aula respiração bio bach

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RESPIRAÇÃO
No sentido fisiológico amplo, a respiração refere-
se às trocas gasosas entre um organismo
multicelular e seu meio ambiente, especificamente
à captação de O2 e à eliminação de CO2.
Entretanto, no sentido microscópico, este termo
refere-se a um processo molecular que envolve o
consumo de O2 e a formação de CO2 pelas células
e pode ser denominado mais precisamente de
respiração celular.
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RESPIRAÇÃO CELULAR
1 – GLICÓLISE (Produção do acetil-CoA)
2 – CICLO DE KREBS (Oxidação do acetil-CoA)
3 – CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
(Transferência de elétrons e fosforilação oxidativa)
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Glicose
• Glicose: principal combustível da maioria dos organismos e ocupa uma
posição central no metabolismo
• Destinos da glicose nos animais e vegetais:
Glicólise é o conjunto de reações bioquímicas pelas quais uma molécula de 
glicose é oxidada a duas moléculas de piruvato.
• Via central, quase universal, do catabolismo da glicose
• Composta por 10 reações – as mesmas em todas as células, diferindo em alguns detalhes da
sua regulação e no destino do piruvato
• Ocorre em 2 fases (cada fase tem 5 reações)
• Fase preparatória (5 primeiras reações)
– converte a glicose (molécula de 6 carbonos) em 2 moléculas de gliceraldeído-3-fosfato
(2 moléculas de 3 carbonos)
– Nesta fase ocorre gasto de 2 moléculas de ATP
• Fase de Pagamento(5 últimas reações)
- nesta fase ocorre a produção de 2 moléculas de piruvato, com produção de 4 ATPs e 2
NADH
Os produtos finais da Glicólise:
- 2 moléculas de piruvato, 2 moléculas de NADH e 2 ATPs (4 ATPs da fase de pagamento
menos 2 ATPs gastos na fase preparatória)
- Ao terminar as 10 fases da glicólise uma molécula de glicose (6 carbonos) foi “quebrada”
em duas moléculas de piruvato (3 carbonos)
A GLICÓLISE é ANAERÓBICA, ou seja, não é necessário oxigênio para que ocorra a conversão
de glicose em piruvato.
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Três tipos de transformações 
químicas são particularmente
importantes:
Produção de 2 NADH 
+ 2 H+
Produção de 4 ATP
Formação do 2 
Piruvato
FASE
PREPARATÓRIA
(Gasto de 2 ATP)
FASE DE
PAGAMENTO
-Ganho de:
4 ATPs
2 NADH)
2 piruvato
A Glicólise ocorre no 
citosol, e em condições 
de anaerobiose 
Fase 1: Fase Preparatória
Clivagem de uma hexose em duas trioses
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Passo 1
• Fosforilação da glicose no C-6 para liberar GLICOSE-6-FOSFATO-
“ativação” da glicose
• Consumo de 1 ATP: doador de fosfato
• Enzima Hexoquinase
• Cofator: Mg2+
Passo 2
• Conversão da glicose-6-fosfato em FRUTOSE-6-FOSFATO
• Catalisada pela hexoquinase – catalisa a isomerização reversível de uma
aldose em uma cetose
• Enzima altamente específica e requer Mg2+ (cofator) para ser ativa.
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Passo 3
• Segunda reação de ativação da glicose
• Fosforilação da Frutose-6-fosfato em FRUTOSE-1,6-BIFOSFATO
• Consumo de outro ATP – doador do grupo fosfato
• Catalisada pela enzima – Fosfofrutoquinase-1
• Também necessita do Mg2+ como cofator
Passo 4
• Clivagem da Frutose-1,6-bifosfato liberando duas trioses:
Gliceraldeído-3-fosfato – uma aldose
Diidroxiacetona fosfato- uma cetose
• Catalisada pela enzima: Aldolase (frutose-1,6-bifosfato aldolase)
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Passo 5
• Conversão da Diidroxiacetona fosfato em GLICERALDEÍDO-3-
FOSFATO (Gli-3-P)
• Apenas o Gli-3-P pode ser degradado nos passos subseqüentes da
glicólise
• Catalisada pela enzima: Triose fosfato isomerase
Resumo da Fase Preparatória:
• Investimento de 2 ATPs: ativação da molécula de glicose
• Hexoses foram convertidas em um produto comum: 2 moléculas de
gliceraldeído-3-fosfato
Importância da fosforilação dos intermediários da glicólise
• A fosforilação impede que os intermediários da glicólise saiam da célula a
despeito da concentração extracelular ser bem menor do que a intracelular.
• A energia do ATP é investida aumentando o conteúdo de energia livre dos
intermediários, aumentando a velocidade da reação.
• As ligações fosfato são armazenadoras de energia – os intermediários da glicólise
possuem uma grande quantidade de energia armazenada nas sua ligações
fosfato.
