60668223 Questoes Respondidas sobre a 2ª e 3ª Prova de Bioquimica 1

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CAPÍTULO 14 A GLICÓLISE E O CATABOLISMO DAS HEXOSES
1. O QUE É GLICÓLISE E SUAS FASES?
Na glicólise uma molécula de glicose é degradada em uma série de reações catalisadas por enzimas para liberar 
duas moléculas de piruvato. Durante as reações seqüenciais da glicólise parte da energia livre liberada da glicose é 
conservada na forma de ATP. A glicólise foi a primeira via metabólica a ser elucidada e é provável que, atualmente, 
seja a melhor entendida. Desde a descoberta de Eduard Buchner (em 1897) da fermentação que ocorre em extratos 
de células rompidas de levedura até o reconhecimento claro por Fritz\ Lipmann e Herman Kalckar (em l941) do papel 
metabólico dos compostos de alta energia como o ATP, as reação da glicólise em extrato de levedura e de músculo 
foram o centro da pesquisa bioquímica. O desenvolvimento dos métodos de purificação de enzimas, a descoberta e o 
reconhecimento da importância de cofatores como o NAD e a descoberta do papel metabólico polivalente dos 
compostos fosforilados vieram, todos, de estudos sobre a glicólise. Atualmente, todas as enzimas da glicólise de 
muitos organismos já foram cuidadosamente purificadas, estudadas, e as estruturas tridimensionais de todas as 
enzimas glicolíticas são conhecidas a partir de estudos cristalográficos com raios-X.
A glicólise é uma via central quase universal do catabolismo da glicose. É a via através da qual, na maioria das 
células, ocorre o maior fluxo de carbono. Em certos tecidos e tipos celulares de mamíferos (eritrócitos, medula renal, 
cérebro e esperma, por exemplo), a glicose, através da glicólise, é a principal, ou mesmo a única, fonte de energia 
metabólica. Alguns tecidos vegetais que são modificados para o armazenamento de amido, como os tubérculos da 
batata e alguns vegetais adaptados para crescerem em áreas regularmente inundadas pela água, derivam a maior 
parte de sua energia da glicólise; muitos tipos de microrganismos anaeróbicos são inteiramente dependentes da 
glicólise.
Fermentação é um termo geral que denota a degradação anaeróbica da glicose ou de outros nutrientes orgânicos 
em vários produtos (característicos para os diferentes organismos) para obter energia na forma de ATP. A quebra 
anaeróbica da glicose é, provavelmente, o mais antigo mecanismo biológico para obtenção de energia a partir de 
moléculas orgânicas combustíveis, já que os organismos vivos apareceram primeiro em uma atmosfera destituída de 
oxigênio. No curso da evolução, esta seqüência de reações foi completamente conservada; as enzimas glicolíticas 
dos animais vertebrados são muito semelhantes na seqüência de aminoácidos e na estrutura tridimensional às 
enzimas homólogas na levedura e no espinafre. O processo da glicólise difere de uma espécie para outra apenas em 
detalhes da sua regulação e no destino metabólico subsequüente do piruvato formado. Os princípios termodinâmicos 
e os tipos de mecanismos reguladores na glicólise são encontrados em todas as vias do metabolismo celular.
A glicose tem seis átomos de carbono e sua divisão em duas moléculas de piruvato, cada uma com três átomos 
de carbono, ocorre em uma seqüência de 10 passos e os cinco primeiros deles constituem a fase preparatória. 
Nestas reações a glicose é inicialmente fosforilada no grupo hidroxila em C-6. A D-glicose-6-fosfato assim formada é 
convertida em D-frutose-6-fosfato, a qual é novamente fosforilada, desta vem em C-1, para liberar D-frutose-1,6-
bifosfato. O ATP é o doador de fosfato nas duas fosforilações. Como todos os derivados dos açúcares que ocorrrem 
na via glicolítica são os isômeros D, omitiremos a designação D, exceto quando desejarmos enfatizar a 
estereoquímica.
A seguir a frutose-1,6-bifosfato é quebrada para liberar duas moléculas com três carbonos, a diidroxiacetona 
fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato; este é o passo em que ocorre a "lysis" que dá o nome ao processo. A 
diidroxiacetona fosfato é isomerizada em uma Segunda molécula de gliceraldeído-3-fosfato, e com isso termina a 
primeira fase da glicólise. Note que duas moléculas de ATP precisam ser investidas para ativar, ou iniciar, a molécula 
de glicose para a sua quebra em duas partes com três carbonos; haverá, depois, um retorno positivo para este 
investimento. Resumindo: na fase preparatória da glicólise a energia do ATP é investida, aumentando o conteúdo de 
energia livre dos intermediários, e as cadeias carbônicas de todas as hexoses metabolizadas são convertidas em um 
produto comum, o gliceraldeído-3-fosfato.
O ganho energético provém da fase de pagamento da glicólise. Cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato é 
oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico (não pelo ATP) para formar 1,3-bifosfoglicerato. A liberação de energia 
ocorre quando as duas moléculas de 1,3-bifosfoglicerato são convertidas em duas moléculas de piruvato. A maior 
parte dessa energia é conservada pela fosforilação acoplada de quatro moléculas de ADP para ATP. O produto 
líquido são duas moléculas de ATP por molécula de glicose empregada, uma vez que duas moléculas de ATP são 
investidas na fase preparatória da glicólise. A energia também é conservada na fase de pagamento na formação de 
duas moléculas de NADH por molécula de glicose.
Nas reações seqüenciais da glicólise três tipos de transformações químicas são particularmente notáveis: 1. 
Degradação do esqueleto carbônico da glicose para produzir piruvato; 2. Fosforilação de ADP a ATP pelos 
compostos de fosfato de alta energia formados durante a glicólise; e 3. A transferência de átomos de hidrogênio ou 
elétrons para o NAD+, formando NADH. O destino do produto, o piruvato, depende do tipo de célula e das 
circunstâncias metabólicas.
2 -QUAIS SÃO OS PRINCIPAIS DESTINOS DA GLICOSE? E OS PROCESSOS OXIDATIVOS E NÃO 
OXIDATIVOS NA GLICOSE?
A glicose pode ser armazenada (como um polissacarídio ou como sacarose), pode ser oxidada a petoses, através 
da via das pentose fosfato (ou via do fosfogliconato), ou pode ser oxidada a compostos de três átomos de carbono 
(piruvato.
O piruvato, produto da glicólise, representa um ponto de junção importante no catabolismo dos carboidratos. Em 
condições aeróbicas o piruvato é oxidado a acetato, o qual entra no ciclo do ácido cítrico e é oxidado até CO2 e H2O. 
O NADH formado pela desidrogenação do gliceraldeído-3-fosfato é reoxidado a NAD+ pela passsagem do seu 
elétron ao O2 no processo da respiração mitocondrial. Entretanto, sob condições anaeróbicas (como em músculos 
esqueléticos muito ativos, em plantas submersas, ou nas bactérias do ácido láctico, por exemplo) o NADH gerado 
pela glicólise não pode ser reoxidado pelo O2. A incapacidade de regenerar o NADH em NAD+ deixaria a célula sem 
receptor de elétrons para a oxidação do gliceraldeído-3-fosfato e as reações liberadoras de energia da glicose 
cessariam. O NAD+ precisa, portanto, ser regenerado através de outras reações.
As primeiras células a surgirem durante a evolução viviam em uma atmosfera quase desprovida de oxigênio e 
tiveram que desenvolver estratégias para desenvolver a glicólise sob condição anaeróbicas. A maioria dos 
organismos modernos retiveram a habilidade de regenerar continuamente o NAD+ durante a glicólise anaeróbica 
pela transferência dos elétrons do NADH para formar um produto final reduzido, como o são o lactato e o etanol.
4 – EXPLIQUE COMO E ONDE OUTROS CARBOIDRATOS ENTRAM NA VIA GLICOLITICA PARA SOFRER A 
DEGRADACAO FORNECEDORA DE ENERGIA.
As unidades de glicose dos ramos externos da molécula do oxigênio e do amido entram na via glicolitica através 
da ação seqüencial de duas enzimas: a fosforilase do glicogenio (ou da sua similar nos vegetais, a fosforilase do 
amido) e a fosfoglicomutase. A fosforilase de glicogenio catalisa a reação em que uma ligação glicosidica reunindo 
dois residuos de glicose no glicogenio, sofre o ataque por fosfato inorgânico, removendo o resíduo terminal de glicose 
como -d-glicose –1-fosfato. Estareação de fosforólise, que ocorre durante a mobilização intracelular do glicogenio 
armazenado é diferente da hidrólise das ligações glicosídicas pela amilase que ocorre durante a degradação 
intestinal do amido ou do glicogenio. Na fosforólise, parte da energia da ligação glicosidica é preservada na formação 
do éster fosfórico, glicose-1-fosfato. O piridoxal fosfato é um cofator essencial da reação da fosforilase do glicogenio; 
o seu grupo fosfato age como um catalisador acido geral, promovendo o ataque pela pi da ligação glicosidica. A 
fosforilase do glicogenio age nas extremidades não redutoras das ramificações do glicogenio (ou da amilopectina), 
ate que seja atingido num ponto distante quatro resíduos de uma ramificação. A continuação de uma degradação 
pode ocorrer apenas depois da ação de enzima de desrramificação ou oligo ( 1 6) para ( 1 4) glicano    
transferase, que catalisa as duas reações sucessivas que removem as ramificações. A glicose-1-fosfato é convertida 
em glicose –6-fosfato pela fosfoglicomutase.
A d-frutose pode ser fosforilada pela hexoquinase, sendo esta uma via importante nos músculos e nos rins dos 
vertebrados. No fígado, entretanto, a frutose entra na glicólise por uma via diferente. A enzima hepática frutoquinase 
catalisa a fosforilação da frutose em c-1: a frutose-1-fosfato é então quebrada ao meio para formar gliceraldeído e 
diidroxicetona fosfato pela frutose-1-fosfato aldolase. A diidroxicetona fosfato é convertida em gliceraldeido-3-fosfato 
pela enzima glicolitica triose fosfato isomerase. Assim, os dois produtos da hidrólise da frutose entram na via 
glicolitica como gliceraldeido-3-fosfato.
A d-galactose é primeiro fosforilada pelo ATP em c-1 e através da enzima galactoquinase. A galactose-1-fosfat é 
convertida a glicose-1-fosfato por um conjunto de reações nas quais a uridina difosfato (UDP) funciona de forma 
semelhante a uma coenzima como transportadora de moléculas de hexoses.
