Glicolise

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Glicólise
A glicólise é o processo metabólico que ocorre no
citoplasma das células, no qual uma molécula de
glicose é quebrada em duas moléculas de ácido
pirúvico. Esse processo é uma etapa fundamental na
obtenção de energia para as células
Hexoquinase*
A glicose sofre ação da enzima hexoquinase. Essa
enzima gasta um ATP para fazer a glicose-6-fosfato, a
qual não apresenta permeabilidade pela membrana
plasmática
A hexoquinase fosforila a glicose, formando a
glicose-6-fosfato para que ela não passe pela
membrana
Sua ação é favorável (não é necessário investir
mais energia, o fosfato usado do ATP foi para a glicose)
e irreversível
Fosfofrutoquinase*
Complexo enzimático regulado por diferentes fatores
Etapa chave da glicólise
Sua ação é favorável e irreversível
É o ponto mais regulado da glicose, onde começa a
ação da insulina e do glucagon
Faz a adição de mais um fosfato na glicose
Gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase*
Sua ação é favorável e irreversível
Gera NAD+ reduzido a NADH (NAD+ fundamental
para a reação)
A ausência NAD+ para a glicólise gerando a perda
de 2 ATPs
Piruvatoquinase*
Sua ação é favorável e irreversível
Converte ADP em ATP
Fermentação lática
Lactato desidrogenase*: a ausência dessa enzima
gera falta de NAD+ diminuindo as taxas de glicólise pela
falta de NAD+
Esses pontos são importantes pois regulam as reações
de glicólise. Quando a enzima é irreversível é possível
regular a reação pois existe apenas uma via
Regulação da glicólise
São três os processos de regulação
1. Fatores alostéricos
2. Modificação covalente
3. Controle da expressão gênica
Regulação covalente
A ligação covalente regula a ação da enzima e sua
atividade enzimática
A regulação covalente é a adição ou a remoção de
uma ligação fosfato que pode ativar ou inibir a ação de
uma enzima
Determinada proteína apresenta um formato
podendo ser fosforilada por uma quinase, obtendo uma
proteína fosforilada com diferente conformação
Adição ou remoção de uma ligação fosfato que pode
ativar ou inibir a ação de uma enzima, porque sua forma
é alterada
Depende da insulina e do glucagon, por isso não é
uma regulação tão rápida
Regulação alostérica
O regulador alostérico se liga a porção regulatória, a
qual vai comandar a porção catalítica
Determinadas moléculas quando se ligam a
enzimas, podem regular sua atividade catalítica, sendo
chamadas de reguladores alostéricos que podem ativar
ou inibir a ação de uma enzima
O regulador alostérico se liga à enzima e mexe na
sua conformação, dando ou tirando a atividade dessa
enzima
Induz ou inibe a atividade de uma enzima
Atuam em sinergia ou não com a covalente para dar
mais atividade a enzima ou para retirar essa atividade
Atua diretamente na enzima alvo
Regulação mais RÁPIDA
Enzimas reguladas covalentemente e
alostericamente ao mesmo tempo: podem atuar ao
mesmo tempo em uma enzima levando a indução
sinergística (adicional) ou antagônica
A covalente pode dar atividade a uma enzima e
nessa mesma enzima pode se ligar um regulador
alostérico que tira sua atividade. Pode ocorrer o
contrário, um regulador covalente pode tirar a atividade
da enzima e o alostérico pode dar atividade a ela
Alostérica sempre passa por cima da regulação
covalente. Se ela inibir a enzima a enzima fica inativa e
a regulação covalente não consegue ativá-la
Regulação gênica
As vias metabólicas se ajustam conforme a dieta
O organismo se adapta a alimentação, de forma a
produzir em maior quantidade as enzimas que são mais
necessárias e requisitadas pelo corpo
Regulação mais LENTA, pois depende da dieta
Lívia Francisco T28
Propriedades da hexoquinase
Não responde a regulação covalente (não é
alterada pela insulina e pelo glucagon)
Cada tipo de célula apresenta um tipo de
hexoquinase
