Metabolismo - esquemas para entender melhor

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Resumo esquemático da glicólise
• Destino do piruvato em condições aeróbicas e 
anaeróbicas
Fermentação Oxidação 
completaGlicólise
• Em condições aeróbicas o piruvato é oxidado a acetato que entra 
no ciclo do ácido cítrico (TCA) sendo oxidado a CO2 e H2O ao 
mesmo tempo que o NADH formado na glicólise é reoxidado a 
NAD+ na cadeia transportadora de electrões.
•Em condições anaeróbicas (actividade muscular intensa; partes 
submersas de plantas; bactérias lácticas; fermentação alcoólica em 
leveduras) o NADH não pode ser reoxidado a NAD+ (aceitador 
electrónico na reacção de oxidação do gliceraldeído 3-fosfato da 
glicólise) pelo O2 .....e assim a glicólise parava!
•A maioria das células “actuais” retiveram a capacidade de gerar 
energia em condições anaeróbicas! Elas regeneram o NADH 
formando produtos como o ácido láctico e o etanol...........
• Destino do piruvato em condições anaeróbicas
• Fermentação láctica - o piruvato é convertido em lactato 
gerando NAD+ que vai permitir que a glicólise continue
Por cada molécula de glicose catabolisada na glicólise
formam-se 2 moléculas de ácido láctico:
(2 moléculas)
(2 moléculas)
(2 moléculas)
(2 moléculas)
Lactato 
desidrogenase
• Em condições de grande actividade, o músculo funciona em anaerobiose
até os níveis de ácido láctico baixarem o pH e este abaixamento prevenir a 
formação excessiva de ácido láctico (através da inibição da enzima 
fosfofrutocinase)
Reacção global
Glucose + 2 Pi + 2 ADP 2 lactato+ 2 ATP+ 2 H2O
• Fermentação alcoólica (leveduras e outros microorganismos): 
o piruvato é convertido em etanol gerando NAD+ que vai 
permitir que a glicólise continue.
Por cada molécula de glicose catabolisada na glicólise
formam-se 2 moléculas de etanol:
Piruvato
descarboxilase
Alcool
desidrogenase
Coenzima pirofosfato de tiamina
H
Glucose + 2 Pi + 2 ADP 2 etanol + 2 ATP + 2 H2O + 2 CO2
• A formação de lactato no músculo em actividade e nos eritrócitos
(não têm mitocôndrias logo não podem oxidar a glicose 
completamente) constitui um “beco sem saída” em termos 
metabólicos.
• O lactato tem que ser novamente convertido em piruvato para ser 
metabolizado.
• Lactato e piruvato são exportados das células musculares e 
eritrócitos para a corrente sanguínea até às células bem oxigenadas do 
músculo cardíaco (entram através de transportadores na membrana 
plasmática), onde são convertidas em piruvato e metabolizados pelo 
ciclo dos ácidos tricarboxilicos e fosforilação oxidativa.
• O excesso de lactato entra no fígado onde é convertido em piruvato e 
depois em glicose pela gluconeogénese
• O fígado repõe os níveis de glicose necessários às células activas 
musculares que retiram a sua energia (ATP) da conversão (via 
glicólise) da glucose em lactato. O músculo em contracção fornece 
lactato ao fígado que o utiliza para sintetizar glicose Ciclo de 
Cori
Ciclo do ácido cítrico
• Oxidação do piruvato (glicólise) a CO2 e H2O com formação de 
energia. 
• Oxidação do acetil-CoA resultante da degradação dos ácidos gordos 
e de produtos resultantes da degradação de aminoácidos.
• O ciclo fornece precursores para muitas vias biossintéticas
1º passo – Descarboxilação oxidativa
Matriz 
Mitocôndrial
2º passo – ciclo do ácido cítrico
3º passo – oxidação do NADH e do FADH2 com libertação 
de energia que é usada para sintetizar ATP (fosforilação
oxidativa)
Cadeia polipeptídica da 
E2 (di-hidrolipoato transacetilase)
Lipoamida
E1 – piruvato desidrogenase; TPP
E2 – di-hidrolipoato transacetilase; lipoamida
E3 – di-hidrolipoato desidrogenase; FAD 
Piruvato
descarboxilase
(enzimas e 
grupos 
prostéticos)
‰ Ciclo dos ácidos tricarboxílicos (TCA)
(Este ciclo ocorre na matriz mitocôndrial)
• Oxidação de compostos de 2 carbonos com produção de 2 moléculas 
de CO2 , uma de GTP e 8 electrões na forma de NADH e FADH2
Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP+ Pi + 2 H2O 
2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + 2 H+ + CoA
Reacção global
Resumo ciclo dos ácidos tricarboxilicos
Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + ADP+ Pi + 2 H2O 
2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + ATP + 2 H+ + CoA
Por cada molécula de glicose catabolisada formam-se duas de 
acetil- CoA, logo
2 × (1 ATP) + 2 × (3 NADH) + 2 × (1 FADH2) =
= 2 ATP + 6 NADH + 2 FADH2
Resultado global da via da glicólise e do ciclo do ácido cítrico
Reacção CO2
produzido
NAD+ 
reduzido a 
NADH
FAD 
reduzido a 
FADH2
1 glicose 2 piruvato 0 2 0
2 piruvato 2 acetil CoA 2 2 0
2 acetil CoA 4 CO2 4 6 2
TOTAL 6 10 2
Os números correspondem ao número de moléculas totais de cada composto 
formado.
Regulação do ciclo dos ácidos tricarboxilicos
Em geral substratos 
activadores e produtos 
inibidores 
(-) fosforilação
(kinase especifica)
Etapas de regulação 
Piruvato desidrogenase
• É regulada alostericamente:
- Produtos são inibidores (ATP, acetil-CoA, NADH)
- Substratos são activadores (AMP, CoA, NAD+)
• Regulação é covalente: o complexo enzimático é inibido por 
fosforilação catalisada por uma cinase específica e desfosforilada
(activada) por uma fosfatase (dependente do Ca2+)
Regulação do ciclo TCA dá-se nos seus 3 passos exergónicos:
• Citrato sintase: É regulada alostericamente: 
- Produtos inibidores (NADH,citrato, ATP, succinil-CoA);
- Substratos activadores ADP
• Isocitrase desidrogenase : 
- ATP = inibidor
- Ca2+ e ADP = activadores,
• α-cetoglutarato desidrogenase: 
- NADH e succinil-CoA = inibidores, 
- Ca2+ = activadores
•A glicólise, TCA e cadeia respiratória são inter-reguladas: 
inibição pelo ATP, NADH e pelo citrato
(O citrato é um inibidor alostérico da fosfofrutocinase-1 da glicólise) 
Nos vertebrados o Ca 2+ é o sinal para a contracção muscular 
logo necessidade de ATP