Slide 8-Vias metabólicas

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PRINCIPAIS 
VIAS METABÓLICAS
Prof. Edmar das Mercês Penha
∗ Soma de todos os processos que ocorrem na matéria
viva. É uma sequência de reações químicas, ou seja, o
1 - Metabolismo
viva. É uma sequência de reações químicas, ou seja, o
conjunto de trocas de matéria e energia entre a célula
e o meio externo e que pode ser dividido em
anabolismo e catabolismo.
∗ O metabolismo microbiano, quanto aos seus aspectos
energéticos, pode seguir duas vias: uma ligada à
respiração e a outra à fermentação.
∗ Catabolismo é a desassimilação (degradação) de compostos
orgânicos com a finalidade de produção de energia
imediatamente aproveitável pela célula.
∗ A célula utiliza essa energia para compor o ATP que funciona
1.1. Catabolismo
∗ A célula utiliza essa energia para compor o ATP que funciona
como um acumulador de energia, que será posteriormente
utilizada na execução dos trabalhos celulares como movimento,
contração, emissão de luminescência e sínteses celulares.
∗ Nos processos desassimilativos os produtos resultantes da reação
são menos complexos do que os nutrientes.
∗ Ex: processo respiratório
∗ C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 688 Kcal
∗ Dependendo de seu estado energético, a célula pode utilizar os
nutrientes para a síntese de macromoléculas (anabolismo).
∗ Anabolismo é a assimilação com potencialização de energia, ou
1.2. Anabolismo
∗ Anabolismo é a assimilação com potencialização de energia, ou
seja, é o conjunto de reações que sintetizam matéria orgânica e
protoplasma.
∗ A síntese de proteínas e a fotossíntese são exemplos de
atividades anabólicas importante nos processos de crescimento,
substituição tecidual e desenvolvimento do ser vivo.
∗ Ex: formação de amido
∗ C6H12O6 → G-6-P→ G-1-P→ (C6H10O5)n - ε
∗ É o processo pelo qual os microrganismos
degradam matéria, produzindo a energia
necessária ao seu trabalho, através da oxidação
2. Respiração Celular
degradam matéria, produzindo a energia
necessária ao seu trabalho, através da oxidação
de substâncias orgânicas de alto teor energético,
como carboidratos e lipídeos.
∗ Pode ser de 2 tipos: respiração anaeróbica (sem
utilização de oxigênio também chamada de
fermentação) e respiração aeróbica (com
utilização de oxigênio).
∗ É a transformação de uma substância em
outra por ação de microrganismos vivos.
3. Fermentação
outra por ação de microrganismos vivos.
∗ Abrange todos os processos bioquímicos,
tanto degradativos, onde os produtos finais
são mais simples que as substâncias iniciais,
quanto os biossintetizantes, nos quais há
síntese de materiais e os produtos finais são
mais complexos que as substâncias iniciais.
∗ São aquelas relacionadas ao metabolismo dos
hidratos de carbono.
4. Principais vias de importância da 
Microbiologia Industrial
hidratos de carbono.
∗ A rota bioquímica passa pela glicose.
∗ Diversos produtos de interesse industrial derivam
desses caminhos bioquímicos.
∗ Podem ser processos catabólicos ou anabólicos
∗ O catabolismo de HC se dá de três formas:
∗ 1ª - O nutriente absorvido é oxidado sem sofrer
transformações. É a respiração endógena. Não há
5. Catabolismo de Hidratos de Carbono
transformações. É a respiração endógena. Não há
fosfatação da molécula nutriente.
∗ 2ª - O nutriente absorvido sofre um início de
assimilação, que é uma fosfatação, sendo depois
oxidado. Há respiração e fermentação.
∗ 3ª - O metabólito ativo provém da desassimilação
de um componente da célula como, por exemplo, o
glicogênio.
∗ A respiração endógena acontece quando o
substrato disponível para a biodegradação é
5.1. Catabolismo via Respiração Endógena
substrato disponível para a biodegradação é
totalmente consumido e os microrganismos
passam a consumir o próprio plasma microbiano
para obter energia para suas reações celulares.
5.1.1. Representação da Respiração 
Endógena
 
glicose oxidase ác. glicônico oxidase 
GLICOSE ÁCIDO 
GLICÔNICO 
ARABINOSE
 CO2 +
+
H2O CO2
descarboxilase 
AMIDO
(reserva celular)
∗ A via metabólica tem início assimilativo, podendo depois
degradar a CO2 e H2O ou parar dando uma fermentação.
5.2. Catabolismo da glicose com início 
assimilativo
GLICOSE (fosfohexoquinase) + ATP → GLICOSE-6-P + ADP
+ H2O
∗ A energia para fosforilação é dada pelo ATP. A GLICOSE-
6-P é o metabólito ativo para outras reações.
∗ Os hidratos de carbono tanto mono quanto polissacarídeos
poderão ser degradados pelas células até CO2 e H2O.
∗ Em qualquer dos casos haverá sempre a formação de glicose,
5.2.1. Tipos de Hidratos de Carbono
∗ Em qualquer dos casos haverá sempre a formação de glicose,
motivo pelo qual se estuda o catabolismo da glicose.
Glicose
5.2.2. Catabolismo 
da Glicose
∗ Partindo de uma reserva celular como o
glicogênio, por exemplo.
5.3. Catabolismo por desassimilação de 
reserva celular
glicogênio, por exemplo.
