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Via metabólica: - uma seqüência de reações enzimáticas específicas, na qual o produto de uma reação é o substrato da reação seguinte Metabolismo: - é o conjunto destas vias metabólicas - é uma rede altamente integrada de reações químicas Metabolismo Catabolismo: degradação de moléculas orgânicas - exergônica (saldo líquido da via – mas não necessariamente todas as reações) - oxidativa (há perda de elétrons) Anabolismo: síntese de moléculas orgânicas - endergônica (há consumo de energia) - redutora (há ganho de elétrons) Classificação das Vias Metabólicas Transferência de energia INTERMEDIÁRIOS ATIVADOS Princípio Geral do Metabolismo Energético "O catabolismo libera a energia que será utilizada no anabolismo." Como ocorre a transferência de energia? • Na forma de pares de elétrons do átomo de hidrogênio • Na forma de compostos fosfatados Transporte de elétrons pode gerar gradiente de prótons para a síntese de ATP ATP Outros nomes: - Ciclo das pentoses - Via oxidativa direta da glicose (menos comum) - Via do fosfoglicolactona - Desvio da hexose monofosfato Via das pentoses fosfato: via afluente da glicólise Glicose Glicogênio, amido, sacarose armazenagem Ribose-5-fosfato Piruvato oxidação pela via glicolítica oxidação pela via das pentoses fosfato oxidação pelo ciclo do ácido acético * catabolismo da glicose = gerar ATP Funções do Ciclo das pentoses • Formação de NADPH - o poder redutor da célula – transporte de ATP – tecidos com grande atividade sintética de AG e esteróides – glândula mamária, tecido adiposo, córtex adrenal, fígado. • Formação de Ribose-5-Fosfato - necessária para biossíntese de ácidos nucléicos Localização - citosol Ciclo das Pentoses Reação Geral 6 glicose-6-P + 7H2O 5 glicose-6-P + 6 CO2 + Pi 12 NADP+ 12 NADPH Duas fases - oxidativa - não oxidativa ou regenerativa Redução Fase oxidativa Desidrogenação enzimática Glicose-6-fosfato Glicose-6-fosfato desidrogenase 6-fosfoglicono-δ-lactona 6-fosfogliconato (forma ácida livre) lactonase Hidrólise Receptor de elétrons Desidrogenação e Descarboxilação 6-fosfogliconato desidrogenase Receptor de elétrons Ribulose-5-fosfato Resultado líquido: -NADPH: para as reações de redução biossintéticas -Ribulose-5-fosfato: precursor para a síntese de nucleotídeos 1o 2o Fosfopentose isomerase Fase não-oxidativa: - pentoses fosfato são recicladas em glicose-6-fosfato - rearranjos dos esqueletos carbônicos dos açúcares fosfato intermediários - seis pentoses fosfato são convertidas em cinco hexoses fosfato 2C 5C 7C 3C Remanescentes 6C 4C 2C 6C 3C Remanescente Fase oxidativa Remanescente Remanescente Controle da via de pentoses fosfatos Depende da necessidade de NADPH, ribose 5-P e ATP 1. Muito mais necessidade de R-5P do que de NADPH – G6P F6P + GAD 3P Transaldolases e transcetolases R5P 5 Glicose – 6P + ATP 6 Ribose – 5P + ADP + H+ 2. Necessidades equilibradas de R5P e NADPH G6P R-5P Gclisoe -6P + 2 NADP + H2 O Ribose – 5P + 2 NADPH + 2 H + + CO2 Controle da via de pentoses fosfatos Depende da necessidade de NADPH, ribose 5-P e ATP 3. Necessidade maior de NADPH que de R5P G6P R5P F 6P + GAD 3P G6P 6 Glicose – 6P + 12 NADP+ + 6 H2O 6 Ribose – 5P + 12NADPH + H+ 6 CO22 6 Ribose -5P 2 Gliceraldeído-3P + 4 Frutose – 6P 2 Gliceraldeído-3P + 4 Frutose – 6P + H2O 5 glicose 6P + Pi Glicose -6P + 12 NADPH+ + 7 H2O 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H + + Pi 4. Necessidade maior de NADPH que de R5P – piruvato – geração concomitante de NADPH e ATP 3 Glicose 6P + 6 NADP+ + 5 NAD+ + 5 Pi + 8 ADP 5 piruvato + 3 CO2 + 6 NADPH + 5 NADH + 8 ATP + 2 H2O + 8 H + ‘ Fase oxidativa Desidrogenação enzimática Glicose-6-fosfato Glicose-6-fosfato desidrogenase 6-fosfoglicono-δ-lactona 6-fosfogliconato (forma ácida livre) lactonase Hidrólise Receptor de elétrons Desidrogenação e Descarboxilação 6-fosfogliconato desidrogenase Receptor de elétrons Ribulose-5-fosfato Resultado líquido: -NADPH: para as reações de redução biossintéticas -Ribulose-5-fosfato: precursor para a síntese de nucleotídeos 1o 2o Insulina + NADPH - glicemia Glicose e frutose – Acetil CoA - Ac graxos Insulina + NADPH - glicemia Deficiência – anemia hemolítca Semelhanças entre vias (ou partes das vias) Ciclo de Calvin (ciclo redutor de pentoses) - redutor - consome NADPH Via das pentoses fosfatos - oxidante - produz NADPH - envolve metabolismo de pentoses - vias de regeneração muito semelhantes metabólitos e enzimas em comum Reações Fotoquímicas Reações Químicas Resumo do processo Respiração Sacarose Amido Celulose H2O O2 CO2 NADP ATP C6H12O 6 Exercícios – valendo 1 ponto 1-Equacione a reação líquida da transformação de glicose em piruvato. Como é regenerada a capacidade oxidante do sistema NAD+/NADH necessária à atividade glicolítica nos glóbulos vermelhos humanos (que não têm mitocôndria) e na cultura de levedo sem O2 (fermentação). 2-Qual a enzima que catalisa a fosforilação de glicose no tecido extra-hepático? Quais as diferenças entre essa enzima e a enzima presente no fígado? 3-Indique qual o principal produto da via das pentoses necessário para os tecidos nas condições descritas abaixo. Explique para que produtos finais estará predominantemente desviada a atividade da fase não oxidativa da via das pentoses. a) Tecido adiposo, após uma refeição rica em carboidratos, estimulado a sintetizar lipídeos a partir de glicose. b) Tecido neoplásico (canceroso), com crescimento acelerado e replicação rápida de DNA. c) Hemácias em uma pessoa utilizando sulfonamidas (antibiótico). 4. Quais são os produtos gerados pela Etapa oxidativa da Via das pentoses Fosfato?