ED-Glicolise-CKrebs-CTE

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Título da aula: GLICÓLISE – VIA UNIVERSAL DE PRODUÇÃO DE ENERGIA 
Código da aula: Data de realização: / /2012 
 
 A energia necessária para realização de trabalho deriva principalmente de glicose livre, diretamente obtida dos 
alimentos ou degradada a partir do glicogênio, que representa um polímero constituído por várias moléculas de 
glicose, unidas umas às outras através de ligações químicas específicas. A glicólise foi a primeira via metabólica a 
ser elucidada e é provável que, atualmente, seja a melhor entendida. Na glicólise uma molécula de glicose é 
degradada em uma série de reações catalisadas por enzimas para liberar duas moléculas com três átomos de 
carbono. Durante as reações seqüenciais da glicólise, parte da energia livre liberada é conservada na forma de 
ATP. 
 
 1 
 
 2 
ROTEIRO DE ESTUDO OBRIGATÓRIO 
 
01. Baseado no esquema da via glicolítica, responda as questões abaixo: 
a) Qual a finalidade biológica dos processos descritos no esquema? 
b) Qual o destino dos elementos químicos (esqueleto carbônico, oxigênio e hidrogênio) da molécula de glicose? 
c) Qual(is) o(s) composto(s) que aceita (m) os átomos de hidrogênio? 
02. Quais os passos irreversíveis observados no esquema? 
03. Quais as reações onde há fosforilação da molécula de glicose? Sugira alguma explicação para que isso ocorra. 
04. Quantos carbonos têm a molécula de glicose, frutose 1,6-difosfato e piruvato? 
05. Que hexose dá origem a trioses? Quais são elas? 
06. Quantas moléculas de piruvato se formam a partir de uma molécula de glicose? 
07. Indicar as reações onde há transferência de átomos de hidrogênio e quais os reagentes e produtos da reação. 
08. Sabendo-se que a quantidade de NAD
+
 celular é limitada (da ordem de 10 
-5
 M), estimar a quantidade de glicose que 
pode ser convertida a piruvato? 
09. Verificar no esquema os compostos que apresentam ligações do tipo: anidrido fosfórico, fosfoenol e éster fosfórico e 
indicar os compostos ricos em energia. 
 
 A classificação de uma da ligação química deve ser feita analisando os tipos de compostos: álcool, tio-álcool, 
acetona e ácido que seriam produzidos se esta ligação fosse hidrolisada. Verificar quadro 4.3, pg 55 do livro texto. 
 
10. Identificar no esquema as reações catalisadas pelas seguintes enzimas: 
a) quinase b) mutase c) isomerase d) aldolase e) desidrogenase 
11. Considerando o número de moléculas de ATP consumidas e formadas na via glicolítica, estabelecer o saldo final de 
ATPs para a célula. 
12. Qual a localização celular da via glicolítica? 
13. Citar os compostos que devem ser fornecidos à via glicolítica para iniciá-la e mantê-la em funcionamento. 
14. Qual a conseqüência para o funcionamento da via glicolítica quando: 
a) Há excesso de frutose 1,6-difosfato; 
b) Há excesso de glicose 6-fosfato? 
 
 
 
 
 
 
OBSERVAÇÕES 
a. A glicemia é mantida exclusivamente pelo glicogênio hepático até 8 horas após a última refeição. 
b. Os tecidos e células independentes de insulina são: cérebro, hemácias, rim e fígado. 
c. A insulina aumenta a permeabilidade celular a aminoácidos e estimula a síntese de proteínas. 
 
 
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Título da aula: DESTINOS DO PIRUVATO EM CONDIÇÕES AERÓBIA E ANAEROBIA 
Código da aula: Data de realização: / /2012 
 
 
EM CONDIÇÕES ANAERÓBIAS 
 
 
 Fermentação é o nome dado ao consumo de glicose em meio anaeróbico. Todas as fermentações têm em comum 
a regeneração de NAD
+
 para a via glicolítica e a excreção dos produtos finais como o lactato, etanol, ácido 
fórmico, ác. butírico, ác. Propriônico. 
 
DE PIRUVATO A LACTATO 
 
 O catabolismo anaeróbio da glicose, fermentação a ácido láctico, ocorre na maioria dos organismos, abrangendo 
dos microorganismos aos seres mais evoluídos. Os Dinossauros e outros animais pré-históricos de grande porte 
provavelmente dependiam da glicólise anaeróbica para obter a energia muscular necessária às suas atividades, as 
quais deveriam ser seguidas por longos períodos de recuperação durante os quais ficavam vulneráveis ao ataque 
de pequenos animais predadores, mais hábeis no emprego do oxigênio e mais adaptados à atividade muscular 
contínua e prolongada. 
 
