Bioquímica 4 Glicólise Copia

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Metabolismo Celular 
Glicólise
Profa. Dra. Luciana Pietro
Utilizações da Glicose
A glicose não é apenas um excelente combustível , é também um precursor admiravelmente versátil, capaz de suprir uma enorme variedade de intermediários metabólitos em reações biossintéticas
Pode ser usada para:
Síntese de polissacarídeos complexos direcionados ao espaço extracelular;
Ser armazenada nas células (como polissacarídeos ou como sacarose);
Ser oxidada em piruvato por meio da glicólise, para fornecer ATP e intermediários metabólitos;
Ser oxidada pela via de pentoses-fosfato produzindo ribose-5-fosfato para síntese de ácidos nucléicos e NADPH
Etapas da Respiração Celular
I- GLICÓLISE – Quebra da glicose 
III- CADEIA RESPIRATÓRIA – Produção de moléculas de ATP
II- CICLO DE KREBS - Conjunto de reações que formam CO2 - H2O - NADH2 - FADH2
Glicólise
Na glicólise, uma molécula de glicose é degradada em uma série de reações catalisadas por enzimas, gerando duas moléculas de piruvato;
É a via central quase universal do catabolismo da glicose;
É a única fonte de energia metabólica em alguns tecidos e células;
Sua quebra ocorre em 10 etapas, sendo que as 5 primeiras constituem a fase preparatória
Glicólise
	“Glykys” “Lysis”
É o processo através do qual a molécula de glicose é degradada por uma sequencia de 10 reações a 2 moléculas de piruvato.
Glicólise
É a seqüência metabólica de várias reações enzimáticas, 
na qual a glicose é oxidada produzindo
2 moléculas de Ácido Pirúvico
 2 moléculas de ATP
 2 equivalentes reduzidos de NAD+
 que serão introduzidos na cadeia respiratória ou na fermentação.
glicose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi
2 NADH + 2 ácido pirúvico + 2 ATP + 2 H2O 
Funções da Via Glicolítica
Transformar glicose em piruvato.
Sintetizar ATP com ou sem oxigênio.
Preparar a glicose para ser degradada totalmente em CO2 e H2O.
Permitir a degradação parcial da glicose em anaerobiose.
Alguns intermediários são utilizados em diversos processos biossintéticos.
Glicólise ou Via Glicolítica
É a sequência metabólica contendo 10 dez reações catalisadas por enzimas livres no citosol.
 Principal rota para geração de ATP nas células e está presente em todos os tipos de tecidos.
A glicose é o principal carboidrato em nossa dieta e é o açúcar que circula no sangue para assegurar que todas as células tenham suporte energético contínuo.
A sua finalização é a oxidação de glicose a piruvato. 
VIA DE SINALIZAÇÃO DA GLICOSE
IRS1 – PI3K – AKT - GLUT 4
GLICOSE
glicogênio, amido e sacarose
piruvato
ribose-5-fosfato
armazenagem
Oxidação pela via glicolítica
Oxidação pela via das pentoses fosfato
Via Glicolítica
Fase Preparatória
Preparação, regulação e gasto de energia
Fase de Pagamento
Produção de ATP e oxidação
glicose
glicose-6-fosfato
frutose-6-fosfato
frutose-1,6-difosfato
gliceraldeído-3-fosfato diidroxiacetona fosfato
hexoquinase
FOSFOFRUTOQUINASE
Glicólise – Fase Preparatória
Sequencia da Glicólise
Reação 1: 
a glicose que entra nos tecidos é fosforilada com o gasto energético de uma molécula de ATP, dando origem a glicose-6-fosfato e ADP. 
Ao adicionar um grupo fosfato à glicose, ela torna-se um molécula carregada negativamente e é impossível atravessar passivamente a membrana celular. 
Ao manter a glicose aprisionada dentro da célula a glicólise é garantida.
Glicose
Glicose 6-fosfato
j Hexoquinase
ATP
ADP
Enzima reguladora
A fosforilação da glicose na primeira reação impede que esta saia da célula novamente. 
Reação 2: 
catálise: enzima fosfoglucose isomerase/fosfohexose isomerase.
Glicose-6-fosfato é convertida num processo de isomerização 	em frutose-6-fosfato, para que, assim, se possua um sítio 	de entrada para a frutose da dieta na glicólise. 
