METABOLISMO ENERGÉTICO

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CENTRO UNIVERSITÁRIO E CARATINGA
BACHARELADO EM FARMÁCIA- 2º PERÍODO
METABOLISMO ENERGÉTICO
Nome: Fernanda Aparecida Florentino
CARATINGA
2016
1-Conceitue Fermentação e Respiração.
Fermentação: Degradação anaeróbica da glicose ou de outros nutrientes orgânicos para a obtenção de energia conservada como ATP. Como os organismos vivos surgiram inicialmente em uma atmosfera sem oxigênio a quebra anaeróbica da glicose.
Respiração: Produção de energia conservada como ATP, por ação de bactérias, através de uma reação suficiente energética, produzindo ao fim - 8.000 cal/mol.
2-O que potencial de redução de uma molécula?
Redução: capacidade de um átomo de atrair e receber elétrons. Quanto maior o potencial, maior a capacidade de receber elétrons.
3-Escreva as reações da Cadeia Respiratória e explique o porquê da ordem dos compostos que a compõe.
NADH → coenzima Q→ citocromo b → citocromo c1 → citocromo c → citocromo a → citocromo a3 → O2.
Os carreadores funcionam em ordem crescente do potencial de redução, uma vez que os elétrons fluem espontaneamente dos carregadores de E’º menor para carregadores com E’º maior.
4-Quais fatores determinam se a célula fermentará ou respirará?
A presença de oxigênio e enzimas específicas para cada evento.
5-O que é energia livre (∆G)? Escreva o balanço energético da Cadeia respiratória e discrimine o local onde as energias são produzidas na CR. Onde e como essa energia produzida é armazenada? Quais os inibidores da CR, bem como os locais destas inibições.
É determinada pela variação de entalpia, ∆H, refletindo o tipo e o número das liga-ções químicas e a formação e a quebra de interações não covalentes, e a variação de entropia, ∆S, que descreve a variação da aleatoriedade do sistema:
∆G = ∆H - T∆S
Balanço energético:
2 NADH da glicólise → 6 ATP 
8 NADH do ciclo de Krebs → 24 ATP 34 ATP
2 FADH2 do ciclo de Krebs → 4 ATP
Inibidores: Rotenona, inibe o complexo I da cadeia respiratória reduzindo o rendi-mento energético de ATP, pois inibe a utilização do NAD e FAD. 
Antimicina A, inibe o complexo III.
Cianeto e Monóxido e carbono, inibem o complexo IV.
6-Sobre Ciclo de Krebs, escreva as suas reações, faça seu balanço energético e cite os locais e os inibidores do mesmo.
I-Formação do citrato. Condensação do acetil-CoA e oxaloacetato para formação do citrato, catalisada pelo citrato-sintase.
II-Formação de isocitrato via cis-aconitato: A enzima aconitase catalisa a transfor-mação reversível do citrato a isocitrato, pela formação intermediária do ácido tricar-boxílico cis-aconitato, o qual normalmente não se dissocia do sítio ativo.
III-Oxidação do isocitrato a α-cetoglutarato e CO2. 2A isocitrato-desidrogenase catalisa a descarboxilação oxidativa do citrato para formar α- cetoglutarato.
IV-Oxidação do α-cetoglutarato a succinil-CoA e CO2. Descarboxilização oxidativa na qual α-cetoglutarato é convertido a succinil-CoA e CO2 pela ação do complexo da α cetoglutarato desidrogenase. NAD+ é o aceptor de elétrons e CoA é o transportador do grupo succinil.
V-Conversão de succinil-CoA a succinato. A succinil-CoA ,como o acetil-CoA tem uma ligação trioéster com uma energia livre padrão ou hidrólise grande e negativa (ΔG’º≈-36kj ) mol) .A energia liberada pelo rompimento dessa ligação é utilizada para impedir a síntese de uma ligação fosfoanidrido no GTP ou ATP , com ∆G’º de apenas 2,9 kj mol. O sucanato é formado nesse processo. A enzima que cataliza essa reação reversível é chamada de succinil- CoA- sintetaze ou succinato - triocina- -se.
VI-Oxidação do succinato a fumarato: O succinato formado a partir do succinil-CoA é oxidado a fumarato pela flavoproteína succinato -desidrogenase.
VII-Hidratação do Fumarato a Malato: A hidratação reversível do fumarato a L-malato e catalizado pela fumarase. O estado de transição dessa reação é um carbânion.
VIII-Oxidação do malato a oxaloato. A L-malato desidrogenase ligada ao NAD cataliza a oxidação a L-malato a oxaloacetato.
São formadas 4 moléculas de NADH, 1 de FADH2 e 1 de ATP em cada ciclo. 
2 x (4 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP) → 8 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP
Resultando em 12 ATP.
Inibidores:
Succinil-CoA, ATP, NADH, Ácidos graxos-CoA de cadeia longa.
7- Escreva as reações da via glicolítica (glicólise) fermentativa e oxidativa. Faça seu balanço energético e escreva quais são os inibidores desta via metabólica, bem como os locais das inibições.
I- A fosforilação da glicose. A glicose é ativada para as reações subsequentes, pela fosforilação em C-6 formando a glicose-6-fosfato, com ATP como doador de grupo fosforil. Esta reação, irreversível em condições intracelulares, é catalisada pela hexocinase.
II- A conversão de glicose-6-fosfato a frutose-6-fosfato. A enzima fosfo-hexose-isomerase catalisa a isomeração reversível da glicose-6-fosfato (cetose). O mecanismo dessa reação envolve um intermediário enediol.
III- A fosforilação da frutose-6-fosfato a frutose-1,6-bifofato. A enzima fosfofrutocinase-1 catalisa a transferência de um grupo fosforil do ATP para a frutose-6-fosfato, formando frutose-1,6-bifosfato.
