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Gabriel Dequigiovanni
gabriel.d@univel.br
gabriel.dequi@gmail.com
Bioquímica – Aula 11
Os seres vivos necessitam de energia para a realização dos processos celulares.
Transmissão do impulso nervoso, processo de contração muscular, transporte de
moléculas, replicação do DNA, divisão celular e síntese de macromoléculas.
Mas qual a fonte 
de energia?
Como obter 
energia?
Bioenergética
Bioenergética
Metabolismo
Uma série de reações químicas intrincadas que permitem obter, armazenar e utilizar
energia para realização das funções celulares
Metabolismo
Vias metabólicas
Vias metabólicas são séries de reações enzimáticas consecutivas, que produzem
produtos específicos. Seus reagentes, intermediários e produtos são denominados
metabólitos.
Via glicolítica (glicólise), β-oxidação, degradação de proteínas e oxidação dos aminoácidos,
via das pentoses, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. Esses processos são vias do
catabolismo que realizam, de modo geral, a “quebra” ou conversão de moléculas ricas em
energia (carboidratos, lipídios e proteínas) em moléculas menores, pobres em energia
(CO2, H2O e NH3), produzindo, ao final, energia ou compostos ricos em energia, para serem
utilizados nas vias anabólicas (síntese de macromoléculas).
Metabolismo
Uma vez que um organismo utiliza muitos metabólitos, ele apresenta muitas vias
metabólicas. O próximo slide mostra um mapa metabólico para um célula típica, com
muitas de suas vias interconectadas. Cada reação nesse mapa é catalisada por uma enzima
distinta, das quais há ~4.000 conhecidas.
Metabolismo
Metabolismo
Exercícios
Observe as afirmativas abaixo e marque aquela que melhor explica o que é metabolismo:
a) Toda reação química que garante a síntese de substâncias em nosso organismo.
b) Toda reação química que promove a degradação de substâncias em nosso organismo.
c) Conjunto de todas as reações químicas que ocorrem em nosso corpo.
d) Conjunto de todas as reações químicas que utilizam energia.
e) Conjunto de todas as reações químicas que produzem energia.
O metabolismo de síntese de biomoléculas é conhecido como:
a) Aerobismo
b) Anaerobismo
c) Anabolismo
d) Catabolismo
Exercícios
Observe as afirmativas abaixo e marque aquela que melhor explica o que é metabolismo:
a) Toda reação química que garante a síntese de substâncias em nosso organismo.
b) Toda reação química que promove a degradação de substâncias em nosso organismo.
c) Conjunto de todas as reações químicas que ocorrem em nosso corpo.
d) Conjunto de todas as reações químicas que utilizam energia.
e) Conjunto de todas as reações químicas que produzem energia.
O metabolismo de síntese de biomoléculas é conhecido como:
a) Aerobismo
b) Anaerobismo
c) Anabolismo
d) Catabolismo
As vias catabólicas também são denominadas vias convergentes. Uma vez que a quebra
dessas moléculas leva à produção de um intermediário comum que é a molécula de
acetilcoenzima A (acetil-CoA).
Catabolismo
A partir da quebra de uma molécula de carboidrato (como o glicogênio) geram-se
monômeros (moléculas de glicose), sendo estes convertidos em duas moléculas de
piruvatos, por meio da glicólise, e em seguida estes produtos são convertidos em
moléculas de acetil-CoA.
Catabolismo
Os ácidos graxos (lipídios) são quebrados por meio da β-oxidação, resultando também em
moléculas de acetil-CoA.
Catabolismo
As proteínas serão quebradas em seus monômeros (aminoácidos), os quais poderão
entrar em diferentes reações do ciclo de Krebs, dependendo de sua estrutura de cadeia
carbônica. Todos esses processos consecutivos são realizados em diversas etapas, visando
ao melhor aproveitamento na obtenção de energia potencial das moléculas.
Catabolismo
ATP – a energia que move nossa vida
A energia liberada pela quebra de nutrientes geralmente não é utilizada imediatamente
pela célula e sim armazenada na forma de ATP, considerada como a moeda energética das
células.
