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25/05/2025 1 Introdução Metabolismo Bioenergética Prof. Dr. Erik Saenz PROTEÍNAS 2025 BIOENERGÉTICA Bioenergética descreve como os organismos vivos capturam, transformam e usam energia Bioenergética é o estudo da energia nos sistemas vivos Todos os organismos vivos derivam sua energia direta ou indiretamente da energia radiante da luz solar Os organismos vivos são interdependentes, trocando energia e matéria através do meio ambiente TERMODINÂMICA A energia move a vida!!! ENERGIA: Capacidade de gerar trabalho 25/05/2025 2 Os organismos dependem do meio para obtenção de energia, utilizando-a para sua própria manutenção e renovação celular Metabolismo: conjunto de reações químicas na células. Para que as reações químicas aconteçam, torna-se necessária a obtenção de energia. Metabolismo Funções do Metabolismo • Obter energia química do sol ou de nutrientes; • Converter moléculas dos nutrientes e da célula em precursores de macromoléculas; • Polimerizar precursores em macromoléculas; • Sintetizar e degradar biomoléculas de acordo com necessidade celular. Catabolismo Consiste em vias de degradação ou do metabolismo onde substâncias orgânicas ou nutrientes (carboidratos, lipídios e proteínas) são degradados em moléculas menores, mais simples: CO2, NH3, H2O. Há liberação de energia conservada na forma de ATP. Uma parte dessa energia também pode ser conservada na forma de átomos de H ricos em energia, transportado por coenzimas (NAD+ ou FAD+). 25/05/2025 3 Anabolismo Fase construtiva do metabolismo. Moléculas precursoras (fundamentais) formam moléculas maiores, como proteínas. Processo requer energia na forma de: - ATP: é quebrado em ADP + fosfato - H: fornecido pelo NADPH Divisão do Metabolismo Anabolismo É a fase biossintética e consumidora de energia do metabolismo. Vias anabólicas divergem para a síntese de muitas biomoléculas Catabolismo É a fase degradativa e liberadora de energia do metabolismo. Vias catabólicas convergem para poucos produtos finais 25/05/2025 4 Glicólise - oxidação da glicose para obter ATP; Gliconeogênese -síntese de glicose a partir de moléculas mais pequenas, para utilização no cérebro. -oxidação dos ácidos graxos - transformação de ácidos graxos em acetil-CoA, para utilização no ciclo de Krebs; Cetogênese -síntese de corpos cetonicos; Ciclo de Krebs - oxidação do acetil-CoA para obter energia; Fosforilação oxidativa - síntese de ATP a partir da energia liberada pelo transporte de elétrons na cadeia respiratória; Vias Metabólicas ATP – Moeda Energética das Células ATP é a molécula que as células usam para estocar, transferir e fornecer energia. A energia do ATP é usada como combustível pra reações de armazenamento (anabólicas). Também requerida para: crescimento, reparo e reprodução. ATP = Adenosine TriphosPhate (Adenosina Trifosfato ou Trifosfato de Adenosina) Adenosine (mesma molécula do DNA e do RNA) + Três fosfatos inorgânicos (grupamento PO4) Adenina (BN) Três fosfatos Ribose, (um açúcar de 5 carbonos) 25/05/2025 5 Carreadores de Elétrons São importantes pois recebem elétrons, importantes nas reações de oxido-redução, na cadeia transportadora de elétrons. NAD/NADH e FAD/FADH Reações químicas que transferem elétrons de um átomo para outro. Oxidação= perda de um elétron Redução = ganho de um elétron 1ºestágio: GLICÓLISE - monômeros energéticos (glicose, ácidos graxos e alguns aminoácidos) → Lactato → Grupo Acetil da Acetil-CoA 2ºestágio: CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO OU CICLO DE KREBS oxidação dos grupos acetil