∗ GLICOGÊNIO +
nH3PO4 + (glicogênio fosforilase ) → n GLICOSE-1-P
∗ n GLICOSE-1-P + (fosfoglicomutase)→ nGLICOSE-6-P
∗ 6.1. Totalmente Anaeróbico
∗ Ex: Fermentação acetono-butílica
∗ 6.2. Inicialmente anaeróbico e depois aeróbico
6. Caminhos Metabólicos da Glicose-6-P
∗ 6.2. Inicialmente anaeróbico e depois aeróbico
∗ a) Respiração (Via Ciclo de Krebs)- produtos CO2 e H2O
∗ b) Fermentação oxidativa - o excreta ainda pode liberar energia.
∗ Ex: fermentação cítrica.
∗ 6.3 - Totalmente aeróbico
∗ Síntese de compostos complexos- processo assimilativo.
∗ Ex: produção de penicilina.
∗ A fase anaeróbica, comum aos dois primeiros caminhos, representa
o esquema de reações conhecido como "glicólise" ou esquema de
Embden-Meyerhof-Parnas (EMP), que leva a glicose até piruvato,
com um rendimento energético baixo (2 ATP).
6.1. Glicólise
∗ A glicólise, também conhecida como via de Ebden-
Meyerhof-Parnas, é a primeira via metabólica da
molécula de glicose e outras hexoses. Todos os seres
6.1.1. Características da Glicólise
molécula de glicose e outras hexoses. Todos os seres
vivos (a exceção dos vírus) realizam, invariavelmente, a
glicólise, seja em condições de aerobiose ou de
anaerobiose, utilizando as enzimas glicolíticas presentes
no citoplasma.
6.1.2. Esquema 
da Glicólise
∗ A glicólise ocorre em 2 fases. Na 1ª fase há consumo
de 2 ATP e na 2ª fase há regeneração de 4 ATP,
6.1.3. Fases da Glicólise
de 2 ATP e na 2ª fase há regeneração de 4 ATP,
levando a formação de 2 moléculas de ácido pirúvico.
6.1.3.1. 1ª fase da Glicólise
6.1.3.2. 2ª fase da Glicólise
∗ O ácido pirúvico (piruvato), por sua vez, pode
seguir diferentes caminhos, dependendo do
6.1.4. Caminhos do Piruvato
seguir diferentes caminhos, dependendo do
conjunto de enzimas que compõe a célula.
∗ Após a glicólise, o piruvato pode seguir diversos caminhos
anaeróbicos, dando origem a distintos produtos
6.1.5. Desdobramentos da 
Glicólise
anaeróbicos, dando origem a distintos produtos
dependendo do aparelho enzimático das células.
∗ O piruvato pode ainda seguir (aerobicamente) para a
mitocôndria onde é transformado em grupo acetil
(molécula com dois carbonos), que, por sua vez, é
degradado no ciclo de Krebs, onde se produz mais 36
moléculas de ATP para cada molécula de glicose
processada.
∗ 6.1.6.1 - Por redução
∗ ÁC.PIRÚVICO (ác.lático desidrogenase)→ ÁC.LÁTICO
∗ Ex: bactérias homoláticas do gênero Streptococcus
6.1.6. Catabolismo Anaeróbio do 
Piruvato
∗ 6.1.6.2 - Por desmutação
∗ 2 ÁC.PIRÚVICO + H2O →
ÁC.LÁTICO + ÁC.ACÉTICO
6.1.6. Catabolismo Anaeróbio do 
Piruvato
ÁC.LÁTICO + ÁC.ACÉTICO
∗ Ex: bactérias heteroláticas do
gênero Leuconostoc
∗ 6.1.6.3 - Por desmólise
ÁC.PIRÚVICO + H2O→ ÁC.LÁTICO + ÁC.FÓRMICO
Ex: bactérias do gênero Acetobacter
6.1.6. Catabolismo Anaeróbio 
do Piruvato
∗ 6.1.6.4- Por descarboxilação
ÁC.PIRÚVICO (descarboxilase)→ CO2 + ALDEÍDO ACÉTICO
∗ O aldeído acético, por sua vez, é ponto de partida para uma série de
reações:
- por redução - fermentação alcoólica
- por descarboxilação - fermentação butírica
- por condensação - fermentação butilenoglicólica
∗ 6.1.6.5 - Por redução: fermentação alcoólica
Ex: leveduras do gênero Saccharomyces
6.1.6. Catabolismo Anaeróbio 
do Piruvato
∗ Após a glicólise, o piruvato vai para a mitocôndria
onde é transformado em grupo acetil (molécula com
6.1.7. Catabolismo Aeróbio do 
Piruvato
onde é transformado em grupo acetil (molécula com
dois carbonos), que, por sua vez, é degradado no
ciclo de Krebs, onde se produz mais 36 moléculas de
ATP para cada molécula de glicose processada.
∗ O ciclo do ácido tricarboxílico (Ciclo de Krebs) é uma seqüência de reações 
cíclicas, de ocorrência quase total nos organismos aeróbicos, catalisado por 
um sistema multienzimático, que recebe o grupo acetílico da ACETIL-Co-A 
6.1.7.1. O Ciclo de Krebs
um sistema multienzimático, que recebe o grupo acetílico da ACETIL-Co-A 
como combustível e o desmembra para produzir CO2 e H2O. 
∗ ÁC.PIRÚVICO →→→→ (Ciclo de Krebs) →→→→ CO2 + ATP + H2O
∗ É a principal via para obtenção de energia, apresentando o seguinte 
rendimento global:
∗ C6H12O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38 P 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP
Ciclo de 
Krebs
Rendimento Energético
Ciclo de 
Krebs
6.1.7.2. Catabolismo Aeróbio do 
Piruvato – Fermentação Cítrica
6.1.7.3. Catabolismo Aeróbio do 
Piruvato – Fermentação Acética
FIM