Bioquimica_II_-_aula_01_-_Glicolise

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Material de apoio didático da disciplina de 
Bioquímica I 
 
1 
Metabolismo da Glicose 
Glicogênio 
Glicose 
Lactato 
Glicogenólise 
Glicogênese 
Glicólise 
Gliconeogênese 
Glicose 6 Fosfato 
Glicose 1 Fosfato 
Piruvato 
Acetil-CoA 
Citrato 
Ciclo de 
 Krebs 
Lipogênese 
Ciclo das 
Pentoses 
Ácidos Graxos 
Oxaloacetato Aminoácidos 
Ribose 5 Fosfato 
ESTRUTURA DA NICOTINAMIDA ADENINA 
DINUCLEOTÍDEO (NAD+ / NADH) 
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + ATP 
OCORRE EM 
TRÊS ETAPAS 
GLICÓLISE 
CICLO DE KREBS 
CADEIA RESPIRATÓRIA (cadeia de 
transporte de elétrons) e 
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 
Respiração Celular 
Respiração Celular 
PROCARIOTOS 
- Mesossomo  contêm enzimas respiratórias 
EUCARIOTOS 
- mitocôndria 
Respiração Celular 
GLICOSE 
Glicólise 
2 ATP 2 NADH 
2 NADH 
6 NADH 
2 ÁCIDOS 
PIRÚVICOS 
2 Acetil CoA Ciclo de 
Krebs 
2 FADH 
2 ATP 
2 CO2 2 CO2 
Cadeia de transporte de elétrons 
2 ATP CERCA DE 28 ATP 2 ATP 
H2O 
1. GLICÓLISE  citoplasma 
1 
2 3 
2. CICLO DE KREBS matriz mitocondrial 
3. FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA cristas 
mitocondriais 
Respiração Celular 
Glicólise 
Fase ANAERÓBICA; 
 
Ocorre no CITOPLASMA; 
 
GLICOSE  2 moléculas de ácido pirúvico 
(ou ácido láctico) com 3 carbonos cada 
uma. 
Ciclo de Krebs 
Fase AERÓBICA; 
 
Ocorre na MATRIZ MITOCONDRIAL; 
 
Início: formação de Acetil-CoA. 
CADEIA RESPIRATÓRIA (Cadeia de Transporte de 
Elétrons) E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 
Fase AERÓBICA; 
 
Ocorre nas CRISTAS MITOCONDRIAIS; 
 
Captação dos elétrons ricos em energia liberados na 
degradação da glicose e união com o oxigênio para 
formação de H2O; 
 
Síntese de grande quantidade de ATP. 
GLICÓLISE 
GLICÓLISE 
• Termo do grego glykys (doce) e lysis 
(quebra). 
 
• D-glicose: principal combustível dos 
organismos. 
 
• Ocupa posição central no 
metabolismo. 
 
• Composto rico em energia. 
 
• Precursor de intermediários 
metabólicos necessários para 
reações biossintéticas. 
- Via metabólica caracterizada pelo CATABOLISMO 
 GLICOSE = PIRUVATO 
- Apresenta alta regulação metabólica: enzimas, coenzimas 
cofatores; 
 GLICOSE = ENERGIA = RESERVA → ATP e NADH 
- Ocorre no citosol. 
 
FASE COMPENSAÇÃO 
 
(ganho energético) 
 
 
FASE PREPARATÓRIA 
(requer energia) 
 
Via Glicolítica 
10 passos 
5 PASSOS INICIAIS 
 
 
5 PASSOS FINAIS 
 
 
Reações passo-a-passo 
Passo 1: 
Fosforilação da glicose 
Co-fator inorgânico 
Enzima que transfere o grupo fosfato terminal do ATP. 
Presente em todos os tipos de células. 
Hepatócitos apresentam uma hexoquinase mais específica 
para a glicose (glicoquinase). 
Fase Preparatória REAÇÃO IRREVERSÍVEL 
Passo 2: 
Conversão da glicose 6-fosfato em frutose 6-fosfato 
Catalisa a isomerização reversível de 
glicose para frutose. É específica para as 
duas hexoses. 
Passo 3: 
Fosforilação da frutose 6-fosfato em frutose 1,6-bifosfato 
Catalisa a transferência de um 
grupo fosfato do ATP 
REAÇÃO IRREVERSÍVEL 
PONTO PRINCIPAL DE REGULAÇÃO DA GLICÓLISE 
Passo 4: 
Clivagem da frutose 1,6-bifosfato 
Passo 4: 
Clivagem da frutose 1,6-bifosfato 
Passo 5: 
Interconversão das trioses fosfato 
Conversão da dihidroxiacetona 
fosfato em gliceraldeído 3-fosfato 
- duas moléculas de ATP 
são consumidas antes 
da clivagem da glicose 
em 2 compostos de 3 C 
 
