Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
04/02/2014 1 Metabolismo de carboidratos UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA 1. Glicólise Degradação de carboidratos (glicose) para a produção de energia (ATP). A glicólise é o centro do metabolismo dos carboidratos pois os glicídios provenientes tanto da dieta quanto das reações catabólicas podem ser convertidos em glicose. 3 É um excelente combustível e principal fonte de energia metabólica. Precursor de uma infinidade de intermediários metabólicos. 1.1. Glicose 4 Destinos da glicose dentro das células: *ser oxidada a piruvato (GLICÓLISE) *ser armazenada na forma de glicogênio e amido *ser oxidada a pentoses --- via das pentoses fosfato 5 6 Glykys = açúcar lysis = quebra É um dos processos bioquímicos mais antigos na escala evolutiva. Uma das primeiras vias bioquímicas a ser elucidada. Ocorre em todos os organismos vivos. 1.2. Glicólise - características gerais 04/02/2014 2 7 Ocorre no citoplasma das células. Em certos tecidos e tipos celulares a glicose por meio da glicólise é a única fonte de energia: 8 Processo onde uma molécula de glicose é degradada por uma série de reações catalisadas por enzimas para liberar duas moléculas de piruvato. Durante as reações seqüenciais parte da energia é armazenada na forma de ATP e NADH. 9 10 Fase preparatória – 5 passos Consumo de ATP Fase de pagamento – 5 passos Síntese de ATP A glicólise pode ser dividida em duas fases: 1.3. Reações da glicólise 11 12 Fase preparatória (5 passos): A energia do ATP é investida e os intermediários são convertidos em um produto comum: o gliceraldeído - 3- fosfato. 04/02/2014 3 13 14 Fase de pagamento (5 reações finais): A energia livre da glicose é conservada na forma de ATP e NADH tendo como produto final duas moléculas de piruvato. 1 molécula de glicose gera: duas moléculas de piruvato, duas de ATP e duas de NADH. 15 ATP ADP Glicose-6-fosfato Hexoquinase a-D-Glicose Mg++ 6 5 1 2 3 4 6 5 2 1 3 4 1ª) Fosforilação da glicose 16 A glicose é fosforilada sendo o ATP o doador de grupos fosfato. É uma reação irreversível catalisada pela enzima hexoquinase. 17 2ª) Conversão da glicose-6-fosfato em frutose-6-fosfato: A enzima fosfoexose isomerase catalisa a isomerização da glicose-6-fosfato em frutose-6- fosfato: 18 3ª) Fosforilação da frutose - 6 - fosfato em frutose -1,6- bifosfato: A enzima fosfofrutoquinase 1 catalisa a transferência de um grupo fosfato do ATP para a frutose-6-fosfato. 04/02/2014 4 19 4ª) Clivagem da frutose-1,6-bifosfato: A frutose 1,6 bifosfato é quebrada para liberar gliceraldeído - 3- fosfato e diidroxiacetona fosfato. A reação é catalisada pela enzima aldolase. 20 5ª) Interconversão das trioses fosfato: Usado nos passos posteriores A diidroxiacetona fosfato é convertida em gliceraldeído - 3- fosfato numa reação catalisada pela triose fosfato isomerase. 21 Fase preparatória 22 6ª) Oxidação do gliceraldeído-3-fosfato em 1,3- bifosfoglicerato A enzima gliceraldeído - 3- fosfato desidrogenase transforma o gliceraldeído 3- fosfato em 1.3 bifosfoglicerato: 23 7ª) Transferência do fosfato do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP: A enzima fosfoglicerato quinase transfere um grupo fosfato do 1,3 bifosfoglicerato para o ADP formando 3-fosfoglicerato e ATP: 24 8ª) Conversão do 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato: A enzima fosfoglicerato mutase catalisa a transferência do grupo fosforil entre C2 e C3 do glicerato. 04/02/2014 5 25 9ª) Desidratação do 2-fosfoglicerato a fosfoenolpiruvato: A enzima enolase remove uma molécula de água para liberar fosfoenolpiruvato: 26 10ª) Transferência do grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP: A enzima piruvato quinase catalisa a transferência do grupo fosforil do fosfoenolpiruvato para o ADP. 27 Fase pagamento 28 1 molécula de glicose gera: duas moléculas de piruvato, duas de ATP e duas de NADH. 29 Muitos carboidratos podem entrar na via glicolítica após sofrerem transformação e tornar-se um dos intermediários da glicólise: Glicogênio Amido Maltose Lactose Trealose Sacarose Frutose Manose Galactose 30 4.3- Entrada de outros carboidratos na via glicolítica 04/02/2014 6 31 Enzimas alostéricas são reguladas por moduladores que se ligam a outro sítio que não o sítio ativo. Os moduladores podem alterar a afinidade de uma enzima pelo substrato ou modificar a atividade catalítica. 