Aula 6 - Glicólise

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Glicólise 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR 
INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA 
 
Glicólise 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR 
INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA 
 
GLICOSE 
Posição central no metabolismo 
Glicólise 
Glicose 
 
•Relativamente rica em 
energia 
 
•Polímeros de glicose são 
formas de armazenagem 
de energia 
 
•É precursora de uma série 
de intermediários 
metabólicos 
GLICOSE 
Armazenada 
(glicogênio, 
amido, 
sacarose) 
Oxidada a 
piruvato (glicólise) – 
síntese de ATP e 
intermediários 
metabólicos 
Oxidada a 
pentoses (via 
das pentoses 
fosfato) 
Principais destinos da glicose 
Glicólise 
GLICÓLISE Lise (quebra) da glicose 
6 Carbonos 2 moléculas de 3 carbonos 
Glicólise 
– Via central do catabolismo 
 
– Um dos primeiros sistemas enzimáticos 
elucidado e talvez o mais estudado (1897) 
 
– Processo universal (animais, vegetais, 
microorganismos) 
 
– Ocorre mesmo em condições ANAERÓBICAS. 
 
Glicólise 
– Glóbulos vermelhos 
– Córnea, cristalino, 
retina 
– Medula renal 
– Testículos 
– Leucócitos 
– Fibras musculares 
brancas 
 
Glicólise 
Tecidos que utilizam a glicólise como principal 
mecanismo de obtenção de energia 
Principais Fontes de Glicose 
•Amido 
•Glicogênio exógeno 
•Glicogênio endógeno 
•Dissacarídeos (lactose, sacarose) 
Glicólise 
Onde ocorre a glicólise? 
Uma visão 
geral 
Uma visão 
geral 
Glicólise 
10 passos 
Fase preparatória 
Fase de pagamento 
Fase Preparatória 
• Investimento de 2 ATP 
• Clivagem da cadeia carbônica da glicose (6 
carbonos) em 2 moléculas de trioses fosfato 
Passo 1 – Fosforilação da glicose 
Glicose 
ATP 
Glicose 6-fosfato 
ADP 
Hexoquinase 
Mg2+ 
ΔG = -16,7 kJ/mol 
Quinases são enzimas (transferases) que 
trabalham transferindo o grupo fosfato do 
ATP para algum substrato. São, portanto, 
dependentes do ATP. 
Passo 1 – Fosforilação da glicose 
Glicose 
ATP 
Glicose 6-fosfato 
ADP 
Mg2+ 
•Ligação com a glicose provoca mudança na conformação. 
•Proteína citosólica e solúvel. 
•Presente em todas as células de todos os organismos. 
•Isoenzima fígado (glicoquinase ou hexoquinase IV) 
•Enzima reguladora 
 
Hexoquinase ΔG = -16,7 kJ/mol 
Passo 2 – Conversão da glicose 6-fosfato em 
frutose 6-fosfato 
Glicose 6-fosfato Frutose 6-fosfato 
Fosfohexose 
isomerase 
ΔG = 1,7 kJ/mol 
Passo 3 – Fosforilação da frutose 6-fosfato 
formando frutose 1,6-bifosfato 
Frutose 6-fosfato 
Fosfofrutoquinase 1 
Frutose 1,6-bifosfato 
ATP ADP 
ΔG = -14,2 kJ/mol 
Passo 3 – Fosforilação da frutose 6-fosfato 
formando frutose 1,6-bifosfato 
Frutose 6-fosfato Frutose 1,6-bifosfato 
ATP ADP 
Fosfofrutoquinase 1 
•Uma das enzimas mais complexas 
 
