL 
por exemplo´´. Nesse caso de absorção e processamento dos lipídeos ingeridos as 
lipoproteínas que vão ser produzidas na mucosa intestinal vão ser chamadas de 
quilomícrons, elas são maiores que todas as outras, mas tem uma densidade menor. 
Então, esses quilomícrons vão ser produzidos na mucosa intestinal e vão ser lançados 
na circulação linfática e então essa circulação linfática vai lançar na circulação 
sanguínea, no sangue eles vão distribuir de acordo com a necessidade da demanda 
de energia para algumas células. Então dessa forma os lipídeos chegam até as 
células, e dependendo da situação eles podem ser mobilizados, na figura abaixo no 
lado esquerdo vê-se uma lipoproteína, então as lipoproteínas vão ter lipídeos e 
proteínas anfipáticas na superfície, no centro dessas proteínas existe 
moléculas completamente apolares, predominante triacilgliceróis. 
 
 
 
Quando cai na circulação esses ácidos graxos vão interagir com proteinas circulantes, 
principalmente a albumina (que tem sitios afinpaticos que permite a ligação de ácidos graxos, 
então a albumina vai funcionar como um transportador de ácidos graxos), também 
dificultando a formação de micelas na circulação, já que os ácidos graxos não vai estar solto no 
plasma. Quando eles chegam em outro tecido eles serão adsorvidos e podem ser oxidados 
como fonte de energia para a produção de ATP. Então observa-se que o triacilglicerois tem 
dois componentes que podem ser usado para a formação de ATP para a conservação de 
energia o glicerol e os ácidos graxos. Mas como será o aproveitamento do glicerol como fonte 
de energia? 
 
Na figura ao lado vê-se 
uma outra característica, 
que seria a mobilização 
desses lipídeos 
armazenados em reserva. 
Então os lipídeos que 
foram armazenados em 
tecido adiposo vão ser 
mobilizados para a 
circulação em situações 
que vão ter uma 
demanda mais alta de 
energia ou de uma 
demanda por essas 
moléculas em outros 
tecidos. 
 
A única diferença entre glicerol e glicolise vai está na etapa de oxiredução, o glicerol passa por 
uma etapa de oxiredução antes de chegar a gliceroldeído-3-fosfato, que a glicolise não passa. 
Então o saldo de ATP considerando o metabolismo aerobico será maior ao glicerol, visto que 
ele vai reduzir mais NAD que vai fornecer mais eletrons para a cadeia de transporte. A única 
diferença entre eles estara no metabolismo aerobico. 
Ai vem a seguinte questão: O glicerol (triacilglicerol) vai ser aproveitado dessa forma, mas e o 
ácido graxo? O ácido graxo tem uma limitação ele só é aproveitado na matriz mitocondrial, as 
enzimas de oxidação do ácido graxo estão na matriz mitocondrial, logo, primeiro esse ácido 
graxo tem que ser transportado para dentro da matriz mitocondrial, para que esse ácido graxo 
seja transportado para a matriz mitocondrial tem que ser preparado. Sendo assim, esse ácido 
graxo será ligado a uma molécula de CoA, então teremos uma reação de ácido graxo + CoA 
produzindo Acil-CoA-graxo, mas o que seria esse Acil-CoA-graxo? O ácido graxo possui um 
ácido carboxilico na extremidade ´´C=OOH´´, logo, esse OH do ácido carboxilico vai ser 
substituido por uma CoA. Para produzir esse Acil-CoA-graxo a célula gasta ATP, então ela gasta 
duas ligações fosfato de um ATP, transformando o ATP em AMP + 2Pi, esse gasto de energia 
permite que ele seja transformado em Acil-CoA-graxo. Numa reação seguinte Acil-CoA-graxo 
vai ter essa CoA substituida por um aminoácido chamado ´´carnentina´´, então existe uma 
enzima chamado de carnentina-aciltransferase que troca CoA por carnentina, então a 
molécula deixa de ser Acil-CoA-graxo e passa a ser Acil-Carnentina-Graxo, essa enzima faz 
parte de um complexo ligado a membrana mitocondrial, e ela faz uma troca ela joga acil-
carnentina-graxo para dentro da matriz mitocondrial ao mesmo tempo em que uma 
carnentina livre é transportado para fora da mitocondria, essa carnentina livre é gerada dentro 
DEGRADAÇÃO DO GLICEROL 
Vê-se na imagem que esse glicerol vai sersubstrato 
de uma glicerol-quinase que fosforila o glicerol, e 
produz glicerol-3-fosfato e esse glicerol-3-fosfato 
será ao de uma desidrogenase ´´glicerol-3-fosfato 
desidrogenase´´, então ele passa por uma reação de 
oxiredução, reduz um NAD+ até um NADH e produz 
Dihidroxiacetona-fosfato, essa Dihidroxiacetona-
fosfato já é intermediaria da glicólise, então ela será 
transformada por aquela triose-fosfato-isomerase 
(que já é uma enzima da glicólise) em gliceraldeído-
3-fosfato e daí já segue para a fase do pagamento da 
glicólise. 
Então... se fizermos uma comparação entre glicerol e 
glicólise como fonte de energia, teríamos que usar 
mais de um glicerol como fonte de energia, visto que 
o glicerol tem três carbonos e a glicólise tem seis 
carbonos, então se consideramos duas vezes uma 
molécula de glicerol a gente vai está tratando 6 
carbonos do glicerol em comparação a uma molécula 
de glicólise que tem 6 carbonos. Então se a gente 
comparar 6 carbonos com 6 carbonos, quem terá 
um saldo de ATP maior? Na fase preparatória da 
glicolise teremos o consumo de dois ATP, no glicerol 
no que seria comparado com a fase preparatória 
será consumido também duas moléculas de ATP, 
produzindo duas moléculas de ADP. Então o 
consumo do glicerol em comparação a glicólise de 
ATP é a mesma quantidade. 
da mitocondria quando esse acil-carnentina-graxo vai ter sua carnentina trocada por uma 
coenzima mitocondrial, logo, volta a ter acil-CoA-graxo na matriz. 
 