ENERGIA liberada é conservada nos transportadores de elétrons reduzidos →NADH e FADH2 3ºestágio: FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Oxidação das coenzimas reduzidas; Transferência de e para o O2→Cadeia transportadora de elétrons → Conservação de energia→ ATP 1ºestágio: GLICÓLISE - monômeros energéticos (glicose, ácidos graxos e alguns aminoácidos) → Lactato → Grupo Acetil da Acetil-CoA 2ºestágio: CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO OU CICLO DE KREBS oxidação dos grupos acetil ENERGIA liberada é conservada nos transportadores de elétrons reduzidos →NADH e FADH2 3ºestágio: FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Oxidação das coenzimas reduzidas; Transferência de e para o O2→Cadeia transportadora de elétrons → Conservação de energia→ ATP RESPIRAÇÃO CELULAR 25/05/2025 6 Metabolismo de Carboidratos Boca → ação mecânica (mastigação: fracionamento do alimento ) + ação química e mistura com a saliva (amilase salivar: quebra do amido em maltoses e dextrinas) Intestino: ação da amilase pancreática e absorção de monossacarídeos (glicose, frutose e galactose). Via Glicolítica / Glicolise: • A glicólise (do grego: glykýs = açúcar e lýsis = quebra). • é um processo que pode ser definido como uma via metabólica na qual uma molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de ácido pirúvico (piruvato). • Ela ocorre no citoplasma da célula de qualquer ser vivo. • Única fonte de energia para as hemácias e a curto prazo para o cérebro. 25/05/2025 7 1 Glicose 1 Glicose Catabolismo 2 Piruvato2 Piruvato Glicólise Glicólise / Via Glicolítica Envolve 10 reações enzimáticas. Ocorre no citoplasma. Formação de 11 metabólitos. Dividida em 2 Fases Fase 1 - Fase preparatória: - Aprisionamento e desestabilização da glicose. - Investimento de 2 moléculas de ATP. Fase 2 – Fase de Pagamento: - Produção de 4 moléculas de ATP e 2 moléculas de NADH. 1. Aprisionamento de Glicose →Fosforilação da Glicose 2. Isomerização da Glicose-6-fosfato →Frutose-6-fosfato 3. Fosforilação da Frutose-1,6-Bisfosfato 4. Quebra: 1 carboidrato 6C → 2 carboidratos 3C 5. Isomerização: Reaproveitamento → DAHP em GAP 1. Aprisionamento de Glicose →Fosforilação da Glicose 2. Isomerização da Glicose-6-fosfato →Frutose-6-fosfato 3. Fosforilação da Frutose-1,6-Bisfosfato 4. Quebra: 1 carboidrato 6C → 2 carboidratos 3C 5. Isomerização: Reaproveitamento → DAHP em GAP 6. Oxidação da GAP em 1,3-Bisfosfoglicerato(1,3-BPG) 7. Síntese do 3-fosfoglicerato → produção de ATP 8. Troca do grupo fosfato do carbono 3 para o carbono 2 9. Desidratação do 2-fosfoglicerato 10. Formação do piruvato, com produção de ATP 6. Oxidação da GAP em 1,3-Bisfosfoglicerato(1,3-BPG) 7. Síntese do 3-fosfoglicerato → produção de ATP 8. Troca do grupo fosfato do carbono 3 para o carbono 2 9. Desidratação do 2-fosfoglicerato 10. Formação do piruvato, com produção de ATP FASE 1: INVESTIMENTOFASE 1: INVESTIMENTO FASE 2: PAGAMENTOFASE 2: PAGAMENTO 25/05/2025 8 Até aqui, só investimento de energia....2 ATP FOSFOFRUTOCINASE – 1 HEXOCINASE (músculo) GLICOCINASE (fígado) Primeira reação Enzimas: HEXOQUINASE/HEXOCINASE (no músculo) e GLICOCINASE (no fígado). A G-6P não se difunde pela Membrana plasmática. Não existem transportadores para G6P → Aprisionamento Celular O Grupo Pi aumenta a reatividade da Glicose. Gasto de ATP irreversível Aprisionamento de Glicose → Fosforilação da Glicose 25/05/2025 9 Terceira reação Enzima: FOSFOFRUTOQUINASE – 1 / FOSFOFRUTOCINASE – 1 Importante ponto de Regulação da Glicólise Controla a velocidade da Glicólise Irreversível em