Metabolismo (Bioquímica)

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Metabolismo
METABOLISMO
Integrar Processo
É a integração de vias 
bioquímicas dos organismos
METABOLISMO
Processo geral por meio do 
qual os sistemas vivos 
adquirem e usam energia 
pare realizarem suas 
funções
Funções básicas do metabolismo celular:
1) Obtenção e utilização de energia
2) Síntese de moléculas estruturais e funcionais
3) Crescimento e desenvolvimento celular
4) Remoção de produtos de excreção
O metabolismo é dividido em duas partes:
É o processo no qual os nutrientes e os constituintes celulares
são degradados para o aproveitamento de seus componentes
e/ou para a geração de energia
1. Catabolismo  Degradação (catálise)
2. Anabolismo Síntese (construção)
É o processo no qual as biomoléculas são sintetizadas a partir
de componentes mais simples
Convergente
Divergentes
Introdução
Como as Células Obtêm Energia a Partir dos Alimentos? 
Introdução
ESTÁGIO 1
ESTÁGIO 2
ESTÁGIO 3
Gorduras Ác. graxos e Glicerol
Polissacarídeos Açucares simples
Proteínas Aminoácidos
Introdução
ESTÁGIO 1:
Quebra de grandes macromoléculas em 
subunidades simples.
Introdução
ESTÁGIO 2:
Quebra de subunidades simples em acetil-CoA
acompanhada pela produção de quantidades limitadas de
ATP e NADH.
ESTÁGIO 3:
Oxidação completa da acetil-CoA em H2O e CO2
acompanhada pela produção de grandes quantidades de
ATP na mitocôndria.
Introdução
Princípios que governam as rotas metabólicas:
Transformações químicas complexas na célula ocorrem em uma 
série de reações separadas que constituem uma rota metabólica.
Cada reação de uma das rota metabólica catalisa-se por uma enzima 
específica.
As rotas metabólicas assemelham-se em todos os organismos, de 
bactérias até humanos.
Muitas rotas metabólicas são compartimentadas em eucariotos, com 
certas reações ocorrendo no interior de organelas específicas.
Cada rota metabólica regula-se por enzima-chave, que podem ser 
inibidas ou ativadas, determinando, assim, a velocidade das reações.
Glicólise
• Via metabólica universal onde açucares são parcialmente
degradados no citosol, com produção de ATP.
• Produz ATP sem o envolvimento de oxigênio.
• Na glicólise, uma molécula de glicose, com seis átomos de carbono é
clivada em duas moléculas de piruvato, cada uma das quais
contendo três átomos de carbono.
• Para cada molécula de glicose, duas moléculas de ATP são
consumidas para prover energia para conduzir as etapas iniciais,
porém quatro moléculas de ATP são produzidas nas etapas finais.
• Ganho líquido de duas moléculas de ATP.
• Duas moléculas de NADH são formadas por molécula de glicose.
Equações Gerais
Glicólise: uma série de 10 reações catalisadas por
enzimas onde a glicose é convertida a duas
moléculas de piruvato
Reação 1: fosforilação da α-D-glicose
A carga negativa do fosfato previne passagem do açúcar através 
da membrana plasmática, prendendo a glicose dentro da célula. 
Reação 2: isomerização da glicose 
6-fosfato a frutose 6-fosfato
Reação 2: isomerização da glicose 
6-fosfato a frutose 6-fosfato
Tautômeros ceto-enóis
Reação 3: fosforilação da frutose 6-fosfato
Fosfofrutoquinase: é a enzima-chave no controle da 
glicólise
Reação 3: fosforilação da frutose 6-fosfato
Fosfofrutoquinase
• É um tetrâmero e está submetido a uma regulação 
alostérica de retroalimentação
• O tetrâmero é composto de duas subunidades L e M 
• M4 , M3L, M2L2 , ML3 , e L4 todas estão presentes
• Os músculos são ricos em M4 , o fígado é rico em L4 
• ATP é um dos efetores alostéricos nessa reação; 
elevados teores de ATP inibem a enzima
• Frutose-1,6-bisfosfato é o efetor alostérico mais 
potente da fosfofrutoquinase 
Reação 4: quebra da frutose 1,6-bisfosfato 
produzindo duas trioses fosfato diferentes
Reação 5: isomerização da triose fosfato
Reação 6: oxidação do grupo -CHO do 
gliceraldeído 3-fosfato 
Reação 7: transferência do grupo fosfato do 
1,3- bisfosfoglicerato para o ADP
Reação 8: isomerização do 3-fosfoglicerato 
a 2- fosfoglicerato 
A ligação éster fosfato remanescente no 3-fosfoglicerato, 
a qual possui uma energia livre de hidrólise relativamente 
baixa é deslocada do carbono 3 para o carbono 2 para 
formar 2-fosfoglicerato. 
Reação 9: desidratação do 2-fosfoglicerato
A remoção da água do 2-fosfoglicerato cria uma ligação 
enol fosfato de alta energia. 
Reação 10: transferência do fosfato para o ADP
Resumo
• A variação de energia livre, ∆G°’ da glicólise (glicose a 
piruvato) mostram uma grande liberação de energia 
livre: ∆G°’ = -73,3 kJ 
• Três reações controladas alostericamente liberam 
grande quantidade de energia livre: hexoquinase, 
fosfofrutoquinase e piruvato quinase
Introdução
ESTÁGIO 1
ESTÁGIO 2
ESTÁGIO 3
Destino do Piruvato 
Piruvato é comumente metabolizado em um dos três
compostos, dependendo do tipo de organismo e a
presença ou ausência de O2
Destinos do Piruvato 
O piruvato não acumula nas células. Ele sofre uma de 
três reações enzima-catalisadas possíveis, dependendo 
do tipo de célula e do estágio de oxigenação da mesma
Redução a lactato
Redução a etanol
Oxidação e descarboxilação a acetil-CoA
A glicólise necessita do suprimento de NAD+
se não existir oxigênio presente para reoxidar o NADH a 
NAD+ , então outra via deve ser seguida
Fermentação do lactato
Nos vertebrados sob condições anaeróbicas, a via mais 
importante para a regeneração do NAD+ é a redução do 
piruvato a lactato
Fermentação do lactato
Enquanto a fermentação do lactato permite a continuação 
da glicólise, ela aumenta a concentração de lactato e 
também do H+ no tecido muscular, como na reação
quando o lactato sangüíneo atinge ao redor de 0.4 
mg/dL, o tecido muscular torna-se quase 
completamente exausto 
Resumo Fermentação do lactato
Piruvato a Etanol 
Leveduras e vários outros organismos regeneram o 
NAD+ em duas fases
1. Descarboxilação do piruvato a acetaldeído
2. Redução do acetaldeído a etanol
BOM DIA!