Os dissacarideos não podem entrar diretamente na via gl;icolitica sem primeiro ser extracelularmente hidrolisados 
em monossacarideos. Assim formados, os monossacarideos são transportados para o interior das células que 
recobrem o intestino. À partir delas eles passam para a corrente sangüínea e são transportados ate o fígado. Aí eles 
são fosforilados e introduzidos na seqüência glicolitica como descrito.
5 – COMO É FEITA A REGULACAO DO METABOLISMO NO E NO FIGADO PELA FOSFORILASE DO 
GLICOGENIO ?
No músculo, a finalidade da glicolise é a produção de ATP, e a velocidade dela aumenta quando o músculo 
demanda mais ATP por contrair-se mais vigorosamente ou mais freqüentemente. Nos miócitos a mobilização do 
glicogenio armazenado para fornecer combustível para a glicolise é realizada pela fosforilase do glicogenio, que 
degrada glicogenio em glicose-1-fosfato. No músculo esquelético a fosforilase do glicogenio ocorre em duas formas: 
uma forma catabolicamente ativa, a fosforilase a , e uma forma quase sempre inativa, a fosforilase b, que predomina 
no músculo em repouso. A velocidade da quebra do glicogenio no músculo depende parcialmente do valor da relação 
entre fosforilase a e fosforilase b, que é ajustada pela ação de alguns hormônios como epinefrina. A epinefrina é um 
sinal para o músculo esquelético acionar o processo que leva produção de ATP, o qual é necessário para a 
contração muscular. A fosforilase do glicogenio é ativada para fornecer glicose-1-fosfato que será lançada na via 
glicolitica. Superposta ao controle hormonal esta a regulação alosterica, muito mais rápida, da fosforilase b do 
glicogenio pelo ATP e Amp. A fosforilase b é ativada pelo seu efetor alosterico AMP, o qual aumenta em 
concentração no músculo durante a quebra do ATP na contração. A estimulação da fosforilase b pelo AMP pode ser 
impedida por altas concentrações de ATP, que bloqueia o sitio de ligação do AMP, é, às vezes, referido como forma 
AMP independente, e a fosforilase b como a forma dependente do AMP. A fosforilase do glicogenio, no músculo 
esquelético é também controlada pelo cálcio, o sinalizador intracelular da contração muscular, que é u ativador 
alosterico da fosforilase b quinase. Quando um aumento transitório do Ca 2+ intracelular dispara a contração 
muscular, ele também acelera a conversão da fosforilase b para a fosforilase a, mais ativa.
No fígado serve para manter um nível constante de glicose no sangue, produzindo e exportando glicose quando 
outros tecidos precisam dela, e importando e armazenado glicose quando é fornecida em excesso pelo alimentos 
ingeridos na dieta. A fosforilase do glicogenio do fígado é semelhante à do músculo, entretanto, suas propriedades 
reguladoras são ligeiramente diferentes. O glicogenio hepático serve como reservatório e libera glicose no sangue 
quando a glicose sangüínea tem seus níveis abaixo do normal. A glicose-1-fosfato formada pela fosforilase do fígado 
é convertida em glicose-6-fosfato pela ação da fosfoglicomutase. Então, a glicose-6-fosfatase, uma enzima presente 
no fígado, porém não no músculo, remove o fosfato da hexose. Quando o nível de glicose esta baixo no sangue, a 
glicose livre produzida do glicogenio do figado é liberada na corrente sangüínea e transportada aos tecidos que a 
requerem como combustível. A fosforilase do glicogenio do fígado esta sobre controle hormonal, como o glucagon, 
que é produzido pelo pâncreas quando a glicose sangüínea tem sua concentração rebaixada para nível menores que 
o normal. Esse hormônio desencadeia uma serie de eventos que resulta na conversão da fosforilase b em fosforilase 
a , aumentando a velocidade de quebra de glicogenio e acelerando a velocidade de liberação da glicose no sangue. 
A fosforilase do glicogenio esta sujeita a regulação alosterica não pelo AMP, mas pela glicose. Quando a 
concentração de glicose no sangue aumenta, a glicose entra nos hepatócitos e liga-se ao sitio regulador da 
fosforilase a do glicogenio que leva a desfosforilação provocada pela fosforilase fosfatase. Desta maneira a 
fosforilase do glicogenio age como sensor do fígado, diminuindo a quebra do glicogênio sempre que o nível de 
glicose no sangue esta alto.
6 – EM QUAIS ASPECTOS A GLICOQUINASE DIFERE DAS ISOENZIMAS DAS HEXOQUINASES DO 
MÚSCULO ?
Primeiro, a concentração de glicose na qual a glicoquinase esta no meio saturada é muito maior que a 
concentração usual da glicose no sangue. Como a concentração de glicose no hepatocitos é mantida em valores 
próximos daqueles existentes no sangue, graças a um eficiente sistema de transporte de glicose, esta propriedade da 
glicoquinase permite a sua regulação direta pela nível de glicose sangüínea.
A glicoquinase não é inibida pelo seu produto de reação, a glicose-6-fosfato, mas por seu isomero, a frutose-6-
fosfato, a qual esta sempre em equilíbrio com a glicose-6fosfato devido a ação da enzima fosfoglicose isomerase. A 
inibição parcial da glicoquinase pela frutose-6fosfato é mediada por uma proteína adicional, a proteína reguladora. 
Esta proteína reguladora também tem afinidade pela frutose-1-fosfato e compete com a frutose-6-fosfato, cancelando 
o seu efeito inibidor sobre a glicoquinase.
7 – QUAL O PAPEL REGULADOR DA PIRUVATO QUINASE NA GLICOLISE ?
Sempre que a célula tem uma alta concentração de ATP, ou sempre que haja amplas quantidades de 
combustíveis disponíveis para a liberação de energia através da respiração celular, a glicolise é inibida pelo 
rebaixamento da atividade da piruvato quinase. Quando a concentração de ATP cai, a afinidade da piruvato quinase 
por fosfoenolpiruvato aumenta, possibilitando a enzima catalisar a síntese do ATP, mesmo que a concentração de 
fosfoenolpiruvato seja relativamente baixa. O resultado é uma alta concentração de ATP no estado de equilibro 
estacionário.
8 – FALE SOBRE A REGULACAO ALOSTERICA DA FOSFOFRUTOQUINASE-1 .
A glicose-6-fosfato pode fluir tanto para a glicolise como para uma das viasoxidativas secundarias. A reação 
irreversível catalisada pela foafofrutoquinase-1 é o passo que compromete a célula com a metabolização da glicose 
através da glicolise. O ATP não é apenas o substrato para a fosfofrutoquinase-1, mas também o produto final da via 
glicolitica. Quando níveis altos de ATP sinalizam que a célula esta produzindo o ATP mais depressa do que 
consome, o ATP inibe a fosfofrutoquinase-1 ligando-se a um sitio alosterico e diminuindo a afinidade da enzima pelo 
seu outro substrato, a frutose-6-fosfato. Quando o consumo de ATP sobrepassa a sua produção o ADP e o AMP 
aumentam em concentração, e agem alostericamente para diminuir esta inibição pelo ATP. Esses efeitos combinam-
se para produzir atividades maiores da enzima quando a frutose-6-fosfato, ADP ou AMP aumentam de concentração 
para baixar a atividade quando o ATP se acumula.
O citrato também age como um ragulador alosterico da fosfofrutoquinase-1. Concentrações altas de citrato 
aumentam o efeito inibidor do ATP, reduzindo ainda mais o fluxo da glicose através da glicolise. O regulador 
alosterico mais significativo da foafofrutoquinase-1 é a frutose-2,6-bifosfato que ativa fortemente a enzima. A 
concentração da frutose-2,6-bifosfato no fígado diminui em resposta ao hormônio glucagon, desacelerando a glicolise 
e estimulando a síntese de glicose pelo orago.
9 – COMO A GLICOSE E A GLICONEOGENESE SÃO REGULADAS DE FORMA COORDENADA ?
A gliconeogênese emprega a maior parte das mesmas enzimas que agem na glicólise, mas ela não é 
simplesmente o reverso desta via. Sete das reações glicolíticas são livremente reversíveis e as enzimas que 
catalisam cada uma destas reações também funcionam na gliconeogenese. Três reações da glicólise são tão 
exergonicas que são essencialmente irreversíveis : são aquelas catalisadas pela hexoquinase, fosfofrutoquinase-1 e 
piruvato quinase. A gliconeogenese emprega desvios ao redor de cada um desses passos irreversíveis.
Para prevenir o aparecimento de ciclos fúteis nos quais a glicose é simultaneamente degradada pela glicólise e 
ressintetizada pela gliconeogenese, as enzimas que são exclusivas para cada uma das vias são reguladas de 
maneira recíproca por efetores alostéricos comuns. A frutose-2,6-bifosfato, um ativador potente da PFK-1 do fígado e 
portanto da glicólise, também inibe a FBPase-1, e assim diminui a gliconeogenese. O glucagon, hormônio que 
sinaliza um baixo nível de açúcar , diminui o nível da frutose-2,6-bifosfato no fígado, baixando o consumo de glicose 
pela glicolise e estimulando a produção de glicose para exportação pela gliconeogenese.
10- O QUE SÃO AS VIAS SECUNDARIAS DA OXIDACAO DA GLICOSE E O QUE ELAS PRODUZEM ? 
EXPLIQUE COMO CADA PRODUTO É FORMADO.
São vias catabolicas que podem ser o destino da glicose e levam a produtos especializados necessários para a 
célula, que são pentoses fosfato, acido uronico e acido ascobico, constituindo parte do metabolismo secundário da 
glicose.
A via das pentoses fosfato, também chamada de via do fosfogliconato, produz NADPH e ribose-5-fosfato e gera 
pentoses indispensáveis, particulamente a D-ribose, empregada na biossintese de ácidos nucleicos. A Primeira 
reação da via das pentose fosfsto é a desidrogenação enzimatica da glicose-6-fosfato pela glicose-6-fosfato 
desidrogenase, para formar 6-fosfoglicono- -lactona, um éster intramolecular, que é hidrolizado para a forma ácida 
livre 6-fosfogliconato por uma lactonase especifica. O NADP+ é o receptor de elétrons e o equilíbrio final está muito 
deslocado na direção de formação do NADPH. No passo seguinte, o 6-fosfogliconato sofre desidrogenação e 
descarboxilacao pela 6-fosfogliconato desidrogenase para formar a cetopentose D-ribulose-5-fosfato, uma reação 
que gera a segunda molécula de NADPH. A fosfopentose isomerase converte então a ribose-5-fosfato no seu 
isomero aldolase a D-ribose-5-fosfato. Em alguns tecidos , a via das pentoses fosfato termina neste ponto e a 
equação final pode ser escrita :
Glicose-6-fosfato + 2 NADP+ + H2O ______ ribose-5-fosfato + CO2 + 2 NADPH + 2 H+
O resultado liquido é a produção de NADPH para as reações de redução biossintetica e a produção de ribose-5-
fosfato como precursora para a síntese de nucleotideos.
