Glicólise Bioquímica (Danrley)

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Glicólise
Universidade Federal da Paraíba
Centro de Ciências Agrárias
Programa de Pós-Graduação em Zootecnia
Disciplina: Bioquímica (Metabolismo Intermediário)
Docente: Lara Toledo
Discente: José Danrley Cavalcante dos Santos
Introdução
 Glicose (posição central no metabolismo);
Energia
Combustível
Figura 1.
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Glicólise
Glicólise
 Primeira via metabólica bem entendida;
 Fermentação (1897) por Eduard Buchner; 
 Otto Wanburg e Hans von Euler-Chelpin;
 Gustav Embden e Otto Meyerhof (1930);
As reações da glicólise em extratos de leveduras e de músculo foram o objetivo principal dos estudos.
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Jacques Loeb (1906):
 - Libertação do misticismo;
 - A cisão do açúcar em CO2 e álcool (Invertase); 
- Desenvolvimento de métodos de purificação de enzimas.
Glicólise
A glicólise é uma via central quase universal do catabolismo da glicose;
Fonte de energia metabólica;
A glicólise entre as espécies apenas nos detalhes de sua regulação e no destino metabólico subsequente do piruvato formado.
Glicose 2 moléculas de piruvato;
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Fase preparatória 
Fase de pagamento
Catabolismo: fase do metabolismo em que ocorre a degradação pelo organismo das macromoléculas nutritivas, com liberação de energia. fase do metabolismo em que ocorre a degradação pelo organismo das macromoléculas nutritivas, com liberação de energia.
 na fase preparatória da glicólise, a energia do ATP é consumida, aumentando o conteúdo de energia livre dos intermediários, e as cadeias de carbono de todas as hexoses metabolizadas são convertidas a um produto comum, o gliceraldeído-3-fosfato. O ganho de energia provém da fase de pagamento da glicólise (Figura 14-2b). Cada molécula de gliceradeído-3--fosfato é oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico (não por ATP) para formar 1,3-bifosfoglicerato (etapa ➏). Ocorre liberação de energia quando as duas moléculas de 1,3-bifosfoglicerato são convertidas a duas moléculas de piruvato (etapas ➐a ➓). 
Glicólise
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
DG9° é a variação de energia livre padrão, como definido no Capítulo 13 DGé a variação de energia livre calculada a partir das concentrações reais 
dos intermediários glicolíticos presentes em condições fisiológicas nos eritrócitos, em pH 7. 
Glicólise – 1ª Reação
 
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
A fosforilação da glicose
Carga negativa
Bicamada lipídica;
Reação irreversível em condições celulares, catalisada pela hexocinase que requer MG2 para sua atividade, já que o substrato da enzima não é ATP, mas, sim o complexo MgATP2-carga negativa
Glicólise – 2ª Reação
 
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
A conversão por isomerização de glicose-6-fosfato a frutose-6-fosfato
Abertura e fechamento
Glicólise – 3ª Reação 
 
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Reação irreversível da PFK-1
Aumento do suprimento de ATP
A fosforilação da frutose-6-fosfato a frutose-1,6-bifosfato.
Maior equilíbrio
Glicólise – 4ª Reação 
 
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
A clivagem da frutose-1,6-bifosfato
Ela consiste nas primeiras divisões mitóticas, as quais ocorrem sem que aconteça o aumento do volume da célula
Glicólise – 5ª Reação 
 
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
A interconversão das trioses-fosfato
Glicólise – 6ª Reação 
 
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
 A oxidação do gliceraldeído-3-fosfato a 1,3-bifosfoglicerato.
Catalisa.
Glicólise – 6ª Reação 
 
 A oxidação do gliceraldeído-3-fosfato a 1,3-bifosfoglicerato.
1° Passo
2° Passo
Oxidação do gliceraldeído 
Entrada do fosfato inorgânico
Composto intermediário
Glicólise – 6ª Reação 
 