ATP – a energia que move nossa vida
O termo ATP se refere ao nucleotídeo Adenosina Trifosfato que é utilizado muito
rapidamente pelas células. Uma única célula viva necessita de milhões de moléculas de
ATP, a cada segundo, para manter suas atividades. Estima-se que uma molécula de ATP é
usada cerca de um segundo após a sua síntese, já que ela não pode ser estocada pelos
seres vivos.
Os carboidratos possuem um monômero centralisador que é a glicose. Da glicose os
carboidratos podem ser estocados na forma de glicogênio nos animais, ou na forma de
amido ou sacarose nas plantas. Quando o corpo necessita de energia é acionada a via
glicolítica, onde a glicose é convertida a piruvato.
Metabolismo de carboidratos
Metabolismo de carboidratos
Metabolismo de carboidratos
Podemos dividir o processo de degradação completa da glicose e formação de energia (na
forma de ATP) em três etapas básicas: glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa.
Respiração celular
A glicólise, também chamada de via glicolítica, é desenvolvida no citoplasma da célula.
Uma vez terminada a via glicolítica com a formação de duas moléculas de piruvato, este é
transportado até a mitocôndria. Na matriz mitocondrial haverá a conversão do piruvato
em acetil-CoA e início do ciclo de Krebs. No ciclo de Krebs as coenzimas serão utilizadas
para o transporte de elétrons e, então, regeneradas na fosforilação oxidativa, processo
realizado na membrana interna da mitocôndria
Respiração celular
A glicólise é o catabolismo da glicose. Nela a molécula de 6 carbonos da glicose é
convertida em duas moléculas de 3 carbonos de piruvato, gerando energia na forma de
ATP e NADH durante o processo.
A glicólise pode ser dividida em duas etapas de 5 reações cada. A primeira etapa é
denominada de fase preparatória, e nesta etapa ATP é consumido para ativar a
molécula de glicose e convertê-la em gliceraldeído-3-fosfato. Na etapa seguinte,
denominada de fase de compensação ou pagamento, o gliceraldeído3-fosfato é
convertido em piruvato, e energia é armazenada na forma de ATP e NADH
Glicólise
NAD – Coenzima derivada da niacina (Vitamina B3) – Captura elétrons e hidrogênio (aceptor).
Glicólise
Assim, o saldo final da via glicolítica será de: 
duas moléculas de piruvato, 
duas moléculas de ATP,
duas moléculas H2O e 
duas moléculas de NADH + H+
Glicólise
Exercícios
A glicólise é um importante processo que ocorre no interior da célula em que uma 
molécula de glicose é quebrada
a) em uma molécula de ácido pirúvico.
b) em duas moléculas de ácido pirúvico.
c) em três moléculas de ácido pirúvico.
d) em uma molécula de ácido nucleico.
e) em duas moléculas de ácido nucleico.
Analisando as alternativas abaixo, marque aquela em que é indicado o local onde 
acontece o processo de glicólise.
a) na mitocôndria.
b) no cloroplasto.
c) no ribossomo.
d) no retículo endoplasmático.
e) no citosol.
Exercícios
A glicólise é um importante processo que ocorre no interior da célula em que uma 
molécula de glicose é quebrada
a) em uma molécula de ácido pirúvico.
b) em duas moléculas de ácido pirúvico.
c) em três moléculas de ácido pirúvico.
d) em uma molécula de ácido nucleico.
e) em duas moléculas de ácido nucleico.
Analisando as alternativas abaixo, marque aquela em que é indicado o local onde 
acontece o processo de glicólise.
a) na mitocôndria.
b) no cloroplasto.
c) no ribossomo.
d) no retículo endoplasmático.
e) no citosol.
Exercícios
A glicólise pode ser dividida em duas etapas, uma fase de investimento e uma fase de 
compensação. Na fase de investimento, utilizam-se __ ATP e, na fase de compensação, 
são produzidos ___ ATP. Analise as alternativas e marque aquela que completa, 
respectiva e adequadamente, os dois espaços acima.
a) 1 e 2.
b) 2 e 2.
c) 2 e 3.
d) 2 e 4.
e) 3 e 5.