•Enzima reguladora 
ΔG = -14,2 kJ/mol 
Passo 4 – Quebra da frutose 1,6-bifosfato 
Aldolase 
Frutose 1,6-bifosfato 
Gliceraldeído 3-fosfato 
Diidroxicetona fosfato 
ΔG = 23,8 kJ/mol 
Passo 5 – Isomerização da Diidroxicetona fosfato 
em Gliceraldeído 3-fosfato 
Triose fosfato 
isomerase 
Gliceraldeído 3-fosfato Diidroxicetona fosfato 
ΔG = 7,5 kJ/mol 
Resumo da fase preparatória 
• Há utilização (gasto) de 2 ATPs 
• O produto final é gliceraldeído 3-fosfato 
(Glicose → 2 gliceraldeído 3-fosfato) 
Fase de Pagamento 
Ocorre a compensação dos ATPs gastos na 
fase preparatória 
Passo 6 – Oxidação e Fosforilação do 
Gliceraldeído 3-fosfato 
Gliceraldeído 3-fosfato 
(2) 
Gliceraldeído 3-fosfato 
desidrogenase 
1,3-Bifosfoglicerato 
(2) 
Fosfato inorgânico (2) 
ΔG = 6,3 kJ/mol 
Passo 7 – Transferência de um grupo fosfato do 
1,3-bifosfoglicerato para o ADP 
Fosfoglicerato 
quinase 
1,3-Bifosfoglicerato 
(2) 
ADP (2) ATP (2) 
3-Fosfoglicerato (2) 
ΔG = -18,5 kJ/mol 
Passo 8 – Isomerização do 3-Fosfoglicerato para 
produzir 2-Fosfoglicerato 
Fosfoglicerato 
mutase 
3-Fosfoglicerato (2) 2-Fosfoglicerato (2) Mg2+ 
ΔG = 4,4 kJ/mol 
Passo 9 – Desidratação do 2-Fosfoglicerato para 
produzir Fosfoenolpiruvato 
Enolase 
2-Fosfoglicerato (2) Fosfoenolpiruvato 
(2) 
H2O (2) 
ΔG = 7,5 kJ/mol 
Passo 10 – Transferência de um grupo fosfato do 
Fosfoenolpiruvato para o ADP formando Piruvato 
Piruvato 
quinase 
Fosfoenolpiruvato 
(2) 
ADP (2) 
ATP (2) 
Piruvato (2) 
K+, Mg2+, Mn2+ ΔG = -31,4 kJ/mol 
Balanço do ATP 
Fase preparatória – Gasto de 2 ATP 
Fase de Pagamento – Produção de 4 ATP 
Produção (4) – Gasto (2) = 2 ATP 
Reação global da glicólise 
Glicose (6 carbonos) 2 Piruvato (3 carbonos) + 2H2O 
2 ATP + 4 ADP + 2Pi 2ADP + 4 ATP 
Glicose + 2 ADP + 2Pi + 2NAD+ 2 Piruvato + 2 ATP + 2NADH + 
2H2O 
 2 NAD+ 2NADH + 2H+ 
Balanço final da glicólise 
Além da manutenção constante da 
concentração de ATP a glicólise é 
importante para a formação de 
intermediários glicolíticos que possuem 
destinos biossintéticos. 
Vias afluentes da glicólise 
Glicogênio e amido 
Polissacarídeos e dissacarídeos 
Monossacarídeos 
GLICÓLISE 
Vias Tributárias da Glicólise 
Glicogênio 
Glicose 1-fosfato 
Fosforilase do 
glicogênio 
Glicose 6-fosfato 
Fosfoglicomutase 
Glicólise 
Vias Tributárias da Glicólise 
Amido 
Glicose 1-fosfato 
Fosforilase do 
amido 
Glicose 6-fosfato 
Fosfoglicomutase 
Glicólise Glicólise 
Vias Tributárias da Glicólise 
Amido ingerido 
Oligossacarídios 
-amilase salivar 
Maltose, maltotriose e 
dextrina 
Glicose 
-amilase pancreática 
Enzimas microvilosidades 
Glicólise 
Vias Tributárias da Glicólise 
Amido ingerido 
Oligossacarídios 
-amilase salivar 
Maltose, maltotriose e 
dextrina 
Glicose 
-amilase pancreática 
Enzimas microvilosidades 
Glicólise 
Glicogênio ingerido (semelhante à 
amilopectina) possui digestão 
semelhante. 
Vias Tributárias da Glicólise 
Dissacarídeos 
Lactose + H2O D-galactose + D-glicose 
Sacarose + H2O D-frutose + D-glicose 
Trealose + H2O 2 D-glicose 
Enzimas 
microvilosidades 
Vias Tributárias da Glicólise 
Frutose 
Frutose 6-fosfato 
Fosforilação Hexoquinase 
Músculos e rins 
Glicólise 
Vias Tributárias da Glicólise 
Frutose 
Frutose 1-fosfato 
Fosforilação Frutoquinase 
Fígado 
Diidroxicetona 
fosfato 
Rompimento Frutose 1-fosfato aldolase 
Gliceraldeído 
Gliceraldeído 3-
fosfato 
Triose fosfato isomerase 
Gliceraldeído 3-
fosfato 
Triose quinase 
Glicólise 
Vias Tributárias da Glicólise 
D-Galactose 
Galactose 1-fosfato 
Galactoquinase 
Glicose 1-fosfato 
Série de reações 
(UDP) 
Vias Tributárias da Glicólise 
D-Galactose 
Galactose 1-fosfato 
Galactoquinase 
Glicose 1-fosfato 
Série de reações 
(UDP) 
GALACTOSEMIA 
Catarata 
Crescimento 
deficitário 
Deficiência mental 
Danos hepáticos 
 