D- glicuronato, importante na detoxificacao e na excreção de compostos orgânicos estranhos, e acido ascorbico 
ou vitamina C são produzidos por vias secundarias da glicose.
Nesta via, a glicose-1-fosfato é primeiro convertida em UDP-glicose pela reação com UDP. A porção glicose da 
UDP-glicose é então desidrogenada para produzir UDP_glicuronato, um outro exemplo do uso de derivados do UDP 
como intermediário das transformações enzimatricas dos açucares.
O D-glicuronato é um intermediário na conversão da D-glicose em acido ascorbico. Ele é reduzido pelo NADPH no 
açúcar de seis átomos de carbono L-gulonato, o qual é convertido na sua lactona. A L-gulonolactona é 
desidrogenada pela flavoproteina gulonolactona oxidase para formar o acido ascorbico. O homem não é capaz de 
sintetizar o acido ascorbico, sendo necessário obte-lo através da dieta. Pessoas com vitamina C insuficiente produz 
uma doença chamada escorbuto.
CAP . 14
1. Dividindo-se a glicólise em duas partes, indo a primeira desde a glicose até gliceraldeído-3-fosfato e 
diidroxicetona fosfato, chamada fase preparatória; e a segunda parte indo até piruvato, chamada fase de 
pagamento da glicólise. Faça um balanço energético (a nível de ATP) comparando as duas fases.
Na fase preparatória da glicólise a energia do ATP é investida, aumentando o conteúdo de energia livredos 
intermediários, e as cadeias carbônicas de todas a hexoses metabolizadas são convertidas em um produto comum. o 
gliceraldeído-3- fosfato.
O ganho energético provém da fase de pagamento da glicólise. Cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato é 
oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico para formar 1,3-difosfoglicerato. A liberação de energia ocorre quandoas 
duas moléculas de 1,3-difosfoglicerato são convertidas a duas moléculas de piruvato. A maior parte desta energia é 
conservada pela fosforilação acoplada de 4 moléculas de ADP para ATP. O produto líquido são duas moléculas de 
ATP por molécula de glicose empregada, uma vez queque duas moléculas de ATP são investidas na fase de 
preparação da glicólise.
2. Sabe-se que o piruvato formado na glicólise, não é o produto final na obtenção de energia. Cite quais as 
três rotas alternativas da degradação deste produto(piruvato).
Nos organismos aeróbicos ou tecidos sob condições aeróbicas, a glicólise constitui apenas um primeiro estágio da 
degradação completa da glicose. O piruvato é oxidado com perda do seu grupo carboxila como CO2 , para liberar o 
grupo acetila da Acetil-coenzima A, a qual é então totalmente oxidada a CO2 pelo ciclo do ácido cítrico. Os elétrons 
são dessas oxidações são passados para o O2 de transportadores na mitocôndria, formando H2O. A energia liberada 
nas reações de transferências de elétrons permite a síntese de ATP nas mitocôndrias.
A segunda rota para o metabolismo do piruvatoé a sua redução a lactato através da chamada via da fermentação 
do ácido lático. Quando um tecido precisa funcionar anaerobicamente, como o tecido muscular esquelético em 
contração vigorosa, o piruvato não pode ser oxidado por falta de oxigênio. Nestas condições o piruvato é reduzido a 
lactato. Certos tecidos e tipos celulares ( retina, cérebro, eritrócitos) convertem o glicose a lactato mesmo sob 
condições anaeróbicas. O lactato é também o produto da glicólise sob condições anaeróbicas nos microrganismos 
que realizam a fermentação láctica.
A terceira rota principal do metabolismo do piruvato leva ao etanol. Em alguns tecidos vegetais e em certos 
invertebrados e microrganismos como a levedura da fabricação da cerveja, o piruvato é convertido anaerobicamente 
em etanol e CO2, em um processo chamado de Fermentação alcoólica, fermentaçãodo etanol ou, fermentação do 
álcool.
1. Qual a provável importância dos grupos fosfatos em todos os intermediários da glicólise?
a) Os grupos fosfatos são ionizados em pH 7, dando assim a cada um dos intermediários da glicólise uma carga 
negativa. Como a membrana plasmáticaé impermeável às moléculas que exibem cargas elétrivas, os intermediários 
fosforilados não podem se difundir para fora da célula. Depois da fosforilacão inicial a célula não precisa mais 
despender energia para reter os intermediários fosforilados, a respeito da grande diferença entre as concentrações 
intra e extra celulares desses compostos.
b) Os grupos fosfato são componentes essenciais na conservação enzimática da energia metabólica. A energia 
liberada na quebra de ligações anidros do ácido fosfórico (como aquelas no ATP) é parcialmente conservada na 
formação de ésteres de fosfato, tais como glicose-6-fosfato. Os compostos fosfóricos de alta energia, formados na 
glicólise (1,3-difosfoglicerato e fosfenolpiruvato), doam grupos fosfato ao ADP para formar o ATP.
c)A ligação de grupos fosfato aos sítios ativos das enzimas fornece energia de ligação que contribui para baixar a 
energia de ativação e aumentara especificidade das reações catalizadas enzimaticamente. Os grupos fosfato do 
ADP, ATP e dos intermediários glicolíticos formam complexos com Mg2+ e os sítios de ligação dos substratos de 
muitas enzimas glicolíticas são específicos para estes complexos de Mg2+. Praticamente todas as enzimas glicolíticas 
requerem Mg2+ para atividade.
4. Descreva duas maneiras de inibir a enzima gliceraldeiddo- 3- fosfato desidrogenase e explique o 
acúmulo das fosfato da via glicolítica.
A enzima gliceraldeido -3 P -desidrogenase é inibida pela adição de iodoacetato ou pela falta de NAD+ livre para o 
processo. O iodoacetato se liga ao grupo SH de um resíduo essencial de cisteina no sítio ativo da enzima . Desta 
forma , impede a transformação catalítica do gliceraldeido 3 -fostato em 1,3 –bifosfoglicerato.
O NAD+ , presente no sítio ativo da enzima, é o responsável pela oxidação (captação de hidrogênio ) do 
intermediário enzima-substrato , sendo convertido a NADH . Para que a enzima possa ser reutilizada, o NADH ligado 
a enzima é reoxidado pelo NAD+ livre. Então , na ausência de NAD+ livre o processo não ocorre.
A inativação da enzima gliceraldeido-3 P-desidrogenase permitiria o acúmulo de gliceraldeido –3-fosfato por 
interromper a sua conversão em 1,3 bifosfoglicerato . O que se verifica é o acúmulo de hexoses fosfatadas , como a 
frutose 1,6 bifosfato ,porque a quebra das hexoses gerando dois compostos de três carbonos (diidroxicetona P e 
gliceraldido-3-P) é um processo envolvendo G ’ = 23.8KJ/mol . A formação G-3P a partir de DHAP também é  
desfavorecida por G ’ = 7.5 kJ/mol. 
5. Louis Pasteur em seus estudos sobre a fermentação da glicose por leveduras , descobriu que o 
consumo da glicose um condições anaeróbicas eram muitas vazes maior do que sob condições aeróbicas. 
Justifique com base bioquímica o efeito Pasteur.
O rendimento em ATP da glicólise sob condições anaeróbicas ( 2 ATP por molécula de glicose ) é muito menor do 
que o obtido na oxidação completa da glicose até CO sob condições aeróbicas ( 36 ou 38 ATP por molécula de 
glicose ) . Portanto , para produzir a mesma quantidade de ATP , é necessário consumir perto de 18 vezes mais 
glicose em condições anaeróbicas do que em aeróbicas .
6. Comente sobre a canalização de um substrato entre duas enzimas na via glicolítica.
A conversão do gliceraldeido 3-fosfato na via glicolítica envolve duas enzimas combinadas, a gliceraldeido 3-
fosfato desidrogenase com a 3-fosfogliceratoquinase , que catalisam a conversão em dois passos . A combinação 
das enzimas permite que o intermediário ( 1,3bifosfoglicerato ) seja transmitido da superfície da desidrogenase para a 
superfície da quinase de maneira mais rápida do que no ambiente aquoso ( o que ocorre na ausência da quinase ) . 
No ambiente aquoso, onde o 1,3bifosfoglicerato se difunde até a quinase , a velocidade da primeira etapa é maior do 
que o processo total com enzima conjugada. Estudos físicos mostram que as duas enzimas podem formar um 
complexo estável , como é necessário para haver canalização do substrato entre elas.
7. Como o glicogênio e o amido são degradados?
As unidades de glicose dos ramos externos de molécula do glicogênio e do amido ganham entrada na via 
glicolítica através da ação seqüencial de duas enzimas: a fosforilase do glicogênio ( ou da sua similar nos vegetais, a 
fosforilase do amido ) e a fosfoglicomutase. A fosforilase do glicogênio catalisa a reação em que uma ligação 
glicosídica ( 1 4 ) , reunindo dois resíduos de glicose no glicogênio, sofre o ataque por fosfato inorgânico ,  
removendo o resíduo terminal de glicose como -D-glicose-1-fosfato.
A fosforilase do glicogênio ( ou fosforilase do amido ) age repetitivamente nas extremidades não redutoras das 
ramificações do glicogênio ( ou da amilopectina ) , até que seja atingido num ponto distante quatro resíduos de uma 
ramificação ( 1 6 ) . Aqui cessa a ação da fosforilase do glicogênio ou do amido. A continuação da degradação  
pode ocorrer apenas depois da ação de uma ‘enzima de desramificação ’ ou oligo ( 1 6 ) para ( 1 4 )    
glicanotransferase , que catalisa as duas reações sucessivas que removem as ramificações, isto é , transfere três 
resíduos de -D-glicose que estão ligados por ligações ( 1 4 ) para a cadeia principal , aonde são fosforilados   
pela fosforilase do glicogênio em glicose-1-fosfato, e quebra a ligação ( 1 6 ) do ultimo resíduo de -D-glicose   
que é fosforilado em glicose1-fosfato.