 Crocodilos & Jacarés: modelos biológicos interessantes, pois apresentam porte relativamente grande e o sistema 
circulatório não consegue sustentar completamente o metabolismo aeróbio de seus músculos durante um período 
de atividade intensa. Estes animais, em geral, movem-se lentamente sob circunstâncias normais, e desenvolvem 
atividade muscular intensa apenas diante de emergências muito graves, isto porque tal tipo de atividade requer um 
período de recuperação muito longo para a reposição do débito de oxigênio. Desta forma, os jacarés que são 
normalmente lentos e sonolentos, em situações de caça e perigo são capazes de atacar com a rapidez de um raio 
e desferir perigosos golpes com suas caudas poderosas. 
 
 Baleias & Focas: mamíferos aquáticos que mergulham a grandes profundidades, também utilizam a glicólise 
anaeróbica para conseguir energia na forma de ATP. 
 
 Peixe Celacanto: peixe primitivo que explicita a importância da glicólise anaeróbica no mundo animal. Este é 
encontrado à profundidade superiores a 4.000 metros, apresentando metabolismo essencialmente anaeróbico em 
praticamente todos os seus tecidos. 
 
 Na Espécie Humana, durante períodos curtos de atividade muscular intensa (corrida de 100 metros em poucos 
segundos), nos quais o oxigênio não pode ser levado aos músculos de forma suficientemente rápida para oxidar o 
piruvato e produzir ATP, utiliza-se o glicogênio armazenado para produzir ATP através da glicólise anaeróbica, 
com a produção de lactato como produto final, que será metabolizado no fígado (veremos em gliconeogênese, 
Síntese de Glicose). 
 
DE PIRUVATO A ETANOL 
 
 Fermentação Alcoólica: o nome dado ao consumo de glicose a etanol. Muitas bactérias, fungos e leveduras 
podem fazer além da fermentação lática, a fermentação alcoólica, propiônica, fórmica, butírica, mista, etc. As 
fermentações são as bases da produção de queijos e iogurtes (fermentação láctica), cerveja, vinho e pão levedado 
(fermentação alcoólica). Curiosamente, alguns vertebrados marinhos não fermentam a glicose até lactato, quando 
precisam obter energia na forma de ATP, mas até etanol e CO2. 
 
 4 
 
 
ROTEIRO DE ESTUDO OBRIGATÓRIO: 
 
01. Observar a formação de lactato a partir de piruvato e indicar: 
a) Número de carbonos das moléculas de piruvato e lactato. 
b) As coenzimas necessárias. 
c) As vitaminas envolvidas. 
d) A sua localização celular. 
 
02. A um tubo de ensaio foi adicionado um mol de glicose e quantidade suficiente de: hexoquinase, aldolase, 
fosfoglicerato quinase, enolase, fosfoglicoisomerase, piruvato quinase, fosfoglicerato mutase, fosfofrutoquinase, 
gliceraldeido 3-fosfato desidrogenase, NADH + H
+
, ATP, ADP e Pi. De posse com o esquema da via glicolítica responda: 
a) O lactato será formado? 
b) Qual a quantidade máxima de mols desse composto (o último intermediário formado)? 
c) Qual o saldo de ATPs nesse ponto da via glicolítica? 
d) O que garante que as reações aconteçam em seqüência? 
e) Qual o produto e em que concentração será formada se adicionarmos 1mol de NAD
+
? 
f) Qual o produto e em que concentração será formada se adicionarmos lactato desidrogenase? 
g) Explique por que a adição de NAD
+
 faria o saldo de ATP positivo, no final da via glicolítica. 
 
 
EM CONDIÇÕES AERÓBIAS 
 
Em seres humanos a via de formação de etanol não está presente. 
 