Sendo assim, toda essa história de troca CoA por carnentina, transporta para dentro e troca 
carnentina por CoA de novo, serve simplesmente para permitir a passagem do ácido graxo sem 
a passagem da CoA, a CoA (A) que estava no citosol permanece no citosol e a CoA (A) que 
estava na mitocôndria continua na mitocôndria. Mas porque isso? O ciclo do ácido cítrico 
depende da CoA para o seu funcionamento, logo, na mitocôndria existe uma concentração de 
CoA muito maior na mitocôndria. 
E o ácido graxo que está na matriz vai receber a CoA novamente que vai ser indispensável para 
que ele seja oxidado na matriz mitocondrial. 
Então o que irá acontecer? Depois que esse ácido graxo foi transportado para a matriz 
mitocondrial e está na forma de acil-CoA-graxo na matriz, ele vai passar por uma via catabólica 
que vai fazer a oxidação desse ácido graxo e associado a isso a redução de NADH e FADH. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Um processo que envolve várias reações de oxiredução com a liberação 
de pares de carbonos, então cada par de carbono desse ácido graxo vai 
ser liberado na forma de um grupo acetil ligado a CoA. Por exemplo na 
imagem ao lado um ácido graxo de 16 carbonos terá a liberação de 8 
moléculas de acetil-CoA e ao mesmo que ocorre esse processo de 
oxidação do ácido graxo os transportadores de elétrons NADH e FADH vão 
sendo reduzidos. Além disso, esse acetil-CoA é aquela mesma molécula 
que foi visto que era produzido a partir do piruvato, que era oxidada pelo 
ciclo do ácido cítrico. Logo, as moléculas de Acetil-CoA serão oxidadas 
pelo ciclo do acido cítrico e vão conservar elétrons na forma de elétrons 
´´GTP´´ e nos transportadores de elétrons NADH e FADH e todos esses 
elétrons do NADH e FADH vão ser transportados para a cadeia e irão 
conservar prótons no gradiente do espaço inter-membranas e esse 
gradiente de prótons vai ser usado pelo ATP sintase para formação de 
ATP. 
Quais são as reações da Beta-oxidação? Como é que esse processo descrito na imagem acima 
acontece? 
Essa beta oxidação é um conjunto de reações que vai permitir a liberação de um par de 
carbonos de um Acil-CoA-graxo liberando Acetil-CoA e reduzindo NADH e FADH. 
Reações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Começando com o ácido graxo de 16 carbonos 
ligado a CoA. 
Numa primeira reação ele será substrato de uma 
desidrogenase que oxida o ácido graxo e reduz um 
FAD. Logo, nesse processo de oxidação do ácido 
graxo vai ser formada uma dupla ligação, uma 
insaturação do ácido graxo e reduzindo o FAD a 
FADH2. Desse modo, será formado o trans- Δ²-enoil-
CoA. 
Na etapa seguinte será feita a hidratação da dupla 
ligação, então é desfeita a insaturação e é usada 
uma molécula de H2O para isso. Na próxima etapa 
será feita outra etapa de oxiredução, onde será 
reduzido um NAD as custas de mais uma oxidação 
desse substrato, só que dessa vez a ligação dupla 
será formada com um oxigênio, se tornando 
β-cetoacial-CoA. Nota-se que quando foi formado o 
β-cetoacil-CoA em sua extremidade vai possuir um 
acetil ligado a uma CoA e ligado ao restante do ácido 
graxo, sendo assim, na próxima reação esse β-
cetoacial-CoA vai ser clivado liberando um acetil-
CoA e formando um acil-CoA-graxo com dois 
carbonos a menos. 
 
Beleza, sobrou o acil-CoA-graxo com dois carbonos a 
menos (agora com 14 carbonos), mas o que ele fará 
agora? Esse acil-CoA-graxo vai dar início novamente 
a todo o processo, então... 
Esse acil-CoA-graxo vai reduzir o FAD, vai hidratar, 
vai reduzir o NAD+ e vai liberar Acetil-CoA de novo. 
Agora sobrou um acil-CoA-graxo com 12 carbonos já 
que ele perdeu dois carbonos nesse processo, ele 
reduz o FAD de novo, hidrata, reduz o NAD+ e libera 
Acetil-CoA de novo e sobra um acil-CoA-graxo de 10 
carbonos e assim por diante..... 
Vale lembrar que quando o acil-CoA-graxo possui 
apenas 2 carbonos ele não precisa realizar as 
reações de redução de NAD e FAD e hidratação, já 
que ele já possui o Acetil-CoA. 
Então esse processo de Beta oxidação se repete 7 
vezes para liberação de 8 moléculas de Acetil-CoA 
Se foram 7 repetições do processo, então foram formados 7 FAD reduzidos (FADH2) e 7 NAD+ 
reduzidos (NADH) para 8 moléculas de acetil-CoA liberadas. Se a gente prestar atenção veremos 
que esse processo depende exclusivamente do metabolismo aeróbico (até o dado momento 
não foi consumido nenhum oxigênio, mas como foi feita a conservação de energia?), não foi 
produzido nenhum ATP, toda conservação de energia desse processo ou foi na forma de acetil-
CoA ou na forma de NADH e FADH2. Acetil-CoA vai ser oxidado no ciclo do ácido cítrico que 
depende do metabolismo aeróbico e NADH e FADH2 irão doar os elétrons na cadeia de 
transporte que é na etapa final do metabolismo aeróbico. Logo, a oxidação de lipídeos/de 
ácidos graxos só funciona no metabolismo aeróbico, visto que o que será produzido só é útil pra 
produção de ATP na fosforilação oxidativa, não tem como fazer fermentação desses 
componentes em células de animais. 
Então... como será o aproveitamento da energia? A gente terá 8 acetil-CoA, 7 NADH e 7 FADH2, 
isso vai ser aproveitado na CADEIA DE TRANSPORTE, então todos os 7 NADH e os 7 FADH2 serão 
usados nos complexos 1 e 2 e o acetil-CoA será usado no ciclo do ácido cítrico em que ele vai 
formar um GTP para cada acetil-CoA e vai formar vários NAD e FAD reduzidos que irão ser 
reaproveitados na conservação também. 
 