A glicose-1-fosfato , o produto final das reações de fosdorilase de glicogênio e do amido , é convertida em glicose-
6-fosfato pela fosfoglicomutase, que então entra na glicólise.
OBS: Esta reação de fosforólise , que ocorre durante a mobilização intracelular do glicogênio armazenado , é 
diferente da hidrólise das ligações glicosídicas pela amilase , que ocorre durante a degradação intestinal do amido ou 
do glicogênio
8. Outros monossacarídios podem entrar na via glicolítica , como é feito esse processo? Cite um exemplo.
Na maioria dos organismos várias hexoses diferentes da glicose podem sofrer a glicólise, após suas respectivas 
conversões para um derivado fosforilado. Como exemplo temos a D-galactose, derivada por hidrólise do dissacarídio 
lactose ( açúcar do leite ) , é primeiro fosforilada pelo ATP em C-1 , através da enzima galactoquimase:
GALACTOSE + ATP GALACTOSE-1-FOSFATO + ADP
A galactose-1-fosfato é convertida, então , no seu epímero em C-4 , a glicose-1-fosfato , por um conjunto de 
reações nas quais a uridina difosfato ( UDP ) funciona de forma semelhante a uma coenzima como transportadora de 
moléculas de hexoses.
9. Como é regulada a fosforilase do glicogênio no músculo e no fígado?
MUSCULO:
No músculo esquelético, a fosforilase do glicogênio ocorre em duas formas: uma forma cataliticamente ativa, a 
fosforilase A, e uma forma quase sempre inativa, a fosforilase B ; a última predomina no músculo em repouso. A 
velocidade da quebra do glicogênio no músculo depende parcialmente do valor da relação entre fosforilase A ( ativa ) 
e fosforilase B ( menos ativa ) , que é ajustada pela ação de alguns hormônios , como a epinefrina . A fosforilase A 
consiste de duas subunidades idênticas, em cada uma dessas subunidades um resíduo de serina na posição 14 está 
fosforilado . A fosforilase B é estruturalmente idêntica , exceto pela não-fosforilação dos resíduos de serina 14 . A 
fosforilase A é convertida na fosforilase B , menos ativa , por desfosforilação , catalisada por uma enzima 
denominada fosforilase A fosfatase . A fosforilase B é reconvertida em fosforilase A pela enzima fosforilase b quinase 
, que catalisa a transferência do fosfato do ATPpara a serima 14.
Os hormônios , em última instância , regulam a inter-conversão da fosforilase A e B pela regulação da fosforilase 
A fosfatase e fosforilase B quinase. A epinefrina é liberada no sangue pela glândula adrenal quando um animal é 
subitamente confrontado por uma situação que requer atividade muscular vigorosa. A epinefrina é um sinal para o 
músculo esquelético acionar o processo que leva à produção de ATP , o qual é necessário para contração muscular. 
A fosforilase do glicogênio é ativada para fornecer glicose-1-fosfato , que será lançada na via glicolítica. A ligação da 
epinefrina ao seu receptor específico na membrana plasmática de uma célula muscular ativa a fosforilase B quinase 
e inativa a fosforolase A fosfatase , deslocando o equilíbrio na direção de formação da espécie ativa da fosforilase do 
glicogênio.
Quando a emergência termina , a liberação de epinefrina cessa, a fosforilase B quinase reverte para sua forma 
original de baixa atividade e a relação de fosforilase A e fosforilase B retorna aquela que era no músculo em repouso.
Superposta ao controle hormonal está a regulação alostérica , muito mais rápida , da fosforilase B do glicogênio 
pelo ATP e AMP. A fosforilase B , a forma relativamente inativa , é ativada pelo seu efetor alostérico AMP , o qual 
aumenta em concentração no músculo durante a quebra do ATP que acompanha a contração. A estimulação de 
fosforilase B pelo AMP pode ser impedida por altas concentrações de ATP , que bloqueia o sítio de ligação do AMP. 
A atividade da fosforilase B reflete assim a relação entre as concentrações de AMP e ATP. A fosforilase A , que não é 
estimulada pelo AMP , é , às vezes , referida como a forma AMP independente , e a fosforilase B como a forma 
dependente de AMP. No músculo em repouso aproximadamente toda fosforilase está na forma B , que é inativada 
porque o ATP está presente em concentração muito maior que a do AMP. A atividade muscular vigorosa aumenta a 
relação AMP-ATP , muito rapidamente ativando por meios alostéricos a fosforilase B .
No músculo esquelético ainda há um terceiro ripo de controle da fosforilase do glicogênio . O cálcio , o sinalizador 
intracelular da contração muscular, é também um ativador alostérico da fosforilase B quinase. Quando um aumento 
transitório do Ca2+ intracelular dispara a contração muscular , ele também acelera a conversão da fosforilase B para a 
fosforilase A , mais ativa.
FÍGADO:
A fosforilase do glicogênio do fígado é semelhante àquela do músculo; também ela é um dímero de subunidades 
idênticas e a fosforilação e desfosforilaçao na serina 14 interconverte as formas B e A .Entretanto , suas propriedades 
reguladoras são ligeiramente diferentes daquelas da enzima muscular , refletindo o papel diferente da quebra do 
glicogênio no fígado. O glicogênio hepático serve como um reservatório e libera glicose no sangue quando a glicose 
sangüínea tem seus níveis abaixo de normal ( 4 a 5 mM ) . A glicose –1-fosfato formada pela fosforilase do fígado é 
convertida (como no músculo ) em glicose-6-fosfato pela ação da fosfoglicomutase. Então , a glicose-6-fosfatase 
,uma enzima presente no fígado , porém não no músculo , remove o fosfato da hexose:
GLICOSE-6-FOSFATO + H2O GLICOSE + Pi
Quando o nível de glicose sangüínea está baixo , a glicose livre produzida do glicogênio no fígado por essas 
reações é liberada na corrente sangüínea e transportada aos tecidos que a requerem como combustível.
A fosforilase do glicogênio do fígado , como aquela do músculo , está sobre controle hormonal. O glucagon é um 
hormônio produzido pelo pâncreas , quando a glicose sangüínea tem sua concentração rebaixada para níveis 
menores que o normal . Quando o glucagon liga-se ao seu receptor na membrana plasmática de um hepatócito , uma 
cascata de eventos essencialmente similares àquela do músculo resulta na conversão da fosforilase B em fosforilase 
A , aumentando a velocidade de quebra do glicogênio e acelerando , a velocidade de liberação da glicose no sangue.
A fosforilase do glicogênio do fígado como àquela do músculo está sujeita à regulação alostérica, mas neste caso 
o regulador alostérico não é o AMP , mas a glicose. Quando a concentração de glicose no sangue aumenta , a 
glicose entra no hepatócito e liga-se ao sítio regulador da fosforilase A do glicogênio , provocando uma mudança 
conformacional que expõe os de serina 14 fosforilado à desfosforilação provocado pila fosforilase A fosfatase. Desta 
maneira , a fosforilase A do glicogênio age como um sensor do fígado, diminuindo a quebra do glicogênio sempre 
que o nível de glicose no sangue está alto.
10 . Como se da a produção de D-ribose-5-fosfato através da via das pentoses fosfato (via secundária de 
oxidação da glicose ) ?
A primeira reação da via das pentoses fosfato é a desidrogenação enzimática da glicose-6-fosfato pela glicose-6-
fosfato desidrogenase , para formar 6-fosfoglicono- -lactona , um éster intramolecular , que é hidrolizado para a 
forma ácida livre 6-fosfogliconato por uma lactonase específica . O NADP+ é o receptor de elétrons e o equilíbrio final 
está muito deslocado na direção da formação do NADPH . No passo seguinte , o 6-fosfogliconato sofre 
desidrogenação e descarboxilação pela 6-fosfogliconato desidrogenase para formar a cetopentose D-ribulose-5-
fosfato , uma reação que gera a segunda molécula de NADPH. A fosfopentose isomerase converte então a ribulose-
5-fosfato no seu isômero aldose a D-RIBOSE-5-FOSFATO.
GLICOSE-6-FOSFATO + 2NADP+ + H2O
RIBOSE-5-FOSFATO + CO2 + 2NADPH + 2H+
O resultado líquido é a produção de NADPH para as reações de redução biossintética e a produção de ribose-5-
fosfato como precursora para a síntese de nucleotídeos.
CAPÍTULO 14: GLICÓLISE E O METABOLISMO DAS HEXOSES
1- Conceitue glicólise e descreva sucintamente sobre suas fases.
A glicólise é uma via central e quase universal do catabolismo da glicose. É a via através da qual, na maioria das 
células, ocorre o maior fluxo de carbono. Em certos tecidos e tipos celulares de mamíferos, a glicose, a partir da 
glicólise, é a principal ou mesmo a única fonte de energia metabólica. Alguns tecidos vegetais obtêm a maior parte de 
sua energia da glicólise; muitos microrganismos anaeróbicos são inteiramente dependentes desta via.
Na glicólise, uma molécula de glicose é degradada em uma série de reações catalisadas por enzimas para liberar 
duas moléculas de piruvato. Aliás, todas as enzimas da glicólise de muitos organismos, atualmente, já foram 
cuidadosamente purificadas, estudadas e tiveram suas estruturas tridimensionais determinadas a partir de estudos 
cristalográficos com raios-X. Durante as reações seqüenciais, parte da energia livre da glicose é conservada na 
forma de ATP. O processo da glicólise difere de uma espécie para outra apenas em detalhes de sua regulação e no 
destino subsequente do piruvato formado. Os princípios termodinâmicos e os tipos de mecanismos reguladores 
glicolíticos são encontrados em todas as vias do metabolismo celular.