Vias Tributárias da Glicólise 
D-manose 
Manose 6-fosfato 
Hexoquinase 
Frutose 6-fosfato 
Fosfomanose 
isomerase 
Glicólise 
Efeito Pasteur 
 
Culturas de levedo – aumento no consumo de 
glicose por culturas de levedo quando as 
condições mudavam de aerobiose para 
anaerobiose. 
 
Aerobiose – baixo consumo de glicose 
Anaerobiose – alto consumo de glicose 
Regulação daGlicólise 
Regulação da Glicólise 
A curto prazo depende: 
•Consumo do ATP 
•Atividade das enzimas alostéricas 
 
 
 
•Concentração dos intermediários metabólicos 
Hexoquinase – inibida 
pela glicose-6-fosfato 
Fosfofrutoquinase 1 
– inibida por ATP e citrato 
Piruvato quinase - 
inibida por ATP 
Regulação da Glicólise 
Regulação da Glicólise 
A longo prazo depende: 
•Hormônios (insulina, glucagon) 
•Expressão de genes que codificam enzimas 
Qual o destino do 
piruvato após a glicólise? 
Condições 
aeróbias 
Condições anaeróbias 
(fermentação alcoólica) 
Condições 
anaeróbias 
Condições Anaeróbias 
Fermentação Alcoólica 
Levedura e outros microorganismos 
 Piruvato 
Acetaldeído 
Piruvato descarboxilase (Mg2+) (TPP) 
Álcool desidrogenase 
Etanol 
Descarboxilação 
+ CO2 
NAD+ 
NADH 
Qual o destino do 
piruvato após a glicólise? 
Condições 
aeróbias 
Condições anaeróbias 
(fermentação alcoólica) 
Condições 
anaeróbias 
Condições Anaeróbias 
Redução do Piruvato a Lactato (Músculo) 
Condições de: 
•Hipoxia (músculos 
esqueléticos muito ativos) 
•Eritrócitos 
•Partes submersas de 
plantas 
•Bactérias 
 
Passo 6 – Oxidação e Fosforilação do 
Gliceraldeído 3-fosfato 
Gliceraldeído 3-fosfato 
(2) 
Gliceraldeído 3-fosfato 
desidrogenase 
1,3-Bifosfoglicerato 
(2) 
Fosfato inorgânico (2) 
Condições Anaeróbias 
Redução do Piruvato a Lactato (Músculo) 
Sem O2 o NADH não pode 
ser oxidado a NAD+. 
Chegaria um ponto em 
que não haveria NAD+ 
para receber os elétrons 
na oxidação do 
gliceraldeído-3-fosfato. A 
forma que as células 
encontraram para 
regenerar o NAD+ foi 
reduzindo o piruvato a 
lactato. 
Condições Anaeróbias 
Redução do Piruvato a Lactato (Músculo) 
Essa reação permite a regeneração do NAD+ 
Glicose 
Fígado 
Ciclo de Cori 
Qual o destino do 
piruvato após a glicólise? 
Condições 
aeróbias 
Condições anaeróbias 
(fermentação alcoólica) 
Condições 
anaeróbias 
Condições Aeróbias 
O PIRUVATO será 
transformado em 
acetil-CoA que 
poderá seguir para o 
ciclo do ácido cítrico 
(ciclo de Krebs) 
Condições Aeróbias 
Condições Aeróbias