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Princípios da 
Bioenergética e 
Metabolismo
Prof. Fabrício Magalhães
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INTRODUÇÃO
O metabolismo é uma atividade celular altamente
coordenada na qual diversos sistemas multienzimáticos
(vias metabólicas) atuam conjuntamente visando quatro
funções:
Nelson; Cox (2014)
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INTRODUÇÃO
1° Função
Obter energia química, seja por captação de energia solar,
seja por degradação de nutrientes ricos em energia obtidos
do meio ambiente;
Nelson; Cox (2014)
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INTRODUÇÃO
2° Função
Converter as moléculas dos nutrientes em moléculas com
características próprias de cada célula, inclusive os
precursores das macromoléculas;
Nelson; Cox (2014)
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INTRODUÇÃO
3° Função
Formar macromoléculas, tais como proteínas, ácidos
nucléicos e polissacarídeos, a partir de precursores
monométricos;
Nelson; Cox (2014)
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INTRODUÇÃO
4° Função
Sintetizar e degradar biomoléculas necessárias a funções
celulares especializadas, tais como lipídios de membrana,
mensageiros intracelulares e pigmentos.
Nelson; Cox (2014)
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INTRODUÇÃO
Nelson; Cox (2014)
• Utilizam o dióxido de carbono no
ambiente como única fonte de
carbono.
Autotrófitos
• Obtenção de carbono a partir do
ambiente em forma de moléculas
orgânicas (glicose).Heterotrófitos
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Ciclo de Dióxido de Carbono e 
Oxigênio na Biosfera Ciclo do Nitrogênio na Biosfera
INTRODUÇÃO
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INTRODUÇÃO
➢ METABOLISMO
É o somatório de todo o processo de transformações químicas que
ocorrem em uma determinada célula ou organismo
compreendendo uma série de reações catalisadas
enzimaticamente, as quais constituem as vias metabólicas.
Nelson; Cox (2014)
METABÓLITOS
É o produto da remoção, da transferência ou da adição de 
átomos nas etapas durante as transformações as vias 
metabólicas.
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INTRODUÇÃO
➢ CATABOLISMO
É a fase degradativa do metabolismo na qual moléculas nutrientes
orgânicas (carboidratos, gorduras e proteínas) são convertidas em
produtos finais menores e mais simples (ácido lático, CO², NH³
Nelson; Cox (2014)
As vias catabólicas liberam energia, um parte é conservada na forma de ATP 
(Adenosina Trifosfato) e de transporte de elétrons reduzidos 
(NADH; NADPH; FADH²);
A energia restante é liberada na forma de calor.
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INTRODUÇÃO
➢ ANABOLISMO
Também chamado de biossíntese, moléculas precursoras
pequenas e simples são ligadas formando moléculas maiores e
mais complexas (lipídios, polissacarídeos, proteínas e ácidos
nucléicos).
Nelson; Cox (2014)
As reações anabólicas requerem fornecimento de energia, geralmente na forma de 
potencial de transferência do grupo fosforil do ATP e de poder redutor de NADH; 
NADPH e FADH²
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INTRODUÇÃO
Nelson; Cox (2014)
Nutrientes liberam Energia
Carboidratos
Lipídios
Proteínas
Produtos finais
CO²
H²O
NH³
Catabolismo
Moléculas Precursoras
Aminoácidos
Açúcares
Ácidos Graxos
Bases Nitrogenadas
Macromoléculas Celulares
Proteínas
Polissacarídeos
Lipídios
Ácidos Nucléicos
ADP + HPO
NAD
NADP
FADH
ATP
NADH
NADPH
FADH²
Energia 
Química
Anabolismo
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INTRODUÇÃO
Nelson; Cox (2014)
Glicogênio Glicose Glicogênio
Triacilgliceróis
Sacarose
Amido
Alanina Fenilalanina
LeucinaSerina
Interleucina
Fosfolipídios
Ácidos Graxos
Acetato
Acetil CoA
CitratoOxalacetato
CO²CO²
Acetoacetil
CoA
Mevalanato
Isopentil
pirofosfato
Ácidos 
Graxos
CDP-diacilglicerol
Triacilgliceróis
Fosfolipídios
Eicosanóides
Colesterol
Ácidos 
BiliaresÉsteres de 
Colesterol
Hormônios 
Esteroides
Pigmentos 
carotenoides
Vitamina K
Borracha
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INTRODUÇÃO
Nelson; Cox (2014)
VIAS METABÓLICAS
NUTRIENTES
CARBOIDRATOS LIPÍDIOS PROTEÍNAS
Glicose Ácidos Graxos Aminoácidos
O2
ADP + PI
H2O
ATP
NADH
FADH2
NADH
FADH2
CO2
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Carboidrato Proteína Lipídios
Glicose Aminoácido Ácidos Graxos
Piruvato (3)
Acetil-CoA (2)
Citrato (6)
Isocitrato (6)
α-Cetoglutarato (5)
Succinato (4)
Fumarato (4)
Malato (4)
Oxaloacetato (4)
CO2
CO2
VIAS METABÓLICAS
CO2
CO2
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
FOSFAGÊNIO - ATP/CP
Sistema Anaeróbio Alático
GLICÓLISE
Sistema Anaeróbio Lático
OXIDAÇÃO
Sistema Aeróbio
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SISTEMAS ENERGÉTICOS
❖ O sistema ATP-CP é o principal sistema energético
para esforços máximos de curta duração
(~30segundos).