A glicose tem seis átomos de carbono e sua divisão em duas moléculas de piruvato, cada uma com três átomos 
de carbono, ocorre em uma seqüência de 10 passos e os cinco primeiros constituem a fase preparatória. Nessas 
reações, a glicose é inicialmente fosforilada no grupo hidroxila em C-6 (carbono 6). A D-glicose-6-fosfato assim 
formada é convertida em frutose-6-fosfato, a qual é novamente fosforilada, desta vez em C-1, para liberar D-frutose-
1,6-difosfato (Como todos os derivados dos açúcares que ocorrem na via glicolítica são isômeros D, omitiremos a 
designação D, exceto quando quisermos enfatizar a estereoquímica). O ATP é o doador de fosfato nas duas 
fosforilações. A seguir, a frutose-1,6-difosfato é quebrada para liberar duas moléculas com três carbonos cada, a 
diidroxiacetona-fostato e o gliceraldeído-3-fosfato. Este é o passo em que ocorre a quebra ("lisys") que dánome ao 
processo. A diidroxiacetona-fosfato é isomerizada em uma segunda molécula de gliceraldeído-3-fosfato e com isso 
termina a primeira fase da glicólise. Note que duas moléculas de ATP precisam ser investidas para ativar, ou iniciar, a 
molécula de glicose para a sua quebra em duas partes com três carbonos; haverá, pois, um retorno positivo para 
este investimento. Resumindo: na fase preparatória da glicólise, a energia do ATP é investida, aumentando o 
conteúdo de energia livre dos intermediários e fazendo com que as cadeias carbônicas de todas as hexoses 
metabolizadas sejam convertidas em um produto comum, o gliceraldeído-3-fosfato.
O ganho energético provém da fase de pagamento da glicólise. Cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato é 
oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico (não pelo ATP) para formar 1,3-difosfoglicerato. A liberação de energia 
ocorre quando as duas moléculas de 1,3-difosfoglicerato são convertidas em duas moléculas de piruvato. A maior 
parte dessa energia é conservada pela fosforilação acoplada de quatro moléculas de ADP para ATP. O produto 
líquido são duas moléculas de ATP por molécula de glicose empregada, uma vez que houve investimento de 2 ATP 
na fase preparatória da glicose. A energia também é conservada na fase de pagamento na formação de duas 
moléculas de NADH por molécula de glicose.
Nas reações seqüenciais da glicólise três tipos de transformações são particularmente notáveis:
1) Degradação do esqueleto carbônico da glicose para produzir piruvato;
2) Fosforilação de ADP a ATP pelos compostos de fosfato de alta energia formados durante a glicólise; e
3) Transferência de átomos de hidrogênio ou elétrons para o NAD+, formando NADH. O destino do produto 
(piruvato) depende do tipo de célula e das circunstâncias metabólicas.
2- Quais são as três rotas catabólicas alternativas que o piruvato formado pela glicólise pode seguir?
Nos organismos aeróbicos ou tecidos sob condições aeróbicas, a glicólise constitui apenas um primeiro estágio da 
degradação completa da glicose. O piruvato é oxidado com perda de seu grupo carboxila como CO2 para liberar o 
grupo acetila da Acetil-coenzima A (Acetil-CoA), a qual é então totalmente oxidada a CO2 pelo ciclo do ácido cítrico 
(ciclo de Krebs). Os elétrons originados dessas oxidações são passados para o O2 através de uma cadeia de 
transportadores na mitocôndria, formando H2O. A energia liberada nas reações de transferência de elétrons permite a 
síntese de ATP nas mitocôndrias.
A segunda rota para o metabolismo do piruvato é a sua redução a lactato através da chamada via da fermentação 
do ácido lático. Quando um tecido precisa funcionar anaerobicamente, como o tecido muscular esquelético em 
contração vigorosa, o piruvato não pode ser oxidado por falta de O2. Nestas condições, o piruvato é reduzido a 
lactato. Certos tecidos e tipos celulares (retina, cérebro, eritrócitos) convertem a glicose a lactato mesmo em 
condições aeróbicas. O lactado é também o produto da glicólise sob condições anaeróbicas nos microrganismos que 
realizam a fermentação láctica.
A terceira rota principal do metabolismo do piruvato leva ao etanol. Em alguns tecidos vegetais e em certos 
invertebrados e microrganismos como a levedura da fabricação de cerveja, o piruvato é convertido anaerobicamente 
em etanol e CO2, no processo chamado fermentação alcoólica, ou do etanol ou do álcool.
3- Sabendo-se que todos os intermediários da glicólise compreendidos entre a glicose e o piruvato são 
fosforilados, cite a importância dos grupos fosfatos.
Os grupos fosfatos são ionizados em pH 7, dando, assim, a cada um dos intermediários, uma carga negativa. 
Como a membrana plasmática é impermeável às moléculas carregadas, os intermediários fosforilados não podem se 
difundir para fora da célula. Depois da fosforilação inicial, a célula não precisa mais gastar energia para reter tais 
intermediários, a despeito da grande diferença entre as concentrações intra e extra-celulares desses compostos.
Além disso, os grupos fosfato são componentes essenciais na conservação enzimática da energia metabólica. A 
energia liberada na quebra de ligações anidras do ácido fosfórico (como aquelas no ATP) é parcialmente conservada 
na formação de ésteres de fosfato, tais como a glicose-6-fosfato. Os compostos fosforilados de alta energia formados 
na glicólise (1,3-difosfoglicerato e fosfoenolpiruvato) doam grupos fosfato ao ADP para formar ATP.
A ligação dos grupos fosfato são aos sítios ativos das enzimas fornece energia de ligação que contribui para 
baixar a energia de ativação e aumentar a especificidade das reações catalisadas enzimaticamente. Os grupos 
fosfatos do ADP, ATP e dos intermediários glicolíticos formam complexos com Mg2+ e os sítios de ligação dos 
substratos de muitas enzimas glicolíticas são específicos para estes complexos de Mg2+. Praticamente todas as 
enzimas glicolíticas requerem Mg2+ para terem atividade.
4. Quais as enzimas que participam da glicólise?
A reação irreversível que transforma a glicose em glicose-6-fosfato é catalisada pela hexoquinase. Para ser 
ativada, ela requer Mg2+, porque o verdadeiro substrato da enzima não é o ATP-4, mas sim o complexo MgATP-2.
A enzima fosfoexoisomerase catalisa a isomerização reversível de uma aldose, a glicose-6-fosfato, em uma 
cetose, a frutose-6-fosfato. Tal enzima também requer Mg2+ e é específica para as duas hexoses.
A enzima fosfofrutoquinase-1 catalisa a transferência de um grupo fosfato do ATP para a frutose-6-fosfato, 
convertendo-a em frutose-1,6-difosfato. A reação é essencialmente irreversível nas condições celulares. A atividade 
da PFK-1 é aumentada sempre que o suprimento de ATP da célula torna-se baixo ou quando existe um excesso de 
produtos da hidrólise do ATP, ADP e AMP, particularmente este último. Esta enzima é inibida sempre que a célula 
tem amplo suprimento de ATP e quando ela está bem suprida de outros combustíveis como os ácidos graxos. O 
citrato, um intermediário chave na oxidação aeróbica do piruvato também age como regulador alostérico da PFK-1. 
Concentrações altas de citrato aumentam o efeito inibidor do ATP, induzindo ainda mais o fluxo da glicose através da 
glicólise. O regulador alostérico mais significativo da PFK-1 é a frutose-2,6-difosfato, que ativa fortemente a enzima.
A enzima frutose-1,6-difosfato aldolase catalisa a condensação reversível de grupos aldol. A frutose-1,6-difosfato 
é quebrada para liberar duas trioses fosfato diferentes, o gliceraldeído-3-fosfato (aldose) e a diidroxiacetona-fosfato 
(cetose). Embora a reação da aldolase tenha uma variação da energia livre padrão fortemente positiva na direção da 
divisão da hexose, na célula, ela pode ocorrer nas duas direções.
A diidroxiacetona-fosfato é rápida e reversivelmente convertida em gliceraldeído-3-fosfato pela enzima triose 
fosfato isomerase.
O primeiro passo da fase de pagamento da glicólise é a conversão do gliceraldeído-3-fosfato em 1,3-
difosfoglicerato, catalisada pela gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase. Nessa fase, os compostos sofrem oxidação e 
a coenzima NAD+ é que recebe o íon hidreto (:H-) transformando-se em sua forma reduzida NADH.
A enzima fosfogliceroquinase transfere o grupo fosfato de alta energia do grupo carboxila do 1,3-difosfoglicerato 
para o ADP, formando ATP e 3-fosfoglicerato.
A enzima fosfogliceromutase catalisa a transferência reversível do grupo fosfato entre C-3 e C-2 do glicerato, 
levando ao 2-fosfoglicerato. O íon Mg2+ é essencial nessa reação.
A enolase promove a remoção reversível de uma molécula de H2O do 2-fosfoglicerato para liberar 
fosfoenolpiruvato, sendo este um composto muito energético.
O último passo da glicólise é a transferência do grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP, catalisada pela 
piruvato quinase. Altas concentrações de ATP a inibem alostericamente, diminuindo sua afinidade pelo substrato, o 
fosfoenolpiruvato(PEP).
5- O que é o processo de canalização e como ele ocorre na via glicolítica?
Neste processo, complexos multienzimáticos garantem uma passagem eficiente do produto de uma enzima para a 
próxima enzima na via, para a qual este produto funciona como substrato. A conversão do gliceraldeído-3-fosfato na 
via glicolítica envolve duas enzimas combinadas, a gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase com a 3-
fosfogliceroquinase, que catalisam a conversão em dois passos. A combinação das enzimas permite que o 
intermediário (1,3-difosfoglicerato) seja transmitido da superfície da desidrogenase para a da quinase de maneira 
mais rápida do que o ambiente aquoso (o que ocorre na ausência da quinase).
6- Explique como o glicogênio e o amido são degradados na fosforólise.
As unidades de glicose dos ramos externos da molécula de glicogênio e do amido ganham entrada na via 
glicolítica através da ação seqüencial de duas enzimas: a fosforilase do glicogênio e a fosfoglicomutase. A primeira 
catalisa a reação em que uma ligação glicosídica ( 1 4), que une dois resíduos de glicose no glicogênio, sofre  
ataque por fosfato inorgânico, removendo o resíduo terminal da glicose como -D-glicose-1-fosfato. Esta reação de 
fosforólise, que ocorre durante a mobilização intracelular do glicogênio armazenado, é diferente da hidrólise das 
ligações glicosídicas pela amilase, que ocorre durante a degradação intestinal do amido ou do glicogênio; na 
fosforólise, parte da energia da ligação glicosídica é preservada na formação do éster fosfórico, glicose-1-fosfato.
O piridoxal fosfato é um cofator essencial da reação da fosforilase do glicogênio; o seu grupo fosfato age como um 
catalisador ácido geral, promovendo o ataque pelo Pi da ligação glicosídica.