condições fisiológicas. Gasto de ATP Fosforilação da Frutose-1,6-Bisfosfato Frutose 6-fosfato Frutose-1,6-Bisfosfato Hora de acertar as contas... Fase de Pagamento! PIRUVATO CINASE 25/05/2025 10 Três reações da glicólise são virtualmente irreversíveis - Fosfofrutocinase 1 -Hexocinase e Glicocinase (isoenzimas muscular e hepática, respectivamente) - Piruvato cinase Pontos potenciais de controle: - Alostérica (milissegundos) - Modificação covalente (hormonal, em minutos) - Controle da expressão de proteínas (horas) Regulação diferencial para o Músculo e Fígado Regulação da Glicólise FERMENTAÇÃO A oxidação do NADH pelo piruvato gera o lactato caracteristicamente produzido por músculos em esforço intenso, permitindo que, pela regeneração do NAD+, a glicólise possa prosseguir, formando ATP. FORMAÇÃO DE 2 ATP GLICÓLISEANAEROBIA Processo utilizado por diversos microrganismos e por determinadas células e tecidos de mamíferos: hemácias, espermatozoides, medula renal, músculos esqueléticos etc. 25/05/2025 11 1ºestágio: GLICÓLISE - monômeros energéticos (glicose, ácidos graxos e alguns aminoácidos) → Lactato → Grupo Acetil da Acetil-CoA 2ºestágio: CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO OU CICLO DE KREBS oxidação dos grupos acetil ENERGIA liberada é conservada nos transportadores de elétrons reduzidos →NADH e FADH2 3ºestágio: FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Oxidação das coenzimas reduzidas; Transferência de e para o O2→Cadeia transportadora de elétrons → Conservação de energia→ ATP 1ºestágio: GLICÓLISE - monômeros energéticos (glicose, ácidos graxos e alguns aminoácidos) → Lactato → Grupo Acetil da Acetil-CoA 2ºestágio: CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO OU CICLO DE KREBS oxidação dos grupos acetil ENERGIA liberada é conservada nos transportadores de elétrons reduzidos →NADH e FADH2 3ºestágio: FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Oxidação das coenzimas reduzidas; Transferência de e para o O2→Cadeia transportadora de elétrons → Conservação de energia→ ATP RESPIRAÇÃO CELULAR 1Glicose (6C) 1Glicose (6C) 2Piruvato (3C)2Piruvato (3C) Glicólise 2Acetil-CoA2Acetil-CoA 4CO2 + 4H2O4CO2 + 4H2O 2Etanol + 2 CO22Etanol + 2 CO2 2Lactato2Lactato Ciclo de Krebs CO2 condições aeróbias hipóxia ou condições anaeróbiashipóxia ou condições anaeróbias Fermentação a etanol em leveduras. Fermentação a lactato na contração muscular vigorosa. Nos eritrócitos. Em alguns microorganismos. O2O2 O2 25/05/2025 12 ou Ciclo do Ácido Cítrico CICLO DE KREBS O piruvato formado no citoplasma se desloca para o interior das mitocôndrias por meio da piruvato translocase, proteína da membrana mitocondrial interna, que transporta o piruvato para a matriz mitocondrial para a formação do Acetil-Coa Eficácia da Reação: - Aumento da velocidade de reações, evitando escape de substrato. - Diminui o número de reações secundárias, com maior controle. Formação da Acetil CoA Descarboxilação: Piruvato → Acetil-Co Desidrogenação: Produção de NADH Enzima: COMPLEXO ENZIMÁTICO (E1 + E2 + E3) E1- Piruvato Desidrogenase E2- Diidrolipoil-transacetilase E3 - Dihidrolipoil-desidrogenase(E3) 25/05/2025 13 Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido Cítrico O ciclo de Krebs oxida a matéria orgânica, ou seja, retira elétrons e H+ dela (matéria orgânica), passando-os para o NAD e para o FAD → levarão os elétrons para a cadeia respiratória Matéria orgânica: carboidrato, aminoácidos, corpos cetônicos, ácidos graxos. Nesta etapa há produção de 2 ATPs a partir de 2 piruvatos. É com a energia desses elétrons