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09. Metabolismo de Carboidratos

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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 carboidratosDefinição geralMonossacarídeosTrioses, tetroses, pentoses, hexoses ...Aldoses (HC=O) e cetoses (C=O)Forma cíclica ( e β)Oligossacarídeos e polissacarídeosLigações glicosídicasFibras alimentares• GlicoseCarboidrato mais importante
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Vias metabólicas
Glicólise
Glicogênese
GlicogenóliseGliconeogênese (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 NADH2 Piruvatos (* o piruvato é o produto final da glicólise)
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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)
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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
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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 jejumCélulas musculares: reserva energética para utilizar durante a contração muscular• Flutuação dos estoques de glicogênioAumentam: 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:(14): para o alongamento da cadeia(16): nas ramificações da cadeia• Sofre armazenamento em grânulos citoplasmáticos
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Estrutura do glicogênio
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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
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Glicogenólise
• É via metabólica de DEGRADAÇÃO do GLICOGÊNIO• Ocorre no:Fígado: durante o jejumCélulas musculares: durante atividade muscular• O encurtamento das cadeias é realizado pela enzima GLICOGÊNIO FOSFORILASE, a qual e ativada por: concentrações de cálcio intracelularHipóxia e  concentração de AMPHormônios adrenalina e glucagon
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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 carboidratosGlicerolAminoácidos Lactato• Função: manter a glicemia, particularmente durante o jejum prolongado
Precursores gliconeogênios (ou neoglicogênicos)
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Gliconeogênese (ou Neoglicogênese)
• Locais onde ocorrem a gliconeogêneseFígado (local mais importante, 90% da síntese)Rins (10%, podendo chegar a 40% no jejum prolongado)• Regulação da gliconeogêneseDisponibilidade de substratos gliconeogênicos
*a diminuição da secreção de insulina favorece a mobilização de aminoácidos a partir das proteínas muscularesGlucagon

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