❖ A glicólise é o principal sistema energético para
esforços de intensidade elevada de curta duração (~30
a 60 segundos).
❖ A oxidação é o principal sistema energético para
esforços de baixa e moderada intensidade de média a
longa duração (superior a ~60 segundos).
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GLICOSE
GLICOSE
Principal combustível utilizado pelo organismo sendo
relativamente rico em energia potencial; a sua oxidação
completa até dióxido de carbono e água ocorre com uma
variação de energia livre padrão de -2.840 kJ/mol.
Nelson; Cox (2014)
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GLICÓLISE
➢ GLICÓLISE (lysis = quebra; glykys = doce)
Degradação de uma molécula de glicose em uma série de reações
catalisadas por enzimas para liberar duas moléculas do composto
piruvato, contendo cada uma delas três átomos de carbono.
Nelson; Cox (2014)
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GLICÓLISE
➢ GLICÓLISE (lysis = quebra; glykys = doce)
imagem
Nelson; Cox (2014)
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GLICÓLISE
A Glicólise possui duas fases:
A glicose tem 6 átomos de carbono e sua divisão em duas
moléculas de piruvato, cada uma com três moléculas de carbono,
ocorre em uma sequência de 10 passos, sendo os cinco primeiros,
a fase preparatória.
Nelson; Cox (2014)
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GLICÓLISE
FERMENTAÇÃO
É um termo geral que denota a degradação anaeróbia da
glicose ou de nutrientes orgânicos em vários produtos para
obter energia conservada na forma de ATP.
Nelson; Cox (2014)
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GLICÓLISE
1° fase ou fase preparatória
Passo 1
A glicose é fosforilada no grupo hidroxila em C-6
Nelson; Cox (2014)
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GLICÓLISE
Passo 2
Glicose-6-fosfato é convertida em frutose-6-fosfato
Nelson; Cox (2014)
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GLICÓLISE
Passo 3
Novamente fosforilada em C-1, para liberar frutose-1,6-
bifosfato
Nelson; Cox (2014)
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GLICÓLISE
Passo 4
A frutose-1,6-bifosfato é quebrada para liberar duas moléculas com três
carbonos:
❖ Diidroxiacetona fosfato
❖ Gliceraldeído-3-fosfato
Nelson; Cox (2014)
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GLICÓLISE
Passo 5
A Diidroxiacetona fosfato é isomerizada em uma segunda
molécula:
❖ Gliceraldeído-3-fosfato
Nelson; Cox (2014)
Necessária a utilização de duas moléculas de ATP para 
ativar, iniciar, a molécula de glicose para sua quebra em 
duas partes com três moléculas de carbono.
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GLICÓLISE
Resumindo
Na fase preparatória da glicólise, a energia do ATP é
investida, aumentando o conteúdo de energia livre dos
intermediários, e as cadeias carbônicas de todas as
hexoses metabolizadas são convertidas em um produto
comum, gliceraldeído-3-fosfato.
Nelson; Cox (2014)
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GLICÓLISE
2° fase ou fase de pagamento
Passo 6
Cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato é oxidada e fosforilada por fosfato
inorgânico (não pelo ATP) para formar 1,3-bifosfoglicerato
Nelson; Cox (2014)
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GLICÓLISE
Passo 7 a 10
Ocorre a liberação de energia quando as duas moléculas de
1,3-bifosfoglicerato são convertidas em duas moléculas de
piruvato.
Nelson; Cox (2014)
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REFERENCIAS
▪ NELSON, D.L.; COX, M. M. Princípios da Bioquímica de Lehninger. 6°
edição. Ed Artimed. 2014.