que a cadeia respiratória produzirá seus ATPs. Lembrando: na glicólise → saldo de 2 ATPs 1: Citrato Sintase 2: Aconitase 3: Isocitrato desidrogenase 4: α-cetoglutarato desidrogenase 5: Succinil-CoASintetase 6: Succinato desidrogenase 7: Fumarase 8: Malato desidrogenase 1: Citrato Sintase 2: Aconitase 3: Isocitrato desidrogenase 4: α-cetoglutarato desidrogenase 5: Succinil-CoASintetase 6: Succinato desidrogenase 7: Fumarase 8: Malato desidrogenase Ciclo de Krebs 8 reações enzimáticas 25/05/2025 14 Balanço Final do Ciclo de Krebs Para cada molécula de PiruvatoPara cada molécula de Piruvato 4CO2 8 NADH 2 FADH2 2ATP 4CO2 8 NADH 2 FADH2 2ATP 6 CO2 10 NADH 2 FADH2 4 ATP 6 CO2 10 NADH 2 FADH2 4 ATP A partir de Glicose Ciclo de Krebs em outras vias... Via anabólica ou anfibólica → oxaloacetato para a gliconeogênese e esqueletos de carbono para síntese de aminoácidos. Catabolismo Anabolismo 25/05/2025 15 Representa o fim das rotas metabólicas de produção de energia em organismos aeróbicos. Acoplamento da oxidação de NADH e FADH2 e síntese de ATP. É o principal sítio de produção de ATP em organismos aeróbicos não fotossintetizantes. Envolve o consumo de O2 e formação de H2O. Baseada na teoria Quimiosmótica proposta por Peter Mitchel. Representa o fim das rotas metabólicas de produção de energia em organismos aeróbicos. Acoplamento da oxidação de NADH e FADH2 e síntese de ATP. É o principal sítio de produção de ATP em organismos aeróbicos não fotossintetizantes. Envolve o consumo de O2 e formação de H2O. Baseada na teoria Quimiosmótica proposta por Peter Mitchel. Nobel Prize Winner 1978 – Peter Mitchel Fosforilação Oxidativa É para onde irão os NADH, FADH e excedente de H+ produzidos nas etapas anteriores... Estrutura da Membrana Mitocondrial 25/05/2025 16 H+ que saiu será atraído para dentro devido carga negativa → volta para dentro levando o Pi com ele, ativando a ATP sintase. Além do Pi e H+ outros 3H+ vão retornar para o interior devido carga negativa. Quando H+ passam pela ATP sintase, esta literalmente gira e ao girar une 1 ADP ao Pi formando o ATP. H+ que saiu será atraído para dentro devido carga negativa → volta para dentro levando o Pi com ele, ativando a ATP sintase. Além do Pi e H+ outros 3H+ vão retornar para o interior devido carga negativa. Quando H+ passam pela ATP sintase, esta literalmente gira e ao girar une 1 ADP ao Pi formando o ATP. Contabilidade: Contabilidade: Para produzir 1 ATP são necessários 4H+. A cada NADH → 10H+→ 2,5 ATPs. Para produzir 1 ATP são necessários 4H+. A cada NADH → 10H+→ 2,5 ATPs. 25/05/2025 17 E quantos ATPs são produzidos a partir do FADH2? FADH2 entrega seu par de elétrons ao complexo II e volta a ser FAD. E quantos ATPs são produzidos a partir do FADH2? FADH2 entrega seu par de elétrons ao complexo II e volta a ser FAD. Da mesma forma, atração de elétrons por O2 até complexo IV. Por não passar pelo complexo I, saldo de H+ será menor: 6 ATPs. H+ que saiu será atraído para dentro devido carga negativa → volta para dentro levando o Pi com ele, ativando a ATP sintase. Além do Pi e H+ outros 3H+ vão retornar para o interior devido carga negativa. Da mesma forma, atração de elétrons por O2 até complexo IV. Por não passar pelo complexo I, saldo de H+ será menor: 6 ATPs. H+ que saiu será atraído para dentro devido carga negativa → volta para dentro levando o Pi com ele, ativando a ATP sintase. Além do Pi e H+ outros 3H+ vão retornar para o interior devido carga negativa. 25/05/2025 18 Para produzir 1 ATP são necessários 4H+. A cada FADH2 → 6H+→ 1,5 ATPs. Para produzir 1 ATP são necessários 4H+. A cada FADH2 → 6H+→ 1,5 ATPs. 25/05/2025 19 1. Explique o catabolismo. 