Glicólise, Ciclo de Krebs, CTE, Fosforilação Oxidativa e Corpos Cetônicos

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24/03/2014
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ASSOCIAÇÃO CARUARUENSE DE ENSINO SUPERIOR
Via Glicolítica, Ciclo de Krebs, CTE 
e Fosforilação Oxidativa
Prof. Tiago FS Araújo
Caruaru (PE) – Brasil
2014
• Processo de quebra da glicose para geração de ATP, o qual
acontece no citoplasma da célula.
Glicólise
1a ETAPA: FOSFORILAÇÃO DA GLICOSE
A glicose é fosforilada em glicose-6-fosfato, numa 
reação catalisada pela hexoquinase.
Hexoquinase
Glicólise
2a ETAPA: ISOMERIZAÇÃO DA GLICOSE
A glicose-6-fosfato é isomerizada em frutose-6-
fosfato, numa reação catalisada pela glicose-6-
fosfato isomerase.
Isomerase
Glicólise
3a ETAPA: FOSFORILAÇÃO DA FRUTOSE-6-FOSFATO
A frutose-6-fosfato é fosforilada em frutose-1,6-
fosfato, numa reação catalisada pela 
fosfofrutoquinase.
Fosfofrutoquinase
Glicólise
4a ETAPA: QUEBRA DA FRUTOSE-1,6-FOSFATO EM 
DUAS TRIOSES
A frutose-1,6-fosfato é quebrada em duas trioses: o 
fosfogliceraldeído e a fosfodihidroxiacetona, numa 
reação catalisada pela aldolase.
“Nesta fase a 
fosfodihidroxiacetona é 
convertida em 
fosfogliceraldeído”. 
Aldolase
Isomerase
3-fosfogliceraldeído
fosfodiidroxiacetona
Frutose,1,6-difosfafo
Glicólise
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5a ETAPA: OXIDAÇÃO DO FOSFOGLICERALDEÍDO
O 3-fosfogliceraldeído é oxidado em Ácido 1,3 
difosfoglicérico numa reação catalisada pela
desidrogenase.
“Nesta reação a desidrogenase utiliza como cofator o NAD+ 
(Niacina – Vitamina B3) e durante esta etapa a energia liberada 
pela oxidação é transferida para a formação de uma nova ligação 
fosfato, rica em energia”. 
3-fosfo-gliceraldeído Ácido 1,3-difosfoglicérico
Desidrogenase
Glicólise
6a ETAPA: HIDRÓLISE DO ÁCIDO DIFOSFOGLICÉRICO
O Ácido 1,3 difosfoglicérico é convertido em ácido 
3-fosfoglicérico
“Nesta etapa a energia liberada pela hidrólise é transferida para a 
síntese de ATP a partir de ADP e de fosfato inorgânico”. 
Ácido 1,3-difosfoglicérico Ácido 3-fosfoglicérico
Fosfoglicerol quinase
Glicólise
7a ETAPA: PRODUÇÃO DE ÁCIDO PIRÚVICO
O ácido 3-fosfoglicérico é convertido em ácido 
pirúvico.
Obs.: Como a fosfodihidroxiacetona foi convertida 
em fosfogliceraldeído na ETAPA 4, duas moléculas 
de ác. Pirúvico são geradas .
Ác. 3-fosfoglicérico Ác. 2-fosfoglicérico Ác. fosfoenolpirúvico Ác. pirúvico
Quinase
EnolaseMutase
Glicólise Balanço 
Energético da 
Glicólise
Glicose
Piruvato
- 2 ATP + 4 ATP
Saldo Final = 2 ATP
Glicose
2 Piruvato
Glicólise
Condições 
Aeróbicas
Condições 
Anaeróbicas
Condições 
Anaeróbicas
2 Lactatos
(fermentação em lactato 
por humanos e 
bactérias)
2 Etanóis
(fermentação em álcool por 
leveduras) 2 Acetil-CoA
Ciclo do Ácido Cítrico
Produção de ATP
Destino do Piruvato
� Hipoperfusão Aguda: baixa oferta de O2 para os
tecidos;
� Produto do Metabolismo Anaeróbico:
PIRUVATO→ LACTATO (Lactato Desidrogenase)
Lactato Desidrogenase
Fermentação em Lactato
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� Concentrações Normais: < 2 mmol/L, em repouso e até
5 mmol/L durante o exercício físico;
Formação de Lactato
Infarto Agudo do Miocárdio (IAM)
Lactato Desidrogenase
Hiperlactatemia
Cárie Dentária
Açúcar da Dieta
Proliferação das Bactérias
Placa Dentária / Favorece o Metabolismo Anaeróbio
Produção de Lactato / Promove o surgimento da cárie
Favorece o Crescimento Bacteriano
Metabolismo Anaeróbio
Leite Fermentado
Lactose = glicose + galactose
Lactobacilos
Produção de Lactato/ Ác. Lático
pH reduzido (Azedo)
Coagulação das proteínas / Formação do coalho
Fermentação Lática
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Destino alternativo do piruvato, onde as reações 
relacionadas à via glicolítica conduzem à 
produção de etanol.