 
- resumindo: energia do 
ATP é consumida, 
aumentando o 
conteúdo de energia 
dos intermediários 
 
- formação de 2 
moléculas de 
gliceraldeído 3-
fosfato 
Passo 6: 
Oxidação do gliceraldeído-3-fosfato em 1,3-bifosfoglicerato 
FASE COMPENSAÇÃO 
Lembre-se: 2 moléculas de 
 gliceraldeído 3-fosfato por molécula de glicose 
não por ATP 
Passo 7: 
Transferência do P do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP 
Passo 8: 
Conversão do 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato 
Catalisa a transferência do grupo fosforil do 
C-3 para o C-2 do glicerato. Transferência de 
um grupo funcional de uma posição para 
outra na mesma molécula do substrato. 
Passo 9: 
Desidratação do 2-fosfoglicerato para fosfoenolpiruvato 
Passo 10: 
Transferência do grupo P do fosfoenolpiruvato para o ADP 
Reação irreversível 
 Importante sítio de regulação 
- Energia é conservada 
na forma de ATP (4) e 
NADH (2) 
 
 
- Rendimento líquido: 
2 ATP’s 
Balanço energético final da via 
glicolítica. GLICOSE 
10 
PASSOS 
DA VIA 
2 PIRUVATO 
Passo 1 
 
Passo 3 
 
Fase Preparatória 
2 ATPs são necessários 
Fase Compensação 
2NADH + 4ATPs são 
formados 
Passo 2 
 
Passo 4 
 Passo 5 
 
Passo 6 
 
Passo 7 
 
Passo 8 
 Passo 9 
 
Passo 10 
 
ATP 
ATP 
2 ATP 
2 ATP 
ADP 
ADP 
2ADP 
2ADP 
2NADH 
2NAD+ 
2Pi 
Glicose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 Piruvato + 2NADH + 2H
+ + 2ATP + 2H2O 
Reação Global Final 
Destino do Piruvato em condições aeróbicas e 
anaeróbicas. 
 
Oxidado, 
perde 
grupo 
carboxil 
oxidado a CO2 
Elétrons gerados 
nas oxidações são 
transferidos ao O2 
(CTE), formando 
H2O 
Contração muscular 
vigorosa, ↓ O2 (hipoxia) - 
fermentação láctica - 
piruvato é reduzido a 
lactato (gasto de NADH, 
gerando NAD+) 
Fermentação Alcoólica 
• Algumas vezes as células não conseguem oxidar 
completamente a glicose pela respiração celular 
 
• As células requerem um suprimento constante de 
NAD+ que não é obtido pelo Ciclo de Krebs 
– na respiração, o transporte de elétrons regenera NAD+ 
do NADH 
 
• A fermentação é uma fonte alternativa de NAD+ 
DESTINO DO PIRUVATO EM 
CONDIÇÕES ANAERÓBICAS 
VIA DE FERMENTAÇÃO DO ÁCIDO 
LÁCTICO 
O piruvato recebe elétrons do 
NADH e é reduzido a lactato. 
Regenera assim o NAD+, 
permitindo a continuidade do 
fluxo glicolítico. 
 
Sistema circulatório não sustenta completamente 
o metabolismo aeróbico dos músculos durante 
períodos de atividade intensa. 
Atletas bem preparados não conseguem correr 
mais de 1 min. em condições de esforço muscular 
intenso, o que exige a fermentação. 
 
Via anaeróbica curta duração caráter ácido, 
( pH ) não pode ocorrer por muito tempo. 
 
