Aula 2

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B I O Q U Í M I C A
Prof. Klélia
Klelia.carvalho@docente.unip.br
A U L A 2
G L I C O S E :
Digestão, Absorção e Transporte
Instituto de Ciências da Saúde - ICS
Introdução:
O que é Metabolismo Energético?
O Metabolismo Energético é o conjunto de reações químicas que ocorrem no 
organismo para produzir energia a partir dos alimentos. Essa energia é essencial para 
funções vitais, como contração muscular, síntese de biomoléculas, condução nervosa e 
manutenção da temperatura corporal.
Ele pode ser dividido em dois processos principais:
•Catabolismo: Quebra de moléculas grandes (ex.: glicose, ácidos graxos) para gerar 
energia.
•Anabolismo: Síntese de moléculas complexas (ex.: proteínas, DNA) utilizando energia.
2. ATP: A Moeda Energética do Corpo:
O Trifosfato de Adenosina (ATP) é a principal molécula transportadora de energia no 
corpo. Ele é formado a partir da quebra dos macronutrientes e é usado em quase 
todas as reações celulares que exigem energia.
 Como o ATP é produzido?
O ATP pode ser gerado por diferentes vias metabólicas:
✓ Fosforilação no nível do substrato (durante a glicólise e o ciclo de Krebs).
✓ Fosforilação oxidativa (cadeia transportadora de elétrons na mitocôndria).
✓ Fosfocreatina (via rápida para reposição de ATP nos músculos).
Como os alimentos que consumimos geram energia?
Os carboidratos são quebrados em glicose.
Processamento Celular dos Nutrientes:
Depois da absorção, os nutrientes seguem para as células, onde passam por 
processos metabólicos para gerar energia.
Os monossacarídeos resultantes da digestão são transportados através da 
mucosa do intestino delgado para a corrente sanguínea.
A glicose é transportada para o fígado. A frutose e a galactose são 
convertidas em glicose e também são transportada pro fígado. A glicose 
pode ser usada para energia imediata ou armazenada como glicogênio.
Processamento Celular dos Nutrientes:
Depois da absorção, os nutrientes seguem para as células, onde passam por 
processos metabólicos para gerar energia.
 Carboidratos → Glicose → ATP:
1.Glicólise (ocorre no citoplasma):
1.A glicose (C₆H₁₂O₆) é quebrada em piruvato.
2.Produz 2 ATP.
 Carboidratos → Glicose → ATP:
1.Glicólise (ocorre no citoplasma)
1.A glicose (C₆H₁₂O₆) é quebrada em piruvato.
2.Produz 2 ATP.
2.Ciclo de Krebs (ocorre na mitocôndria)
1.O piruvato é convertido em Acetil-CoA.
2.Produz CO₂, NADH, FADH₂ e mais 2 ATP.
3.Cadeia Transportadora de Elétrons (ocorre na mitocôndria)
1.O NADH e FADH₂ transferem elétrons para produzir 34 ATP.
2.O oxigênio age como aceptor final dos elétrons, formando água (H₂O).
 Total: ~38 ATP por molécula de glicose!
A glicólise: é uma via metabólica fundamental que ocorre no citoplasma das 
células, sendo a primeira etapa do metabolismo da glicose. Esse processo tem 
como principal objetivo a quebra da glicose em compostos menores para a 
produção de energia.
Importância da Glicólise:
• Principal fonte de energia para células que não possuem mitocôndrias, como 
hemácias.
• Atua como via inicial para outros processos metabólicos, como o ciclo de Krebs 
e a fermentação.
• Essencial para organismos anaeróbios que dependem exclusivamente dessa via 
para obtenção de ATP.
Fases da Glicólise A glicólise pode ser dividida em duas fases:
1. Fase de Investimento de Energia (Preparatória): Consome ATP para ativar a 
glicose e prepará-la para a clivagem.
2. Fase de Geração de Energia: Produz ATP e NADH a partir dos intermediários 
gerados na fase anterior.
Etapas da Glicólise:
1. Fosforilação da Glicose: A enzima 
hexocinase fosforila a glicose, formando 
glicose-6-fosfato.
2. Isomerização: A glicose-6-fosfato é 
convertida em frutose-6-fosfato pela 
fosfoglicose isomerase.