Ác. Pirúvico Aldeído Acético Etanol
Descarboxilase Álcool-desidrogenase
Mg2+ e TPP
TPP = Pirofosfato de Tiamina (Forma Ativa da Vitamina B1)
NAD = Nicotinamida Adenina Dinucleotídio (Vitamina B3)
Fermentação em Álcool Ciclo do Ácido Cítrico
Para o ciclo iniciar primeiro temos a descarboxilação do 
piruvato para formar acetil coenzima A (Acetil-CoA).
Piruvato Desidrogenase
Ciclo de Krebs
� Reações finais de oxidação dos carboidratos e dos
lipídios (oxidação completa);
� Resultado Final: CO2 e Água;
� Reações Anfibólicas: Catabolismo ou Anabolismo;
� Conhecido como Ciclo de Krebs (Sir Hans Krebs –
Prêmio Nobel em 1953);
� Conhecido como Ciclo do Ácido Cítrico ou Ciclo dos
Ácidos Tricarboxílicos;
� O produto final da glicólise (2 piruvatos) são
convertidos em Acetil-CoA para entrar no ciclo.
Ciclo de Krebs
As reações do Ciclo de Krebs 
ocorrem na Matriz 
Mitocondrial
Há oito etapas no ciclo do 
ácido cítrico e cada uma 
delas é catalisada por uma 
enzima diferente.
Ciclo de Krebs
1
1. Citrato Sintase
2. Aconitase
3. Isocitrato
Desidrogenase
4. Alfa-
cetoglutarato-
desidrogenase
5. Succinil CoA
sintase
6. Succinato
desidrogenase
7. Fumarase
8. Malato
Desidrogenase
Ciclo de Krebs
2
1. Citrato Sintase
2. Aconitase
3. Isocitrato
Desidrogenase
4. Alfa-
cetoglutarato-
desidrogenase
5. Succinil CoA
sintase
6. Succinato
desidrogenase
7. Fumarase
8. Malato
Desidrogenase
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Ciclo de Krebs
3
1. Citrato Sintase
2. Aconitase
3. Isocitrato
Desidrogenase
4. Alfa-
cetoglutarato-
desidrogenase
5. Succinil CoA
sintase
6. Succinato
desidrogenase
7. Fumarase
8. Malato
Desidrogenase
Ciclo de Krebs
4
1. Citrato Sintase
2. Aconitase
3. Isocitrato
Desidrogenase
4. Alfa-
cetoglutarato-
desidrogenase
5. Succinil CoA
sintase
6. Succinato
desidrogenase
7. Fumarase
8. Malato
Desidrogenase
Ciclo de Krebs
5
1. Citrato Sintase
2. Aconitase
3. Isocitrato
Desidrogenase
4. Alfa-
cetoglutarato-
desidrogenase
5. Succinil CoA
sintase
6. Succinato
desidrogenase
7. Fumarase
8. Malato
Desidrogenase
Ciclo de Krebs
6
1. Citrato Sintase
2. Aconitase
3. Isocitrato
Desidrogenase
4. Alfa-
cetoglutarato-
desidrogenase
5. Succinil CoA
sintase
6. Succinato
desidrogenase
7. Fumarase
8. Malato
Desidrogenase
Ciclo de Krebs
7
1. Citrato Sintase
2. Aconitase
3. Isocitrato
Desidrogenase
4. Alfa-
cetoglutarato-
desidrogenase
5. Succinil CoA
sintase
6. Succinato
desidrogenase
7. Fumarase
8. Malato
Desidrogenase
Ciclo de Krebs
8
1. Citrato Sintase
2. Aconitase
3. Isocitrato
Desidrogenase
4. Alfa-
cetoglutarato-
desidrogenase
5. Succinil CoA
sintase
6. Succinato
desidrogenase
7. Fumarase
8. Malato
Desidrogenase
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� Reações que promovem a síntese de ATP a partir
da oxidação das coenzimas NADH e FADH2 pelo
Oxigênio;
� O NAD e o FAD recebem H+ durante a Glicólise, a
Oxidação de Ácidos Graxos e o Ciclo de Krebs;
� Para a síntese de ATP acontecer é necessário um
transporte de elétrons através da membrana
interna da mitocôndria que podem ativar a enzima
ATP sintase;
�As reações ocorrem na membrana interna da
mitocôndria;
CTE e Fosforilação Oxidativa
� O NADH do ciclo de Krebs doa 2 elétrons para o Complexo I;
� O segundo passo é a transferência destes elétrons para o próximo
complexo;
� Antes desta transferência de elétrons acontecer dois íons
hidrogênio são transportados para o Espaço Intermembranas.
