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10/15/2017
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SDE0024 – BIOQUIMICA
METABOLISMO DE CARBOIDRATOS I
AULA 10 - METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
Bioquímica
RESPIRAÇÃO CELULAR
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AULA 10 - METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
Bioquímica
GLÍCOLISE AERÓBICA
Fosforilação 
oxidativa
AULA 10 - METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
Bioquímica
LEMBRETE
• LISE: QUEBRA
• GÊNESE: SÍNTESE
• Oxidação: 
• Adição de oxigênio
• Perda de hidrogênios
• Perda de elétrons
• Redução
• Perda de oxigênio
• Ganho de hidrogênios
• Ganho de elétrons
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GLICÓLISE: oxidação da glicose em ácido pirúvico (1ª 
etapa do catabolismo dos HC).
Primeira via metabólica elucidada;
Eduard Buchner (1897) - fermentação em extratos de levedura;
Fritz Lipmann & Herman Kalchar (1941) - papel de compostos ricos em
energia – ATP;
Via desvendada - ~1940 - Embden, Meyerhof, Neuberg, Parnas, Warburg,
G. Cori, C. Cori;
Glicólise é universal e tem papel central no catabolismo de 
glicose.
AULA 10 - METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
Bioquímica
GLICÓLISE: glyky-doce; lise-quebra
Em alguns organismos ou células é a via preferencial
ou exclusiva: cérebro, retina, hemácias, córnea
(mamíferos), tubérculos de batata e outras plantas
aquáticas, alguns microorganismos aeróbicos.
Poucas mitocôndrias: medula renal, leucócitos,
testículo, fibras musculares brancas.
Aeróbicos facultativos: levedos, bactérias.
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Bioquímica
GLICÓLISE
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Bioquímica
5 ETAPAS
2 ATPS gastos
FASE PREPARATÓRIA
CLIVAGEM
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5 ETAPAS
4 ATPS produzidos
FASE DE PAGAMENTO
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Bioquímica
ROTAS ALTERNATIVAS DO PIRUVATO
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AULA 10 - METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
Bioquímica
ROTAS ALTERNATIVAS DO PIRUVATO
• Gasto do primeiro ATP Produção da Gligose 6-fosfato
• Hexoquinase: cataliza a fosforilação (cinase) de outras hexoses 
(frutose, galactose, manose)
• Hexoquinase D ou Glucoquinase - hepatócitos
• Fosfatação: o fosfato prende a glicose dentro da célula
AULA 10 - METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
Bioquímica
1. HEXO QUINASE
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• Isomerase: converte um isômero em outro
• Converte Glicose em Frutose
• Frutose – Molécula simétrica, facilita a quebra necessária para formar
piruvato.
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Bioquímica
2. ISOMERASE
• Gasto do segundo ATP. Frutose 1,6-bifosfato.
• Ainda mais simetrica!
• PFK-1 é uma importante enzima regulatória dessa via.
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3. FOSFOFRUTOSE QUINASE-1 (PFK-1)
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• Frutose é partida ao meio.
• Somente segue na via o Gliceraldeido 3-fosfato.
• Aldolase de alguns microorganismos é dependente de Zn2+
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Bioquímica
4. ALDOLASE
• Não há disperdício! Diidroxicetona 3-fosfato será convertida em Gliceraldeido
3-fosfato (isomeros) = 2 Gliceraldeidos gerados = tudo em DOBRO.
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Bioquímica
5. TRIOSE-FOSFATO ISOMERASE
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• Entrada de um Pi (fosfato inorgânico) e produção de 2 NADH+H 
• Primeira reação que leva a conservação de energia
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Bioquímica
6. GLICERALDEIDO-3-FOSFATO DESIDROGENASE
• Quinase: Transferencia de fosfato (ADPATP) C1
• Primeira produção de ATP = 2 ATP 
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Bioquímica
7. FOSFOGLICERATO QUINASE
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Transfere o Fosfato do C3 pro C2.
Reação em duas etapas- com formação de 2,3-bisfosfoglicerato (BPG)
Eritrócitos- 5mM BPG- regula afinidade de Hb a O2
repulsão
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Bioquímica
8. FOSFOGLICERATO MUTASE
• Retirada de uma molécula de água (desidratação)
• Desestabilidade da molécula irá forçar o desligamento do fosfato
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Bioquímica
9. ENOLASE
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• Fosfato é retirado, transferido para
o ADP: 2 ATP e 2 Piruvatos
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Bioquímica
10. PIRUVATO QUINASE
Investimento
de energia
1234
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Bioquímica
FASES
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Clivagem
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Geração de 
energia
678910
AULA 10 - METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
Bioquímica
FASES
Fermentação
alcoólica
Fermentação
lática
AULA 10 - METABOLISMO DE CARBOIDRATOS
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Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Etapa Intermediária: 
Piruvato  AcetilCoA
Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Quatro vitaminas hidrossolúveis diferentes são necessárias na
nutrição humana e componentes vitais neste sistema:
1) Tiamina (B1) na TPP;
2) Riboflavina (B2) no FAD;
3) Niacina (B3) no NAD e;
4) Ácido pantotênico (B5) na CoA.
Cofatores:
- Tiamina Pirofosfato (TPP)
- FAD
- CoA
- NAD
-Lipoato
E1 (piruvato desidrogenase)
E2 (diidrolipoil transacetilase)
E3 (diidrolipoil
desidrogenase)
Etapa Intermediária: 
Piruvato  AcetilCoA
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Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Descarboxilação
Oxidativa
Etapa Intermediária: 
Piruvato  AcetilCoA
Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
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Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Bioquímica
RESPIRAÇÃO CELULAR
Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
O quê? Ciclo do Ácido Cítrico; Ciclo do Ácido
Tricarboxílico; Ciclo Oxidativo (aeróbico) de
carboidratos, aminoácidos e ácidos graxos, com
liberação de energia.