 
 
 
 
 
Então o Palmitoil-CoA (é o ácido graxo de 
16 carbonos) + 7 CoA + 7FAD (oxidados) + 
7NAD (oxidados) + 7H2O → produzindo: 8 
moléculas de Acetil-CoA + 7 moléculas de 
FADH2 (reduzidos) + 7 moléculas de NADH 
(reduzidos) + 7 prótons H+. 
Alguns livros ainda usam a representação 
que um NADH vai dar origem a 3 ATP´s e 
um FADH2 vai dar origem a 2 ATP´s. 
(Esse saldo será usado na matéria do 
Wagner). 
Logo, na representação do desenho ao 
lado a beta oxidação deu origem a 7 
FADH2 e origem a 7 NADH, então o saldo 
de ATP´s seria. 
FADH2 = 7 x 2 (dois atp´s para cada 
FADH2) = 14 ATP´S 
NADH = 7 x 3 (três atp´s para cada NADH) 
= 21 ATP´s 
Valer ressaltar, que teremos a produção de 131 ATP, mas o saldo total é de 129 ATP, visto que foram gastos 
dois ATP no processo de ligação de acetil-CoA ao ácido graxo que é necessário para o transporte dele 
dentro da mitocôndria. 
 
 
 
 
 
Mas quem conservaria mais energia? Uma glicólise com seu saldo de 38 ATP ou umácido graxo 
com seu saldo de 129 ATP? Bom, o ácido graxo estudado acima fora usado 16 carbonos para no 
final da sua cadeia totalizar 131 ATP – 2 ATP que fora usado no transporte de acetil-CoA-graxo 
para a matriz mitocondrial, mas se ao invés de 16 carbonos fosse usado apenas 6 carbonos? 
Bom, o número de Acetil-CoA passaria de 8 para 3, o número de FADH2 passaria de 7 para 2 e o 
número de NADH passaria de 7 para 2. Logo, 3 Acetil-CoA + 2 FADH2 + 2 NADH totalizaria 46 
ATP, mas retiraria dois ATP por causa do transporte de acetil-CoA-graxo ficando um total de 44 
ATP. Sendo assim, prova-se que mesmo que seja usado apenas 6 carbonos no processo de beta 
oxidação a conservação de energia de um ácido graxo é maior do que um carboidrato (glicólise). 
 
Agora será visto como é a oxidação dos ácidos graxos de cadeia insaturada e de cadeia ímpar! 
O primeiro caso a ser discutido é a questão dos insaturados 
 
E como seria esse saldo de ATP na glicólise? 
Bom a glicólise na sua primeira fase ela produz 2 ATP na fase do 
pagamento + 2 NADH reduzidos 
Depois o Piruvato produz + 2 NADH reduzidos (são dois piruvatos) 
E por fim na fase do ciclo do ácido cíclico produzirá 2 GTP (por causa 
dos dois piruvatos) + 6 NADH (reduzidos) + 2 FADH2 
 
 
oxiredução em que reduziu o FAD e ao mesmo tempo produziu o trans. Porque? Nessa situação 
não ocorreu uma reação de oxiredução, não ocorreu uma produção de insaturação visto que 
essa insaturação já existia. Logo, pulou uma etapa de redução do FAD, pulando a etapa de 
redução do FAD você pula uma etapa de conservação de energia, sendo assim, um ácido graxo 
monoinsaturado terá um saldo de ATP um pouco menor que um saturado, logo, terá um FAD a 
menos ou 2 ATP a menos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se pegar o exemplo da figura ao 
lado de um ácido graxo 
monoinsaturado. O que irá 
acontecer? Ele irá passar por 
algumas etapas (nesse caso da 
imagem são três etapas) da beta 
oxidação comum, ele repete três 
toda reação da beta-oxidação 
(lembrando que cada repetição é 
liberado um acetil-CoA e sobra um 
ácido graxo com dois carbonos a 
menos). 
Depois dessa passagem de beta-
oxidação ele acaba se tornando cis- 
Δ³-dodecenoil-CoA e com a ação da 
enzima enoil-CoA isomerase 
transforma o cis- Δ³-dodecenoil-
CoA em um trans-Δ²-dodecenoil-
CoA (essa enzima muda a isomeria e 
muda a posição). 
O trans-Δ²-dodecenoil-CoA já é 
intermediário da Beta-Oxidação, só 
que para produzir esse trans-Δ²-
dodecenoil-CoA não foi reduzido o 
FAD, foi pulada aquela etapa de 
Insaturados
s 
Cadeia Ímpar A gente viu que nos saturados de cadeia par os carbonos serão removidos 
de dois em dois na forma de moléculas de Acetil-CoA. Cada par de 
carbonos liberados em Acetil-CoA, diminui a cadeia da sua forma inicial, 
(exemplo dos 16 carbonos citados lá em cima). Se a cadeia for ímpar no 
final do processo não sobra 2 de Acetil-CoA sobram três carbonos e a 
cadeia terá que dar um jeito. 
O que irá ocorrer? 
Esse pequeno ácido graxo de três carbonos que se chamará Propionil-CoA 
será tratado de uma forma um pouco diferente, ele será carboxilado 
(consome um CO2), usa energia de um ATP (consome dois fosfato e 
transforma o ATP em AMP + PPi), e esse Propionil-CoA se torna 
D-metilmalonil-CoA, esse componente passa da forma D para forma L 
mudando apenas a isomeria e se tornando L-metilmalonil-CoA. E depois 
ele muda a posição da ligação da CoA e se torna Succinil-CoA (Succinil-CoA 
é intermediário do ciclo do ácido cítrico). 
Vale ressaltar, que o Acetil-CoA e o Succinil-CoA não são intermediário do 
ciclo ácido cítrico, eles podem ser oxidados no ciclo do acido cítrico, mas 
para ser intermediário tem que ser produzido no ciclo. 
Mas como essa via de beta oxidação é controlada? 
Esse controle funciona com base em dois aspectos. 
1° A gente irá ter mecanismos alostéricos nas próprias reações da beta-oxidação, então a etapa 
da liberação de Acetil-CoA vai ser regulada pelo próprio Acetil-CoA e a etapa de redução do 
NAD também é inibida por NADH. Se esse ciclo e essa cadeia de transporte não estiverem com 
demanda suficiente para o que está sendo gerado na Beta-Oxidação esses dois componentes 
vão inibir a própria Beta-Oxidação. 
2° Existe outro ponto de controle que é a entrada do Acil-CoA-graxo na mitocôndria, que é o 
mecanismo que ácido graxo recebe a CoA e depois troca a CoA por carmentina e o acil-
carmentina-graxo é lançado para dentro da mitocôndria. Logo, esse mecanismo de carmentina 
acil transferase é inibido por uma molécula chamada de malonyl-CoA (primeiro intermediário 
da síntese de ácidos graxos). Esse malonyl-CoA impede a entrada do ácido graxo na 
mitocôndria, se o ácido graxo não entra na mitocôndria não tem como ele passar pelo processo 
de beta oxidação que só ocorre na matriz mitocondrial. 
 