3. Fosforilação da Frutose-6-fosfato: A 
enzima fosfofrutoquinase-1 adiciona outro 
fosfato, formando frutose-1,6-bifosfato.
Etapas da Glicólise:
4. Clivagem da Frutose-1,6-bifosfato: A aldolase 
divide a frutose-1,6-bifosfato em gliceraldeíde-3-
fosfato e diidroxiacetona fosfato.
5. Conversão da Diidroxiacetona Fosfato: A triose-
fosfato isomerase converte diidroxiacetona fosfato 
em gliceraldeíde-3-fosfato.
6. Oxidação do Gliceraldeíde-3-fosfato: A enzima 
gliceraldeíde-3-fosfato desidrogenase forma 1,3-
bifosfoglicerato e gera NADH.
Etapas da Glicólise:
7. Produção de ATP: A fosfoglicerato quinase 
catalisa a conversão de 1,3-bifosfoglicerato 
em 3-fosfoglicerato, gerando ATP.
8. Conversão para Fosfoenolpiruvato (PEP): 
O 3-fosfoglicerato é convertido em 2-
fosfoglicerato e depois em PEP pela enolase.
9. Formação de Piruvato: A piruvato quinase 
converte PEP em piruvato, gerando ATP.
Balanço Energético:
• Consumo de ATP: 2 ATPs na fase preparatória.
• Produção líquida: 2 ATPs por mol de glicose.
• Produção de NADH: 2 NADH por mol de glicose.
Glicose + 2 Pi + 2 NAD+ 2 ADP = 2 NADH + 2ATP + 2 Piruvato + 2 H2O
C6H12O6 2 C3H4O2 + 2H2O
Destino do Piruvato: O destino do piruvato depende das condições celulares:
• Aeróbio: O piruvato é convertido em Acetil-CoA e entra no Ciclo de Krebs.
• Anaeróbio: O piruvato é convertido em lactato (fermentação láctica) ou etanol 
(fermentação alcoólica).
C6H12O6 2 C3H4O2 + 2H2O
Glicose + 2 Pi + 2 NAD+ 2 ADP = 2 NADH + 2ATP + 2 Piruvato + 2 H2O
✓Células animais, vegetais e microrganismos aeróbicos.
✓Processo final de oxidação da glicose (respiração celular).
✓Ocorre nas mitocôndrias. 
Ciclo de Krebs (ocorre na mitocôndria):
O piruvato é convertido em Acetil-CoA nas mitocôndrias em eucariotos, e em 
procariotos aeróbicos no citoplasma. Envolve um COMPLEXO PIRUVATO 
DESIDROGENASE (PDH) 
Produz CO₂, NADH, FADH₂ e mais 2 ATP.
AcetilCoa
(2C)
Citrato
(6C)
Isocitrato
(6C)
CetoGlutarato
(5C)
Succinil-Coa
(4C)
Succinato
(4C)
Fumarato
(4C)
Malato
(4C)
Oxaloacetato
(4C)
CO2 CO2
Ciclo de Krebs
ou
Ciclo do Ácido cítrico
Ciclo de Krebs
ou
Ciclo do Ácido cítrico
Resumo do Catabolismo da Glicose:
Cadeia Transportadora de Elétrons e Fosforilação Oxidativa:
Última etapa do metabolismo energético.
Ocorre na membrana interna da mitocôndria.
Usa oxigênio como aceptor final de elétrons para produzir 34 ATP por molécula de 
glicose.
São processos fundamentais para a 
produção de ATP, a principal fonte de 
energia das células.
✓Cadeia Transportadora de Elétrons: 
Está localizada na membrana interna da mitocôndria e é composta por um 
conjunto de complexos proteicos e transportadores de elétrons.
•Complexo I (NADH desidrogenase): Recebe elétrons do NADH e os transfere para a 
ubiquinona (Coenzima Q), bombeando prótons para o espaço intermembrana.
•Complexo II (Succinato desidrogenase): Transfere elétrons do FADH2 para a Coenzima 
Q, sem bombear prótons.
•Complexo III (Citocromo bc1): Transfere elétrons da ubiquinona para o citocromo c, 
bombeando prótons.
•Complexo IV (Citocromo c oxidase): Transfere elétrons do citocromo c para o oxigênio 
molecular (O2), formando água e bombeando prótons.