Para quê? Oxidar Acetil-CoA
a CO2 e H2O.
Onde? Matriz mitocondrial.
Classificação: Anfibólico -
Catabólico e Anabólico.
CICLO DE KREBS
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Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Acetil CoA (2C) + Oxalacetato (4C) = Citrato (6C)
Citrato sintase (inibida por ATP e NADH)
A concentração de Oxalacetato determina a velocidade do ciclo.
Sintese do Citrato
1. CITRATO SINTETASE
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Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Isomerização do Citrato em seu isômero Isocitrato
2. ACONITASE
Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Descarboxilação oxidativa do isocitrato, originando NADH,
α-cetoglutarato e a primeira liberação de CO2
Isocitrato desidrogenase - ativada pelo acúmulo de ADP e
inibida por ATP e NADH.
3. ISOCITRATO DESIDROGENASE
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Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Descarboxilação oxidativa do α-cetoglutarato.
Conversão de α-cetoglutarato em Succinil-CoA;
Liberação do segundo CO2 e do segundo NADH do ciclo;
Complexo α-cetoglutarato desidrogenase (inibição por ATP,
NADH e succinil-CoA).
4. α-CETOGLUTARATO DESIDROGENASE
Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Succinil CoA sintetase: clivagem da ligação tioéster de
alta energia do Succinil-CoA, resultando em Succinato;
Energia liberada fosforila GDP em GTP - podendo ocorrer
a interconversão: GTP + ADP GDP + ATP.
5. SUCCINIL COA SINTETASE
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Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Succinato desidrogenase: oxida Succinato a
Fumarato; produz FADH2
6. SUCCINATO DESIDROGENASE
Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Fumarase: hidrata o Fumarato em Malato
7. FUMARASE
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Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Malato desidrogenase: oxida o Malato em Oxalacetato;
Liberação do terceiro e último NADH do ciclo.
8. MALATO DESIDROGENASE
Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
A; G
T; C
ANFIBÓLICO?
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Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Garantem a constante reposição de metabólicos intermediários do ciclo.
Reações Anapleróticas
Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
1 NADH = 2,5 ATP
1 FADH2 = 1,5 ATP
Saldo:
3 NADH
1 FADH2
1 ATP
Saldo real?
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Bioquímica
AULA 11 - BIOENERGÉTICA
Glicólise = 2 ATP
Glicólise = 2 NADH  5 ATP
Etapa Intermediária (Acetil-CoA) = 2 NADH  5 ATP
Ciclo de Krebs = 6 NADH  15 ATP
Ciclo de Krebs = 2 FADH2  3 ATP
Ciclo de Krebs = 2 ATP (2 GTP)
32 ATP 
Considerando que, na 
cadeia transportadora de 
elétrons:
NADH = 2,5 ATP 
FADH2 = 1,5 ATP
Completa oxidação de uma molécula
de Glicose
Fosforilação Oxidativa
AULA 12 – CADEIA RESPIRATÓRIA
Bioquímica
RESPIRAÇÃO CELULAR
Sequência de reações
através das quais os átomos
de hidrogênio originados do
ciclo de Krebs são
transportados e doados ao
oxigênio.
Como esse processo é
realizado de forma gradativa,
a energia liberada pode ser
utilizada para que a célula
produza ATP.
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A cadeia respiratória pode ser chamada de cadeia
transportadora de elétrons;
A formação de ATP é conhecida como fosforilação oxidativa;
A quantidade de energia liberada nesse processo é
suficiente para formar 36 moléculas de ATPs.
AULA 12 – CADEIA RESPIRATÓRIA
Bioquímica
CADEIA RESPIRATÓRIA
Componentes da membrana
mitocondrial
- COMPLEXO I: recebe elétrons do NADH
- COMPLEXO II: recebe elétrons do FADH2
- UBIQUINONA (Q)
- COMPLEXO III
- CITOCROMO-C 
- COMPLEXO IV
AULA 12 – CADEIA RESPIRATÓRIA
Bioquímica
CADEIA RESPIRATÓRIA
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Fosforilação de ADP, oxidação de NADH e FADH2
AULA 12 – CADEIA RESPIRATÓRIA
O gradiente eletroquímico de prótons gerado durante o transporte 
de elétrons é usado para síntese de ATP através do complexo 
ATPsintase
é
AULA 12 – CADEIA RESPIRATÓRIA
Bioquímica
CADEIA RESPIRATÓRIA
FADH2 FAD
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AULA 12 – CADEIA RESPIRATÓRIA
Bioquímica
ATP SINTETASE
Carreador 
fosfato
1 H+ : 1 Pi
Glicólise = 2 ATP
Glicólise = 2 NADH  5 ATP
Etapa Intermediária (Acetil CoA) = 2 NADH  5 ATP
Ciclo de Krebs = 6 NADH  15 ATP
Ciclo de Krebs = 2 FADH2  3 ATP
Ciclo de Krebs = 2 ATP (2 GTP)
32 ATP 
Considerando que, na cadeia
transportadora de elétrons, NADH =
2,5 ATP e FADH2 = 1,5 ATP.
AULA 12 – CADEIA RESPIRATÓRIA
Bioquímica
RESPIRAÇÃO CELULAR
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(tecido adiposo marrom)
- UCP é a principal produtora de
calor em mamíferos.
- Ocorre principalmente em
animais que hibernam.
- Também tem relação com
diferenças no metabolismo entre
diferentes pessoas.
- A energia derivada do
transporte de elétrons é liberada
como calor.
UCP
AULA 12 – CADEIA RESPIRATÓRIA
Bioquímica
GERAÇÃO DE CALOR
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AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO.