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I REVISTA BUSILEIRA DE ENSINO 
ÍD£ B I O a U l m C A E a i O l O G I A M O L E C U L A R M a l h e i r o s , S . V . P N o . 0 1 / 2 0 0 6 D2 
Regulação do Metabolismo Celular 
A regulação d o m e t a b o l i s m o é f u n d a m e n t a l p a r a q u e u m o r g a n i s m o p o s s a 
r e s p o n d e r d e m o d o rápido e e f i c i e n t e a variações d a s condições a m b i e n t a i s , 
a l i m e n t a r e s o u a i n d a a condições a d v e r s a s c o m o t r a u m a s e p a t o l o g i a s . A regulação 
metabólica é f e i t a p e l a modulação d e e n z i m a s regulatórias d e p r o c e s s o s metabólicos 
c h a v e s , d e t a l m o d o q u e s e p o s s a a t i v a r o u i n i b i r reações químicas específicas p a r a 
c a d a situação r e s u l t a n d o e m r e s p o s t a s biológicas a d e q u a d a s [ 1 , 2 ] . P a r a g a r a n t i r a 
eficiência necessária, o o r g a n i s m o lança mão d e vários t i p o s d e regulação enzimática 
q u e p o d e m o c o r r e r s i m u l t a n e a m e n t e . E x i s t e m d o i s t i p o s p r i n c i p a i s d e regulação 
enzimática: u m a i n t r a c e l u l a r , c o m a n d a d a p e l a presença d e m o d u l a d o r e s alostéricos 
enzimáticos p o s i t i v o s o u n e g a t i v o s [ 1 - 4 ] , e u m a q u e v e m d e f o r a d a célula, sistémica, 
e q u e é f u n d a m e n t a l p a r a q u e h a j a m ações c o o r d e n a d a s e n t r e o s d i v e r s o s órgãos e 
t e c i d o s . E s t e último t i p o d e regulação, a e x t r a c e l u l a r , é d e f l a g r a d a p o r hormônios, e , 
r e l a c i o n a d a à variação d o p e r f i l d e fosforllação enzimática [ 1 , 2 , 5 , 6 ] . 
Regulação alostérica 
M u i t a s d a s e n z i m a s c e l u l a r e s são alostéricas, i s t o é, p o s s u e m u m sítio d e 
ligação alostérico, u m sítio regulatório n o q u a l s e l i g a m c o m p o s t o s químicos c h a m a d o s 
d e m o d u l a d o r e s alosíéricos. A ligação d o s m o d u l a d o r e s n o sítio alostérico a f e t a 
p r o f u n d a m e n t e a a t i v i d a d e enzimática, a q u a l p o d e s e r a u m e n t a d a o u diminuída. 
Q u a n d o a ligação d o m o d u l a d o r p r o m o v e a u m e n t o d a a t i v i d a d e enzimática e l e é 
c h a m a d o d e m o d u l a d o r alostérico p o s i t i v o , e q u a n d o a ligação d o m o d u l a d o r 
p r o m o v e r diminuição d a a t i v i d a d e enzimática e l e é c h a m a d o d e m o d u l a d o r alostérico 
n e g a t i v o [ 1 - 3 , 7 ] . 
A presença a d e q u a d a d e n u t r i e n t e s p a r a a célula r e s u l t a n a produção d e 
moléculas r i c a s e m e n e r g i a c o m o a d e a d e n o s i n a t r i f o s f a t o ( A T P ) e o u t r a s moléculas 
q u e serão m o d u l a d o r e s alostéricos p o s i t i v o s o u n e g a t i v o s , a t i v a n d o o u I n i b i n d o m u i t a s 
e n z i m a s regulatórias d e v i a s metabólicas i m p o r t a n t e s [ 8 - 1 1 ] . M a n t e r u m a relação 
A T P / A D P a l t a é u m d o s parâmetros m a i s f u n d a m e n t a i s p a r a a manutenção d a célula 
v i v a . E m condições n o r m a i s a razão A T P / A D P é c e r c a d e 1 0 / 1 e t o d a v e z q u e e s t a 
razão é a l t e r a d a o c o r r e m p r o f u n d a s alterações n o m e t a b o l i s m o c e l u l a r [ 9 - 1 1 ] . O A T P 
é g e r a d o p r i n c i p a l m e n t e p e l o m e t a b o l i s m o o x i d a t i v o d e a l i m e n t o s c o m o c a r b o i d r a t o s , 
lipídeos e proteínas. O intermediário c o m u m d e s s a s oxidações é o a c e t i l - C o A , o q u a l 
iniciará o c i c l o d o ácido cítrico l e v a n d o a o a u m e n t o d a produção d e c i t r a t o e 
r e s u l t a n d o n a formação d a s c o e n z i m a s r e d u z i d a s N A D H e FADH2, a s q u a i s alimentarão 
a c a d e i a respiratória e propiciarão a produção d e A T P v i a fosforllação o x i d a t i v a . 
P o r t a n t o , o i n c r e m e n t o d a s concentrações d e a c e t i l - C o A , c i t r a t o , N A D H o u FADH2 
também p o d e m s e r c o n s i d e r a d o s c o m o s i n a l i z a d o r e s d e a l t a e n e r g i a c e l u l a r , já q u e o s 
m e s m o s a l i m e n t a m a p r i n c i p a l v i a d e produção d e A T P , a fosforllação o x i d a t i v a 
[ 1 , 2 , 1 2 ] . P o r o u t r o i a d o , a diminuição o u ausência d e n u t r i e n t e s n a célula, r e s u l t a n a 
produção d e moléculas d e b a i x a e n e r g i a c o m o o ADP,- A M P e N A D * , o s q u a i s também 
são n d o d u l a d o r e s alostéricos d e várias e n z i m a s regulatórias [ 1 , 2 ] . O a u m e n t o d a s 
concentrações d e A M P i n t r a c e l u l a r e s além d e r e g u l a r a a t i v i d a d e d e inúmeras e n z i m a s 
p o r a l o s t e r i a irá a t i v a r e n z i m a s q u i n a s e s d e p e n d e n t e s d e A M P , r e s u l t a n d o e m u m a 
e n o r m e c a s c a t a d e reações c e l u l a r e s [ 8 , 9 , 1 1 ] . D e t a l m o d o , q u e o p e r f i l metabólico 
d a s células será p r o f u n d a m e n t e m o d i f i c a d o e m função d o nível d e e n e r g i a , o q u a l , e m 
última instância, d e p e n d e d o a p o r t e n u t r i c i o n a l [ 8 , 1 1 ] . 
P a r a i l u s t r a r a importância d a regulação alostérica o Q u a d r o 1 m o s t r a c o m o 
várias e n z i m a s d e v i a s metabólicas i m p o r t a n t e s p o d e m s e r a t i v a d a s o u i n i b i d a s e m 
função d a s p r i n c i p a i s moléculas s i n a l i z a d o r e s d e preseqça o u ausência d e e n e r g i a n a 
célula.