Exercícios
A glicólise pode ser dividida em duas etapas, uma fase de investimento e uma fase de 
compensação. Na fase de investimento, utilizam-se __ ATP e, na fase de compensação, 
são produzidos ___ ATP. Analise as alternativas e marqueaquela que completa, 
respectiva e adequadamente, os dois espaços acima.
a) 1 e 2.
b) 2 e 2.
c) 2 e 3.
d) 2 e 4.
e) 3 e 5.
Via completa da degradação da glicose
Antes de entrar no....Ciclo de Krebs
O piruvato, formado ao final da via glicolítica, poderá seguir algumas rotas. No
caso do ciclo de Krebs, o piruvato será transportado para dentro da mitocôndria e
sofrerá o processo de descarboxilação, mediado por um conjunto de cinco
enzimas (complexo piruvato desidrogenase), gerando uma molécula de acetil-
CoA e CO2.
Antes de entrar no....Ciclo de Krebs
O piruvato, formado ao final da via glicolítica, poderá seguir algumas rotas. No
caso do ciclo de Krebs, o piruvato será transportado para dentro da mitocôndria e
sofrerá o processo de descarboxilação, mediado por um conjunto de cinco
enzimas (complexo piruvato desidrogenase), gerando uma molécula de acetil-
CoA e CO2.
Ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs, batizado assim pelos muitos estudos de Hans Krebs (1900-
1981) nesse assunto, também é chamado de ciclo do ácido cítrico ou ciclo do
ácido tricarboxílico. É uma série engenhosa de reações que oxida o grupo acetila
da acetil-CoA a duas moléculas de CO2, de forma a conservar a energia livre
liberada para a utilizac ̧ão na produc ̧ão de ATP.
Ciclo de Krebs
3NAD+ + FAD + GDP + Pi + acetil-CoA ----> 3NADH + FADH2 + GTP + CoA + 2CO2
Ciclo de Krebs – Cadeia Transportadora
NADH e FADH2 são produtos vitais do ciclo do ácido cítrico. Sua reoxidação pelo
O2, mediante a cadeia de transporte de elétrons e a fosforilação oxidativa,
completa a quebra do combustível metabólico de forma a impulsionar a síntese
de ATP.
Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa
As coenzimas NADH e FADH2 são regeneradas na cadeia transportadora de elétrons,
localizada na membrana interna da mitocôndria.
Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa
A membrana interna da mitocôndria possui um sistema de complexos proteicos
denominados complexos I, II, III e IV.
Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa
Transportam os elétrons até o complexo IV, onde o oxigênio será o aceptor final desses
elétrons, além de bombear os prótons na forma de H+ para o espaço intermembranas da
mitocôndria. “Teoria quimiosmótica de Mitchell”.
Fosforilação Oxidativa
Como a membrana interna é impermeável a prótons, estes só podem voltar à matriz por
meio de sítios específicos da membrana interna, constituídos pelo complexo sintetizador
de ATP (ATP sintetase).
Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa
Síntese de ATP causada pelo gradiente. Conforme os íons H+ fluem a favor
do gradiente para a matriz, eles passam por uma enzima chamada ATP
sintase, que aproveita o fluxo de prótons para sintetizar ATP.
Cadeia transportadora de elétrons e Fosforilação Oxidativa
Para cada NADH que se oxida, ou seja, para cada par de elétrons transformados pelos
complexos I, III e IV, há síntese de 2,5 ATPs, e para cada FADH2 (complexo II) formam-se
1,5 ATPs
Exercícios
1. O que você entende por metabolismo?
2. Defina anabolismo.
3. Defina catabolismo.
4. Qual a diferença entre anabolismo e catabolismo?
5. Cite dois exemplos de processos anabólicos e
catabólicos.
6. Discuta a seguinte afirmativa: “A única função dos
alimentos é fornecer energia”.
7. Qual a finalidade biológica dos processos
representados no mapa a direita?