Esta reação irá também preparar o Carbono 3 (C3) para a 	clivagem catalizada pela enzima Aldolase na reação 4.
Glicose 6-fosfato
Frutose 6-fosfato
k Fosfohexose isomerase
Reação 3: 
a célula investe outra molécula de ATP para fosforilar a frutose-6-fosfato e convertê-la em frutose-1,6-bisfosfato. 
É também uma reação irreversível e de controle desta via 	metabólica, catalisada pela enzima fosfofrutoquinase. 
Esta etapa ocorre para deixar a molécula simétrica para a reação 	de clivagem na etapa seguinte.
Frutose 6-fosfato
Frutose 1,6-bisfosfato
l Fosfofrutoquinase
ATP
ADP
Reação 4: 
a frutose -1,6 - bisfosfato é clivada em duas trioses: gliceraldeído-3-fosfato e dihidroxiacetona fosfato. 
Enzima: aldolase.
Frutose 1,6-bisfosfato
Gliceraldeído 3-fosfato
Dihidroxiacetona fosfato
+
m Aldolase
Reação 5: 
O gliceraldeído-3-fosfato e a dihidroxiacetona fosfato são isômeros (enzima triosefosfato isomerase).
Ocorre então a conversão da dihidroxicetona P em gliceraldeído 	3P, a única triose que pode continuar sendo oxidada.
Única oxidação durante a glicólise.
Gliceraldeído-3-fosfato
Dihidroxiacetona fosfato
+
2 Gliceraldeído- 3-fosfato
n Triose fosfato isomerase
Glicólise 
Glicose
Glicose 6-fosfato
Frutose 6-fosfato
Frutose 1,6-bisfosfato
Gliceraldeído 3-fosfato
Dihidroxiacetona fosfato
+
2 Gliceraldeído 3-fosfato
j Hexoquinase
k Fosfohexose isomerase
l Fosfofrutoquinase
m Aldolase
n Triose fosfato isomerase
Fosforilação da glicose
e sua conversão em
gliceraldeído 3-fosfato
Gasto de 2 ATPs
ATP
ADP
ATP
ADP
(fase preparatória)
19
Glicólise – Fase de Pagamento
gliceraldeído-3-fosfato
1,3-bifosfoglicerato
3-fosfoglicerato
2-fosfoglicerato
fosfoenolpiruvato
piruvato
PIRUVATO QUINASE
ENOLASE
Reação 6: 
cada gliceraldeído-3-fosfato é oxidado pelo NAD+ 	(NAD+NADH) e fosforilado por um fosfato inorgânico, dando origem a 1,3-Bifosfoglicerato (1,3 BPG). 
Esta reação é catalisada pela enzima gliceraldeido-3-fosfato desidrogenase.
Gliceraldeído 3-fosfato
1,3-bisfosfoglicerato
NADH
o Gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase
Pi
NAD+
Reação 7: 
catalisada pela enzima 1,3 BiP glicerato cinase.
A 1,3 BPG transfere um grupo fosfato para uma molécula de ADP dando origem a uma molécula de ATP e a 3-fosfoglicerato. 
Primeira etapa que sintetiza ATP diretamente na via.
p Fosfoglicerato quinase
1,3-bisfosfoglicerato
3-fosfoglicerato
ADP
ATP
Reação 8: 
a enzima fosfoglicerato mutase muda a posição do grupo fostato, dando origem a 2-fosfoglicerato (grupo fosfato ligado ao carbono 2).
q Fosfoglicerato mutase
3-fosfoglicerato
2-fosfoglicerato
Reação 9: 
é uma reação de desidratação catalizada pela enzima 	enolase. 
O 2-fosfoglicerato é desidratado formando 	fosfoenolpiruvato (PEP), um composto altamente 	energético. 
2-fosfoglicerato
Fosfoenol piruvato
H2O
r Enolase
Reação 10: 
enzima piruvato cinase transfere do grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para uma molécula de ADP, formando-	se então uma molécula de ATP e piruvato.
Por cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato produz-se duas 	moléculas de ATP, na glicólise são produzidos ao todo:
4 ATPs e gastos 2. 
O saldo energético é de 2 moléculas de ATP e 2 NADH por 	molécula de glicose. 
