AULA 2 META GLICIDEOS GLICÓLISE ESSA

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CALENDÁRIO 
 DATA MATERIA DA AULA 
06/05 GLICÓLISE E FERMENTAÇÃO 
13/05 CICLO DE KREBS 
20/05 TRANSPORTE DE ELETRONS E CADEIA 
RESPIRATÓRIA 
 03/06 CICLO PENTOSE FOSFATO 
 10/06 METABOLISMO DE LIPIDIOS 
17/06 PROVA ESCRITA 
TÓPICOS DA AULA: Via Glicolítica ou glicólise e 
formação de Acetil-CoA 
• 1. Fórmulas estruturais de monossacarídeos e 
dissacarídeos. 
• 2. Adenosina TriFosfato (ATP) 
• 3. Anabolismo e Catabolismo 
• 4. Coenzimas NAD+ e FAD 
• 5. Via Glicolítica. 
• 6. Fermentações Lática e Alcoólica. 
• 7. Rendimento Energético da Glicólise 
• 8. Piruvato para Acetil-CoA 
ESTRUTURAS DE CABOIDRATOS 
FÓRMULAS ESTRUTURAIS DOS MONOSSACARÍDIOS 
FÓRMULAS ESTRUTURAIS DE VÁRIOS DISSACARÍDIOS. 
 A SACAROSE E TREALOSE NÃO POSSUEM ÁTOMOS DE CARBONO 
ANOMÉRICO LIVRE PORTANTO NÃO SÃO REDUTORES 
HIDROLISE ENZIMÁTICA DOS PRINCIPAIS DISSACARIDIOS 
CELULAS PROCARIOTICA E 
EUCARIOTCA. 
 MITOCÔNDRIA E LISOSSOMO SÃO ORGANELAS 
DA CELULA EUCARIÓTICA 
ORIGEM DA MITOCÔNDRIA 
 MITOCÔNDRIA 
-Microfotografia eletrônica convencional mostrando as 
cristas. Como um sistema de septos planos. 
-Reconstrução tridimensional de uma mitocôndria pela 
técnica de tomografia eletrônica, mostrando cristas 
tubulares irregulares. 
MITOCÔNDRIA 
BIOENERGÉTICA . 
COMO O ORGANISMO CONVERTE 
OS NUTRINTES EM ENERGIA E A 
UTILIZA NAS REAÇÕES 
METABÓLICAS. 
ESQUEMA DA OXIDAÇÃO COMPLETA DA GLICOSE 
CONCEITOS DE CATABOLISMO E ANABOLISMO 
ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP) 
FOSFATOS 
ADENOSINA TRIFOSFATO 
O ATP é um nucleotídeo formado por uma unidade de adenina, uma 
de ribose e três grupos de fosfato. Ligados por ligações fosfoéster 
seguida de duas ligações fosfoanidrido. 
ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP) 
A hidrólise do ATP fornece, energia livre que impulsiona uma imensa 
variedade de reações bioquímicas endergônicas. 
O ATP é hidrolisado para formar ADP e Pi ou AMP e PPi. 
O PPi que pode ser hidrolisado a ortofofato, liberando energia 
adicional. 
. 
 
 
 
 
 