IV- A clivagem da frutose-1,6-bifosfato. A enzima frutose-1,6-bifosfato-aldose, (aldolase), catalisa uma condensação aldólica reversível. A frutose-1,6-bifosfato é clivada para a formação de duas trioses-fosfato diferentes, a aldose gliceraldeído-3-fosfato e a cetose di-hidroxiacetona-fosfato.
V- A interconversão das trioses-fosfato. Apenas uma das duas trioses-fosfato formada pela aldolase, gliceraldeído-3-fosfato, pode ser diretamente degradado nas etapas subsequentes da glicólise. O outro produto, a di-hidroxiacetona-fosfato,é rápida e reversivelmente convertida a gliceraldeído-3-fosfato pela quinta enzima da sequência glicolítica, a triose-fosfato-isomerase.
VI- A oxidação do gliceraldeído-3-fosfato a 1,3-bifosfaglicerato. É catalisada pela enzima gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase. O grupo aldeído do gliceraldeído-3-fosfato é oxidado, não em um grupamento carboxil livre, mas em um anidrido de ácido carboxílico com ácido fosfórico. Esse tipo de anidrido, chamado de acil-fosfato.
VII- A transferência de grupo fosforil de 1,3-bifosfoglirato a ADP. A enzima fosfoglicerato-cinase transfere o grupo fosforil de alta energia do grupo carboxil do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP, formando ATP e 3-fosfoglicerato.
VIII- A conversão de 3-fosfoglicerato a 2- fosfoglicerato. A enzima fosfoglicerato-mutase catalisa o deslocamento reversível do grupo fosforil entre C-2 e C-3 do glicerato. Mg2+ é essencial nessa reação.
IX- A desidratação de 2-fosfoglicerato. Reação glicolítica que gera um composto com alto potencial de transferência de grupamento fosforil, a enolase promove a remoção reversível de uma molécula de água do 2-fosfoglicerato para gerar fosfo-enolpiruvato.
X- Atransferência de um grupo fosforil do fosfoenolpiruvato para ADP. Catalisada pela piruvato-cinase, que exige K+ e Mg2+ ou Mn2+.
São utilizadas 2 moléculas de ATP para ativar o catabolismo da molécula de glicose, porém são formadas 2 moléculas de NADH, 4 ATP e 2 moléculas de piruvato. 
O saldo energético somente da cadeia respiratória é de: 
4 ATP + 2 NADH – 2 ATP → 2 ATP + 2 NADH
Resultando em 38 ATP
Inibidores da hexocinase:
Glucose-6-fosfato (músculo), frutose-6-fosfato (fígado).
Inibidores da PFK-1:
- Glucagon (fígado), ATP, Citrato, Fosfoenolpiruvato, H+.
Inibidores da piruvato cinase:
ATP, Acetil-coA, Ácidos graxos de cadeia longa, fosforilação (fígado), NADH, Alanina. 
8- Qual a relação entre via glicolítica (glicólise), Ciclo de Krebs e Cadeia Respirató-ria?
 Ambos produzem energia que é armazenada na forma de ATP.
9- Além da glicólise, a glicose pode sofrer o metabolismo da via das pentoses. Qual o rendimento energético dessa via? Que importância tem esta via que não encontramos na glicólise? 
É a oxidação da glicose 6- fosfato em pentoses fosfato, levando produtos especia-lizados e necessários a célula. O NADP+ é o receptor de elétrons e transforma-se emNADPH. As células em divisão rápida como aquelas da pele, da medula óssea e da mucosa intestinal, usam pentoses para sintetizar RNA, DNA e coenzimas como ATP, NADH,FADH2 e coenzima A.
A glicose 6-fosfato é oxidada em 6- fosfoglicono-δ-lactona pela glicose-6-fosfato desidrogenase. A lactona é hidrolisada pela ação de uma lactonase específica e forma o 6-fosfogliconato, que sofre desidrogenação e descarboxilização pela 6-fosfogliconato desidrogenase para formar ceptopentose ribulose 5- fosfato, que é convertida em seu isômero aldose ribose 5- fosfato pela ação da fosfopentose isomerase. 
Glicose 6-fosfato + 2NADP+ + H2O → ribose 5- fosfato + CO2 + 2NADPH + 2H+
O rendimento é de 36 ATP/mol de glicose.
10- O que é metabolismo (catabolismo) dos ácidos graxos conhecido como β-oxida-ção? Escreva suas reações, faça seu balanço energético e descreva seus inibidores e quais reações ele causa inibição.
I-Ácidos graxos saturados: uma desidrogenação produz uma dupla ligação entre átomos de carbono α e β(C-2 e C-3), liberando um trans-Δ2-enoil-CoA. Que é catalizado por 3 enzimas da acil-CoA desidrogenase.
II- É adicionado uma molécula de água a dupla ligação do trans-Δ2-enoil-CoA para formar o L- β-hidroxil-CoA, catalisada pela enoil-CoA hidratase.
III- O L-β-hidroxiacil- CoA é desidrogenado para forma β-cetoacil-CoA pela ação da β-hidroxiacil desidrogenase.
IV- A oxidação dos ácidos graxos é catalisada pela acil-CoA acetiltransferase, promove a reação do β-cetoacil-CoA com uma molécula de coenzima A livre para romper o fragmento carboxila terminal de dois átomos de carbono do ácido graxo original na forma de acetil-CoA.
Rendimento energético de 130 moles de ATP.
11- Compare o rendimento energético da glicose com ácidos graxos.
O rendimento dos ácidos graxos é bem mais energético que a glicose, embora a glicose seja mais utilizada.