Bioenergética, Glicolise e Krebs

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO VAL DO SÃO FRANCISCO – 
UNIVASF 
CAMPUS DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS 
PRINCÍPIOS DE BIOENERGÉTICA E 
METABOLISMO 
Bioquímica Geral 
Prof. Draulio Costa da Silva 
Metabolismo: 
1- obter energia química, seja por captação da energia solar, 
seja por degradação de nutrientes ricos em energia, obtidos 
do meio ambiente; 
2- converter as moléculas dos nutrientes em moléculas com 
características próprias de cada célula, incluindo-se os 
precursores das macromoléculas; 
3- polimerizar precursores monoméricos em 
macromoléculas tais como proteínas, ácidos nucléicos e 
polissacarídeos; 
4- sintetizar e degradar biomoléculas necessárias às funções 
celulares especializadas, tais como lipídeos de membrana, 
mensageiros intracelulares e pigmentos 
ANABOLISMO X CATABOLISMO 
REAÇÕES DE 
OXIDO-REDUÇÃO; 
TRANSFERÊNCIA 
DE GRUPOS 
FUNCIONAIS 
DIVERGENTE, 
ANABÓLICA 
CONVERGENTE, 
CATABÓLICA 
CÍCLICA 
TRANSFERÊNCIA DE 
GRUPOS FOSFORILA 
1- A hidrólise do ATP por causar 
separação de carga, alivia a 
repulsão eletroestática entre as 4 
cargas negativas do ATP; 
2- O fosfato inorgânico (Pi) 
liberado é estabilizado pela 
formação de um híbrido de 
ressonância; 
3- O ADP2- da hidrólise ioniza-se 
imediatamente, liberando um 
próton em um meio de [H+] muito 
baixa 
GLICÓLISE, GLICONEOGÊNESE E A 
VIA DAS PENTOSES FOSFATO 
Glicogênio, amido, sacarose 
GLUCOSE 
Oxidação pela via 
glicolítica 
Piruvato Ribose-5-fosfato 
Oxidação pela via 
das pentoses 
fosfato 
Fases da Glicólise 
Fosforilação da glicose: ativação da hexose 
Conversão à glucose 6-
fosfato 
Fosforilação à frutose 1,6-bifosfato 
Clivagem da frutose 1,6-bifosfato 
Interconversão das trioses fosfato 
Oxidação do gliceraldeído 3-fosfato em 
1,3-bifosfoglicerato 
Transferência de grupo fosfato para o ADP 
Conversão do 3-fosfoglicerato em 2-
fosfoglicerato 
Desidratação e formação do fosfoenolpiruvato 
Transferência do grupo fosfato para o ADP 
A glicólise é estreitamente regulada 
A velocidade e o consumo de glucose na fermentação 
são muitas vezes maiores sob condições anaeróbicas; 
O fluxo de glucose na via é regulado para manter 
constante a concentração de ATP; 
As enzimas reguladoras são alostéricas (hexoquinase, 
fosfofrutoquinase-1, e piruvato quinase); 
Hormônios como glucagon, insulina e epinefrina regulam a 
glicólise; 
A expressão de genes que codificam enzimas glicolíticas 
Destinos catabólicos do Piruvato 
 A maior parte da 
energia permanece 
no piruvato 
A importância dos 
intermediários fosforilados: 
1. Retenção dos 
intermediários dentro 
da células; 
2. Formação de ATP; 
3. Catálise enzimática 
Destinos catabólicos do Piruvato em 
condições anaeróbias: Fermentação 
Fermentação láctica 
Fermentação alcoólica 
Piruvato é o aceptor final de elétrons na 
fermentação láctica 
Etanol é o produto final da fermentação alcóolica 
Via das Pentoses Fosfato 
Produção de 
precursores 
de 
nucleotídeos; 
Produção de 
força 
redutora. 
GLICONEOGÊNESE 
Síntese de glucose a partir 
de precursores que não são 
carboidratos (piruvato e 
outros compostos com 3 e 4 
carbonos) 
Glicólise x Gliconeogênese 
A conversão do Piruvato em Fosfoenolpiruvato 
Glicogênio e amido são degradados por 
fosforólise 
A síntese do glicogênio requer um 
primer, uma vez que a glicogênio 
sintase só acrescenta à uma 
cadeia existente contento ligações 
α (1→4). O primer é a -OH de uma 
tirosina específica da enzima 
glicogenina que cataliza a inserção 
de unidades de glucose. 
ATP e G6P: 
No músculo. 
Inibidores 
alostéricos da 
Fosforilase b 
AMP: No 
músculo. 
Ativador 
alostérico da 
Fosforilase b 
Altos níveis de AMP e 
baixos níveis de ATP 
e G6P ativam a 
Fosforilase b. 
Glucose: No fígado. 
Inibidor alostérico 
Alto suprimento de energia desliga 
a degradação do glicogênio por 
via enzimática 
Síntese de Amido e Sacarose 
CÉLULA DO MESÓFILO 
CO2 
CO2 LUZ 
CLOROPLASTO 
CITOSOL 
Translocador 
de trioses 
fosfato-fosfato 
Triose-P 
Amido 
P P 
Triose-P 
SACAROSE 
P 
Síntese de Amido e Sacarose 
Mecanismos de regulação das vias metabólicas 
Regulação por alosteria 
PFK-1 PIRUVATO QUINASE 
O Ciclo do Ácido Cítrico 
Acetil-CoA 
Citrato 
Isocitrato 
α-cetoglutarato 
Succinato 
Oxaloacetato 
Malato 
A energia da oxidação é eficientemente 
conservada no ciclo 
A cada volta no ciclo são 
produzidos: 
3 NADH; 
1 FADH2; 
1 GTP/ATP; 
2 CO2 
Etapas reativas da oxidação de glucose com a produção/consumo de ATP via 
fosforilação a nível de substrato ou pela redução da coenzima NAD 
 
Reação Número de ATP ou 
NADH formados 
Número de ATPs 
formados 
Glucose → glucose 6-fosfato - 1 ATP -1 
Frutose 6-fosfato → frutose 1,6-bifosfato - 1 ATP -1 
2 Gliceraldeído 3-fosfato → 2 1,3-
bifosfoglicerato 
2 NADH 3 ou 5 
2 1,3-Bifosfoglicerato → 2 3-fosfoglicerato 2 ATP 
 
2 
2 Fosfoenolpiruvato → 2 piruvato 2 ATP 2 
2 Piruvato → 2 Acetil-CoA 2 NADH 5 
2 Isocitrato → 2 Alfa-cetoglutarato 2 NADH 5 
2 Alfacetoglutarato → 2 succinil-CoA 2 NADH 5 
2 Succinil-CoA → 2 succinato 2 ATP (ou GTP) 2 
2 Succinato → 2 fumarato 2 FADH2 3 
2 Malato →2 oxaloacetato 2 NADH 5 
Total 30-32 
Regulação do Ciclo do Ácido Cítrico 
A velocidade global do ciclo de krebs é controlada pela 
velocidade de conversão do piruvato em Acetil-CoA 
Sendo determinada pelas concentrações de substratos 
e produtos: ATP e NADH são inibidores, e os 
substratos NAD+ e ADP são estimuladores; 
 
A produção de Acetil-CoA é inibida pelos metabólitos 
que sinalizam uma produção suficiente de energia 
metabólica (ATP, Acetil-CoA, NADH e Ácidos Graxos) e 
estimulada por metabólitos que indicam suprimento 
reduzido de energia (AMP, NAD+, CoA).