 
COMPOSTOS DE ALTA ENERGIA 
• Em processo exergônico a energia livre liberada (∆G0) nas 
reações de degradação de moléculas orgânicas é 
conservada na molécula de adenosina trifosfato ( ATP ), 
composto de alta energia. 
• Outros compostos fosforilados e tioésteres também têm 
valores energéticos elevados e são denominados de 
compostos de alta energia. 
• A variação de energia livre (∆G0 ) de hidrólise de ATP a 
ADP e Pi é -30.5 Kj. mol -1 ou - 7.3 kcal. mol -1 ,portanto é 
um processo exergônico. 
Valores da energia livre padrão (∆Go`) de hidrólise de alguns 
compostos fosforilados e tioéster de alta energia. 
O ATP É REGENERADO A NIVEL DO SUBSTRATO 1 
• 1. FOSFORILAÇÃO AO NÍVEL DO SUBSTRATO (VIA GLICOLÍTICA ). 
• É a transferência direta do grupo fosfato (Pi) para o ADP para 
formar o ATP. Utiliza a energia livre proveniente de processo 
exergônicos. Explo: na glicólise a reação 7. A transferência da 
energia livre da hidrólise do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP. 
• ATENÇÃO: 
• A única exigência para uma fosforilação ao nível do substrato 
é que a energia livre da reação de hidrólise, seja mais negativa 
do que, a do novo composto fosfato que está sendo formado. 
 1, 3 –bifosfoglicerato 12.0 
 ATP 7.3 Kcal. mol-1 
 Quando a energia livre da hidrólise é maior do que a do ATP 
(7.3 Kcal. mol-1 ), leva a fosforilação do ADP para ATP 
O ATP É REGENERADO POR FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 
• 2. FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA. 
• O processo em que os elétrons liberados durante a oxidação 
de substratos são transferidos para a mitocôndria através das 
coenzimas (NADH.H+ ou FADH2) 
 A energia livre liberada promove a síntese de ATP a partir de 
ADP e Pi. 
 
AS COENZIMAS NAD+ E FAD SÃO 
COMO CESTAS PARA DESLOCAR 
PRÓTON E ELÉTRONS 
Estruturas das formas oxidadas da NICOTINAMIDA ADENINA 
DINUCLEOTÍDIO (NAD+) e FLAVINA ADENINA DINUCLEOTÍDIO (FAD). 
INTERCONVERSÃO ENTRE NAD+ E NADH.H+ 
INTERCONVERSÃO ENTRE FAD E FADH2 
PROTEINA 
ENZIMA COMO EXEMPLO A HEXOQUINASE 
 
 
As classes de enzimas que são utilizadas na glicólise e nas 
fermentações alcoólica e lática. 
 
• TRANFERASE: 
 
 
• ISOMERASE 
 
• ÓXIDO REDUTASE 
 
• HIDROLASE 
CÉLULA DE UMA LEVEDURA 
• A energia livre liberada durante a oxidação da Glicose até CO2 e 
H2O é: 
• C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O ∆G
0`= - 686 Kcal. mol-1 
 A célula procariótica ou eucariótica não suportaria essa energia 
e teria as suas atividades biológicas interrompidas. 
 Como consequência observa-se a diminuição da viabilidade da 
célula. Portanto, na célula a produção de energia é por cascata 
através das vias metabólicas. 
METABOLISMO DE GLICOSE E SÍNTESE DAS 
MOLÉCULAS 
VIA GLICOLÍTICA OU GLICÓLISE 
 • Glicólise (do grego glykos, doce e lysis, romper) 
• 1. PRIMEIRO ESTÁGIO É DE ATIVAÇÃO 
• Compreende 5 reações a partir da fosforilação da glicose 
até a produção de 2 moléculas de gliceraldeido-3-fosfato 
e consumo de 2 ATP. 
• 2. SEGUNDO ESTÁGIO É O DE SíNTESE DE ATP. 
• Duas molécula de gliceraldeido-3-fosfato são oxidadas 
por NAD+ e fosforiladas por Pi. São sintetizadas duas 
moléculas de 1,3-bisfosfoglicerato. Até piruvato são 
produzidos 4 ATP. 
• A equação geral da via glicolítica: 
 GLICOSE + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ → 2 PIRUVATO + 2 ATP + 2H20 + 2 NADH.H + 
GLICÓLISE 
• EQUAÇÃO QUIMICA GLOBAL 
• C6H12O6 +2ADP+ 2 NAD
++2Pi →2C3H4O3 +2ATP + 2H20 +2NADH + H
+ 
• ENERGIA GLICÓLISE: 
• C6H12O6 → 2C3H4O3 ∆G
o` = - 147 kj. mol-1 ( = - 36 kcaL. mol -1 ). 
• ADP + Pi → ATP + H20 ∆G
o` = + 30 kj. mol-1 ( = + 7.3 kcaL. mol -1 ). 
 
