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WBA1112_v1.0 Bioquímica Metabolismo energético Glicólise Bloco 1 Oswaldo Kameyama Ciclo de energia Figura 1 – Ciclo de energia Fonte: elaborada pelo autor. Catabolismo (produção de energia). Anabolismo (utilização de energia). ATP NADH ATP + Pi NAD+ Requerimento de energia • Um homem de 70 kg, sedentário, requer certa de 10.000 kJ de energia. • A energia liberada pelo ATP é de 30,5 kJ/mol. • O indivíduo adulto acima requer 165 kg de ATP. • Em média, o corpo possui 50 g de ATP. • O ATP é formado e consumido cerca de 3.000 vezes a cada 24 horas. • Caso semelhante ocorre com as moléculas de NAD+ e FAD, necessitando ser regeneradas para continuação do metabolismo. Glicólise Figura 2 – Glicólise Glicólise Fonte: chromatos/ iStock.com. Metabolismo energético Conversão do piruvato em Acetil-CoA Clico de Krebs Bloco 2 Oswaldo Kameyama Oxidação do Piruvato a Acetil-CoA • A reação é catalisada por um conjunto de três enzimas: • Piruvato-desidrogenase. • Diidrolipoil-transacetilase. • Diidrolipoil-desidrogenase. • Ainda há a necessidade de cinco coenzimas. • Acetil-CoA pode ser formado a partir de outros compostos, além do piruvato: • O acetil-CoA pode ser formado a partir da degradação de ácidos graxos, provenientes dos triglicerídeos armazenados. • Aminoácidos provenientes da degradação de proteínas. • Corpos cetônicos. Oxidação do Piruvato a Acetil-CoA Fonte: elaborada pelo autor. Figura 3 – Reação esquemática e resumida da oxidação do piruvato em Acetil-CoA O O O – CH 3 O CH 3 S-CoA + CO 2 CoA-SH NAD+ TTP, Lipoamina, FAD NADH Ciclo de Krebs Figura 4 – Reações do ciclo de Krebs Fonte: chromatos/ iStock.com. Metabolismo energético Cadeia Respiratória. Processos Fermentativos. Bloco 3 Oswaldo Kameyama Cadeia respiratória de elétrons Figura 5 – Processo de transporte de elétrons do NADH ao longo dos citocromos na cadeia transportadora de elétrons até o aceptor final de elétrons Fonte: Kallayanee Naloka/ iStock.com. Respiração Fonte: VectorMine/ iStock.com. Figura 6 –Resumo do processo de respiração. Obtenção de energia na respiração Quadro 1 – Quantidade de energia e potencial energético gerados Etapa NADH FADH2 ATP Glicólise 2 - 2 Piruvato à Acetil-CoA 2 - Ciclo do Ácido Cítrico 6 2 2 (GTP) Total 10 2 4 Quantidades ATPs correspondentes NADH 10 30 FADH2 2 4 ATP e GTP 4 4 Total 38 Quadro 2 – Quantidade de ATPs produzidos para cada glicose utilizada Fonte: elaborado pelo autor. Fonte: elaborado pelo autor. Fermentação Fonte: Trinset/ iStock.com. Figura 7 – Obtenção de energia na ausência de oxigênio Teoria em Prática Bloco 4 Oswaldo Kameyama Simulação virtual • Utilizaremos um simulador virtual, que pode ser replicado facilmente em casa, para observar a teoria na prática. • Trata-se de um simulador gratuito e sem necessidade de inscrição: Virtual Lab: Yeast Fermentation Experiment, da Escola de Ciências da Vida da Universidade de Hong Kong. • Para acessar, faça uma busca com Virtual Lab:Yeast Fermentation Experiment, no sistema de busca do seu navegador. Dicas do(a) Professor(a) Bloco 5 Oswaldo Kameyama Prezado aluno, as indicações a seguir podem estar disponíveis em algum dos parceiros da nossa Biblioteca Virtual (faça o login através do seu AVA). Algumas indicações também podem estar disponíveis em sites acadêmicos como o Scielo, repositórios de instituições públicas, órgãos públicos, anais de eventos científicos ou periódicos científicos, acessíveis pela internet. Isso não significa que o protagonismo da sua jornada de autodesenvolvimento deva mudar de foco. Reconhecemos que você é a autoridade máxima da sua própria vida e deve, portanto, assumir uma postura autônoma nos estudos e na construção da sua carreira profissional. Por isso, te convidamos a explorar todas as possibilidades da nossa Biblioteca Virtual e além! Sucesso! Leitura Fundamental Indicação de leitura 1 Esta leitura proporcionará a fixação do conteúdo de metabolismo energético aeróbio e anaeróbio, assim como um aprimoramento do conhecimentos sobre os assuntos abordados até aqui. Referência: SILVA, G. S. Bioquímica Geral. São Paulo: Editora e Distribuidora Educacional S.A., 2019. • Unidade 3, seção 2 e 3. Indicação de leitura 2 Nesta revisão bibliográfica, você poderá observar o efeito da aeração em processos biotecnológicos. Referência: NASCIMENTO, J. Estudo do efeito da aeração do mosto nas características do processo cervejeiro. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Química), Escola de Engenharia de Lorena. São Paulo: Universidade Estadual de São Paulo, 2011. Dica do(a) Professor(a) Assista ao vídeo, no Youtube, Como fazer fermento natural, do canal Pão da Casa. Nos pontos, o apresentador fala: • Misture muito para aerar: lembre que deseja multiplicação celular, que necessita de grandes quantidades de energia, assim, o processo respiratório é desejável. • A aeração mostrada após cinco dias, é gás carbônico produzido pela fermentação, já que, após algum tempo, depois do início do processo e agitação, o oxigênio se esgota e o processo de fermentação ocorre. • O vidro de armazenamento não é fechado, isso permite a entrada de ar e, assim, pequenas quantidades de oxigênio. Referências BERG, J. M.; TYMOCZKO, J. L.; STRYER, L. Bioquímica. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2021. CAMPBELL, M. K.; FARREL, S. Bioquímica. 5. ed. São Paulo: Cengange Learning, 2011. NASCIMENTO, J. Estudo do efeito da aeração do mosto nas características do processo cervejeiro. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Química), Escola de Engenharia de Lorena. São Paulo: Universidade Estadual de São Paulo, 2011. Disponível em: https://sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2011/MEQ1 1006.pdf. Acesso em: 1 abril 2022. NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2019. Bons estudos!