bioquimica aula glicolise fermentacao

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INTRODUÇÃO AO METABOLISMO
Para manterem-se vivos e desempenharem diversas funções biológicas os organismos necessitam continuamente de energia.
Energia obtida através da oxidação de compostos químicos.
Mamíferos: compostos orgânicos são oxidados.
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O Metabolismo
Conjunto de todas as transformações químicas catalisadas enzimaticamente.
REAÇÕES CATABÓLICAS: Moléculas complexas são convertidas em compostos mais simples. Liberadoras de energia.
REAÇÕES ANABÓLICAS: Biossíntese das biomoléculas, onde precursores mais simples formam moléculas mais complexas. Requerem o fornecimento de energia.
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NÚMERO DE OXIDAÇÃO DO CARBONO EM VÁRIOS
GRUPOS FUNCIONAIS
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INTRODUÇÃO AO METABOLISMO
NUTRIENTES 
(carboidratos, lipídeos, proteínas)
CO2
H+ + e-
ATP
oxidação
COENZIMAS oxidadas
COENZIMAS reduzidas
O2 + ADP + Pi
ATP + H2O
CATABOLISMO
NADH, NADPH, FADH2
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ATP
É um composto rico em energia. 
É a energia química do ATP que é utilizada para promover processos biológicos que consomem energia.
Grupos fosfato
Adenina
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ATP
A hidrólise das ligações fosfodiéster do ATP liberam uma grande quantidade de energia.
Adenina
ribose
P
P
P
Adenina
ribose
P
P
P
H2O
Energia livre
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COENZIMAS
 Participam de reações de oxidação-redução.
 Atuam como transportadoras de prótons e elétrons. 
 Existem em 2 formas: reduzida e oxidada
NAD+: forma oxidada
NADH: forma reduzida
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A GLICÓLISE E O CATABOLISMO DAS HEXOSES
 A D-glicose é o principal combustível da maioria dos organismos e ocupa uma posição central no metabolismo. É a única aldose comumente encontrada na natureza como monossacarídeo;
 É relativamente rica em energia potencial; a sua oxidação completa até CO2 e H2O ocorre com uma variação de energia livre padrão de -2.840 KJ/mol; 
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A glicólise possui 
2 fases:
fase preparatória e 
fase de pagamento
GLICÓLISE
 (do grego glykys, significa 
‘doce’, e lysis, significa
‘quebra’)
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1º FASE: FASE PREPARATÓRIA
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2º FASE: FASE DE PAGAMENTO
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 Fosforilação da glicose
doador 
de fosfato
 A hexoquinase catalisa a fosforilação de outras hexoses como a D-frutose e a D-manose.
OH
OH
OH
HO
H
H
H
H
H
HO
CH2
O
OH
OH
OH
HO
H
H
H
H
H
CH2
O
O
O
O
O
P
1
2
3
4
5
6
Glucose
Glucose-6-fosfato
Glucoquinase ou Hexoquinase
Mg2+
ATP
ADP
DG’o = - 16,7 kJ/mol 
1º FASE: FASE PREPARATÓRIA
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 Conversão da glicose-6-fosfato em frutose-6-fosfato
A fosfoexose
isomerase é
específica para
G-6-P e F-6-P
1º FASE: FASE PREPARATÓRIA
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C
H
OH
C
H
OH
C
H
HO
C
H
OH
C
H
C
O
H
H
O
P
O
O
O
C
H
OH
O
C
H
HO
C
OH
C
H
C
O
H
H
C
OH
H
H
C
H
OH
C
H
OH
C
H
HO
C
H
OH
C
H
C
O
H
H
O
P
O
O
O
Fosfohexose isomerase
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 Fosforilação da frutose-6-fosfato em frutose-1,6-bifosfato
doador 
de fosfato
Algumas bactérias, protistas e vegetais possuem uma PFK-1 que usa o pirofosfato e não o ATP como o doador do grupo fosfato na síntese da frutose-1,6-bifosfato.
1º FASE: FASE PREPARATÓRIA
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 Clivagem da frutose-1,6-bifosfato
A aldolase dos tecidos dos animais vertebrados não requer um cátion divalente, porém em muitos microorganismos a aldolase requer Zn2+.