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Esses processos de oxidação de ácidos graxos que foram vistos até agora é o processo 
predominante na maioria das situações, mas nem todos os tecidos conseguem usar ácidos 
graxos, existe algumas situações que algumas células como sistema nervoso central não 
conseguem usar ácidos graxos, e em algumas situações de falta de glicose (diminuição da 
concentração de glicose circulante) esses tecidos precisam ter outra fonte de energia. Logo, 
existe uma opção em que o sistema nervoso consegue usar o produto da degradação dos ácidos 
graxos que pode ser liberado pelo fígado, os corpos cetônicos podem ser usados nessa situação. 
Corpos cetônicos 
➔ Destinos do Actil-CoA 
• Krebs 
• Acetoacetato; D- β-hidroxibutirato; acetona 
 
➔ Falta de oxaloacetato 
• Produção no fígado 
• Degradação em tecidos extra-hepáticos 
 
➔ Diabetes e desnutrição 
• Aumento da síntese de glicose 
• Depleção do CAC (ciclo do ácido cítrico) 
• Depleção de CoA 
• Síntese de corpos cetônicos libera CoA e exporta precursores para produção de 
ATP. 
O Acetil-CoA produzido na beta-oxidação normalmente vai ser usado no ciclo do ácido cíclico, 
mas em situações que vão além da demanda de energia da célula que produziu esse Acetil-CoA 
ela pode ou inibir a beta-oxidação ou usar esse Acetil-CoA na produção de moléculas que são 
chamadas de corpos cetônicos (acetoacetato; D- β-hidroxibutirato; acetona), então o fígado 
consegue fazer isso, ele consegue oxidar mais ácidos graxos do que a demanda da própria célula 
hepática e transformar esse excedente de Acetil-CoA em corpos cetônicos que são lançados 
para fora da célula (e la fora eles serão consumidos), isso acontece em situação de falta de 
glicose em circulação. Logo, ocorrerá uma falta de oxaloacetato. 
Isso acontece em algumas situações que aparentemente podem ser bem diferente, poderiam 
ser consideradas situações opostas. Um exemplo clássico disso é diabetes e desnutrição, são 
duas situações que acontecem a produção de corpos cetônicos que parecem situações opostas 
mas elas tem alguns pontos em comum. O que é desnutrição? Desnutrição é uma situação de 
falta de ingestão de alimentos adequados, na maioria das situações de desnutrição terá uma 
falta de digestão de carboidratos por um período prolongado que levará o animal em uma 
situação de hipoglicemia (baixa concentração de glicose no sangue). E a diabetes? Diabetes é 
uma situação que existe uma falha na sinalização da concentração de glicose circulante. Então 
normalmente quando aumenta a concentração de glicose circulante o pâncreas detecta que 
existe esse aumento de glicose circulante e libera um hormônio chamado insulina, e essa 
insulina cai na circulação e é captada por receptores em quase todos os tecidos no corpo e 
essas células que tem o receptor que capta a insulina tem uma resposta a essa ligação, então 
tem uma sinalização que aumentou a concentração de glicose, então em consequência disso a 
maioria dos tecidos vão passar a usar a glicose como fonte predominante de energia e alguns 
tecidos vão captar essa glicose evão fazer reserva, normalizando a concentração de glicose 
circulante visto que aumenta a retirada dessa glicose da circulação. Na diabetes essa sinalização 
falha, então se falha a sinalização os tecidos não tem como saber se tem uma concentração 
aumentada na circulação, então eles trabalham como se não tivesse aumento de glicose, em 
alguns casos trabalham até como se a glicose fosse baixa. Então isso vai ser uma situação que 
vai ter uma consequência parecida com a desnutrição, e como que faz essa sinalização? Terá 
vários mecanismo, vários tipos de diabetes, várias formas de manifestação dessa doença. Por 
exemplo: você pode ter a ausência de produção de insulina, problema genético em que o 
animal não produz insulina (então se não produz insulina não tem o sinalizador, já que o 
hormônio que sinaliza não é produzido) ou então a insulina pode ser produzida só que o animal 
pode ter uma doença autoimune e produz anticorpos anti-insulina e a insulina forma complexos 
imunes e não chega ao receptor, mas também o problema pode ser também com os receptores 
que tem alterações em sua estrutura e não se liga adequadamente a insulina. 
Portanto, existe uma resposta metabólica entre diabetes e desnutrição, as duas situações levam 
a produção de corpos cetônicos. Tanto a desnutrição que leva a produção de corpos cetônicos 
porque não tem glicose circulante em quantidade suficiente ai as células do fígado vão usar o 
Acetil-CoA da beta oxidação na produção dos corpos cetônicos e serão mandados na circulação 
para serem usados como fonte de energia. E na diabetes tem bastante glicose circulante, mas 
células do fígado não detectam a presença da glicose circulante, logo, se a presença da glicose 
não foi detectada ela se comporta como se não tivesse, então ela continua fazendo beta 
oxidação, continua fazendo corpos cetônicos e continua lançando isso na circulação. 
Nessa situação ocorrerá uma depleção do CAC (uma retirada de intermediários) 
Como é o mecanismo de produção e de uso desses corpos cetônicos? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A partir de duas moléculas de Acetil-CoA a 
tiolase (enzima) ela catalisa a produção de 
acetoacetil-CoA (união dos dois grupos Acetil-
CoA) com a liberação de uma das CoA. Esse 
acetoacetil-CoA vai ser convertido em HMG-CoA 
com o uso de um terceiro Acetil-CoA (só que ele 
não ficará incorporado, ele se liga para permitir 
uma mudança estrutural e na reação seguinte 
ele é liberado). A partir disso será formado o 
acetoacetato (esse acetoacetato não tem CoA), 
agora esse acetoacetato será transformado em 
acetona ou D-β-hidroxibutirato. 
Quando a acetona ou D-β-hidroxibutirato são 
captados por outros tecidos fora do fígado o D-
β-hidroxibutirato volta a ser acetoacetato e o 
acetoacetato pode ser transformado em 
acetoacetil-CoA usando um succinil-CoA que 
libera uma coenzima que fica ligado ao 
acetoacetato e se torna acetoacetil-CoA, esse 
acetoacetil-CoA vai se transformar em duas 
moléculas de Acetil-CoA que podem ser oxidadas 
no ciclo do ácido cítrico. Então essa forma 
permite que a beta oxidação (oxidação dos 
ácidos graxos) que acontece no fígado funcione 
como fonte de energia para outros tecidos, 
mesmo que em tecidos que não conseguem 
oxidar ácidos graxos como é o caso dos 
neurônios. 
 