CTE e Fosforilação Oxidativa
1a ETAPA:
(NADH) Complexo I
� Os elétrons serão transferidos do Complexo I para a Coenzima Q (Complexo II);
� Assim, mais dois hidrogênios são capturados da matriz mitocondrial;
� A Coenzima Q desliza através da membrana e transporta os hidrogênios para o
espaço intermembranas;
� A Coenzima Q também transfere os elétrons para um outro complexo
(Complexo III);
CTE e Fosforilação Oxidativa
2a ETAPA:
(NADH) Complexo II
� No Complexo III maisdois hidrogênios são transferidos através da membrana
para o espaço intermembranas;
� Nesta etapa, um átomo de Oxigênio captura os dois elétrons do complexo III e
se junta a dois hidrogênios para formação de uma molécula de água;
� Assim, podemos dizer que o Oxigênio é a molécula aceptora final de elétrons.
CTE e Fosforilação Oxidativa
3a ETAPA:
(NADH) Complexo III
� O FADH2 entra na cadeia transportadora de elétrons a partir da Coenzima Q;
� O FADH2 liga-se a Coenzima Q e dois elétrons são transportados pela cadeia,
junto com os elétrons a Coenzima Q transporta dois hidrogênios;
� A Coenzima Q desliza através da membrana e transporta os hidrogênios para o
espaço intermembranas;
� A Coenzima Q também transfere os elétrons para um outro complexo
(Complexo III);
CTE e Fosforilação Oxidativa
(FADH2)
2ª ETAPA:
Complexo II
� No Complexo III mais dois hidrogênios são transferidos através da membrana
para o espaço intermembranas;
� Nesta etapa, um átomo de Oxigênio captura os dois elétrons do complexo III e
se junta a dois hidrogênios para formação de uma molécula de água;
� Assim, podemos dizer que o Oxigênio é a molécula aceptora final de elétrons.
CTE e Fosforilação Oxidativa
(FADH2)
3ª ETAPA:
Complexo III
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� O NADH é responsável por transportar 2 elétrons para a CTE e 6 hidrogênios
para o espaço intermembrana;
� O FADH2 é responsável por transportar 2 elétrons para a CTE e 4 hidrogênios
para o espaço intermembrana;
� Após o Transporte de Elétrons na CTE o Oxigênio recebe esses dois elétrons do
Complexo III e se junta a dois Hidrogênios formando uma Molécula de Água;
� Assim, a função do NADH e FADH2 é transportar os elétrons para a CTE e
promover a saída de hidrogênio da matriz mitocondrial para o espaço
intermembranas.
� O aumento de hidrogênios no espaço intermembranas promove uma diferença
de potencial elétrico na mitocôndria que é responsável por ativar a ATP Sintase
na Fosforilação Oxidativa.
CTE e Fosforilação Oxidativa
RESUMO
Fosforilação Oxidativa
� A ATP Sintase é a enzima
responsável pela síntese
de ATP;
� ATP Sintase é ativada
com a volta de 2 H+ para
a matriz mitocondrial;
� A Enzima catalisa a
junção de ADP + Pi,
promovendo a síntese de
ATP;
� Nesta reação um O2
recebe duas moléculas de
H+ e forma uma molécula
de H2O;
Adenosina Trifosfato - ATP
A energia do ATP é proveniente das ligações entre os grupamentos fosfato.
Corpos Cetônicos
� São formados quando estamos em condições
de excesso de Acetil-CoA (Jejum Prolongado e
Diabetes);
� Nestas condições há a utilização de lipídios
como fonte energética;
� Ácidos Graxos geram grandes quantidades de
Acetil-CoA;
� No entanto, para o Acetil-CoA entrar no Ciclo
de Krebs é necessária a sua união ao
Oxaloacetato;
Corpos Cetônicos
� O oxaloacetato é sintetizado a partir da
Piruvato da via glicolítica;
� Em indivíduos que estão de jejum ou no caso
do diabético, não tem entrada de glicose nas
células, então não haverá produção de Piruvato
e consequentemente de Oxaloacetato;
� Quando a produção de Acetil-CoA for maior
que a Produção de Oxaloacetato o Acetil-Coa é
convertido em Corpos Cetônicos;
� Sede intensa;
� ↑↑↑ Micções;
� Fadiga e Cansaço;
� Respiração Rápida;
� Náusea e Vômitos;
� Confusão Mental;
� Hálito Cetônico.
Cetoacidose Diabética
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Corpos Cetônicos
1. Condensação de duas 
moléculas de Acetil-
CoA para a formação de 
Acetoacetil-CoA numa 
reação catalisada pela 
Tiolase;
Corpos Cetônicos
2. Outro Acetil-CoA é 
adicionado ao 
Acetoacetil-CoA para 
síntese de HMG-CoA, 
numa reação catalisada 
pela enzima HMG-CoA
Sintase;
Corpos Cetônicos
3. O HMG-CoA é 
convertido ao 
Acetoacetato, numa 
reação catalisada pela 
enzima HMG-CoA Liase;
Corpos Cetônicos
4. O Acetoacetato pode ser convertido ao Acetona 
(Acetoacetato Descarboxilase) ou convertido em D-β-
Hidroxibutirato (D-β-Hidroxibutirato Desidrogenase);