2. Explique o anabolismo. 3. O que é ATP e qual é a sua função. 4. Qual é a função do NADH e FADH. 5. O que quer dizer que o metabolismo tem vias de Convergências e Divergências. 6. Como as vias metabólicas podem ser reguladas. 7. Qual molécula em comum do catabolismo de carboidratos, proteínas e lipídeos. 1) Oxalacetato e citrato são respectivamente a primeira e a última molécula da via. Qual a relação do número de carbonos dessas moléculas com as duas moléculas de CO2 liberadas ao longo do ciclo e com a entrada de um Acetil-CoA? 2)Quantos e quais são os equivalentes redutores produzidos pelo ciclo de Krebs? Qual o seu destino final? 3) Quais componentes do ciclo são comumente desviados para formar novas moléculas de glicose. 4) Porque se diz que o ciclo do ácido cítrico é anfibólico? 1. Quantos ATP são formadas na glicólise 2. Quantos NADH são formadas na glicólise 3. Quantos Piruvatos são formadas na glicólise 4. Qual a principal enzima do inicio da glicólise no fígado e no musculo. 5. Qual é a principal enzima da regulação da glicólise. 6. Como a relação de ATP com ADP pode regular a glicólise. QUESTÕES NORTEADORAS Glicogênese - Glicogenólise Gliconeogênese 2025 Professor: Dr. Erik Saenz 25/05/2025 20 Quando a glicose livre está em excesso, esta é convertida em glicogênio como forma de estoque Corresponde ao processo de síntese de glicogênio no fígado e músculos, no qual moléculas de glicose são adicionadas à cadeia do glicogênio. Este processo é ativado pela insulinaem resposta aos altos níveis de glicose sanguínea. GLICOGÊNESE O que é? Glicose Fosfoglico-mutase Glicogénio-sintase Glicogenina 25/05/2025 21 Glicogênese no Fígado A glicose sanguínea é a única ou principal fonte de energia : sistema nervoso, eritrócitos, testículos, medula renal e tecidos embriônicos.120g de glicose a cada dia - cérebro humano . Hexocinase Glicocinase A glicogenólise é a via que causa a degradação do glicogênio a fim de atender as necessidades metabólicas do organismo. O glicogênio é degradado por duas enzimas: a glicogênio-fosforilase e a enzima desramificadora. A primeira enzima quebra os resíduos glicosil, liberando glicose-1-fosfato. GLICOGENÓLISE O que é? 25/05/2025 22 É a síntese da glicose a partir de precursores não-glicídicos, ou seja, que não são carboidratos. Ocorre principalmente no fígado, mas pode ocorrer nos rins. GLICONEOGÊNESE O que é? Jejum Consumo inadequado de carboidratos. Quando ocorre? O controle da gliconeogênese é realizado pelo glucagon 25/05/2025 23 Glicerol → di-hidroxicetona-fosfato Aminoácidos glicogênicos → Piruvato e intermediários do ciclo de Krebs. Lactato → Piruvato. Como? GLICONEOGÊNESE Glicerol Convertido à Dihidroxiacetona-Fosfato (DHAP), que depois pode ser convertido a Gliceraldeído 3-fofato (GAP). Obs: ácidos graxos NÃO podem são precursores da glicose. 25/05/2025 24 GLICONEOGÊNESE Aminoácidos Glicogênicos Os aminoácidos glicogênicos → desaminados na mitocôndria. Após, dão origem a intermediários do Ciclo de Krebs, que serão convertidos a Oxaloacetato e depois para Fosfoenol-Piruvato . Lisina e Leucina são aminoácidos cetogênicos GLICONEOGÊNESE Lactato → Piruvato Produção de piruvato a partir de lactato, pela ação da lactato desidrogenase. 