A fosforilase do glicogênio (ou fosforilase do amido) age repetidamente nas extremidades não redutoras das 
ramificações do glicogênio (ou da amilopectina), até que seja atingido um ponto distante quatro resíduos de uma 
ramificação ( 1 6). Aqui cessa a ação da fosforilase do glicogênio (ou do amido). A continuação da degradação  
pode ocorrer apenas depois da ação de uma "enzima de desramificação" ou (1 6) para ( 1 4)    
glicanotransferase, que catalisa as duas reações sucessivas que removem as ramificações.
A glicose-1-fosfato, o produto final das reações da fosforilase do glicogênio e do amido, é convertida em glicose-6-
fosfato pela fosfoglicoisomerase, que entra, então, na glicólise.
7- Explique como a D-frutose pode entrar na via glicolítica.
A D-frutose, presente em muitas frutas na forma livre e formada pela hidrólise da sacarose no intestino delgado, 
pode ser fosforilada pela hexoquinase originando frutose-6-fosfato. Esta é uma via importante nos músculos e rins 
dos vertebrados. No fígado, a frutose entra na glicólise por uma via diferente. A enzima hepática frutoquinase catalisa 
a fosforilação da frutose não em C-6, mas em C-1, dando frutose-1-fosfato. Esta é quebrada dando gliceraldeído e 
diidroxiacetona-fosfato. A última é convertida em gliceraldeído-3-fosfato pela triose fosfato isomerase, e o 
gliceraldeído é fosforilado pelo ATP a gliceraldeído-3-fosfato. Assim, os dois produtos da hidrólise da frutose entram 
na via glicolítica.
Várias outras hexoses, como a D-frutose, também entram na glicólise após serem fosforiladas; como exemplo, 
temos a D-galactose e a D-manose.
8- Como é feita a regulação do metabolismo no músculo e no fígado pela fosforilase do glicogênio?
No músculo, a finalidade da glicólise é a produção de ATP, e a velocidade dela aumenta quando o músculo 
demanda mais ATP por contrair-se mais vigorosamente ou mais freqüentemente. Nos miócitos, a mobilização do 
glicogênio armazenado para fornecer energia para a glicólise é realizada pela fosforilase do glicogênio, que degrada 
o glicogênio em glicose-1-fosfato. No músculo esquelético, a fosforilase do glicogênio ocorre em duas formas: uma 
forma catabolicamente ativa, a fosforilase a, e uma forma quase sempre inativa, a fosforilase b, que predomina no 
músculo em repouso. A velocidade da quebra do glicogênio no músculo depende parcialmente do valor da relação 
entre fosforilase a e fosforilase b, que é ajustada pela ação de alguns hormônios como a epinefrina. Esta é um sinal 
para o músculo esquelético acionar o processo que produz ATP, o qual é necessário à contração muscular. A 
fosforilase do glicogênio é ativada para produzir glicose-1-fosfato que será lançada na via glicolítica. Superposta ao 
controle hormonal está a regulação alostérica, muito mais rápida, da fosforilase b do glicogênio pelo ATP e AMP. A 
fosforilase b é ativada pelo seu efetor alostérico AMP, o qual aumenta em concentração no músculo durante a quebra 
do ATP na contração. A estimulação da fosforilase b pelo AMP pode ser impedida por altas concentrações de ATP, 
que bloqueia o sítio de ligação do AMP e, às vezes, referido como forma AMP independente, e a fosforilase b como a 
forma dependente do AMP. A fosforilase do glicogênio no músculo esquelético é também controlada pelo cálcio, o 
sinalizador intracelular da concentração da contração muscular, que é um ativador alostérico da fosforilase b quinase. 
Quando um aumento transitório do Ca2+ intracelular dispara a contração muscular, ele também acelera a conversão 
da fosforilase b para fosforilase a, mais ativa.
No fígado, serve para manter um nível constante de glicose no sangue, produzindo e exportando glicose quando 
outros tecidos precisam dela, e importando e armazenando glicose quando é fornecida em excesso pelos alimentos 
ingeridos na dieta. A fosforilase do fígado é semelhante à do músculo, entretanto, suas propriedades reguladoras são 
ligeiramente diferentes. O glicogênio hepático serve como reservatório e libera glicose no sangue quando a glicose 
sangüínea tem seus níveis abaixo do normal. A glicose-1-fosfato formada pela fosforilase do fígado é convertida em 
glicose-6-fosfato pela ação da fosfoglicomutase. Então, a glicose-6-fosfatase, uma enzima presente no fígado, porém 
não no músculo, remove o fosfato da hexose. Quando o nível de glicose esta baixo no sangue, a glicose livre 
produzida do glicogênio do fígado é liberada na corrente sangüínea e transportada aos tecidos que a requerem como 
combustível. A fosforilase do glicogênio do fígado esta sobre controle hormonal, como o glucagon, que é produzido 
pelo pâncreas quando a glicose sangüínea tem sua concentração rebaixada para nível menores que o normal. Esse 
hormônio desencadeia uma serie de eventos que resulta na conversão da fosforilase b em fosforilase a , aumentando 
a velocidade de quebra de glicogênio e acelerando a velocidade de liberação da glicose no sangue.
A fosforilase do glicogênio esta sujeita a regulação alostérica não pelo AMP, mas pela glicose. Quando a 
concentração de glicose no sangue aumenta, a glicose entra nos hepatócitos e liga-se ao sitio regulador da 
fosforilase a do glicogênio que leva a desfosforilação provocada pela fosforilase fosfatase. Desta maneira a 
fosforilase do glicogênio age como sensor do fígado, diminuindo a quebra do glicogênio sempre que o nível de 
glicose no sangue esta alto.
9- O que é gliconeogênese e como esta, juntamente com a glicólise, são reguladas de forma coordenada?
Gliconeogênese é um processo no qual muitos organismos podem sintetizar glicose a partir de precursores 
simples como o piruvato e o lactato. Este processo ocorre primariamente no fígado e seu papel é fornecer glicose 
para ser exportada para outros tecidos quando as outras fontes de glicose são exauridas. A gliconeogênese emprega 
a maior parte das mesmas enzimas que agem na glicólise, mas ela não é simplesmente o reverso desta via. Sete das 
reações glicolíticas são livremente reversíveis e as enzimas que catalisam cada uma das reações também funcionam 
na gliconeogênese. Três reações da glicólise são tão exergônicas que são essencialmente irreversíveis:são aquelas 
catalisadas hexoquinase, fosfotrutoquinase-1 e piruvato quinase. A gliconeogênese emprega desvios ao redor de 
cada uma dessas reações irreversíveis. Por exemplo, na gliconeogênese, a conversão da frutose-1,6-difosfato para 
frutose-6-fosfato é catalisada pela frutose-1,6-difosfatase (FDP-1).
Para prevenir o aparecimento de ciclos fúteis nos quais a glicose é simultaneamente degradada pela glicólise e 
ressintetizada pela gliconeogênese, as enzimas que são exclusivas para cada uma das vias são reguladas de 
maneira recíproca por efetores alostéricos comuns. A frutose-2,6-difosfato, um ativador potente da PFK-1 do fígado 
e, portanto, da glicólise, também inibe a FDPase-1, e assim diminui a gliconeogênese. O glucagon, hormônio que 
sinaliza baixo nível de açúcar, diminui o nível de frutose-2,6-difosfato no fígado, baixando o consumo de glicose pela 
glicólise e estimulando a produção de glicose para exportação pela gliconeogênese.
10- Quais a vias que a glicose pode seguir, além da glicólise?
A glicose tem outros destinos catabólicos, como a via das pentoses-fosfato, que resulta na oxidação e 
descorboxilação na posição C-1 da glicose, produzindo NADPH e pentoses-fosfato; o NADPH fornece poder redutor 
para as reações de biossíntese e as pentoses-fosfato são componentes essenciais dos nucleotídeos e ácidos 
nucléicos.
Outras vias oxidativas transformam a glicose em ácido glicurônico e ácido ascórbico. A glicuromização converte 
certas toxinas não polares em derivados polares que podem ser excretados pelos rins.
Capítulo 15 O CICLO DO CIDO CÍTRICO
1- A respiração celular compreende três estágios principais. Explique 
resumidamente cada um deles.
No primeiro estágio, as moléculas dos combustíveis orgânicos, glicose, 
ácidos graxos e alguns aminoácidos, são oxidados para liberar fragmentos 
de dois átomos de carbono na forma de um grupo acetila do acetilcoenzima 
A (acetil-CoA). No segundo estágio, esses grupos acetila são 
introduzidos no ciclo do ácido cítrico, o qual oxida enzimaticamente até 
CO2 . A energia liberada pela oxidação é conservada nos transportadores 
de elétrons reduzidos, NADH e FADH2 . No terceiro estágio da respiração, 
esses cofatores são oxidados desfazendo-se de prótons e elétrons. Os 
elétrons são conduzidos ao longo de uma cadeia de moléculas 
transportadoras de elétrons, conhecida como cadeia respiratória, até O2 
, o qual eles reduzem para formar H2O . Durante este processo de 
transferência de elétrons uma grande quantidade de energia é liberada e 
consumida na forma de ATP, através do processo chamado de fosforilação 
oxidativa.
2- Explique as etapas do ciclo do ácido cítrico.
O ciclo de Krebs inicia-se com a condensação da acetil CoA e oxalato 
para formar o citrato, uma reação catalisada pela citrato sintase. O 
citrato é isomerizado a isocitrato pela enzima aconitase, através da 
formação intermediária do cis-aconitato. A isocitrato desidrogenase 
catalisa a descarboxilação oxidativa onde o a-cetoglutarato, com redução 
de NAD+ . Segue-se outra descarboxilação oxidativa onde o com redução 
a-cetoglutarato é convertido em succinil-CoA e CO2 pela ação do complexo 
da a-cetoglutarato desidrogenase, o NAD+ serve como receptor de 
elétrons. Este complexo assemelha-se muito, em estrutura e em função, ao 
complexo da piruvato desidrogenase. A succinil-CoA sintetase catalisa a 
transformação de succinil-CoA a succinato. O rompimento da ligação 
tioéster do succinil-CoA libera energia que é utlizada para a síntese de 
uma ligação anidrido fosfórico no ATP ou no GTP. Esta reação é um 
exemplo de fosforilação a nível do substrato. O succinato é oxidato a 
fumarato pela flavoproteína succinato desidrogenase, cujo o grupo 
prostético, FAD, é reduzido a FADH2 . A succinato desidrogenase é a 
única enzima do ciclo do ácido cítrico que é ligada à membrana. O 
fumarato é hidratado a malato pela enzima estereospecífica fumarase. A 
malato desidrogenase oxida o malato a oxaloacetato, reduzindo NAD+ e 
fechando o ciclo.