 Os Vertebrados são organismos essencialmente aeróbios, que primeiro convertem a glicose em piruvato pela glicólise e 
então, utilizando o O2 molecular, oxidam completamente o piruvato até CO2 e H2O. Como resultado, os vertebrados são 
considerados esbanjadores, permitindo a estes animais nadar, voar e correr, entre outras funções. Com tudo, breves 
perseguições da presa pelo predador, defesa de território, lutas nupciais entre machos são eventos querequerem ATP 
sintetizado o mais rápido possível, sendo ativado então o catabolismo anaeróbio da glicose a lactato. 
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Tipo de Músculo 
Presença de 
Mioglobina 
Vascularização Metabolismo 
Estriado Esquelético - 
Vermelho 
+++ +++ Aeróbio 
Estriado Esquelético - 
Branco 
- - Anaeróbio 
 
 Pássaros migradores apresentam sistema circulatório capaz de transportar o oxigênio aos músculos de maneira 
suficientemente rápida, evitando o consumo anaeróbio do glicogênio muscular e permitindo a estes voarem grandes 
distâncias em alta velocidade, sem descanso e sem entrarem em débito de oxigênio. 
 
 A musculatura nos vertebrados apresenta adaptações surpreendentes para o metabolismo aeróbio e anaeróbio. Assim, a 
distribuição de músculos vermelhos e brancos é correlacionada com o tipo de atividade que a musculatura suporta. Em 
galinhas domésticas, as pernas são compostas por músculos vermelhos (a carne escura) com alta capacidade aeróbia, 
permitindo a estas andarem o dia todo. Entretanto, quando assustadas, conseguem voar por segundos, devido ao fato 
de os músculos de vôo (peito) serem brancos e anaeróbios. Um outro exemplo de especialização é o Atum, onde os 
músculos natatórios são vermelhos (carne escura) e os músculos do tronco são brancos (carne clara). 
 
 No Homem também se observa uma especialização da musculatura, sendo a glicólise anaeróbia um mecanismo para 
gerar ATP nos músculos esqueléticos brancos, na execução de movimentos rápidos durante uma emergência. Em 
adição, alguns tecidos só utilizam glicose como fonte de energia: cérebro (120g/dia) e eritrócitos (36g/dia). No cérebro a 
glicólise é aeróbia, enquanto nos eritrócitos ela é anaeróbia. 
 
 
ACETIL-Coenzima A 
 
 O Acetil-CoA representa um composto de alta energia, com G O’ de hidrólise da ligação tioéster igual a -31,5 
kJ/mol sendo, portanto, mais exorgônico do que a hidrólise do ATP. Por esta característica, o Acetil-CoA parece ter 
sido uma molécula selecionada pela evolução como elo entre o Catabolismo Anaeróbio de um mundo remoto ao 
Catabolismo Aeróbio nos organismos superiores, estando presente nas vias metabólicas centrais de todos os 
organismos. 
 
ESTRUTURA DA COENZIMA A 
N
N N
N
P
O
NH2
H
HHH
--O3PO OH
OH
CH2O
OO
O-O-
O
OP
O-
OCH2
CH3
CCC
H
H
N
CH2
C=O
NH
CH2
CH2
CH2
S
CH3
mercapto etilamina
Ácido pantotênico
Adenosina-3'-fosfato-5'-pirofosfato
H
 
ROTEIRO DE ESTUDO OBRIGATÓRIO: 
 
01. Escrever a reação de formação de oxaloacetato (OAA) a partir de piruvato (PIR) e indicar: 
a) o número de carbonos das moléculas de piruvato e oxaloacetato. 
b) todos os produtos da reação. 
c) a enzima que catalisa esta reação. 
d) a vitamina envolvida. 
e) sua localização celular. 
 
02. Na estrutura da Coenzima A, identifique: a vitamina, o nucleotídeo e o grupamento responsável pela ligação das 
unidades de dois carbonos (grupo acetil). 
03. Observar a reação de formação de acetil-CoA a partir de piruvato e indicar: 
a) o número de carbonos das moléculas de piruvato e acetil-CoA. 
b) todos os produtos da reação. 
c) as cinco coenzimas necessárias. 
d) se há perda de carbono, de que forma ele sai. 
e) sua localização celular. 
04. Descrever os inibidores do complexo piruvato desidrogenase. 
05. Explicar o papel desempenhado pelo acetil-CoA na atividade das enzimas piruvato desidrogenase e piruvato 
carboxilase, discutindo o mecanismo fisiológico desta regulação. 
06. Identificar o papel do oxaloacetato na atividade da piruvato carboxilase. 
 6 
 