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Glicólise - Segunda Fase
Fase de Pagamento
• No final da glicólise ocorre a produção de 4 ATP
• Como foram consumidos 2 ATP na fase preparatória, a produção líquida
final é de 2 ATP
• A segunda fase envolve dois intermediários fosforilados de energia
elevada
– 1,3-Bifosfoglicerato
– Fosfoenolpiruvato
Geração de:
- 2 ATPs
- 2 NADH 
- 2 Piruvatos
A partir da
2ª Fase as
duas
metades da
molécula de
glicose
seguem a
mesma via
Fase 2: Fase de Pagamento
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Passo 6
• Gli-3-P é oxidado (desidrogenado) e fosforilado em 1,3-Bifosfoglicerato
• O fosfato inorgânico (Pi) é utilizado como doador de fosfato
• NADH é gerado nesta reação (será reoxidado na cadeia respiratória para
gerar ATP)
• Catalisada pela enzima: Gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase
• Coenzima NAD: Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo
Passo 7
• Transferência do fosfato do 1,3-BPG para o ADP
• SÍNTESE DE ATP a partir de um fosfato de alta energia
• Fosforilação a nível de substrato
• Catalisada pela: Fosfogliceratoquinase liberando 3-Fosfoglicerato
• Cofator : Mg2+
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Passo 8 
• Conversão do 3-fosfoglicerato em 2-FOSFOGLICERATO
• Catalisada pela enzima: Fosfoglicerato Mutase
• Cofator: Mg2+
Passo 9
• Enolase: promove a remoção reversível de uma molécula de água do 2-
fosfoglicerato liberando FOSFOENOLPIRUVATO
• Ocorre um rearranjo para formar um composto a partir do qual mais
energia pode ser liberada na hidrólise
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Passo 10
• Segunda fosforilação em nível de substrato gerando o segundo ATP
• Enzima Piruvato quinase: transferência do grupo fosfato do
fosfoenolpiruvato para o ADP
• Cofator da piruvato quinase: Mg2+ e K+
BALANÇO FINAL DA GLICÓLISE
Equação final da glicólise:
Glicose + 2ADP + 2NAD+ + 2Pi 2 piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H
+ + 2H20
Produtos:
• 2 moléculas de piruvato 
• 2 moléculas de ATP 
• 2 moléculas de NADH
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DESTINOS DO PIRUVATO
O Piruvato pode seguir 3 direções após a glicólise
Sob condições Aeróbicas:
• O piruvato é oxidado a Acetil-CoA, que entra no Ciclo do Ácido Cítrico ou
Ciclo de Krebs
• O NADH é re-oxidado a NAD+ através da cadeia respiratória.
Sob condições Anaeróbicas:
• O piruvato é reduzido a etanol – Fermentação Alcoólica
• O piruvato é reduzido a lactato – Fermentação Láctea
• A formação do etanol e do lactato (ácido lático) são importantes para
regenerar o NAD+. A incapacidade de regenerar o NAD+ deixaria a célula
sem receptor de elétrons para a oxidação do gliceraldeído-3-fosfato e as
reações liberadoras de energia cessariam. O NAD+ precisa ser regenerado
a partir de outras reações, no caso, a formação do etanol ou do lactato.
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Formação do Lactato
•A formação do lactato regenera o
NAD+.
•Reação comum nas células do cérebro,
retina, eritrócitos e outras células que
não possuem mitocôndrias.
•Leva à produção de 2 ATPs
•Nas células animais, sob
ANAEROBIOSE, o piruvato é convertido
em lactato pela enzima lactato
desidrogenase.
Fermentação Alcoólica
•Importante para regeneração do NAD+ em
anaerobiose.
•Os produtos finais são etanol e CO2
•Esse processo é realizado em dois passos:
•1: Descarboxilação do piruvato a acetaldeído
pela Piruvato descarboxilase
•2. Redução do acetaldeído a etanol pela álcool
desidrogenase
•Processo muito comum em leveduras –
produção de vinho e álcool combustível.
•CO2 gerado é responsável pelo aumento de
volume nas massas a base de farinha e
carbonatação da cerveja e do champagne
(bolhas).
•Coenzima TPP – tiamina pirofosfato
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Outros açúcares também entram na glicólise
Além da glicose, outros açúcares podem entrar na Via Glicolítica. Os mais
comuns são:
• Polissacarídeos: amido e glicogênio• Dissacarídeos: sacarose, maltose, lactose, trealose
• Monossacarídeos: frutose, galactose, manose
• Polissacarídeos, tri e dissacarídeos: são primeiro convertidos em
monossacarídeos
- Glicogênio e amido: glicose
- Sacarose: glicose e frutose
- Maltose: glicose
- lactose: galactose e glicose
Como Outros Açúcares Entram na Glicólise
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Pontos de 
Controle na 
Glicólise
OXIDAÇÃO DO PIRUVATO A ACETIL-CoA
e
CICLO DE KREBS, CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
OU CICLO DO ÁCIDO TRICARBOXÍLICO
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REAÇÃO GLOBAL DA OXIDAÇÃO DO PIRUVATO À ACETIL-CoA
O PROCESSO POSSUI 5 PASSOS E ENVOLVE
5 COENZIMAS E 4 VITAMINAS
Coenzima A (CoA)
Nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD) → niacina (B3)
Tiamina pirofosfato (TPP) → tiamina (B1)
Flavina adenina dinucleotídeo (FAD)→ riboflavina (B2)
Ácido lipóico
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CICLO DE KREBS
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Nos organismos aeróbicos, o ciclo de Krebs é uma via anfibólica
Em vermelho estão mostradas as quatro reações anapleróticas
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O CICLO DO GLIOXILATO
GLIOXISSOMO – É uma forma especializada de
peroxissomo (um tipo de microcorpo) encontrado em
algumas células vegetais, principalmente nas células das
sementes em germinação. Os glioxissomos contêm as
enzimas do ciclo do glioxilato – uma variante do ciclo de
Krebs, através da qual os lipídios armazenados são
convertidos em carboidratos. Os triglicerídios e o aspartato
entram no glioxissomo e são convertidos em succinato, o
qual é necessário para a manutenção do processo de
produção de energia na mitocôndria e, finalmente, para
produzir carboidratos no citosol.
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O CICLO DO GLIOXALATO
Intercâmbio de intermediários entre os ciclos de Krebs e do glioxilato