Tópico 06: Catabolismo de aminoácidos 
Resumo: Então nós já vimos carboidratos e junto com carboidratos o eixo central das vias 
catabólicas no metabolismo aeróbio que seria a formação do Acetil-CoA no ciclo do ácido cítrico 
e a fosforilação oxidativa e depois desse eixo central foi comentado a outra fonte que seria os 
lipídeos e agora mais uma fonte de carbonos oxidáveis que seria os aminoácidos. 
 
Introdução: 
➔ Funções 
- Obtenção de energia (os aminoácidos também podem ser usados como fonte de 
energia) 
- Fonte de precursores para biossíntese (como substratos para vias anabólicas) 
- Degradação de proteínas celulares (eles são obtidos no mecanismo de degradação de 
proteínas, então será observado em células, matriz extracelular, uma reciclagem de 
proteínas, proteínas são sintetizadas e degradadas constantemente). 
- Variação entre organismos (entre animais até que não é tanto, mas se incluísse 
microrganismos e vegetais a variação será notável). 
 
➔ Fontes 
- Dieta 
❖ Proteínas e aminoácidos (as proteínas da alimentação irão passar por um 
processo de digestão e liberará os aminoácidos que irão ser usados) 
- Síntese (esses aminoácidos também podem ser sintetizados na própria célula animal, 
lembrando que não são todos, existe alguns aminoácidos que são chamados de 
essenciais e precisam obter isso pronto) 
- Reserva 
❖ Proteínas de reserva (essas proteínas podem ser proteínas do tecido 
conjuntivo, podem ser proteínas circulares, podem ser proteínas musculares, 
logo, tem alguns grupos de proteínas que podem ser mobilizadas em algumas 
situações e sendo degradadas tendo seus aminoácidos passando por vias 
catabólicas e seus produtos sendo usado como fonte de energia) 
❖ Hipoglicemia, situações extremas (exercício prolongado, desnutrição) 
Situação como a hipoglicemia que é a redução da quantidade de glicose 
circulante, ocorrerá a remoção dos aminoácidos desse ciclo de aproveitamento 
das proteínas e as cadeias carbônicas são usadas para a produção de glicose e 
em situação como exercício prolongado ou desnutrição os aminoácidos 
também podem ser usados) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Então no duodeno por estimulo da colecistoquinina iremos encontrar tripsinogênio, 
quimotripsinogênio, procarboxipeptidase, proelastase e aminopeptidase desses todos que 
foram citados, apenas a enteropeptidase e a aminopeptidase. 
A enteropeptidase vai transformar o tripsinogênio em tripsina que é a forma ativa. A tripsina 
catalisa a transformação de todos os precursores (quimotripsinogênio, procarboxipeptidase e 
proelastase) na sua forma ativa de (quimotripsina, carboxipeptidase e elastase). 
Depois de um pequeno intervalo de tempo teremos várias enzimas proteolíticas ativas no 
duodeno (intestino delgado) clivando ligações peptídicas. Mas para que tanto enzimas 
diferentes? Isso é importante pelo seguinte, essas enzimas ativas terão ação com 
especificidades diferentes, por exemplo: A tripsina vai clivar ligações peptídicas no carboxi 
terminal de aminoácidos básicos, a quimotripsina vai ter afinidade por aromáticos, 
carboxipeptidase vai fazer clivagem a partir do carboxi terminal de proteínas e peptídicos, a 
aminopeptidase a partir do amino terminal e a elastase tem uma afinidade por resíduos 
ácidos. Então poderá ter várias dessas enzimas agindo ao mesmo tempo em regiões diferentes 
de uma proteína no processo de degradação/separação de pequenos peptídeos e 
aminoácidos. 
 
