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Glicólise Raquel Benevides Glicólise 1. Introdução: Glicólise 2. Vias Tributárias da Glicólise 3. Destinos do Piruvato em condições anaeróbicas: fermentação 4. Gliconeogênese 5. Oxidação da Glicose pela Via das Pentoses Fosfato 1. Introdução Glicólise • A Níveis Macroscópicos o atleta parte, corre e corta a meta. • E a Nível Microscópico o que é que acontece? Introdução Todas as células para gerar o seu metabolismo precisam de energia. Há células em que o consumo energético é moderado, como o caso das células do cérebro, no entanto, células como os glóbulos vermelhos, por não possuírem mitocôndrias, apresentam necessidades energéticas elevadas. Introdução Introdução • Em Suma, a energia é necessária e é nos alimentos que ela se encontra. Cabe-nos a nós, Seres Heterotróficos, obtê-la. • A Glicólise, funciona assim como o primeiro e principal Processo de degradação da glicose, uma molécula potencialmente energética. Introdução Glicólise “Glykys” “Lysis” Doce quebra É o processo através do qual a molécula de glicose é degradada por uma seqüência de 10 reações a 2 moléculas de piruvato, havendo produção de energia sob a forma de ATP. 2. Vias tributárias da Glicólise Produção de Energia a partir da Quebra da Glicose � Glycolysis tem a sua origem no Grego em que glyk = Doce + Lysis = quebra, dissolução Na atualidade podemos definir a Glicólise como a sequencia de reacções que converte a Glicose em Piruvato, havendo a produção de Energia sob a forma de ATP Definição 1 – Principal meio de degradação da Glicose 2 – Obtenção de Energia mesmo em condições Anaeróbias 3 – Permite a degradação da Frutose e da Galactose • Outras Razões: -Os tecidos têm necessidade de transformar a energia contida na glicose em ATP -A Glicólise é fundamental para a produção de Acetil-CoA -A Glicólise foi um dos primeiros sistemas enzimáticos a ser esclarecido, contribuindo o seu estudo para a melhor compreensão dos processos enzimáticos e de metabolismo intermediário Importância da Glicólise • Transformar glicose em piruvato. • Sintetizar ATP com ou sem oxigênio. • Preparar a glicose para ser degradada totalmente em CO2 e H2O. • Permitir a degradação parcial da glicose em anaerobiose. • Alguns intermediários são utilizados em diversos processos biossintéticos. Importância da Glicólise GLICOSE glicogênio, amido e sacarose piruvatoribose-5- fosfato armazenagem Vias Tributárias da Glicólise No Citoplasma das Células Pode Ocorrer Em Dois meios diferentes Anaerobiose Aerobiose � O produto final é Piruvato que posteriormente é fermentado em Acido Láctico ou Etanol � O produto final é o piruvato que depois, por processos posteriores à glicólise, é oxidado em CO2 e H2O Onde Ocorre A Glicólise? - A Glicólise divide-se em duas partes principais: 1- Fase Preparatória: Fosforilação da Glicose 2- Fase do Pagamento: Produção de Piruvato Etapas Da Glicólise Glicose + NAD + 2ADP + 2Pi → 2Piruvato + NADH + H + 2ATP + 2H2O Esquema Geral da Glicólise 2 açúcares de 3 C 1 açúcar de 6 C A partir deste ponto as reações são duplicadas 2 moléculas de Piruvato (3C) Saldo 2 moléculas de ATP 2 moléculas de NADH Fase Preparatória: Fosforilação da glicose e sua conversão em gliceraldeído 3-fosfato - Utilização de ATP (2 Moléculas) Fase de Pagamento: Conversão Oxidativa do gliceraldeído 3-fosfato a piruvato e formação acoplada de ATP e NADH - Formação de 4 ATPs - Redução de 2 NAD+ Balanço Final Glicose + 2ATP + 2NAD+ + 4ADP + 2Pi 2 piruvato + 2ADP + 2NADH + 2H+ + 4ATP + 2H2O Glicose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2piruvato + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O 2 Três tipos de transformações químicas são notáveis na glicólise: 1. Degradação do esqueleto carbônico da glicose para produzir piruvato; 2. Fosforilação de ADP a ATP pelos compostos de fosfato de alta energia formados durante a glicólise; 3. Transferência de átomos de H ou elétrons para o NAD+ formando NADH. Importância dos intermediários glicolíticos fosforilados 1. Uma vez fosforilados, não podem deixar a célula 2. Grupos fosforil são componentes essenciais na conservação enzimática da energia metabólica 3. A energia de ligação resultante da ligação de grupos fosfatos aos sítios ativos das enzimas diminuem a energia de ativação e aumenta especificidade (Mg2+) Glicólise: Fase preparatória Reação 1: Fosforilação da glicose Reação 2: Conversão de Glc- 6-P em Frut-6-P Glicólise: Fase preparatória Reação 3: Fosforilação da Frut- 6-P em Frut-1,6-biP Reação 4: Clivagem da Frut-1,6-biP Glicólise: Fase preparatória Reação 5: Interconversão das trioses-P MECANISMO DE AÇÃO Reação 1: Fosforilação da glicose MECANISMO DE AÇÃO Reação 4: Clivagem da Frut-1,6-biP Glicólise: Fase de pagamento (x2) Reação 6: Oxidação Reação 7: Transferência de grupo P Glicólise: Fase de pagamento (x2) Reação 8: Conversão Reação 9: Desidratação Glicólise: Fase de pagamento (x2) Reação 