Metabolismo de Micromoléculas

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Problema 2 – MOD5 
Objetivo 1: Esclarecer as rotas metabólicas hepáticas e extra-hepáticas (Carboidratos, 
proteínas e lipídeos) 
Carboidratos Lipídeos Proteínas 
Glicogênese Beta Oxidação Proteogênese 
Gliconeogênese Lipogênese Proteólise 
Glicólise Lipoproteínas Ciclo da ureia 
Glicogenólise Glicoproteínas 
 Formação de corpos cetônicos 
 
Glicólise: 
Glicose + 1 ATP Hexocinase Transfere um P - glicose Glicose-6-fosfato – impede o 
refluxo de glicose pela membran 
Glicose-6-fosfato Fosfoglicose 
isomerase 
 Abre o anel aromático 
 Formação de anel penta 
Frutose-6-fosfato 
Frutose-6-fosfato + 1 ATP Fofofrutocinase Frutose 1,6-bifosfato 
Frutose 1,6-bifosfato Aldolase Quebra  Gliceraldeído-3-fosfato 
 Di hidroxi aceto fosfato 
Di hidroxi aceto fosfato Triose fosfato 
isomerase 
Isomeração – cesose em 
aldose 
Gliceraldeído-3-fosfato 
Gliceraldeído-3-fosfato (2) Gliceraldeído-3-
fosfato 
desidrogenase 
Oxirredução 
Ganha 1 P 
Perde 1 NADH 
 1,3 bifosfoglicerato (2) 
1,3 bifosfoglicerato (2) + ADP 
(2) 
Fosfoglicerato 
cinase 
1ª fosforilação a nível de 
substrato 
 3-fosfoglicerato (2) 
 ATP (2) 
3-fosfoglicerato (2) Fosfoglicerato 
mutase 
Deslocamento do fosfato 2-fosfoglicerato (2) 
2-fosfoglicerato (2) Enolase Desidratação Fosfenolpiruvato (2) - (Mais 
instável – libera fosfato mais 
fácil) 
Fosfenolpiruvato (2) + ADP 
(2) 
Piruvato cinase  Piruvato (2) 
 ATP (2) 
 
Investimento Produção 
 
Glicogenólise: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Remoção de Glicose pelas extremidades 
 Enzima: Glicogênio fosforilase quebra a ligação do glicogênio através de um Pi 
(fosforólise) 
Ligação α1,6 
Ligação α1,4 
 Produto: Glicose-1-fosfato e n-1 glicogênio 
 Enzima: Fosfoglicomutase transfere o fosfato para o carbono 6 
 Produto: glicose-6-fostato 
Fígado: Não é de interesse a glicose-6-fosfato para a produção de energia, mas libera glicose 
para o sangue 
 REL – 5 enzimas 
 1 enzima: transporta glicose-6-fosfato para a luz do REL 
 2 Enzima: glicose-6-fosfatase - quebra a G-6-F em glicose e Pi 
 3 enzima: Proteína estabilizante da glicose-6-fosfatase 
 4 enzima: transporta o Pi para o citosol 
 5 enzima: transporta a glicose para o citosol 
Músculo: Precisa da glicose-6-fosfato para a produção de energia 
glicose-6-fosfato glicólise 
 Por que usar a fosforólise e não a hidrolise? 
o Usando a fosforólise, a glicose já sai ligada a um grupo fosfato, isso impede 
que ela atravesse a membrana celular. (importantíssimo para o musculo que 
quer energia) 
o Se liberasse a glicose livre e quisesse posteriormente usar ela para produção 
de energia, a célula gastaria energia adicional para o processo de glicólise, o 
que não é interessante para o músculo. 
 A molécula de glicogênio é muito ramificada, e as ramificações são ligas por uma 
ligação α1,4 que não é quebrada pela glicogênio fosforilase. 
o Nesse caso, há um mecanismo extremamente bem pensado, as moléculas de 
glicose vão se dissociando do glicogênio até se aproximar da ligação α1,6. 
o Quando chega próximo, algumas moléculas de glicose da cadeia principal são 
deslocadas para a extremidade da ramificação por uma transferase, sobrando 
apenas uma glicose na cadeia principal, justamente aquela que está ligada a 
ramificação. 
o A ligação α1,6 restante é hidrolisada por uma enzima chamada α1,6-
glucosidade, liberando glicose e glicogênio. 
Glicogênese: (hexoquinase – Musculo; Glicoquinase - fígado) 
Glicose + ATP Glicose 
6-fosfato + ADP + H+ 
Esses PPi são separados em 
Pi+Pi para tornar a reação 
irreversível 
 
 
Libera UDP (2 fosfatos) 
 
 
 Como começa? 
o Uma molécula (enzima) glicogenina começa a cadeia de glicose. A 1ª UDP-
glicose é ligada na tirosina da glicogenina. 
o A enzima glicosil-transferase liga a glicose ao seu aceptor, podendo ser a 
glicogenina ou outra glicose. 
o Após a incorporação de 6 ou 7 resíduos o glicogênio sintase pode iniciar o 
prolongamento do glicogênio 
 Mas e as ramificações? 
o A glicogênio sintase não cria ligações α1,6, somente α1,4. 
o Nesse caso, a enzima Amilo-4:6 transferase, captura uma cadeia de 6 ou 7 
glicoses e liga em um grupo não degenarado no carbono 6. 
Regulação do Metabolismo do Glicogênio: 
 Glicogenolise: 
o Musculo esqueletico: Glicogenio fosforilase possui a forma a e forma b. A 
forma a é insensivel a regulação alosterica, mas a forma b é sensível. (b inativa 
no musculo em repouso) 
 GF-b é ativada pela adenosina monofosfato (AMP) que se eleva com a 
contração muscular. 
 É inibida por ATP e pela elevação da quantidade de glicose-6-fosfato 
 A forma a é ativada pela fosforilação de uma serina. Essa fosforilação é 
feita pelo glicogenio fosforilase quinase. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
o Fígado: 
 A degradação é estimulada pelo glucagon 
 É estimulada indiretamente pela insulina pois ela aumenta a sintese de 
glicoquinase (hexoquinase) 
 