 
 
Os aminoácidos ingeridos vão cair no estômago, vão 
estimular a secreção de gastrina que vai levar a produção 
de pepsinogênio e ácido clorídrico (HCL), esse 
pepsinogênio é um precursor de uma enzima chamada 
de pepsina, então, esse pepsinogênio em meio ácido 
perde uma ligação peptídica e libera uma região da sua 
proteína e essa região é ativa chamada ´´pepsina´´, 
atividade proteolítica ela consegue catalisar hidrolise de 
ligações peptídicas, e essa pepsina aumenta a hidrolise 
dessa região do pepsinogênio, produzindo mais pepsina 
ativa. Então nessa figura ao lado todas essas regiões que 
possuem o símbolo em azul significa que são enzimas 
com atividade proteolítica (são enzimas ativas na 
hidrolise de ligações peptídicas). 
Ok, no estomago começa a digestão das proteínas, essa 
pepsina é pouca especifica e vai quebrar ligações 
peptídicas de várias proteínas que estejam naquele bolo 
alimentar. Esse conteúdo depois de algumas no 
estomago é lançado no duodeno e esse conteúdo ácido 
do duodeno leva a produção de secretina que estimula a 
produção de bicarbonato das células da mucosa, 
aumentando o pH desse compartimento.Esses 
aminoácidos e peptídeos no duodeno leva a produção 
colecistoquinina que leva a produção de tripsinogênio 
(esse tripsinogênio também é um precursor de uma 
enzima proteolítica). Além disso, no duodeno vai se 
encontrar a produção também de enteropeptidase. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Digestão Dessa forma, teremos um processo de 
digestão que começa no estomago com a 
secreção ácida e a ação da pepsina, a 
passagem disso para o duodeno com a 
liberação de vários precursores enzimáticos 
e a ativação desses precursores já no 
intestino delgado e esse processo de 
digestão com várias proteases com 
especificidade diferentes que vão liberar 
principalmente aminoácidos e alguns 
pequenos peptídeos que vão ser absorvidos 
pela célula da mucosa intestinal e 
distribuído para a circulação. 
Cai na circulação portal passa primeiro pelo 
fígado e depois se distribui para o resto dos 
organismos. 
Introdução: 
➔ Ponto em comum 
• Separação entre o grupo amino e o esqueleto carbônico (o ponto em comum 
dos aminoácidos é que todos eles separam o grupo amino e o esqueleto 
carbônico) 
• Metabolismo do grupo amino e excreção de nitrogênio (no caso específico dos 
animais esse nitrogênio vai ser excretado, mas existe vegetais que aproveitam 
uma parte ou microrganismos que conseguem metabolizar) 
• Destinos dos esqueletos carbônicos (a gente vai ter 20 tipos de cadeias 
carbônicas diferentes, logo, teremos que vê os possíveis destinos dessas 
cadeias carbônicas) 
 
➔ Grupos amino 
• Usados com economia (esses grupos aminos, começando por eles que é uma 
etapa comum para todos os aminoácidos, eles serão usados como uma certa 
economia, visto que esse nitrogênio para os animais não é obtido com tanta 
facilidade, ele só é obtido pela alimentação e componente de proteínas ou de 
ácidos nucleicos da alimentação) 
• Reutilizados ou excretados (eles são frequentemente reutilizados e se tiverem 
em excesso serão excretados) 
• Amônia gerada em outros órgãos – transportada ao fígado na forma de grupos 
amino (quando esse grupo amino é liberado pelo aminoácido, se ele fosse 
simplesmente clivado o grupo amino seria liberado uma molécula de amônia, 
mas essa amônia seria extremamente tóxica para as funções celulares, visto 
que ela teria um pH muito alto e bastante reativa. Então essa amônia precisa 
ser transportada ou processada rapidamente para que não tenha 
consequências tóxicas) 
• Transferidos para intermediários comuns 
(dessa forma, a liberação do grupo amina em todos os outros tecidos é feito 
de forma que essa amônia não seja liberada, mas sim transferida para 
moléculas que vão funcionar como transportadores de amônia, que consigam 
carregar esse nitrogênio até a mitocôndria do hepatócito, onde essa amônia 
pode ser processada por um sistema enzimático que impede esse efeito 
toxico.) 
Remoção do grupo amino 
 
 
 
 
 
 
 
Essa remoção do grupo amino (essa 
transferência do grupo amino) vai ser catalisada 
por enzimas por uma parte chamada de 
aminotransferase ou transaminase, essas 
enzimas vão catalisar transferências de um 
grupo amino de um aminoácido para um alpha-
cetoglutarato, um alpha-cetoglutarato quando 
recebe o grupo amino se transforma em 
glutamato e o aminoácido quando perde o 
grupo amino se transforma em um alpha-
cetoácido, visto que não tem mais aquele 
nitrogênio. Esse glutamato então é um dos 
intermediários comuns desse mecanismo de 
transporte do grupo amino. 
➔ Característica 
• Intermediário comum (glutamato) 
• Várias transaminases 
❖ Grupo prostético comum (piridoxal-fosfato – vit. B6) 
 
➔ Características 
• Hepatócito 
• Mitocôndria 
• Regulação alostérica 
❖ ADP estimula 
❖ GTP inibe 
 
Transporte de amônia 
 
➔ Características 
• Glutamato não atravessa membranas 
• Amônia é tóxica 
• Glutamina atravessa membranas 
 
 
 
 
 
 
 
Mas esse glutamato só é útil para o transporte de nitrogênio do citosol dos hepatócitos para 
a matriz mitocondrial dos hepatócitos. Então dentro das células do fígado o glutamato 
funciona bem como um transportador, ele transporta esse nitrogênio de um aminoácido 
qualquer para uma matriz mitocondrial. 
Na matriz mitocondrial o glutamato 
volta a ser alpha-cetoglutarato e libera 
amônia e uma conservação de energia 
em forma de NADPH. 
Nos outros tecidos iremos ter a 
produção de glutamato na mesma 
forma e do glutamato ele vai ser 
transformado glutamina (recebendo 
mais um grupo amino que veio de 
algum outro aminoácido), então nos 
outros tecidos teremos dois 
mecanismos, um de transferência do 
aminoácido pro alpha-cetoglutarato 
formando glutamato e outro de 
remoção de um grupo amino de algum 
outro aminoácido imediatamente 
incorporação desse grupo amino ao 
glutamato formando glutamina, que 
tem dois nitrogênios. 
➔ Características 
Ocorre na mitocôndria hepática 
Glutamina também pode ser usada como fonte 
de grupo amino para vias de síntese 
Essa glutamina entra na mitocôndria do 
hepatócito, então ela entra no hepatócito e 
depois na mitocôndria do hepatócito e 
depois ela sofre a ação de uma enzima 
chamada glutaminase que libera amônio e 
glutamato (na mitocôndria do hepatócito é 
seguro liberar amônio). 
Transporte de amônia – alanina 
 
