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INTRODUINTRODUÇÇÃO AO ÃO AO METABOLISMOMETABOLISMO INTRODUÇÃO: • É o conjunto de reações químicas catalisadas por enzimas e que ocorrem nas células, permitindo que as mesmas mantenham-se vivas, se dividam e cresçam. CONCEITOS: OXIDAÇÃO E REDUÇÃO xxx O NADPH NAD+→→→→NADH O ATP: APROVEITAMENTO DA ENERGIA DO APROVEITAMENTO DA ENERGIA DO ATP:ATP: ATP + H2O ADP + Pi + H+ •Hidrólise imediata do ATP; •Liberação de calor; •Energia usada em processos químicos (biossínteses). METABOLISMO DOS METABOLISMO DOS CARBOIDRATOSCARBOIDRATOS QUEM? • O principal substrato oxidável: GLICOSE. • Fonte energética universal. (precursor de coenzimas e nucleotídeos) (fornece energia) GlicGlicóólise:lise: • degradação do CARBOIDRATO a piruvato. • Glico= açúcar; lise=quebra • No CITOPLASMA ou PLASTÍDEOS • C/ ou s/ O2 –Via metabólica p/ catabolismo do carboidrato até piruvato + ATP. • Processo catalisado por 10 enzimas. • Intermediários → → → → compostos fosforilados. • 2 fases: –Preparatória –Produtora de energia. GlicGlicóóliselise:: FASES DA GLICÓLISE • Fase preparatória: –5 reações enzimáticas. – Início: 1 hexose –Fim: 2 trioses. –Gasta 2 mol. de ATP: • fosforilação da glicose e • frutose-6-P. FASES DA GLICÓLISE • Fase produtora de energia: –5 reações enzimáticas. – Início: 2 GAP. – Fim: 2 piruvato. • Produção: 4 moléculas de ATP. •Rendimento líquido: 2 ATP + 2 NADH (x 2,5). FUNÇÕES DA GLICÓLISE: • Preparar substrato p/ OXIDAÇÃO no Ciclo de Krebs. • Produzir ATP (2) e NADH (2). • Formar intermediários aa, compostos fenólicos. • P/ degradação posterior O2 + enzimas mitocondriais. EQUAÇÃO GERAL DA GLICÓLISE: glicose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2piruvatos + 2NADH + 2ATP + 2H2O RESPIRARESPIRAÇÇÃO ANAERÃO ANAERÓÓBICABICA GLICOSE + 2 Pi + 2 ADP →→→→ 2 lactato + 2 ATP + 2 H20 RESPIRARESPIRAÇÇÃO ANAERÃO ANAERÓÓBICABICA GLICOSE + 2 Pi + 2 ADP →→→→ 2 etanol + 2 CO2 + 2 ATP + 2 H20 ROTA DAS PENTOSES ROTA DAS PENTOSES 1 2 1-desidrogenação (glicose 6-P desidrogenase) e hidrólise (lactonase). 2-descarboxilação (6- fosfogliconato desidrogenase). 3 3-isomerização (fosfopentose isomerase). IMPORTÂNCIA: • Produzir • NADPH glicose 6-P + 2NADP+ + H2O ribose 5-P + 2NADPH + 2H+ + CO2 • ribose-5-P. • eritrose-4-P compostos fenólicos. • intermediários do Ciclo de Calvin. CICLO DE KREBS (CICLO DE KREBS (Hans Krebs, 1937) Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos/ Ciclo do Ácido Cítrico. • Fornece energia p/ produção da > parte do ATP dos vegetais. • Na mitocôndria e c/ O2!!!! FunFunçções:ões: •• Reduzir NADReduzir NAD++ e FAD. e FAD. •• Sintetizar energia.Sintetizar energia. •• Formar intermediFormar intermediáários (esqueletos de C)rios (esqueletos de C).. CICLO DE CICLO DE KREBS e KREBS e Cadeia de Cadeia de RespiratRespiratóóriaria Espaço intermembrana ININÍÍCIO: descarboxilaCIO: descarboxilaçção do PIRUVATOão do PIRUVATO ReaReaçções ões que que ocorrem ocorrem no Ciclono Ciclo condensação isomerização de sc ar bo xil aç ão hidrólise oxidação hidratação oxidação + Pi Glicose Piruvato Acetil CoA CO2 Lipídeos Ciclo de Ciclo de KrebsKrebs ↓↓↓↓ CADEIA DE TRANSPORTE DE CADEIA DE TRANSPORTE DE ELELÉÉTRONS E FOSFORILATRONS E FOSFORILAÇÇÃO ÃO OXIDATIVA:OXIDATIVA: C/ O2!!!!! Nas CRISTAS mitocondriais. Coenzimas reduzidas REOXIDADAS. Fluxo de e- (NADH, NADPH e FADH2) O2 aceptor final. CADEIA RESPIRATÓRIA. Parte da energia liberada gradiente de H+. ATP sintase usa energia do gradiente de H+ p/ produzir ATP. CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS: NAS CRISTAS MITOCONDRIAIS: ProteProteíínas do transporte de enas do transporte de e-- 4 4 COMPLEXOS MULTIPROTEICOS: COMPLEXOS MULTIPROTEICOS: • Complexo I (NADH desidrogenase) oxidação de NADH, NADPH e FADH2. • Complexo II (succinato desidrogenase) SUCCINATO. • Complexo III (complexo de citocromos bc1) UBIQUINONA. • Complexo IV (citocromo oxidase) O2 . FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA: formação de ATP na matriz pelo complexo ATPsintase (complexo V). • Processo pelo qual há formação de ATP quando se transferem elétrons do NADH e FADH2 p/ O2, por uma série de transportadores de e-. FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA: ATP-ADPtranslocase: proteína transportadora específica p/ moléculas mto carregadas! glicólise Ciclo de krebs x x x GLUCONEOGÊNESEGLUCONEOGÊNESE • Formação de glicose a partir de fontes não glicídicas. • Glykys = doce • Neo = novo • Gênese = geração, origem. • Principais precursores: lactato, AA e glicerol. • Transforma PIRUVATO em GLICOSE. citosol AA Glicerol Lactato GDP Respiração Precursor: lactato • Existem 3 reações irreversíveis na glicólise e que são contornadas na gluconeogênese: • conversão do piruvato em PEP; • conversão de frutose 1,6-bifosfato em frutose-6-fosfato; • conversão da glicose 6-P em glicose livre. GLUCONEOGÊNESEGLUCONEOGÊNESE • A gluconeogênese não é exatamente o inverso da glicólise. 2piruvatos + 4ATP + 2GTP + 2NADH + 6H2O ↓↓↓↓ Glicose + 4ADP + 2GDP + 6Pi + 2NAD+ + 2H+ GLUCONEOGÊNESE: H2O 1- conversão do piruvato em PEP + Pi GTP Piruvato-carboxilase mitocôndria Malato-desidrogenase Malato- desidrogenase citossólica PEP-carboxicinase 2- conversão da frutose 1,6-bifosfato em frutose 6-P Frutose-1,6-bifosfatase 3- conversão da glicose 6-P em glicose livre glicose-6-fosfatase Diferenças enzimáticas entre a glicólise e a gluconeogênese: PEP-carboxicinase Piruvato carboxilasePiruvatocinase Frutose 1,6-bifosfataseFosfofrutocinase Glicose 6-fosfataseHexocinase GLUCONEOGÊNESEGLICÓLISE
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