• Transporte de Elétrons:
Os elétrons fluem por meio dos complexos da CTE, gerando um gradiente de prótons 
ao longo da membrana mitocondrial interna. Esse gradiente é essencial para a 
próxima etapa: a fosforilação oxidativa.
✓ Fosforilação Oxidativa:
 Papel do Gradiente de Prótons:
A acumulação de prótons no espaço intermembrana cria uma diferença de 
concentração e de carga elétrica, formando a força motriz do próton.
ATP Sintase:
A enzima ATP sintase, localizada na membrana interna da mitocôndria, utiliza a 
energia do fluxo de prótons para converter ADP e fosfato inorgânico (Pi) em ATP.
A ATP sintase é composta por duas partes principais:
•F₀: Uma estrutura inserida na membrana mitocondrial interna, que funciona como um 
canal para os prótons. Quando os H⁺ passam por ele, geram um movimento rotacional.
•F₁: Uma subunidade enzimática localizada na matriz mitocondrial, responsável pela 
síntese de ATP.
Os prótonsentram pelo F₀, provocando a rotação da estrutura. Esse movimento 
mecânico é transferido para o F₁, que altera sua conformação e ativa os sítios catalíticos 
responsáveis pela produção de ATP.
Produção Total de ATP
Via das Pentoses
é uma rota metabólica alternativa à glicólise.
NADPH e Pentoses (açúcares de cinco carbonos)
Importância nutricional e fisiológica:
•Produção de NADPH: essencial para a biossíntese de ácidos graxos, colesterol e 
para a defesa antioxidante.
•Formação de pentoses: fundamentais para síntese de DNA, RNA e nucleotídeos.
•Regulação metabólica e relação com a glicólise e gliconeogênese.
Fase oxidativa (irreversível): Produz 
NADPH e ribulose-5-fosfato.
Fase não oxidativa (reversível): Conversão de pentoses em intermediários da glicólise.
Importância Fisiológica:
•Em células expostas a alto estresse oxidativo, como hemácias, a via das pentoses-
fosfato é crucial para fornecer NADPH suficiente para manter GSH(Glutationa) na 
forma reduzida. 
•Deficiências na glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD) prejudicam a produção de 
NADPH, tornando as células mais vulneráveis ao dano oxidativo. Isso pode levar a 
hemólise em condições de estresse oxidativo (uso de certos medicamentos, 
infecções).
Importância Biológica:
•NADPH → Essencial para biossíntese de ácidos graxos e combate ao estresse 
oxidativo.
•Ribose-5-fosfato → Necessária para a síntese de nucleotídeos e ácidos nucleicos 
(DNA e RNA).
•Intermediários metabólicos → Ligação entre a via das pentoses e outras vias, 
como glicólise e gliconeogênese.
•Relação com a biossíntese de lipídios:
• O NADPH gerado é fundamental para a síntese de ácidos graxos e colesterol, 
importantes para membranas celulares e produção de hormônios esteroides.
• Impacto em dietas ricas em carboidratos: favorece a lipogênese.
Dietas ricas em carboidratos aumentam a atividade da VPP, favorecendo a lipogênese. 
Isso explica como o excesso de glicose pode ser convertido em gordura no fígado e 
tecido adiposo.
Ligação com o estresse oxidativo e antioxidantes:
1. Produção de NADPH:
•A enzima glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD) catalisa a primeira reação da VPP, 
gerando NADPH. 
•O NADPH é necessário para regenerar antioxidantes celulares e neutralizar espécies 
reativas de oxigênio (EROs). 
2. Deficiência de G6PD e Aumento do Estresse Oxidativo:
•A deficiência da enzima G6PD reduz a produção de NADPH, comprometendo a 
regeneração da glutationa. 
•Isso torna as células mais suscetíveis à hemólise (destruição das hemácias), 
especialmente quando expostas a agentes oxidantes (infecções ou certos 
medicamentos).
3. Regeneração da Glutationa (GSH):
•A glutationa (GSH) é um dos principais antioxidantes do organismo. 
•O NADPH mantém a glutationa em sua forma reduzida (GSH), permitindo que ela 
neutralize radicais livres. 
•Sem NADPH, a glutationa não consegue combater o estresse oxidativo, 
aumentando o risco de danos celulares. 
O B R I G A D A ! ! !
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