25/05/2025 25 Ciclo de Cori Hey, Muscle!!! Essa glicose é minha!!! Hey, Muscle!!! Essa glicose é minha!!! Glicose-6-fosfatase glicose-6-fosfato glicose GLICONEOGÊNESE Lactato → Piruvato 25/05/2025 26 1. Formação de Fosfoenol-Piruvato (PEP) a partir de PIRUVATO. GLICONEOGÊNESE ENZIMA → PIRUVATO CARBOXILASE (Enzima Mitocondrial) - Ativação Alostérica pela Acetil-CoA (sinaliza uso de ácidos graxos como combustível) PIRUVATO precisa entrar na mitocôndria - Alternativamente Piruvato deriva de Alanina. OXALOACETATO, quando não convertido à PEP, precisa sair da mitocôndria via MALATO Lançadeira de Malato!!!! GLICONEOGÊNESE 3. A formação de GLICOSE a partir de GLICOSE 6-FOSFATO Em muitos tecidos → Gliconeogênese é interrompida na GLICOSE 6-FOSFATO → ausência da G6-fosfatase Somente nos tecidos importantes para a homeostase de Glicose – Fígado, Rins e Intestino – existe a GLICOSE 6-FOSFATASE no Retículo Endoplasmático. Cérebro e músculo não a possuem → não liberam glicose → uso exclusivo 25/05/2025 27 INSULINA GLUCAGON/ADRENALINA E os hormônios? Inibe Ativa Metabolismo de Lipídeos: Oxidação - Síntese 2025 Professor: Dr. Erik Saenz 25/05/2025 28 Como os lipídeos são digeridos? LIPÍDEOS LIPASE LINGUAL (pouca ação) LIPASE GÁSTRICA (inibida pelo pH) LIPASE LINGUAL E GÁSTRICA→ apenas 10% da digestão dos triglicérides SAIS BILIARES LIPASE PANCREÁTICA, COLESTEROL-ESTERASE LIPASE INTESTINAL FOSFOLIPASES DUODENO BOCA ESTÔMAGO Emulsifica as gorduras, facilitando a ação enzimática (ação detergente). Absorção Localização: intestino (duodeno). Os lipídios, obtidos pela digestão, associam-se a ácidos/sais biliares e formam micelas mistas para atravessar a barreira de água próxima as microvilosidades dos enterócitos. Transporte facilitado por proteína ligadora de ácidos graxos – FABP. Ácidos graxos de cadeia menor que 14 C são transportados no sangue pela albumina. Ácidos graxos de cadeia maior que 14 C e monoacilgliceróis → absorvidos pelos enterócitos → formam triacilgliceróis (TAG) → incorporados aos QUILOMÍCRONS. 25/05/2025 29 Processo consiste em ir acrescentando carbonos (de 2 em 2C) ate formar AG chamado ácido palmitico (16C). Síntese começa com acetil CoA (2C) e termina com ácido palmítico (16C). Necessário de um complexo enzimático → Ácido Graxo Sintase → Conjunto de proteínas unidas covalentemente, em que vários domínios são responsáveis por funções diferentes. Ácido Graxo Sintase ou Sintase de Ácido Graxo Acetil CoA (citoplasma) NADPH Malonil CoA Acetil-CoA carboxilase (forma ativa) Ácido Graxo Sintase Do que precisa para formar ácidos graxos? Logo, a síntese de ácidos graxos começa com Acetil CoA Problema: a acetil CoA não consegue passar pela membrana interna da mitocôndria. Então quem sai da mitocôndria é o citrato. Citrato sairá da mitocôndria e participará das reações no citosol 25/05/2025 30 O oxalacetato será convertido em malato e depois, mediante a saída de um gás carbônico (descarboxilação) → piruvato. A conversão de malato em piruvato → produção de um NADPH → fornecerá H+ na síntese de ácido graxo. Síntese do Triacilglicerol Os triglicerídeos são produzidos no retículo endoplasmático das células por meio da ligação de três moléculas de ácido graxo a cada molécula de glicerol. Ambos os processos ocorrem principalmente no fígado e no tecido adiposo 25/05/2025 31 Síntese do Colesterol Todas as células são capazes de sintetizá-lo (70% fonte endógena; 30% dieta). Produzido predominantemente no fígado. Único precursor – Acetil-CoA. A síntese ocorre em 4 estágios (cada estágio possui muitas etapas). Ácidos graxos são os combustíveis no estado de jejum. A cetogênese ocorre no fígado durante a gliconeogênese. No hepatócito: - Acetil-CoA sofre conversão em “corpos cetônicos” solúveis para transporte para outros tecidos. Síntese de Corpos Cetônicos hidroxibutirato Acetoacetato Acetona 