3- Sabe-se que nos organismos aeróbicos, o ciclo do ácido cítrico é uma 
via anfibólica, isto é ela serve tanto a processos catabólicos quanto 
anabólicos). Funcionando não apenas no catabolismo oxidativo de 
carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos mas, como nos progenitores 
aeróbicos, também fornece precursores para muitas vias biossintéticas. 
Discuta esta afirmação.
Através da ação de muitas anzimas auxiliares importantes, certos 
intermediários do ciclo do ácido cítrico, particularmente 
a-cetoglutarato e oxalacetato, podem ser removidos do mesmo para 
servirem como precursores de aminoácidos. O aspartato e o glutamato têm 
os mesmos esqueletos carbonicos que o oxaloacetato e o a-cetoglutarato, 
respectivamente e a partir deles são sintetizados por simples 
transaminação. Através do aspartato e do glutamato os carbonos do 
oxalato e do a-cetoglutarato são empregados para a síntese de outros 
aminoácidos, bem como dos nucleotídeos de purina e pirimidina. O 
succinil-CoA é um intermediário central na síntese do anel de porfirina 
dos grupos heme, que servem como transportadores de oxigênio. Dado o 
grande número de produtos biossintéticos derivados dos intermediários do 
ciclo do ácido do ácido cítrico, fica evidente que este ciclo desempenha 
um papel crítico claramente diferente da sua função no metabolismo de 
liberação de energia.
4- Explique em que se consiste uma reação anaplerótica. Dê um exemplo.
São reações que ocorrem para repor os intermediários do ciclo do ácido 
cítrico ao serem removidos para servirem de percursores biossintéticos 
para outras reações. Uma reação anaplerótica importante nos tecidos 
animais é a carboxilação reversível do piruvato por CO2 , para formar 
oxalato. Quando o ciclo do ácido cítrico está deficiente em oxalacetato 
ou em qualquer outros intermediários, o piruvato é descarboxilado para 
produzir mais oxalato.
5- Que papel desempanha a vitamina Biontina?
A biontina desempenha um papel chave em muitas reações de carboxilação. 
Esta vitamina é transportador especializado de grupos com átomos de 
carbono na sua forma oxidada: CO2 ( a tranferencia de grupos de um 
carbono em formas mais reduzidas é medida por outros cofatores, 
principalmente o tetraidrofosfato e a S-adenosilmetionina). Os grupos 
carboxíla são ligados à biontina no grupo ureído no interior do sistema 
em anel de biontina.
6- Como é feita a regulação do fluxo de metabólitos através do ciclo do 
ácido cítrico?
A regulação se inicia com o piruvato atravessa o ciclo do ácido cítrico. 
O complexo do piruvato desidrogenase é inibido alostericamente por 
valores altos de relações [ ATP] / [ADP] , [ NADH] / [NAD+] e [ 
Acetil-CoA] / [CoA] , os valores de todas elas indicam um estado 
suficiente de liberação de energia metabólica. A diminuição destes 
valores resulta em ativação alostérica de oxidação do piruvato.
7- Quais os fatores que regulam a velocidade do fluxo de metabólitos no 
ciclo do ácido cítrico?
A velocidade do fluxo através do ciclo do ácido cítrico pode ser 
limitada pela alta disponibilidade dos substratos acetil-CoA e oxalato, 
ou pela depleção do NAD+ através de sua redução a NADH o que diminui a 
velocidade dos três passos oxidativos nos quais o NAD+ é cofator. A 
inibição retoativa pelo succinil-CoA, citrato e ATP também diminui a 
velocidade do ciclo por desacelerar as suas primeiras reações. No tecido 
muscular, Ca2+ sinaliza o inicio da contração e estimula o metabolismo 
liberador de energia, de maneira a repor o ATP consumido pela atividade 
muscular.
8- Nos vegetais, em certos invertebrados e alguns microrganismos como a 
E. coli e a levedura possuem uma via, a via do glioxalato. Explique para 
que serve o acetato nestes organismos e quais as formas que podem operar 
algumas enzimas do ácido cítrico.
O acetato pode servir tanto como combustível rico em energia quantocomo 
uma fonte de fosfoenolpiruvato para a síntese de carboidratos. O ciclo 
do glioxalato permite a conversão líquida do acetato em oxaloacetato. 
Algumas enzimas do ciclo do ácido cítrico operam de duas formas: A) elas 
podem funcionar no ciclo do ácido cítrico para oxidação do acetil-CoA 
até CO2, como ocorre na maioria dos tecidos. B) elas podem operar como 
parte de uma modificação especializada, o ciclo do glioxalato. A 
formação do succinato, oxaloacetato e outros intermediários do ciclo a 
partir do acetil-CoA.
9- Nos vegetais, as enzimas do ciclo do glioxalato são sequestradas em 
organelas presas as membranas chamadas glioxissomos. Os glioxissomos não 
estão presentes em todos os tecidos da planta e em todos os momentos. 
Explique como as plantas em germinação são capazes de passar para 
moléculas de glicose o carbono presente nos lipídios das sementes e 
porque os animais vertebrados não podem realizar a síntese líquida da 
glicose a partir de lipídios.
Os glioxissomos se desenvolvem em sementes ricas em lipídios durante a 
germinação, antes que o vegetal em desenvolvimento adquira a capacidade 
de sintetizar a glicose por fotossíntese. O acetil-CoA formado a partir 
de lipídios é convertido em malato através do ciclo do glioxalato e o 
malato serve como fonte de oxaloacetato (através da reação da malato 
desidrogenase) para gliconeogênese. Os animais vertebrados não podem 
realizar a síntese l'iquida da glicose a partir de lipídios porque não 
possuem as enzimas específicas do ciclo do glioxalato, que são a 
isocitrato liase e a malato sintetase. 
10- Nas sementes em germinação as transformações enzimáticas dos ácidos 
di e tricarboxílicos ocorrem em três compartimentos intracelulares: 
mitocondrias, glioxissomos e citosol. Entre esses compartimentos há um 
intercâmbio contínuo de intermediários.
O aspartato transporta os esqueletos carbônicos do oxaloacetato do ciclo 
do ácido cítrico (na mitocondria) para o glioxissomo onde ele condensa 
com o acetil-CoA derivado da quebra dos ácidos graxos. O citrato então 
formado é convertido em isocitrato pela aconitase, e este é rompido em 
glioxalato e succinato pela isocitrato liase. O succinato retorna à 
mitocondria, onde ele reeentra no ciclo ácido cítico, sendo transformado 
em oxaloacetato, o qual pode ser exportado (via aspartato) para o 
glioxissomo. O glioxalato formado no interior do glioxissomo combina com 
o acetil-CoA para formar malato, que entra no citosol e é oxidado (pela 
malato desidrogenase citosólica) em oxaloacetato, o precursor da glicose 
na via da gliconeogênese. Quatro vias distintas participam dessas 
conversões: A quebra dos ácidos graxos em acetil-CoA (nos glioxissomos), 
o ciclo do glioxalato (nos glioxissomos), o ciclo do ácido cítrico ( na 
mitocondria) e a gliconeogenese (no citosol).
Capítulo 15
O Ciclo do cido Cítrico
1) Qual é a função do ciclo do ácido cítrico?
O papel do ciclo do ácido cítrico não está confinado à oxidação do acetato, esta via é o centro do metabolismo 
intermediário. Produtos finais de quatro e de cinco átomos de carbono de muitos processos catabólicos são 
introduzidos no ciclo para servirem de combustível. O oxaloacetato e o a-cetoglutarato são, por exemplo, pruduzidos 
de aspartato e glutamato, respectivamente, quando são degradados os aminoácidos provenientes das proteínas da 
alimentação. Em outras circunstâncias os intermediários são retirados do ciclo para serem empregados como 
precursores em várias vias metabólicas.
2) Qual a diferença fundamental ente a glicólise e o ciclo do ácido cítrico?
A glicóllise ocorre através de uma sequência linear de passos catalisados enzimaticamente, enquato a sequência de 
reações do ciclo do ácido cítrico é cíclica.
3) Descreva as etapas do ciclo de krebs.
a- a primeira reação do ciclo é a condensação do acetil-CoA com o oxaloacetato para formar citrato, catalisado pela 
citrato sintase. A hidrólise do tioéster intermediário de alta energia faz com que a reação seja altamente exergônica 
neste sentido.
b- a enzima aconitase (uma hidratase) catalisa a transformação reversível do citrato em isocitrato.
c- no passo seguinte a isocitrato desidrogenase catalisa a descarboxilação oxidativa do isocitrato para formar o a-
cetoglutarato, CO2 um NADH.
d- o passo seguinte é outra descarboxilação oxidativa, nela o a-cetoglutarato é convertido em succinil-CoA e CO2 
pela ação do complexo da o a-cetoglutarato desidrogenase; o NAD+ serve como receptor de elétrons. A energia de 
oxidação do a-cetoglutarato é conservada na formação da ligação tioéster do succinil-CoA.
e- segue-se a conversão reversível do succinil-CoA em succinato catalisada pela succinil-CoA sintetase, pruduzindo 
uma molécula de GTP.
f- o succinato formado apartir do succinil-CoA é oxidado a fumarato pela flavoproteína succinato desidrogenase. Os 
elétrons retirados do succinato reduzem um FAD a FADH2.
g- em seguida, ocorre a hidratação reversível do fumarato em malato catalizada pela fumarase (fumarato hidratase).
h- na última reação do ciclo do ácido cítrico, a malato desidrogenase, ligada ao NAD, catalisa a oxidação do malato 
em oxaloacetato, que pode reiniciar o ciclo, produzindo-se um NADH nesta fase.
4) Como se explica o deslocamento do ciclo em sentido da formação do isocitrato, já que a adição de água ao 
cis-aconitato pode ser feita tanto para a formação do citrato quanto do isocitrato?
( OBS.: cis-aconitato é um intermediário entre o citrato e o isocitrato)
Embora a mistura em equilíbrio nas condições celulares contenha menos de 10% de isocitrato, a reação é deslocada 
para a direita, porque o isocitrato é rapidamente consumido no passo subsequente do ciclo, diminuindo a 
concentração de equilíbrio estacionário.
5) O que é o malonato e como ele influencia o ciclo da ácido cítrico?