 
Excreção de Amônia Ciclo da Ureia 
 
E esse transporte pode ocorrer de outra forma também, 
especificamente no tecido muscular nós podemos ter um outro 
aminoácido chamado de alanina sendo usado como um transportador 
(em uma situação principalmente de exercício intenso). Então o que vai 
se observar na imagem, um musculo em exercício intenso faz muita 
glicose, principalmente se for numa situação que excede a capacidade 
aeróbica. Então ele faz glicose e produz muito piruvato, mais piruvato 
do que da para transformar em Acetil-CoA, uma parte desse piruvato 
vai passar por um processo de fermentação vai virar lactato, uma outra 
parte desse piruvato pode ser usada como cadeia carbônica para 
formação de alanina. Mas da onde vem o grupo amina? Ele vem da 
degradação de proteínas musculares, então proteínas musculares 
sendo degradadas liberam aminoácidos, esses aminoácidos transferem 
seu grupo amino para um alpha-cetoglutarato formando glutamato e 
esse glutamato transfere o grupo amino para um piruvato formando 
alanina e devolvendo alpha-cetoglutarato para o ciclo do ácido cítrico. 
Então essas proteínas musculares podem liberar aminoácidos cuja a 
cadeia carbônica pode ser usada como fonte de energia, o grupo amino 
vai para um glutamato o glutamato vai para alanina e a cadeia 
carbônica continua no musculo podendo fazer parte dos mecanismos 
de geração de ATP. Essa alanina contendo a cadeia carbônica de 
piruvato e o grupo amino do glutamato vai ser lançada na circulação, 
na circulação ela vai ser captada pelo fígado e no fígado ela transfere 
seu grupo amino por um alpha-cetoglutarato e forma o glutamato e 
esse glutamato vai para a mitocôndria e libera amônio nesse caso da 
imagem para a produção de ureia. E o piruvato que sobrou com a 
cadeia carbônica da alanina vai ser usado no fígado para produção da 
glicose, que vai ser lançada na circulação e aproveitada pelo musculo 
formando então um círculo, entre alanina e piruvato. 
Então lembrando que os aminoácidos que podem ser 
aproveitados em outras proteínas vão ser aproveitados até 
antes de entrar na mitocôndria, logo, esse glutamato por 
exemplo que estava no citosol do hepatócito pode ser 
aproveitado como fonte de grupo amino para síntese de 
outros aminoácidos, mas se a via de síntese estiver inibida 
e a via católica (via de degradação estiver estimulada) 
então esse grupo amino vai ser transportado para dentro 
da mitocôndria e ser preparado para excreção e varia de 
espécie. Por exemplo: em peixes tem liberação de amônio 
(peixes tem essa vida em ambiente aquático permite a 
liberação, a solubilização fácil desse amônio semocorrer 
efeitos tóxicos nesses animais), em aves e repteis terá a 
liberação de ácido úrico (que carrega vários nitrogênios 
apesar de demandar pouca água, logo, em animais que 
tem restrições de água esse é um mecanismo interessante 
de excreção de nitrogênio), já em diversos vertebrados 
terrestres a gente vai ter a produção de ureia (logo 
veremos como essa ureia vai ser liberada), em plantas a 
maior parte do grupo amino vais ser reciclado e em 
microrganismos você terá a liberação do meio ou o 
reaproveitamento. 
Ciclo da Ureia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esse carbomoil fosfato vai participar de uma via cíclica chamada de ciclo da ureia, logo, ele é 
ponto de entrada dessa via, ele vai se ligar a uma molécula de ornitina que é um aminoácido 
formando citrulina, depois essa citrulina vai ser transformada em argininosuccinato (usando pra 
isso um aspartado) que libera uma parte grande da cadeia carbônica do radical dele na forma 
de fumarato e sobra arginina que é um aminoácido encontrado em proteínas. Essa arginina vai 
liberar ureia e o restante da cadeia é uma ornitina (voltando então ao primeiro intermediário 
que foi visto, caracterizando uma via cíclica). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Temos na figura que mostra um esquema 
geral desse ciclo da ureia (uma via que 
leva a produção de ureia). 
A questão crítica da mitocôndria do 
hepatócito é a enzima carbomoyl-fosfato-
sintetase I essa enzima sintetiza esse 
composto chamado carbomoyl fosfato 
usando como substratos amônio, 
bicarbonato e ATP, então ela vai produzir 
o carbomyl fosfato contendo o nitrogênio 
desse amônio o carbono do bicarbonato e 
o fosfato do ATP, então ela usa 2 ATP e 
gera 2 ADP, um fosfato inorgânico. 
Essa enzima só existe na matriz 
mitocondrial do hepatócito, então por isso 
tem todos esses mecanismos de 
transporte de nitrogênio para essa 
mitocôndria do hepatócito. 
Então começando pela produção de carbomoil 
fosfato. 
A gente terá essa enzima carbomoil fosfato 
sintetase I usando amônio, acido carbônico e ATP 
para produzir o Carbomoil fosfato, esse carbomoil 
fosfato se liga ao radical dessa ornitina 
(aminoácido) e na hora dessa ligação o fosfato é 
liberado e forma a Citrulina (que também é um 
aminoácido), essa citrulina se liga a um aspartato e 
com gasto de energia (2 atp) forma o 
argininosuccinato. 
Vale ressaltar, que todos os nitrogênios que estão 
no argininosuccinato vieram do glutamato ou da 
glutamina. 
Esse argininosucctinato vai perder o componente 
que está marcado de vermelho na forma de 
fumarato e o que sobra é uma arginina. 
A enzima arginase libera o finalzinho da cadeia 
carbônica da arginina na forma de ureia (que tem 
aqueles dois nitrogênios e um carbono) e ornitina, 
concluindo então a via cíclica. 
Então... a gente viu que existe alguma correlação desses componentes nos metabolismos de 
aminoácidos com o ciclo do ácido cítrico, como exemplo a historia do alpha-cetoglutarato e o 
fumarato. 
Então vamos dar uma olhadinha numa figura que mostra a correlação do ciclo da ureia e do 
ciclo de Krebs. 
➔ Coordenação com o ciclo de Krebs 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
E como que é controlado esse ciclo da 
ureia? A gente vai ter um mecanismo de 
controle mais lento que depende de uma 
síntese de uma enzima chamada 
carbamoil-P-sintetase I que não é uma 
enzima do ciclo, mas é a enzima que 
produz o ponto de entrada do ciclo, então 
ela pode limitar o ciclo por falta de 
substrato e também da síntese das 
próprias enzimas do ciclo. Esse mecanismo 
de regulação vai ser muito utilizado em 
situações prolongadas, quando fala de 
desnutrição ou uso excessivo de 
aminoácidos/proteínas, se você tem 
situações que demanda muito o uso do 
ciclo da ureia, você vai induzir a síntese 
dessas enzimas. 
Mas e o animal que faz uma ingestão 
pontual e excessiva de proteínas? Ele 
precisa ter uma regulação rápida no ciclo 
da ureia, visto que as células do fígado dele 
vão ser expostas a uma grande quantidade 
de aminoácidos rapidamente. Assim existe 
uma regulação alostérica de carbamoil-P-
sintetase I que vai acelerar o processo de 
formação do carbamoil-P-sintetase I e uso 
do ciclo da ureia. 
 