10: Transferência de grupo P pH 7,0 MECANISMO DE AÇÃO Reação 8: Conversão GLICOSE AC.PIRUVICO C 6H12O6 (2) C3H4O3 4H+ – NAD E FAD - Moléculas Carregadora de H+ - Cada molécula carrega 2 átomos de H+ ÁCIDO PIRÚVICO - 2NAD + 2H2 = 2NADH2 - FORAM PRODUZIDOS 2 AC. PIRÚVICOS CITOPLASMA GLICÓLISE CITOPLASMA GLICÓLISE IMPORTANTE - SALDO DE 2 ATP NA REAÇÃO PRODUTOS DA GLICÓLISE GLICÓLISE Quebra da molécula de glicose � O Controle a Longo Prazo da Glicólise, particularmente no fígado, é efectuado a partir de alterações na quantidade de Enzimas glicolíticas. Este contido terá reflexos nas taxas de síntese e degradação � O Controle a Curto Prazo é feito por alteração alostérica (concentração de Produtos) reversível das enzimas e também pela sua fosforilação. �As Enzimas mais propensas a serem locais de controle são as que catalisam as reações irreversíveis: -Hexoquinase -Fosfofrutoquinase -Piruvato quinase Controle Da Glicólise � Hexoquinase: - enzima reguladora; - é inibida pela G6P; - catalisa também fosforilação de outras hexoses. � Fosfofrutoquinase: passo limitante ADP, AMP, F6P ATP, citrato, NADH, ácidos graxos, PEP, baixo pH � Piruvato quinase: passo limitante GLICÓLISE: Regulação Entrada do glicogênio, amido, dissacarídeos e outras hexoses na glicólise 3. Destinos do Piruvato em condições anaeróbicas Fermentação Glicose Piruvato Etanol + 2CO2 Lactato acetil-CoA 4 CO2 + 4H2O Condições anaeróbicas Condições anaeróbicas Condições aeróbicas O2 2CO2 O2 Ciclo do ácido cítrico Destinos do Piruvato Destinos do Piruvato: Destinos do Piruvato: O Piruvato pode seguir dois caminhos diferentes após a sua Formação, dependendo das conduções do meio: � Em condições Anaeróbias: -Formam-se produtos de Fermentação (Etanol e CO2 no caso da fermentação Alcoólica; Ácido Láctico na Fermentação Láctica). � Em condições Aeróbias: - Forma-se o Acetil-CoA que vai entrar no Ciclo de Krebs Etapas Gerais Da Oxidação do Piruvato (em Condições Anaeróbias) Regeneração Nad+ Etapas Gerais Da Oxidação do Piruvato (em Condições Anaeróbias) Fermentação Láctica (bactérias, protozoários, fungos, tecido muscular): Fermentação Alcóolica (bactérias e leveduras): 4. Gliconeogênese Síntese de Novo de Glicose Gliconeogênese: precursores simples Via metabólica importante Alguns tecidos: cérebro, hemácias, medula renal,cristalinoe córnea ocular, testículos e músculo em exercício Suprimento contínuo de glicose Gliconeogênese: Síntese de novo Período maior de jejum ? ? Consumo inadequado de CHO? Necessidade diária de um adulto humano – glicose do cérebro 120g Reservas suficientes atender necessidades cerca de um dia Glicose presente - líquidos orgânicos 20g Glicogênio -190g Gliconeogênese: Síntese de novo Formação de glicose a partir de precursores não-glicídicos –Lactato; –Glicerol; –Aminoácidos. São transformados em piruvato ou entram na via na forma de intermediários: oxaloacetato e diidroacetona fosfato Precursores não-glicídicos Transforma Piruvato e outros derivados de 3 ou 4 carbonos em glicose Gliconeogênese: Síntese de novo Gliconeogênese ocorre principalmente no fígado e em menor extensão nos rins. • Síntese da glicose a partir do piruvato e outros derivados de 3 ou 4 carbonos - utiliza várias enzimas da GLICÓLISE • Três reações da glicólise são essencialmente IRREVERSÍVEIS: Hexoquinase Fosfofrutoquinase Piruvato quinase. Gliconeogênese: Síntese de novo Vias alternativas: Piruvato � Fosfoenolpiruvato Glicólise: quebra da glicose Gliconeogênese: Síntese de novo A gliconeogênese e a glicólise são reciprocamente reguladas 5. Via das Pentoses Fosfato Oxidação da Glicose Vias Tributárias da Glicólise: GLICOSE glicogênio, amido e sacarose piruvatoribose-5- fosfato armazenagem Funções do Ciclo das pentoses • Formação de NADPH - o poder redutor da célula para reações de biossíntese • Formação de Ribose-5-Fosfato - necessária para biossíntese de ácidos nucléicos Localização - citosol Visão Geral • NADPH: para as reações de redução biossintéticas • Ribose-5-fosfato: precursor para a síntese de nucleotídeos Fase Oxidativa Fase Não-Oxidativa Fase não-oxidativa: - pentoses fosfato são recicladas em glicose-6-fosfato Regulação Via das Pentoses Controle da via de pentoses fosfatos A glicose-6-fosfato (G6P) pode ser usada tanto na glicólise como na via pentose fosfato -Se ATP for exigido: G6P glicólise -Se NADPH ou ribose-5-fosfato for exigido: G6P via pentoses fosfato Relações com outras vias metabólicas • Enzimas e substratos comuns à Glicólise • A Ribose-5-Fosfato formada no ciclo das pentoses é utilizada na síntese de nucleotídeos • Nas reações não-oxidativas (reversíveis) da via das pentoses fosfato, hexoses fosfato podem ser convertidas em pentoses fosfato (essencial na fixação fotossintética do CO2) • O NADPH é poder redutor, utilizado na síntese de ácidos graxos, esteróides e no sistema não fosforilante de transporte de elétrons Bom dia!
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