Fosfoenol piruvato
Piruvato
ATP
s Piruvato quinase
ADP
q Fosfoglicerato mutase
p Fosfoglicerato quinase
Gliceraldeído 3-fosfato
1,3-bisfosfoglicerato
3-fosfoglicerato
2-fosfoglicerato
Fosfoenol piruvato
Piruvato
ADP
ATP
ADP
ATP
NAD+
NADH
Pi
H2O
o Gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase
r Enolase
s Piruvato quinase
Glicólise 
(fase de “pagamento”)
 Síntese de 2 ATPs (por triose)
 Redução de 1 NAD+ (por triose)
 Consome gliceraldeído 3-P
 Produz piruvato
C6H12 O6
LEMBRETE
Na glicólise entra uma molécula de GLICOSE com 6 carbonos e sai 2 moléculas de piruvato de 3 carbonos
PIRUVATO ( 2 MOLÉCULAS) 
Carboxilação do piruvato a oxalacetato
(gliconeogênese)
Metabolismo Aeróbico
Ocorre na mitocôndria
Metabolismo Anaeróbico: cristalino, córnea do olho, medularenal, testículos, leucócitos, hemácias. 
Acetil-CoA
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 
matriz mitocondrial
ATP
CO2
Piruvato
↓↑
Lactato
Piruvato
↓
Etanol, CO2
*Hemácias
*Músculos em exercício 
↓pH, cãibras
Excedente de lactato→ fígado para 	produzir glicose.
*Tecidos anóxicos 
IAM/embolia pulmonar/hemorragia
*Fungos
*Algumas bactérias
(flora intestinal)
Três tipos de transformações químicas são notáveis na Glicólise
Degradação do esqueleto carbônico da glicose para produzir piruvato;
Fosforilação de ADP a ATP pelos compostos de fosfato de alta energia formados durante a glicólise;
Transferência de átomos de H ou elétrons para o NAD+ formando NADH.
Glicose
Piruvato
	Etanol + 2CO2	 Lactato
	acetil-CoA
	4 CO2 + 4H2O
Condições
anaeróbicas
Condições
anaeróbicas
Condições
aeróbicas
O2
2CO2
O2
Ciclo do
ácido cítrico
Pergunta: Quais organismos ou tecidos são capazes de metabolizar piruvato a lactato? Por que isto acontece? Qual o destino do lactato?
Destinos do Piruvato
Rotas catabólicas.
Piruvato
Glicose
2 Acetil—CoA 
4CO2 + 4H2O
Etanol + CO2
Lactato
Animais, plantas e
muitas células microbianas
em condições aeróbias
Fermentação a etanol
em leveduras (ex.: cerveja)
Fermentação à lactato: músculos em contração vigorosa; em eritrócitos; em microorganismos (ex.: iogurte)
CO2
Condições aeróbicas
Condições anaeróbicas
Hipóxia ou anaerobiose
Glicólise
OBS - O piruvato também serve como um precursor em muitas reações anabólicas
não mostradas aqui.
 Ácido acético
(vinagre)
Glicólise com O2 e sem O2
Na presença de oxigênio, o piruvato e
NADH vão para a mitocôndria onde são utilizados
Em condições anaeróbicas, produtos da fermentação, tais como lactato tem que ser formados no citoplasma a partir do piruvato e NADH para regenerar o NAD+ (NAD oxidado)
No estado anaeróbio a glicólise é o único meio de obtenção de ATP que as células animais possuem.
Glicólise anaeróbica
(fermentação lactica)
Glicólise aeróbica
Questões
Qual a importância da redução do piruvato a lactato para o funcionamento da via glicolítica em anaerobiose?
Que efeito a frutose 2,6-bisfosfato tem sobre a a fosfofrutoquinase? E sobre a via glicolítica?
Que efeito o APT tem sobre a fosfofrutoquinase e sobre a via glicolítica? Diga qual o significado metabólico desse efeito.
A via glicolítica pode ser dividida em uma fase composta por hexoses e uma fase composta por trioses. Do ponto de vista energético, o que difere essas duas fases?
Como fica o balanço final da via glicolítica nas condições de aerobiose e anaerobiose?
Quais os principais pontos de conexão da via glicolítca com outras vias metabólicas?
A bactéria E.coli (coliforme fecal) pode viver na presença ou na ausência de O2. Sua necessidade por ATP é a mesma em ambos os casos. Diga em que situação ela vai consumir mais glicose para atender essa necessidade e explique porquê?
Obrigada!!