Acidose metabólica – morte celular 
VIA DE FERMENTAÇÃO DO ÁCIDO 
LÁCTICO 
 
Transporte eficiente de oxigênio para os 
músculos. Sem débito de oxigênio. 
Ex: pássaros migradores 
Animais de grande porte 
Animais de pequeno porte 
Destino do Piruvato em 
condições anaeróbicas 
 
VIA DE FERMENTAÇÃO A ETANOL 
Presente em: 
 - leveduras (cerveja e pão); 
 - em micro-organismos que 
promovem a fermentação alcoólica, 
incluindo algumas plantas. 
Ausente em: 
- nos tecidos animais; 
- nas bactérias do ácido láctico. 
A álcool desidrogenase está 
presente nos organismos que 
metabolizam álcool. No fígado 
catalisa a oxidação do etanol, 
reduzindo NAD+ para NADH. 
Via com 2 passos 
Regulação da hexoquinase – 
Passo 1 Fase preparatória 
Glicose + ATP Glicose 6-fosfato + ADP 
Glicose 6-fosfato 
Pontos de regulação da via glicolítica irreversíveis!!! 
A hexoquinase é inibida pelo seu produto, a glicose 
6-fosfato. 
A glicose 6-fosfato inibe por competição no sítio ativo 
bem como por interações alostéricas em outros sítiosda enzima. 
 
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
H H O
OH
H
OHH
OH
CH2OPO3
2
H
OH
H
23
4
5
6
1 1
6
5
4
3 2
ATP ADP
Mg
2+
glicose glicose 6-fosfato 
Hexoquinase 
Manutenção da glicose na célula → pela sua 
fosforilação, prevenindo a saída da mesma por 
transportadores de glicose de membrana. 
 
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
H H O
OH
H
OHH
OH
CH2OPO3
2
H
OH
H
23
4
5
6
1 1
6
5
4
3 2
ATP ADP
Mg
2+
glicose glicose 6-fosfato 
Hexoquinase 
Regulação da fosfofrutoquinase – PFK1 
Passo 3 – Fase Preparatória 
Pontos de regulação da via glicolítica 
estado energético da 
célula 
disponibilidade de combustíveis 
alternativos (ácidos graxos e corpos 
cetônicos) 
alta relação 
insulina/glucagon 
no sangue 
A fosfofrutoquinase é normalmente o passo limitante da glicólise. 
A fosfofrutoquinase é alostericamente inibida pelo ATP. 
 Em baixas concentrações, o ATP liga-se apenas no sítio ativo. 
 Em altas concentrações o ATP liga-se com baixa afinidade no sítio 
regulatório, promovendo uma mudança conformacional. 
CH2OPO3
2
OH
CH2OH
H
OH H
H HO
O
6
5
4 3
2
1 CH2OPO3
2
OH
CH2OPO3
2
H
OH H
H HO
O
6
5
4 3
2
1
ATP ADP
Mg
2+
 
frutose 6-fosfato frutose 1,6-bifosfato 
Fosfofrutoquinase 
-a inibição da fosfofrutoquinase quando a concentração 
de ATP é alta previne a quebra da glicose em uma via 
cuja principal função é gerar ATP. 
- é mais prático para a célula armazenar glicose como 
glicogênio quando há muito ATP. 
Regulação da piruvato quinase – reação irreverssível 
Passo 10 Fase Pagamento 
Fosfoenolpiruvato + ADP Piruvato + ATP 
ATP Acetil-CoA 
Ácidos Graxos de cadeia longa 
Pontos de regulação da via glicolítica 
dieta rica em 
gorduras, não em CH 
• CHAMPE, Pamela C.; HARVEY, Richard A.; FERRIER, Denise R. Bioquímica 
ilustrada. 
 
• SMITH, Colleen; MARKS, Allan D.; LIEBERMAN, Michael. Bioquímica Médica 
Básica de Marks. 
 
• NELSON, David; COX, Michael. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 
 
• DEVLIN, Thomas M.; MICHELACCI, Yara M. Manual de Bioquímica com 
Correlações Clínicas. 
 
• CAMPBELL, Mary K.; FARRELL, Shawn O. Bioquímica. 
 
• MARZZOCO, Anita; TORRES, Bayardo Baptista. Bioquímica básica. 
 
• STRYER, Lubert; CAMPOS, Joao Paulo de. Bioquímica. 
Bibliografia