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01/05/2016 BIOQUÍMICA: ESTRUTURA DAS BIOMOLÉCULAS E METABOLISMO Prof. Fernando Zanoni fzanoni@prof.ung.br Metabolismo dos Carboidratos (Metabolismo Glicídico) Introdução • Revisão dos carboidratosDefinição geralMonossacarídeosTrioses, tetroses, pentoses, hexoses ...Aldoses (HC=O) e cetoses (C=O)Forma cíclica ( e β)Oligossacarídeos e polissacarídeosLigações glicosídicasFibras alimentares• GlicoseCarboidrato mais importante 01/05/2016 Vias metabólicas Glicólise Glicogênese GlicogenóliseGliconeogênese (Neoglicogênese) Glicólise • É via metabólica de DEGRADAÇÃO da GLICOSE• A glicose é a principal fonte (às vezes a única) de extração de energia pelas células• A energia liberada durante a glicólise é convertida em ATP• A glicólise é composta de 10 reações (divididas em 2 fases) catalisadas por enzimas onde, ao final, para cada molécula de glicose degradada serão produzidos:4 ATP anaeróbicos (2 ATP de ganho efetivo)2 NADH2 Piruvatos (* o piruvato é o produto final da glicólise) 01/05/2016 GLICOSE Extracelular Intracelular GLICOSE-6-FOSFATO FRUTOSE-6-FOSFATO FRUTOSE-1,6-BISFOSFATO Glicoquinase / Hexoquinase ATP ADP Fosfoglicoisomerase FAS E D E IN VES TIM ENT O Fosfofrutoquinase Enzima que regula o fluxo da glicólise ATP ADP GLICERALDEÍDO-3-FOSFATO DIIDROXIACETONA-3-FOSFATO Aldolase FAS E D E RE NDI ME NTO (X2 )1,3-BISFOSFO-GLICERATO3-FOSFOGLICE-RATO2-FOSFOGLICE-RATO FOSFOENOL-PIRUVATO PIRUVATO Triose fosfato isomerase Fosfoglicerato mutase Enolase Fosfoglicerato quinase ATP ADP Piruvato quinase ATPADP Gliceraldeído 3-fosfatodesidrogenase NADH NAD+ Glicólise em condições de anaerobiose • Também chamada de FERMENTAÇÃO• Na ausência de O2, a fermentação regenera NAD+, na intenção de dar continuidade à glicólise• Neste processo, o piruvato será convertido em:Lactato, ou ácido lático (fermentação lática)Etanol (fermentação alcoólica) 01/05/2016 Fermentação lática • Ocorre em microorganismos, fibras musculares e hemácias Lactato desidrogenase PIRUVATO LACTATO NADH NAD+ NADH NAD+ Fermentação alcoólica • Ocorre em microorganismos Piruvato descarboxilase PIRUVATO ACETALDEÍDO NADH NAD+ ETANOL Álcool desidrogenase 01/05/2016 Glicogênese • É via metabólica de SÍNTESE do GLICOGÊNIO• O glicogênio representa a principal forma de armazenamento de glicose no:Fígado: para manter a glicemia durante o jejumCélulas musculares: reserva energética para utilizar durante a contração muscular• Flutuação dos estoques de glicogênioAumentam: após as refeições (ingestão de carboidratos)Esgotam: durante o jejum (fígado) ou atividade muscular (músculos) Estrutura do glicogênio • O glicogênio é um POLISSACARÍDEO de GLICOSE• As ligações glicosídicas ocorrem entre moléculas de -D-glicose, sendo:(14): para o alongamento da cadeia(16): nas ramificações da cadeia• Sofre armazenamento em grânulos citoplasmáticos 01/05/2016 Estrutura do glicogênio 01/05/2016 Síntese do glicogênio • Necessita de um primer (iniciador da estrutura), chamado glicogenina• Para que moléculas de glicose sejam incorporadas na estrutura, precisam estar sob a forma de UDP-glicose• O alongamento das cadeias é realizado pela enzima GLICOGÊNIO SINTETASE (ou GLICOGÊNIO SINTASE), a qual e ativada por:• concentrações de glicose-6-fosfato• Hormônio insulina• As ramificações são feitas pela enzima ramificadora 01/05/2016 Glicogenólise • É via metabólica de DEGRADAÇÃO do GLICOGÊNIO• Ocorre no:Fígado: durante o jejumCélulas musculares: durante atividade muscular• O encurtamento das cadeias é realizado pela enzima GLICOGÊNIO FOSFORILASE, a qual e ativada por: concentrações de cálcio intracelularHipóxia e concentração de AMPHormônios adrenalina e glucagon 01/05/2016 01/05/2016 Glicogênio-sintetase Glicogênio-fosforilase Glicose-6-fosfato+ ATP Glicose-6-P Glicose(fígado)AMP(músculo) - - - + Síntese de glicogênio a partir da glicose Degradação do glicogênio em glicose Estado alimentado Estado de jejum Ingestão de glicose Glicemia Insulina Glucagon Atividade da proteína fosfatase Atividade da proteína cinase Ingestão de alimento Glicemia Insulina Glucagon + - - + Gliconeogênese (ou Neoglicogênese) • É via metabólica de SÍNTESE “de novo” de GLICOSE *“de novo” significa “de uma nova molécula”• Produção de glicose a partir de biomoléculas não relacionadas aos carboidratosGlicerolAminoácidos Lactato• Função: manter a glicemia, particularmente durante o jejum prolongado Precursores gliconeogênios (ou neoglicogênicos) 01/05/2016 Gliconeogênese (ou Neoglicogênese) • Locais onde ocorrem a gliconeogêneseFígado (local mais importante, 90% da síntese)Rins (10%, podendo chegar a 40% no jejum prolongado)• Regulação da gliconeogêneseDisponibilidade de substratos gliconeogênicos *a diminuição da secreção de insulina favorece a mobilização de aminoácidos a partir das proteínas muscularesGlucagon
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