1º FASE: FASE PREPARATÓRIA
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 A interconversão das trioses fosfato
1º FASE: FASE PREPARATÓRIA
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Oxidação do gliceraldeído-3-fosfato em 1,3-bifosfoglicerato
Esta é a primeira das duas reações conservadoras de energia da glicólise. Ocorre uma desidrogenação no grupo aldeído do gliceraldeído-3-fosfato formando um anidrido de ácido carboxílico (acil fosfato) com o ácido fosfórico.
doador 
de fosfato
Receptor de H+
2º FASE: FASE DE PAGAMENTO
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A síntese de 2,3-bifosfoglicerato em eritrócitos e seu efeito na capacidade de transporte de oxigênio no sangue
A ligação específica do 2,3-BPG à desoxiemoglobina diminui a afinidade da hemoglobina pelo O2. Defeitos genéticos da glicólise nos eritrócitos alteram a capacidade do sangue de transportar O2.
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 Transferência do fosfato do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP
A formação de ATP pela transferência de um grupo fosfato de um substrato como o 1,3-bifosfoglicerato é referida como fosforilação no nível do substrato ( difere da fosforilação ligada à respiração).
2º FASE: FASE DE PAGAMENTO
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 Conversão do 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato
O nome mutase é dado a enzimas que catalisam a transferência de um grupo funcional de uma posição para outra na mesma molécula de substrato.
2º FASE: FASE DE PAGAMENTO
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 Desidratação do 2-fosfoglicerato para fosfoenolpiruvato
Esta é a segunda reação glicolítica que gera um composto com alto potencial de transferência de grupo fosforil.
2º FASE: FASE DE PAGAMENTO
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 Transferência do grupo fosforil do fosfoenolpiruvato para o ADP
Nesta reação de fosforilação no nível do substrato , o piruvato aparece primeiro na forma enol, que é rapidamente tautomerizada na forma cetônica predominante no pH 7,0.
2º FASE: FASE DE PAGAMENTO
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O balanço final mostra um ganho líquido de ATP
Glicose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 
 2 piruvato + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O
Equação global
A) Conversão de glicose em piruvato
B) Formação de ATP a partir de ADP e Pi
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DESTINO AERÓBICO DO PIRUVATO
CITOSOL
Matriz
MITOCÔNDRIA
GLICOSE
2 PIRUVATO
2 PIRUVATO
ACETIL CoA
Ciclo de Krebs
2 NADH + 2 ATP
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2 Piruvato
DESTINO ANAERÓBICO DO PIRUVATO
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É o processo de degradação incompleta de substancias orgânicas com liberação de energia e realizada por células animais e também por fungos e bactérias. 
Existem diversos tipos de fermentação, que variam quanto ao produto final. 
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Fermentação do ácido láctico
Quando os tecidos animais não podem ser supridos com O2 suficiente para suportar a oxidação aeróbica do piruvato e do NADH da glicólise, o NAD+ é regenerado a partir do NADH pela redução do piruvato a lactato.
O lactato é o produto do metabolismo da glicose no eritrócito
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Utilização pelo homem:
Produção queijos e iogurtes
Fermentação do ácido láctico
Microrganismos:
Lactobacillus spp
Leuconostoc spp
Bifidobacterium spp
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Fermentação alcoólica
A levedura e outros microorganismos fermentam a glicose em etanol e CO2.
Equação geral
Glicose + 2ADP + 2Pi
 2 etanol + 2CO2 + 2ATP + 2H2O
 A piruvato carboxilase está presente nas leveduras utilizadas em cervejaria e padaria. O CO2 produzido na descarboxilação de piruvato pelas leveduras de cervejaria é o responsável pela carbonatação característica do champanhe. Na panificação, o CO2 liberado provoca o aumento de volume da massa panificada.
Está ausente nos
tecidos de animais
vertebrados
Está presente em 
organismos que
 metabolizam o
álcool
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Utilização pelo homem:
Produção de pães e bolos - fermento biológico
Fermentação alcoólica
Produção de Bebidas alcóolicas
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 Transformação biológica que ocorre no vinho após a fermentação alcoólica.
 Microorganismos: Lactobacillus, Leuconostoc e Pediococcus
 Efeitos:
 Reduz a acidez fixa do vinho
 Estabiliza o vinho
 Aumenta o aroma do vinho
Fermentação malolática
MALATO
PIRUVATO
LACTATO
CO2
NADH
NAD+