 
 
Quebra o ATP 
Fosforilação 
Oxida 
 Glicogenese: 
o Musculo esquelético 
 
Inibição 
 
Ativação 
Gliconeogênese: 
 Lactato Piruvato – Lactato dexidrogenase (enzima) 
 Aminoácidos Piruvato – alanina amino transferase (Desaminação) 
 
 
 
 
 
 
Piruvato Carboxilase 
PEP Carboxicinase 
 
 
 
Piruvato: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para o PC funcionar, é necessário uma reação entre a biotina + ATP + HCO3- => 
Carboxibiotina + ADP + Pi. A PC transfere o CO2 da carboxibiotina para o piruvato formando 
biotina e oxaloacetato. 
 
 
 
Frutose bifosfato fosfatase 
Glicose 6-Fosfatase 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lipídeos 
Beta-Oxidação: 
 Acido graxo no citosol 
 Acil-CoA-Sintetase liga a coenzima a em uma cadeia de AG, formando Acil-CoA 
 O Acil-CoA não passa pela membrana da mitocôndria. 
 O acil-CoA graxo é ligado à carnitina, libera a CoA e forma um acil graxo carnitina 
(Carnitina Aciltransferase I) 
 A acil-carnitina move-se para o interior da matriz por difusão facilitada através do 
transportador. 
 Na matriz, o o grupo acila é transferido de volta para o CoA liberando carnitina 
(Carnitina Aciltransferase II) 
 Na mitocôndria: 
o O Acil-CoA sofre a ação da acil-CoA desidrogenase, e este perde dois H que são 
passados para uma molécula de FAD formando o FADH2. 
o A molécula seguinte sofre hidratação catabolizada pela enzima enoil-CoA 
hidratase, sendo assim, recebe uma molécula de agua. 
o Após, a molécula sofre a ação da β-hidroxiacil-CoA desidrogenase, este perde 
dois H que são passados para uma molécula de NAD formando NADH + H+. 
o A enzima acil-CoA acetitransferase (tiolase) cliva o Acil-CoA liberando os dois 
carbonos da extremidade. 
o Sendo assim, o saldo é um Acetil-CoA e um Acil-CoA (n-2) 
o A reação continua clivando sempre de dois em dois até restar 4. 
o Quando resta quatro carbonos na cadeia, uma única clivagem é suficiente para 
formar somente Acetil-CoA (no caso, dois). 
 
Lipogênese: Pode ocorrer a partir de carboidratos e proteínas. Ocorre principalmente 
no fígado, mas bem pouco no tecido adiposo. 
 O Acúmulo de acetil-coa ou de ATP é o ponto de partida para a lipogênese. 
 O excesso de ATP inibe a entrada do citrato no clico de Krebs 
 
Em uma molécula de acido graxo, os dois primeiros carbonos são fornecidos pelo 
aceitl-CoA, já as demais duplas, são fornecidas por moléculas de melanil-CoA quederivam do acetil-CoA 
 
Uma enzima sintase de acido graxo, medeia todo o processo. Ela possui dois domínios: 
Proteína carreadora de acilas (ACP-SH) e a Resíduo de Cisteina (CIS-SH). 
 O Acetil-CoA se liga a ACP e sobe para a CIS 
 A dupla seguinte vem do malonil 
o Nesse caso, sai a CoA, e os três carbonos restantes se ligam a ACP 
o A molécula de ATP que foi gasta para fabricar o malonil, forneceu 
energia suficiente para agora liberar um CO2, restando apenas um acetil 
(2 carbonos). 
Acetil-CoA-Carboxilase (ativo) 
o A saída desse CO2 fornece condições termidinamicas para ligas o acetil 
do CIS e o Acetil do ACP 
 Mas sobrou um inconveniente, além da dupla ligação com o O da extremidade 
da molécula, há uma dupla ligação no meio 
 
 Nesse caso, a célula recruta a molécula de NADPH + H+ usadas para converter o 
malato no piruvato. 
o Nesse caso, é fornecido dois H+ para a molécula, isso exclui a dupla 
ligação com o O, mas o O continua lá. 
 
o Assim, a célula se livra do O liberando uma molécula de agua (H2O). 
 Ainda assim, ainda resta um inconveniente, uma dupla ligação entre carbonos. 
 
o Nesse caso, é recrutado novamente NADPH + H+, eles fornecem 2 H 
para a molécula, e isso acaba com a dupla ligação. 
 
 Esse processo continua até formar o acido graxo do tamanho desejado. 
Proteínas 
Proteogenese: 
Ciclo da Ureia: 
 Separação do grupo amina 
 
 Transaminação: 
 
 Desaminação: 
 
 Formação da Ureia 
 
 
 
Da desaminação 
 
 
 
 
 
 
Energia p/ reação 
Ornitina 
Considera 2 
ATP 
Da 
Desaminação 
 
Resumo: 
 
Formação dos Corpos Cetônicos: 
 
Objetivo 2: Compreender a atividade enzimática nos processos metabólicos