32 4.4 Regulação da glicólise 1. Hexoquinase: Catalisa a reação de entrada da glicose na via glicolítica. Inibida pelo produto da sua reação: glicose-6-fosfato. 33 34 Fígado: Hexoquinase D ou glicoquinase Km maior: mais glicose para atingir a saturação. Vmáx alta: o fígado remove eficientemente o excesso de glicose. Inibida por frutose - 6 - fosfato 2. Fosfofrutoquinase I 35 3. Piruvato quinase Altas concentrações de ATP inibem alostericamente a piruvato quinase, diminuindo a afinidade da enzima por seu substrato: fosfoenolpiruvato. Inibida pelo acetil CoA (produzido pelo catabolismo de ácidos graxos, aminoácidos e glicose). 36 04/02/2014 7 37 Regulação hormonal da glicólise 1. Em condições aeróbicas: o piruvato é transformado em acetil CoA o qual entra no ciclo de krebs. O NADH formado na glicólise é reoxidado a NAD+ pela passagem de elétrons pela cadeia transportadora até o oxigênio. 2. Em condições anaeróbicas: O NADH gerado pela glicólise não pode mais ser reoxidado pelo oxigênio, deixando a célula sem aceptor de elétrons. O NAD + precisa ser regenerado por outras reações, ou seja, o NADH transfere seus elétrons para formar um produto final reduzido: lactato e etanol. 38 4.5 Destinos do piruvato 39 40 4.5.1 Destino do piruvato em condições aeróbicas: 41 42 Complexo da piruvato desidrogenase é composto por 3 enzimas e cinco coenzimas: tiamina pirofosfato, flavina adenina dinucleotídeo, coenzima A, nicotinamida adenina dinucleotideo e lipoato. Quatro vitaminas são requeridas na alimentação: tiamina (tiamina pirofos.), riboflavina (no FAD), niacina (NAD) e pantotenato (coenzima A) 04/02/2014 8 43 Complexo da piruvato desidrogenase 44 Deficiência de tiamina: Em humanos causa uma doença conhecida como beribéri que é caracterizada pela perda parcial de funções neurais. Não conseguem oxidar o piruvato, isso é de importância para o cérebro pois este usa a glicose como fonte de energia. Outros animais: polineurite 45 Rendimento de ATP na degradação aeróbica do piruvato: Fermentação do ácido lático: O NAD+ é regenerado a partir do NADH pela redução do piruvato a lactato catalisada pela enzima lactato desidrogenase. 46 4.5.2 Destino do piruvato em condições anaeróbicas: 47 Ocorre em músculos em contração vigorosa intensa (trabalham em condições de hipóxia). A quantidade de oxigênio que as células musculares recebem paraa respiração aeróbia é insuficiente para a liberação da energia necessária para a atividade muscular intensa. 48 04/02/2014 9 Nas hemáceas: mesmo na presença de oxigênio o lactato também pode ser formado. 49 Em microorganismos e bactérias: também transformam piruvato em lactato. Fermentação da lactose do leite leva a produção de lactato que faz baixar o pH e desnatura as proteínas do leite provocando sua precipitação. Fermentação láctea ( iogurtes). Fermentação alcóolica: A levedura e outros microorganismos convertem o piruvato em etanol e gás carbônico: 50 A piruvato descarboxilase está presente nas leveduras de cervejarias e padarias. O CO2 produzido na descarboxilação do piruvato é responsável pela carbonatação característica do champanhe. Na panificação quando leveduras são misturadas com um açúcar o CO2 liberado pela piruvato descarboxilase provoca o aumento do volume da massa. A álcool desidrogenase está presente em muitos organismos que metabolizam o álcool. 51 b) Glicólise e as células tumorais: As células tumorais podem sofrer condições de hipóxia porque o tumor sofre a falta de uma rede capilar sanguínea suficiente capaz de supri-lo com oxigênio. Células tumorais mais distantes dos capilares dependem da glicólise como fonte de energia. Células tumorais captam mais glicose que as normais e as convertem em lactato para reoxidar o NADH. Muitas células tumorais também apresentam uma superprodução de várias enzimas glicoliticas. 52 Correlações clínicas
Compartilhar