• PARA PRODUÇÃ DE DUAS MOLECULAS DE PIRUVATO: 
 Oxigênio não participa da via glicolítica. 
 2 ATP são utilizadas no estágio de ativação. 
 4 ATP são produzidas no segundo estágio 
 2 moléculas de NAD+ são reduzidas para 2NADH + H+ 
VIA GLICOLÍTICA 
OS SUBSTRATOS, OS PRODUTOS E AS ENZIMAS 
 QUE CATALISAM AS DEZ REAÇÕES DA VIA, 
ENCONTRAM-SE , NO CITPLASMA DAS CÉLULAS 
PROCARIÓTICA OU EUCARIÓTICA. 
 
 
1. FORMAÇÃO DE UM ÉSTER-FOSFATO DE GLICOSE. 
O ATP É O DOADOR DO GRUPOS FOSFATO. 
A REAÇÃO É CATALISADA PELA ENZIMA 
HEXOQUINASE 
 
 
1. SÍNTESE DE GLICOSE-6-FOSFATO 
• A QUINASE está relacionada com a classe das enzimas 
que são dependentes de ATP. 
• Transfere o fosfato para o substrato. 
• A glicose é uma molécula neutra. Entretanto quando é 
fosforilada no carbono 6, torna-se um composto 
hidrofílico com carga negativa. 
• Como não atravessa a membrana fica retira no 
citoplasma da célula. 
• A reação da fosforilação da glicose é irreversível. 
2. CONVERSÃO DE GLICOSE-6-FOSFATO EM 
FRUTOSE-6-FOSFATO CATALIZADA POR 
FOSFOGLICOISOMERASE 
 Reação de Isomerização reversível da glicose-6-fosfato 
em frutose-6-fosfato. 
Uma aldose é convertida em cetose. Como 
intermediário tem a configuração enol. 
O oxigênio carbonílico se desloca do C1 para C2. 
 
3. FOSFORILAÇÃO DA FRUTOSE-6-FOSFATO EM 
 FRUTOSE-1,6-BIFOSFATO. 
 CATALIZADA POR FOSFOFRUTOQUINASE 
 A FOSFOFRUTOQUINASE (PFK) catalisa de modo 
irreversível a transferência do grupo fosfato do ATP, para 
o C1 dafrutose-6-fosfato, com formação de frutose-1,6-
bifosfato. 
A fosfofrutoquinase é a principal enzima reguladora da 
glicólise. 
A frutose-1,6-bifosfato é um potente ativador alostérico. 
4. CLIVAGEM DA FRUTOSE-1,6-BIFOSFATO CATALIZADA 
 PELA ENZIMA ALDOLASE. 
• Frutose-1,6-bifosfato é clivado entre os carbonos 3 e 
4 produzindo duas trioses: o gliceraldeido-3-fosfato e 
a diidroxicetona-fosfato. A reação é considerada não 
favorável (∆Go` = + 23,8 kj. mol-1 ). 
4. CLIVAGEM DA FRUTOSE-1,6-BIFOSFATO É CATALIZADA 
 PELA ENZIMA ALDOLASE 
• 4. A clivagem do D-Frutose 1,6 bisfosfato para D-gliceraldeido 3 
fosfato e Diidroxiacetona fosfato estão em equilíbrio e podem 
ser convertível um no outro. 
 Tipo de reação: condensação reversa de aldol. 
 
5. INTERCONVERSÃO DE GLICERALDEIDO-3-FOSFATO E DA 
DIIDROXIACETONA FOSFATO 
CATALIZADA POR TRIOSE FOSFATO ISOMERASE 
 A enzima triose-fosfato-isomerase catalisa a interconversão 
por isomeração do gliceraldeido-3-fosfato e diidroxicetona-
fosfato. A reação dirige a diidroxiacetona-fosfato para o 
gliceraldeido-3-fosfato. Que é a única triose diretamente 
oxidada na via glicolítica. 
 A partir da atividade desta enzima, a via glicolítica terá todos 
os seus intermediários duplicados 
 
6. OXIDAÇÃO DO GLICERALDEIDO-3-FOSFATO A 1,3-BIFOSFOGLICERATO 
REAÇÃO CATALIZADA POR GLICERALDEIDO 3-FOFSFATO DESIDROGENASE 
 
 
• Gliceraldeido-3-fosfato é oxidado a 1,3-bifosfoglicerato com 
a concomitante redução do NAD+ a NADH+H+. Catalisada 
por gliceraldeido-3-fosfato-desidrogenase. 
 
