Glicolíse - bioquimica

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GLICÓLISE OU VIA GLICOLÍTICA
Profa. Maria Júlia Manso Alves
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Metabolismo: catabolismo & anabolismo
Vias metabólicas: produto(s) inicial e final definidos
Enzimas como catalizadores
Presença de cofatores- orgânicos (coenzimas, grupos prostéticos) ou inorgânicos (Mg2+, Zn, etc)
Regulação da via (etapas irreversíveis)
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[ATP + ADP + AMP] - constante
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ATP
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Glicólise
Glicólise: glyky- doce; lise- quebra
Primeira via metabólica elucidada.
Eduard Buchner (1897)- fermentação em extratos de levedura
Fritz Lipmann & Herman Kalchar (1941)- papel de compostos ricos em energia- ATP
Via desvendada- ~40- Embden, Meyerhof, Neuberg, Parnas, Warburg, G. Cori, C. Cori
Glicólise é universal e tem papel central no catabolismo de glicose.
Em alguns organismos ou células é preferencial ou exclusiva: cérebro, retina, hemácias, córnea(mamíferos), tubérculos de batata e outras plantas aquáticas, alguns microorganismos aeróbicos. 
Poucas mitocôndrias: medula renal, leucócitos, testículo, fibras musculares brancas 
Aeróbicos facultativos: levedos, bactérias
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Via glicolítica
Fase preparatória- gasto de energia (ATP)
Fase de produção de energia: ou na formação de ATP
Etapa de comprometimento
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Via glicolítica- hexoquinase (1)- etapa de comprometimento
Hexoquinase- cataliza a fosforilação de outras hexoses (frutose, galactose, manose)
Hexoquinase D ou glucoquinase- hepatócitos
Solúvel, citosólica
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Isomerase (2)
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Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) (3)
Algumas bactérias e protistas utilizam pirofosfato (PPi) e não ATP nessa etapa como doador de fosfato.
PFK-1 é importante enzima regulatória dessa via
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Aldolase (4)
Aldolase de alguns microorganismos é dependente de Zn 2+
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Triose fosfato isomerase
(C-1, C-2, C-3) = (C-6, C-5, C-4) da glicose
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Gliceraldeido-3-fosfato desidrogenase (6)
Primeira reação que leva a conservação de energia como ATP
Anidrido- acilfosfato
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Formação de 1,3 bisfosfoglicerato (6)
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Fosfoglicerato quinase (7)
Fosforilação em nível de substrato (x fosforilação oxidativa)
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Fosfoglicerato mutase (8)
Reação em duas etapas- com formação de 2,3-bisfosfoglicerato- BPG- traços nas células
Eritrócitos- 5mM BPG- regula afinidade de Hb a O2
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Enolase (9)
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Piruvato quinase (10)
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Enzimas após quebra de células- diluição de 100-1000x
Complexos multienzimáticos (ligação não covalente)- fosfofrutoquinase e aldolase- ligam-se a actina- aproximação
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Equação geral da glicólise
Glicose + xNAD+ + xPi + xADP
Piruvato + xNADH + xH+ xATP + xH2O
Rendimento:
Glicose = CO2 + H2O -2840kJ/mol
ATP= ADP + Pi -146kJ/mol
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Glicólise em células tumorais
Tumor sólido- transporta e consume mais glicose (~10 x) 
Hipóxia (suprimento de oxigênio baixo)- antes da formação de novos vasos (angiogênese)- células a mais de 100-200 µm dos capilares dependem de glicólise
Alguns tumores aumentam enzimas da via, inclusive de hexoquinase (não inibida por glicose-6-fosfato)
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Fermentação 
lática
Lactato no músculo- vai para o fígado
Lactobacilos, estreptococos- lactato- queda de pH, precipitação de caseina no leite- em condições controladas, yogurt, queijo.
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Fermentação
 alcoólica
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Fermentação alcoólica
Fermentação lática
Clostridium acetobutyricum- fermenta amido a butanol e acetona (Chaim Weizmann 1910)
Produtos de microorganismos- fórmico, acético, propiônico, butírico, succínico,glicerol, etanol, isopropanol, butanol
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Regulação do catabolismo de carboidratos
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Organismo não em equilíbrio com o ambiente- mas em “steady state” - composição do organismo constante- homeostase
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Regulação da glicólise
Piruvato quinase:fosfoenolpiruvato piruvato
Pelo menos 3 isoenzimas. Inibição: ATP, acetil CoA, ácidos graxos de cadeia longa. Ativação: fru 1,6-bisfosfato (fígado) 
Hexoquinase: hexose hexose-6P
Km 0,1 mM, inibida por Glc-6-P
Glucoquinase (fígado): Glc Glc-6-P
 Km 10 mM, inibida por Fru-6-P.
Nota: Glc sangue- 5mM
 Fosfofrutoquinase-1: Fru-6-P Fru-1,6 bis-P
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Fosfofrutoquinase-1
4 subunidades
Cada subunidade com atividade enzimática independente
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Fosfofrutoquinase-2/frutose 2,6- bisfosfatase
2 ações enzimáticas em domínios diferentes, na mesma enzima
Fosfofrutoquinase 2 para distinguir da fosfofrutoquinase 1 (glicólise)
Frutose 6-fosfato + ATP 
				Fosfofrutoquinase 2 (desfosforilada)
		Frutose 2,6 bisfosfato + ADP
Frutose 2,6-bisfosfato + H2O 
		Frutose 2,6-bisfosfatase (fosforilada)
 Frutose 6- fosfato + Pi
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Digestão de polissacarídios da dieta
α-amilase (boca)- quebra ligações internas de amido: pequenos polissacarídios a oligossacarídios. Inativa a baixo pH.
α-amilase (intestino delgado), secretada pelo pâncreas- hidroliza até maltose (Glc α1,4 Glc), dextrinas (fragmentos de amilopectina contendo ramos α1,6Glc)
Epitélio intestinal-(brush border)- digere maltose, dextrinas e outros dissacarídios até monossacarídios:dextrinase, maltase, lactase, sucrase, trealase .
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Células epiteliais do intestino
Dextrina + nH2O n D-Glc (dextranase)
Maltose + H2O 2D-Glc (maltase)
Lactose + H2O D-Gal + D- Glc (lactase)
Sacarose + H2O D-Fru + D-Glc (sucrase)
Trealose + H2O 2D-Glc (trealase)
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Lactase
Anti-lactase: células epiteliais do intestino.
Tolerante/não tolerante (b) 
Lactose no Intestino grosso transformado por bactérias em produtos que dão dor e diarréia
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Degradação de outros carboidratos
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galactose
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frutose
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Reações de descarboxilação ou de fixação de CO2
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TPP- coenzima derivada de vitamina B1
Papel na quebra de ligações adjacentes a grupo carbonila- descarboxilação de cetoácidos
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Qual o produto inicial e final da via glicolítica? Forneça a equação geral.
Quais as etapas irreversíveis?
Quais as reações de óxido-redução que envolvem NAD/NADH?
Quais as reações que ocorrem com gasto de ATP? Quais produzem ATP?
Qual o rendimento da via glicolítica?
Quais os produtos de fermentação lática e de alcoólica? Forneça as reações.
Como a via é regulada? Forneça as reações.
Quais as vitaminas envolvidas?
Como outros acúcares entram na via glicolítica?
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