A diferença entre os tipos de hexoquinases está na
afinidade que ela tem pela glicose, ou seja, pode ser
sensível à glicose ou não
– Hexoquinase muito sensível a glicose: apresenta
afinidade grande pela glicose, apresentando atividade
mesmo em pequenas quantidades dessa molécula
(presente em neurônios e músculos)
Dependendo da disponibilidade de glicose, a célula
pode ter hexoquinase com maior ou menor afinidade
pela glicose
Isoforma I,II,III: sensibilidade grande pela glicose
(tecidos que precisam muito da glicose)
– Atuam na concentraçãoreguladora frutose 2,6-bifosfato, a qual vai estimular
alostericamente a enzima fosfofrutoquinase
Enzima bi-funcional
A fosfofrutoquinase é estimulada pela frutose 2,6
fosfato. A enzima bi-funcional regula a quantidade de
frutose 2,6 fosfato e pode funcionar como quinase ou
fosfatase (por isso seu nome). Sua atividade depende
se ela está fosforilada ou não, ou seja, se o processo de
transdução de sinal coloca ou remove o fosfato dela
A enzima bi-funcional atua ativando ou inibindo o
regular da fosfofrutoquinase
Bi-funcional como quinase: adiciona um fosfato a
frutose-6-fosfato, formando a frutose-2,6-fosfato,
induzindo a fosfofrutoquinase
Bi-funcional como fosfatase: retira um fosfato da
frutose-2,6-fosfato, formando frutose-6-fosfato, inibindo
a fosfofrutoquinase
Glucagon
O glucagon, na sua transdução de sinal, ativa a proteína
quinase PKA. Ele induz a PKA, a qual vai fosforilar a
enzima bi-funcional dando atividade de fosfatase para
ela, diminuindo a quantidade de frutose-2,6-fosfato
fazendo frutose-6-fosfato e a inibição da
fosfofrutoquinase
O glucagon tem um receptor chamado GPCR que ativa
a proteína G estimulatória que estimula a adenilato
ciclase a converter ATP em AMPc, o qual se liga a PKA
dando atividade catalítica para a bi-funcional, a qual
passa a atuar como fosfatase
Insulina
Na sua transdução de sinal ativa a fosfoproteína
fosfatase, por meio da retirada de um fosfato
Insulina: estimula as taxas de glicólise
A insulina da atividade de quinase para a
bi-funcional, a qual vai fosforilar a frutose-2,6-fosfato
para que ela possa a estimular a fosfofrutoquinase
A insulina se liga a quinases que estimulam a
atividade da fosfoproteína fosfatase que vai retirar o
fosfato da bi-funcional, a qual atuará como quinase
aumentando os níveis da frutose-2,6-fosfato
estimulando a fosfofrutoquinase aumentando as
taxas de glicólise
Adrenalina
O uso de adrenalina no coração, estimula o
batimento cardíaco e para isso é necessário o uso de
ATP vindo da glicólise. No entanto, a glicólise é inibida,
não sendo possível pegar esse ATP
No coração, existe uma isoforma da enzima
bi-funcional que age de maneira oposta à do fígado
Quando a bi-funcional estiver fosforilada ela tem
atividade de quinase, aumento os níveis da
frutose-2,6-fosfato, estimulando a glicólise
Regulação da piruvatoquinase
Inibida alostericamente por ATP e alanina
Ao apresentar ATP, não é mais necessário estimular
a glicólise
A alanina fornece cadeia carbônica para a formação
de piruvato para alimentar o ciclo de krebs, de forma
que a glicólise não seja tão necessária
É induzida alostericamente pela frutose-1,6-fosfato
É regulada covalentemente pelo glucagon (PKA -
diminui sua atividade, inativando-a) e pela insulina
(fosfoproteína fosfatase tira o fosfato e acelera sua
atividade catalítica)
Em células tumorais, existe alta taxa de glicólise
Ação aumentada da hexoquinase
Ação aumentada da fosfofrutoquinase, com uma
proteína mutada (TIGAR) com atividade de fosfatase
que retira fosfato da bi-funcional (ativa) estimulando a
fosfofrutoquinase
Indução da glicólise
Aumento da atividade catalítica da piruvato quinase
e não diminui sua atividade quando fosforilada
Em células tumorais os aumentos são pontuais para
disponibilidade do piruvato e de ATP
Lívia Francisco T28