 
 
x 
 
 
 
 
Como é que funciona o aproveitamento de 
energia aqui? Primeiro esse mecanismo não é 
prioritário em termos de fornecimento de 
energia, visto que é um mecanismo que tem 
um gasto alto, ele gasta 4 grupos fosfatos de 
alta energia tanto no ciclo da ureia quanto no 
preparo para ele, logo, tem esse gasto de ATP 
como preparo desse grupo amino para 
liberação. Sendo assim, vai dar um desvio de 
15% da energia da cadeia carbônica desses 
aminoácidos, então não é uma estratégia que 
aproveita bem essa energia. 
Como é que serão tratadas essas cadeias carbônicas? Vão 
ser tratadas praticamente em 20 vias catabólicas 
diferentes. Quais serão os produtos obtidos dessas cadeias 
carbônicas? Aminoácidos que produzem intermediários do 
ácido cítrico, ou que produzem intermediários da 
neoglicogenise ou da cetogenese (síntese de corpos 
cetonicos). Alguns vão levar a produção de acetil-CoA, ou a 
produção de alpha-cetoglutarato, ou succinil-CoA 
Tópico 07: Degradação de nucleotídeos 
 
Resumo: O que a gente viu até agora no contexto de vias catabólicas foi sendo o grupo de 
biomoléculas, logo vimos o eixo central do catabolismo com base nos carboidratos, depois 
lipídeos e depois proteínas e agora será finalizada a via catabólica dessas moléculas com os 
nucleotídeos. 
Para os carboidratos de lipídeos a gente chegou a ver mais em detalhes porque são os grupos 
de moléculas usadas com mais frequência como reserva de energia, logo, são as reservas mais 
abundantes nos animais. Já nas proteínas vimos que elas também são usadas em reserva de 
energia, mas quando se tem aquela questão de dificuldade da obtenção do nitrogênio, no gasto 
de energia para a excreção desse nitrogênio, elas são usadas pouco como meios frequentes, 
também tem aquela questão do reaproveitamento dos grupos aminos, agora nos nucleotídeos 
veremos uma situação que vai um pouco além disso, esses nucleotídeos vão ser degradados 
não a uma resposta de uma demanda de energia ou a falta de algum nutriente especifico, mas 
só em resposta ao excedente de nucleotídeos, então quando uma célula animal tem mais 
nucleotídeo que ela precisa que ela consegue usar esse excedente acaba sendo degradado, 
logo, essa via não vai responder a estímulos a demanda de energia ou a hipoglicemia, ela vai 
responder ao excesso. 
(No caso dos nucleotídeos iremos observar que o proveniente da alimentação é uma grande 
margem predominante e uma o outra situação que está na reservada pode se acrescentar a isso 
e o que é sintetizado não é degradado, visto que se a via de síntese está ativada a via de 
degradação estará inibida) 
 
Introdução: 
➔ Ingeridos 
• Resistentes ao HCL gástrico 
(e no estômago também não tem nenhuma enzima que conseguem clivar essa 
molécula) 
• Digeridos por nucleases pancreáticas e fosfodiesterases 
(no duodeno é que começa o processo de digestão dessas moléculas, vão ser 
digeridas por nucleases e fosfodiesterases, que são secretadas no caso das 
nucleases pelo pâncreas e as fosfodiesterases pela mucosa) 
• Degradados por nucleotidases e fosfatases para liberação de nucleosídeos (que 
podem ser absorvidos). 
 
➔ Destino das bases nitrogenadas 
• Reutilização (maioria) 
❖ Vias de ´´salvamento´´ 
• Degradação e excreção 
❖ Ácido úrico 
❖ Ureia 
• Degradação a base nitrogenadas e ribose 
 
Então quando esses nucleosídeos são 
processados eles liberam as bases 
nitrogenadas, e essas bases nitrogenadas 
podem ou seguir esses processos de 
degradação e vão ter seus nitrogênios 
excretados como ácido úrico ou ureia, ou 
então elas podem ser reutilizadas, da mesma 
forma como os aminoácidos a via de 
preferencial é a de reaproveitamento.