 
 
 
• A reação oxida o aldeído e incorpora o fosfato inorgânico 
com a produção 1,3-bifosfoglicerato. É um composto de 
alta energia da via glicolítica ( 12 kcal. mol-1 ). 
 
7. FORMAÇÃO DE ATP A PARTIR DO 1,3-BIFOSFOGLICERATO. 
COMPOSTO DE ALTA ENERGIA 
 
• Fosfoglicerato quinase catalisa a transferência do grupo 
fosfato de alta energia do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP, 
gerando ATP e 3-FOSFOGLICERATO. 
 
 
 
• A produção de ATP pela transferência direta de 
fosfato do substrato para o ADP, é uma reação 
altamente exergônica. Em ausência de oxigênio é 
denominada fosforilação ao nível do substrato. 
• São sintetizados 2 ATP por molécula de glicose. 
 
 
8. CONVERSÃO DE 3-FOSFOGLICERATO A 2-FOSFOGLICERATO 
• Reação catalisada por fosfoglicerato-mutase. Tipo de 
reação é isomerização com transferência de fosfato. 
9.REAÇÃO DE DESIDRATAÇÃO DO 2-FOSFOGLICERATO 
 E A PRODUÇÃO DO FOSFOENOLPIRUVATO 
• A enolase catalisa a remoção de uma molécula de 
água do 2-fosfoglicerato para formar o segundo 
intermediário de alto energia, que é o 
fosfoenolpiruvato. Reação desidratação. 
• A reação é reversível apesar do elevado conteúdo 
energético do fosfoenolpiruvato (14.8 kcal. mol-1 ). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10. FORMAÇÃO DO PIRUVATO 
REAÇÃO CATALISADA POR PIRUVATO QUINASE 
• A transferência do grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP 
formando piruvato e ATP é catalizada pela enzima piruvato quinase, 
em presença de Mg 2+ e K+ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Na via é a segunda reação de fosforilação ao nível do substrato. 
 São produzidos 2 ATP por molécula de glicose. 
• A equação geral da via glicolítica: 
 GLICOSE + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ → 2 PIRUVATO + 2 ATP + 2H20 
+ 2 NADH.H + 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ENZIMAS ALOSTÉRICAS. 
 
• A piruvato quinase é uma enzima alostérica ativada por níveis 
elevados de frutose-1,6-bifosfato e inibida pelo ATP. 
• A velocidade de conversão do fosfoenolpiruvato em piruvato 
será reduzida quando a célula tiver alta concentração de ATP. 
Portanto, quando a célula não tiver necessidade de obter 
energia na forma de ATP. 
 
 DESTINOS DO PIRUVATO SOB CONDIÇÕES DE ANAEROBIOSE 
VIAS DAS FERMENTAÇÕES. 
 
 
SOB CONDIÇÃO DE ANAEROBIOSE. 
 NA FERMENTAÇÃO LÁTICA, O PIRUVATO RECEBE OS ELÉTROS DO 
NADH+H+, REDUZINDO-SE A LACTATO. 
NA FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA, O PIRUVATO É DESCARBOXILADO, ORIGINANDO 
ACETALDEIDO, QUE RECEBE OS ELÉTRONS DO NADH+H+, PRODUZINDO O 
ETANOL. 
 