25/05/2025 32 -oxidação ou Ciclo de Lynen→ na mitocôndria. Ácidos graxos com 12C ou menos entram diretamente na mitocôndria. Ácidos graxos com mais de 14C precisam passar pelo ciclo da carnitina (3 reações) para entrar na mitocôndria. -oxidação ou Ciclo de Lynen Ácidos graxos que vão à mitocôndrias ligados à carnitina pela enzima acil-transferaseI (que está na membrana externa). A entrada de acil-CoA na mitocôndria é através da transportador acil- carnitina/carnitina. Já na matriz mitocôndria, o grupo acil é transferido para a CoA pela ação da acil- transferase II (que está na membrana interna). 25/05/2025 33 Na mitocôndria, o ácido graxo é oxidado em múltiplos ciclos à Acetil- CoA. A cada remoção de 2 carbonos, há redução de FAD e NAD+ à FADH2 e NADH. O Acetil-CoA é oxidado no ciclo de Krebs a CO2, gerando NADHe FADH2. NADH e do FADH2 doam elétrons na cadeia respiratória para gerar um gradiente de prótons que é convertido em ATP pela ATP sintase. Degradação de ácidos graxos na mitocôndria: β-oxidação Os ácidos graxos com número ímpar de carbono constituem uma fração minoritária dos ácidos graxos da dieta. A β-oxidação de um ácido graxo saturado com número ímpar de átomos de C segue as mesmas etapas de reações que os ácidos graxos com número par de átomos de C, até os três carbonos finais (propionil CoA). Oxidação dos ácidos graxos com número ímpar de pares de carbono O propionil CoA é metabolizado por uma rota de duas etapas: 1º - o propionil CoA é carboxilado, formando metilmalonil CoA. A enzima responsável – a propionil CoA carboxilase, 2º - os carbonos da metilmalonil CoA são rearranjados, formando succinil CoA, a qual entra no ciclo de Krebs. A enzima responsável é a metilmalonil CoA mutase, que requer vitamina B12. 25/05/2025 34 β-oxidação Ciclo de Krebs Soma ATP 8 Acetil-CoA 8 GTP 8 7 NADH 24 NADH 31 NADH 77,5 7 FADH2 8 FADH2 15 FADH2 22,5 TOTAL 108 CALCULAS a Produção de ATP na oxidação do ácido palmítico (16C) Como as proteínas são digeridas e absorvidas ? Enteropeptidase Aminopeptidase Dipeptidase Tripeptidase Metabolismo de Proteínas 25/05/2025 35 Como osaminoácidos são degradados e excretados? Os aminoácidos não são armazenados em grandes quantidades → manutenção em um pool constante → aa na dieta → resulta no aumento de sua degradação e excreção. No processo de degradação → nitrogênio (-NH2) é retirado e convertido em ureia para excreção → o restante da cadeia carbônica → utilizado para fins energéticos. Como os aminoácidos são degradados e excretados? Degradação do aminoácido ocorre em três etapas: - Transaminação; - Desaminação oxidativa; - Ciclo da ureia. A remoção do grupo amino é catalisada pelas enzimas aminotransferases (transaminases) 25/05/2025 36 Ciclo da Ureia Citrulina produzida migra da mitocôndria para o citosol. DESAMINAÇÃO OXIDATIVA A cadeia carbônica, na forma de cetoácido, pode ser utilizada pela célula, com finalidade de produzir energia de duas maneiras: A cadeia carbônica pode ser transformada em um produto intermediário do metabolismo dos carboidratos, que por gliconeogênese produz glicose ou glicogênio. A cadeia carbônica pode ser transformada em Acetil-coa e ser utilizada no ciclo de krebs, síntese de ácidos graxos ou colesterol, ou para formação de corpos cetônicos 25/05/2025 37 Destinos das cadeias carbônicas dos aa Glicose formar proteína Proteínas formar glicose Proteínas formar ácido graxo Glicose formar ácido graxo (LIPOGÊNESE) POSSÍVEL IMPOSSÍVEL Ácido graxo formar glicose (só forma Acetil-coA) Ácido graxo formar proteína (só forma Acetil-coA) 25/05/2025 38 ACABOU!