Ele é um análogo do succinato. É um potente inibidor competitivo da succinato desidrogenase e por este motivo é um 
bloqueador do ciclo do ácido cítrico. 
6) É o ciclo do ácido cítrico que promove a oxidação completa dos carbonos da acetil-CoA. No entanto, cada 
volta do ciclo produz apenas 1 molécula de ATP. Como se explica a alta eficiência no armazenamento de 
energia em moléculas de ATP provenientes desta oxidação?
Embora o ciclo do ácido cítrico diretamente gere apenas uma molécula de ATP por volta (na conversão de succinil-
CoA a succinato), os quatro passos de oxidação do ciclo fornecem um grande fluxo de elétrons para a cadeia 
respiratória e esta, eventualmente, leva à formação de um grande número de moléculas de ATP durante a 
fosforilação oxidativa.
A energia liberada na glicólise, corresponde à síntese de duas moléculas de ATP para uma glicose metabolizada. 
Entretanto, quando duas moléculas de piruvato são completamente oxidadas com a formação de seis moléculas de 
CO2 nas reações catalisadas pelo complexo de piruvato desidrogenase e pelas enzimas do ciclo do ácido cítrico e, 
quando logo subsequentemente, os elétrons respectivos são transferidos ao oxigênio através da cadeia respiratória, 
são obtidos 38 ATP por molécula de glicose metabolizada. Em números redondos isto representa a conservação de 
40% do máximo teórico disponível para a oxidação completa da glicose.
7) Porque o ciclo do ácido cítrico é uma via anfibólica? (Serve tanto para processos anabólicos quanto 
catabólicos)
Ela não funciona apenas no metabolismo oxidativo de carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos, mas, como nos 
progenitores anaeróbicos, também fornece precursores para muitas vias biossintéticas. Através da ação de muitas 
enzimas auxiliares importantes, certos intermediários do ciclo do ácido cítrico, particularmente a-cetoglutarato e 
oxaloacetato, podem ser removidos do mesmo para servirem com precursores de aminoácidos. O aspartato e o 
glutamato têm o mesmo esqueleto carbônico que o oxloacetato e o a-cetoglutarato, respectivamente, e a partir deles 
são sintetizados por simplestransaminação. Através do aspartato e do glutamato , os carbonos do oxaloacetato e o 
a-cetoglutarato são empregados para a síntese de outros aminoácidos, bem como dos nucleotídeos de purina e 
pirimidina.
O oxaloacetato pode ser convertido em glicose no processo da gliconeogênese. O succinil-CoA é um intermediário 
central na síntese do anel da porfirina dos grupos heme, que servem como transportadores de oxigênio (na 
hemoglobina e mioglobina) e de elétrons (nos citocromos).
8) Como o ciclo do ácido cítrico se mantém mesmo após a retirada de intermediários para a biossíntese 
anabólica?
Esses intermediários podem ser fornecidos novamente por meio das reações anapleróticas permitindo a continuidade 
das reações. Mas em condições normais as reações pelas quais os intermediários do ciclo são retirados e aquelas 
através das quais eles são fornecidos estão em equilíbrio dinâmico, de tal forma que as concentrações dos 
intermediários do ciclo do ácido cítrico permanecem quase que constantes. 
9) Como se dá a regulação do ciclo da ácido cítrico?
O fluxo de metabólitos através do ciclo do ácido cítrico está sob regulação estrita, porém não complexa. Três fatores 
governam a velocidade do fluxo através do ciclo: disponibilidade de substratos, inibição por acúmulos de produtos e 
inibição alostérica retroativas das primeiras enzimas da via pelos últimos intermediários.
No ciclo, três passos são altamente exergônicos; aqueles catalisados pela citrato sintase, isocitrato desidrogenase e 
a-cetoglutarato desidrogenase. Sob determinadas circunstâncias, cada um deles pode se tornar o passo limitante da 
velocidade global . A disponibilidade de substratos para a citrato sintase varia com as condições metabólicas e 
algumas vezes limita a velocidade de formação do citrato. O NADH, um produto do oxidação do citrato e do a-
cetoglutarato, acumula-se sob determinadas condições, e quando a relação [NADH]/[NAD+] torna-se grande, as duas 
reações de desidrogenaçào são severamente inibidas pela lei da ação das massas. De forma similar, a reação da 
malato desidrogenase está essencialmente em equilíbrio na célula , e quando [NADH] é grande, a concentração de 
oxaloacetato é pequena, desacelerando o primeiro passo do ciclo: a succinil-CoA inibe a a-cetoglutarato 
desidrogenase (e também a citrato sintase); o citrato bloqueia a citrato sintase; enquanto o produto final, ATP, inibe 
ambas: a citrato sintase e a isocitrato desidrogenase. A inibição da citrato sintase é aliviada pelo ADP, um ativador 
alostérico desta enzima. Os íons cálcio , que nos músculos dos vertebrados dão sinal para contração e o aumento da 
demanda por ATP, ativam ambas as enzimas, isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase, assim como 
o complexo da piruvato desidrogenase. Brevemente as concentrações de substratos e intermediários do ciclo do 
ácido cítrico regulam o fluxo através desta via em uma velocidade que fornece concentrações ótimas de ATP e 
NADH.
10) Como os átomos de carbono provenientes de aminoácidos, carboidratos e ácidos graxos entram no ciclo 
de krebs?
Os esqueletos carbônicos dos açúcares e ácidos graxos precisam ser degradados até o grupo acetila do acetil-CoA, 
a forma química através da qual o ciclo de krebs aceita a maior parte de seu combustível. Muitos aminoácidos têm 
uma rota diferente sendo metabolicamente degradados em outros intermediários do ciclo.
CAPÍTULO 16: A OXIDAÇÃO DOS ÁCIDOS GRAXOS
 1- Quais são os principais passos da captação dos triacilgliceróis ingeridos, no intestino de um animal 
vertebrado e da passagem dos ácidos graxos aos tecidos muscular e adiposo? 
No intestino delgado, os sais biliares emulsificam as gorduras ingeridas formando micelas mistas de sais biliares e 
triacilgliceróis. As lipases lipossolúveis intestinais convertem os triacilgliceróis em monoacilgliceróis, diacilgliceróis, 
ácidos graxos livres e glicerol. Esses difundem-se para o interior das células da mucosa intestinal. Lá, eles são 
reconvertidos em triacilgliceróis e agrupados com colesterol da dieta e com proteínas específicas formando 
agregados lipoproteicos chamados quilomícrons. Os quilomícrons que contêm a apoproteína C- II movem-se da 
mucosa intestinal para o sistema linfático, de onde eles entram na corrente sanguínea e são transportados para os 
músculos e tecido adiposo. Nos capilares desses tecidos a enzima extracelular lipase lipoproteica hidrolisa os ácidos 
graxos em triacilgliceróis e glicerol. Esses são captados pelo tecido alvo. Nos músculos, os ácidos graxos são 
oxidados para a obtenção de energia, e no tecido adiposo, eles são reesterificados e armazenados como 
triacilgliceróis
 2- Qual o papel dos hormônios epinefrina e glucagon secretados em resposta a níveis baixos de glicose 
no sangue?
Ativam a adenilato ciclase na membrana plasmática do adipócito, aumentando a concentração intracelular de 
cAMP. Por sua vez, uma proteína quinase, dependente de cAMP, fosforila e, ativa a lipase de triacilgliceróis hormônio-
sensível, a qual catalisa a hidrólise de ligações ésteres dos triacilgliceróis. Os ácidos graxos assim liberados 
difundem-se do interior do adipócito para o sangue, onde se ligam à proteína soroalbumina. Ligados a essa proteína 
solúvel, os ácidos graxos, de outra forma insolúveis são transportados para os tecidos. Aqui, os ácidos graxos 
dissociam-se da albumina e difundem-se para o citosol das células nas quais servirão como combustível.
 3- Quais as reações enzimáticas os ácidos graxos livres, provindos do sangue, sofrem antes de passarem 
para o interior das mitocôndrias?
1º) A acil-CoA sintetase, presente na membrana mitocondrial externa, cataliza a formação de uma ligação tioéster 
entre o grupo carboxila do ácido graxo e o grupo tiol da coenzima A para liberar um acil-CoA graxo; simultaneamente, 
o ATP sofre clivagem em AMP e PPi. A formação dos acil-CoA graxos é favorecida pela hidrólise das duas ligações 
de alta energia do ATP.
2º) O grupo acil-graxo é transientemente ligado ao grupo hidroxila da carnitina e o derivado acil-carnitina graxo é 
transportado através da membrana mitocondrial interna por um transportador específico, o transportador acil-
carnitina/ carnitina.
3º) O grupo acil-graxo é transferido enzimaticamente da carnitina para a coenzima A intramitocondrial pela 
carnitina acil transferase II. Essa isoenzima está localizada na face interna da membrana mitocondrial interna, onde 
ela regenera o acil- CoA graxo e libera-o, juntamente com a carnitina livre, na matriz mitocondrial.
 
4- Quais são os estágios da oxidação mitocondrial dos ácidos graxos?
A oxidação mitocondrial dos ácidos graxos ocorre em três estágios. No primeiro estágio, -oxidação, os ácidos 
graxos sofrem remoção oxidativa de sucessivas unidades de dois átomos de carbono na forma de acetil-CoA, 
começando pela extremidade carboxila da cadeia do ácido graxo. No segundo estágio da oxidação do ácido graxo os 
resíduos acetila do acetil-CoA são oxidados até CO2, através do ciclo do ácido cítrico. Os primeiros dois estágios do 
processo de oxidação de ácido graxo produzem os transportadores de elétrons reduzidos NADH e FADH2 que, em 
um terceiro estágio, transferem os elétrons para a cadeia respiratória mitocondrial, através do qual estes elétrons são 
transportados até o oxigênio. Acoplada a este fluxo de elétrons está a fosforilação do ADP para a ATP, conservando 
assim a energia liberada pela oxidação dos ácidos graxos.
5- Descreva os passos da -oxidação dos ácidos graxos especificando as enzimas envolvidas e os 
intermediários.
Primeiro passo:
Primeiro, a enzima acil-CoA desidrogenase (que tem o FAD como grupo prostético) através de uma 
desidrogenação produz uma dupla ligação entre os átomos de carbono e (C-2 e C-3), liberando um trans- -
enoil- CoA. Os elétrons removidos do acil-CoA graxo são transferidos para o FAD e a forma reduzida da 
desidrogenase transfere imediatamente