 
DESTINOS DO PIRUVATO E DOS ELÉTRONS DA GLICÓLISE 
PRODUÇÃO DE ÁCIDO LÁTICO E ETANOL 
BIOQUIMICA DA PRODUÇÃO DE ÁCIDO LÁTICO E 
ETANOL 
Célula de levedura Microrganismo unicelular 
(subclasse dos fungos) 
Reprodução por brotamento 
ou esporulação 
Velocidade de fermentação 
Resistência ao etanol 
Resistência a baixos 
valores de pH 
Eficiência de conversão de 
glicose em etanol. 
Estabilidade genética 
Produção de glicerol pela levedura Saccharomyces rouxii. 
Adiciona bissulfito de sódio para formar o complexo 
acealdeido-sulfito e interromper a via glicolítica. 
 A coenzima NADH.H reduz o diidroxiacetona fosfato 
produzindo glicerol-P em, seguida o glicerol 
RENDIMENTO ENERGÉTICO 
 
 RENDIMENTO ENERGÉTICO DA GLICÓLISE 
 GLICOSE A 2 LACTATO 
 
 
 GLICOSE + 2 ADP + 2 Pi → 2 ÍONS LACTATO + 2 ATP 
 ∆GO 
 GLICOSE + 2ADP +2 Pi → 2 PIRUVATO + 2 ATP - 17.5 kcal 
 - ( 2 ADP + 2 Pi → 2 ATP) - 14.6 Kcal 
 2 ( PIRUVATOS + NADH+H → LACTATO+ NAD+) - 12.0 Kcal 
 
 ∆GO - 44.1 Kcal mol-1 
 glicose consumida 
 ∆GO ` total = - 44.1 + 14.6 = - 29.5 Kcal mol -1 
 
 O valor 14.6 Kcal mol -1 refere-se ao número de quilocalorias requeridos para fosforilar 
 dois moles de ADP para ATP. 
 O valor de 44.1 é o número de quilocalorias liberados quando um mol de glicose é 
 convertido em dois moles de lactato. 
 Rendimento: 14.6 /44.1 x 100 = 33.1 % 
 
 RENDIMENTO DA PRODUÇÃO DE LACTATO = 33.1 % 
 
 SIGNIFICA QUE 33% DA ENERGIA LIBERADA PELO PROCESSO FOI CONSERVADA SOB A 
 FORMA DE ATP 
 
 ATENÇÃO: O VALOR DE ∆G É EXPRESSO EM QUILOJOULES.(kj). 
 ENTRETANTO EM BIOQUIMICA UTILIZAMOS QUILOCALORIAS 
 1 QUILOJOULE EQUIVALE A 0,239 QUILOCALORIAS (Kcal). 
 1 caloria = 4.184 joules 
 1 ATP = 7.3 -7.8 Kcal / mol 7.3 Kcal é sob condição de pH 7.0, sistema 1. M e temperatura 250C. 
 
SOB CONDIÇÃO DE AEROBIOSE O 
PIRUVATO ENTRA NA 
MITOCONDRIA ONDE É 
CONVERTIDO EM Acetil-CoA 
Sob condições de aerobiose o piruvato é transformado 
em Acetil-CoA 
• Na célula eucariótica o 
 Piruvato passa através 
da membrana externa da 
mitocôndria por difusão. 
A proteína PIRUVATO 
TRANSLOCASE transporta o piruvato para a 
matriz.Onde é transformado em Acetil-CoA, fazendo o 
elo entre a via glicolítica e o Ciclo de Krebs. 
A molécula CoASH é carreador de unidades Acetil. 
A ligação β-mercaptoetanolaminacom ácido acético é 
rica em energia (R-C=0-S-R tioester) 
GLICOSE A PIRUVATO E Acetil-CoA 
 
ETAPAS DA REAÇÃO CATALISADA PELO COMPLEXO PIRUVATO 
DESIDROGENASE. 
 E1: PIRUVATO DESIDROGENASE (TPP) 
 E2: DIIDROLIPOIL TRANSSACETILASE (Ácido lipóico) 
 E3: DIIDROLIPOIL DESIDROGENASE (FAD) 
 
Bibliografia Recomendada 
• 1. Anita Marzzoco e Bayardo B. Torres. 
Bioquímica Básica. Guanabara Koogan, 2007. 
• 2. Mary K. Campbell e Shawn O. Farrell. 
Bioquímica. Thomson Learning Edições Ltda, 
2008.