Metabolismo da Glicose e Glicólise

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FISIOLÓGICAS
Profa. Dra. IZA MARINEVES ALMEIDA DA ROCHA
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1. Introdução - D-Glicose: Principal combustível da maioria dos organismos e ocupa um papel central no Metabolismo.
Molécula relativamente rica em energia potencial;
Fácil Mobilização;
- Precursor Versátil de inúmeros intermediários metabólicos; 
Glicose
Aminoácidos,
Nucleotídeos,
Co-enzimas,
Ác. Graxos, etc.
Esqueletos de Carbono
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2. Glicólise (Via Glicolítica)
Do grego Glykys  “doce” & Lysis  “quebra”
Quebra da molécula de glicose em uma série de reações catalisadas por enzimas para produzir 2 moléculas de piruvato e parte da Energia liberada é conservada na forma de ATP;
Uma das primeiras Vias Metabólicas a ser conhecida e uma das melhores entendidas:
Fermentação: Descoberta por Eduard Buchner (em 1897)  Extratos de Leveduras;
Reconhecimento Completo por Fritz Lipmann & Herman Kalckar (1941)  Extratos de Levedura e músculos;
Via Central do Catabolismo da Glicose e praticamente Universal;
Em alguns tecidos, a glicose é a única ou principal fonte de energia metabólica através da glicólise.
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2.1. Visão Geral da Glicólise
- Via Metabólica Linear;
- Ocorre no citoplasma celular;
- Envolve 10 reações;
2.2. Fases da Glicólise
A Via Glicolítica pode ser dividida em duas fases principais:
- Fase Preparatória
- Fase de Pagamento
1 Molécula de Glicose
(6 Carbonos)
2 Moléculas de Piruvato
2 x (3 Carbonos)
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1ª Reação
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2ª Reação
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3ª Reação
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4ª Reação
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5ª Reação
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6ª Reação
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7ª Reação
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8ª Reação
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9ª Reação
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10ª Reação
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Fase Preparatória
- Fosforilação da Glicose no C-6;
- Conversão de Glicose-6-Fosfato para Frutose-6-Fosfato;
- Fosforilação da Frutose-6-Fosfato no C-1, gerando Frutose-1,6-bifosfato;
- Quebra da Molécula de Frutose-1,6-BP em duas moléculas: Gliceraldeído-3P e Diidroxiacetona-P;
- Isomerização da molécula de Diidroxiacetona-P para Gliceraldeído-3-P;
- Grupos P provenientes de moléculas de ATP  Gasto de 2 moléculas de ATP.
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Fase de Pagamento
- Nova fosforilação da molécula de Gliceraldeído-3P, formando 1,3 bifosfoglicerato  Pi como doador de P;
- Fosforilação ao nível de substrato  Formação de 2 ATPs;
Formação de 2 duas moléculas de NADH+H+;
 Formação de 2 moléculas de Piruvato.
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2.3. Reação Geral da Glicólise
Glicose + 2NAD++ 2ADP + 2Pi  2 piruvato + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2 H2O
- Oxidação completa da Glicose a CO2 e H2O  G0’=2840 KJ / Mol;
- Liberação pela Glicólise  G0’= -146 KJ / Mol;
- Eficiência da Glicólise: Aproximadamente 5,2%.
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2.4. Importância dos Intermediários Fosforilados
- Ionização dos grupos P em pH 7,0  Intermediários da Glicose ficam com carga negativa  Moléculas carregadas não se difundem através da membrana;
- Os grupos P são componentes essenciais na conservação enzimática da energia metabólica;
- Ligação dos grupos P aos sítios ativos das enzimas fornece energia de ligação que contribui para a diminuição da energia de ativação e o aumento da especificidade das reações catalisadas por enzimas.
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2.5. Destino do Piruvato
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Fermentação
Termo geral que denota a degradação anaeróbica (ausência de O2) da Glicose ou outros nutrientes orgânicos em vários produtos (característicos para diferentes organismos) para obtenção de energia na forma de ATP.
Primeiros Organismos:
Atmosfera sem O2  Quebra anaeróbica da Glicose está provavelmente entre os mecanismos biológicos mais antigos para a obtenção de energia em moléculas orgânicas.
Via Metabólica muito conservada - Proteínas muito similares nos diferentes grupos de seres vivos com apenas pequenas diferenças no modo de regulação.
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Fermentação Láctica
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 Fermentação Láctica
Ocorre com freqüência em tecidos animais (músculo sob contração vigorosa, eritrócitos);
Enzima Desidrogenase do Lactato;
Reciclagem do Lactato formado nos músculos ativos dos animais vertebrados  Carreados pelo sangue até o fígado, onde são convertidos novamente em glicose através do Ciclo de Cori.
Importância da Re-oxidação do NADH + H+;
Regeneração do NAD+ em condições anaeróbicas;
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Glicólise
Fermentação
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CICLO DE CORI
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Fermentação Alcoólica
Leveduras e outros microorganismos;
Enzimas Piruvato descarboxilase e álcool desidrogenase;
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3. Regulação da Via Glicolítica
Pontos de Regulação da Via Glicolítica:
Enzima Hexoquinase: Inibida Reversivelmente em [Glicose-6-P];
(2) Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1): 
Vários Sítios de Regulação Alostérica
Inibida por: ATP, citrato e ác. Graxos
Ativada por: ADP e AMP
Ativada por  Frutose-2,6-Bifosfato.
(3) Enzima Piruvato Quinase:
Inibida ATP e Acetil-CoA.
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4. Vias Afluentes da Glicólise
Outros carboidratos que entram na Via Glicolítica:
Glicogênio e amido (polissacarideo de armazenamento);
Maltose, lactose, trealose, sacarose (dissacarídeos);
Monossacarídeos (frutose, manose e galactose).
O glicogênio e o amido entram na via através da ação seqüencial de duas enzimas:
Fosforilase do glicogênio (similar nos vegetais): cliva um resíduo de glicose de uma das extremidades do polímero formando glicose-1-fosfato.
Fosfoglicomutase: converte a glicose-1-fosfato a glicose-6-fosfato (1o intermediário). Saldo de 3 ATP
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Via das Pentose-fosfato 
(Via do fosfoglicolato)
IMPORTÂNCIA
Produção:
1. NADPH – força redutora para: 
biossíntese dos ácidos graxos p/ reduzir ligações duplas e grupos carbonila intermediários (glândula mamária, tecido adiposo, córtex adrenal e fígado)
2. Gerar pentoses: 
D-ribose p/ síntese dos ácidos nucléicos.
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