Título da aula: CICLO DE KREBS 
Código da aula: Data de realização: / /2012 
 
 
ROTEIRO DE ESTUDO OBRIGATÓRIO 
 
 
01. Baseado no esquema do Ciclo de Krebs, indicar: 
a) Que compostos são oxidados? 
b) Que compostos estão sendo reduzidos? 
c) Os compostos ricos em energia. 
d) Reação enzimática onde ocorre fosforilação no nível do substrato. 
02. Numerar as funções do Ciclo de Krebs. 
03. O Ciclo de Krebs envolve diretamente consumo de O2? 
04. O ciclo em estudo tem nove reações, sendo que quatro são de óxido-redução. Estranhamente só uma molécula de 
GTP=ATP é produzida por Acetil-CoA consumido. Há sentido nessa afirmação? Justifique. 
05. Identificar o papel do Acetil-CoA na atividade da enzima: 
a) piruvato carboxilase. 
b) piruvato desidrogenase. 
06. Qual a conseqüência para o funcionamento do Ciclo de Krebs quando: 
c) A razão ATP/ADP está em alta? 
d) A razão entre NADH/NAD 
+
 está em alta? 
 
 
 
 
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Título da aula: CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS 
Código da aula: Data de realização: / /2012 
 
 
ROTEIRO DE ESTUDO OBRIGATÓRIO 
 
1. Listar os pares redox da cadeia de transporte de elétrons com seus respectivos potenciais de óxido-redução, 
indicando: a) os transportadores de elétrons; b) os transportadores de prótons e de elétrons. 
2. Analise o esquema abaixo e indique de que forma as reações de óxido-redução relacionam-se à produção de ATP. 
GLICÓLISE, OXIDAÇÃO DE ÁC. GRAXOS, 
PROTEÓLISE, CICLO DE KREBS 
CADEIA RESPIRATÓRIA E 
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 
 
glicose
ácido graxo
aminoácido
NAD+
FADH2
NADH H++
H2O
ADP Pi
ATP
+ENERGIA
FAD
CO2
O2
 
3. Analise o Quadro 1 e indique de que forma as reações de óxido-redução relacionam-se ao G, reações espontâneas 
e síntese de ATP. 
4. Dar o rendimento energético da oxidação do NADH na cadeia respiratória, sabendo que 
NADH NAD
+
 + H
+
 (DG
0
’ = - 52 kcal/mol ou -217,2 kJ/mol) 
ADP + Pi ATP (DG
0
’ = + 7,3 kcal/mol ou +30,5kJ/mol) 
5. Explicar porque a oxidação do NADH na cadeia de transporte de elétrons, apesar de ter um G tão negativo só 
produz 3 moléculas de ATP. 
6. Citar a localização celular da cadeia de transporte de elétrons. 
7. O que é um citocromo? Compare a função de seu grupo prostético com o da hemoglobina. 
8. Como os produtos da glicólise e do Ciclo de Krebs são convertidos em ATP, dentro da mitocôndria ? Explique a 
hipótese proposta por Mitchell para o acoplamento entre o fluxo de elétrons e a fosforilação do ADP. 
9. Diferencie fosforilação a nível de substrato de fosforilação oxidativa. 
10. Indicar o número de ATPs sintetizados para cada NADH e FADH2 reoxidados na cadeia de transporte de elétrons. 
11. Definir desacoplador. 
12. Analisar a velocidade da cadeia de transporte de elétrons em função da razão ATP/ADP. 
13. A membrana interna da mitocôndria é impermeável a ATP e NADH. Explicar como o ATP produzido na mitocôndria 
pode ser utilizado no citoplasma. 
14. Qual o efeito do atractilosídeo sobre o consumo de oxigênio e a síntese de ATP ? 
15. Citar exemplos de processos biológicos (bioquímicos e fisiológicos) que utilizam ATP. 
16. Nos seus estudos sobre fermentação alcoólica por leveduras, Louis Pasteur notou que a introdução de O2 numa 
cultura anaeróbia de suco de uvas que estava fermentando resultava em uma drástica diminuição da velocidade de 
consumo de glicose. Esse fato, conhecido como "Efeito Pasteur" pode ser revertido pela adição de um desacoplador 
da fosforilação oxidativa. 
 a) Por que as células de levedura consomem menos glicose na presença de oxigênio ? 
 b) Por que a adição de desacoplador reverte ou evita o efeito Pasteur ? 
17. Calcular o saldo de ATPs formados na oxidação total de uma molécula de Acetil-CoA. 
 a) qual seria o resultado na presença de desacoplador? 
 b) qual o destino da energia não armazenada sob a forma de ATP? 
18. Descrever os "sistemas de lançadeira" e analisar sua importância.