 A oxidação do gliceraldeído-3-fosfato a 1,3-bifosfoglicerato.
Oxidação favorável
ΔG = -
Fosforilação desfavorável
ΔG = +
Impossível de ser realizada sozinha
Quando o P vem do ATP, vem rico em energia
Glicólise – 6ª Reação 
 
ΔG = [Oxidação favorável (ΔG -)] + [Fosforilação desfavorável(ΔG +)] 
= ΔG = -
Oxida o GAP
Acoplamento
2 NADH
Então, a célula oxida o GAP e com isso obtem a entrada de energia necessária para a entrada do Pi e isso se chama de acoplamento
Glicólise – 6ª Reação 
 
Sem o acoplamento 
Com o acoplamento 
Glicólise – 7ª Reação 
 
A transferência de grupo fosforil de 1,3-bifosfoglicerato a ADP. 
1° ATP produzido
Retirada do P do C-1
Glicólise – 8ª Reação 
 
 A conversão de 3-fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato. 
Repulsão
Aumento do grau de transferência do grupo fosforil (Desfavorável)
Glicólise – 9ª Reação 
 
Alto do grau de transferência do grupo fosforil (Desfavorável)
A desidratação de 2-fosfoglicerato a fosfoenolpiruvato.
Glicólise – 10ª Reação 
 
A transferência de um grupo fosforil do fosfoenolpiruvato para ADP. 
2° ATP produzido
Tautômeros são as moléculas que realizam a isomeria e tautomerização refere-se à reação de tautomeria
Regulação
Hexocinase – Fosfofrutrocinase – Piruvato quinase
r
Regulação
ATP há um do ADP;
Mecanismo de recuperação de ATP;
ADP + ADP ATP + AMP 
 
 Adenilato cinase
Grande da concentração do AMP;
ATP em alta inibe e o AMP estimula. 
r
Regulação
Queda no pH;
Aumento da atividade celular, junto com a fermentação láctica;
 ácido láctico
Diminuição da atividade da fosfofrutocinase;
r
Regulação
Concentração de citrato;
ATP + Citrato = > Inibição
Ocorrendo rápido
Substrato para outras vias;
r
Regulação
- Com a inibição da fosfofrutocinase se tem o da frutose 6-fostato;
A Hexocinase é inibida com de glicose 6-fosfato;
Isoenzima (Glicocinase);
r
Regulação
Hexocinase
 Modulada negativamente pela glicose 6-fosfato.
Hexocinase
Afinidade maior pela glicose 
Glicocinase
Não é modulada negativamente pela glicose 6-fosfato
Glicocinase
Não tem afinidade com a glicose- só catalisa se tiver no fígado
Hexocinase
Encontrada no músculo
Glicocinase
Encontrada no fígado
r
Regulação
Piruvato cinase é inibido com o ATP e alanina;
Muita alanina, gera muito piruvato.
Evita produção de precursores para outras vias.
r
Glicólise – Destinos do Piruvato
 
Acetil-CoA
Aeróbias
Anaeróbias
Anaeróbias
Piruvato em Acetil-CoA
 
 Mitocôndria
Procariontes
Eucariontes
 Citoplasma
Em eucariontes, esta etapa ocorre na matriz, o compartimento mais interno da mitocôndria. Em procariontes, ele acontece no citoplasma. Em geral, a oxidação de piruvato converte piruvato — uma molécula de três átomos de carbono — em acetil \text{CoA}CoAC, o, A — uma molécula de dois átomos de carbono ligada a coenzima A — produzindo um \text{NADH}NADHN, A, D, H e liberando uma molécula de dióxido de carbono no processo. Acetil \text{CoA}CoAC, o, A atua como combustível para o ciclo do ácido cítrico na próxima etapa da respiração celular. 
Piruvato em Lactato
 
Regenerado
Quando tecidos animais não podem ser supridos com oxigênio suficiente para realizar a oxidação aeróbia do piruvato 
e do NADH produzidos na glicólise, NAD
1
é regenerado a 
partir de NADH pela redução do piruvato a lactato. Como 
mencionado antes, alguns tecidos e tipos celulares (como 
os eritrócitos, que não possuem mitocôndria e, portanto, 
não podem oxidar piruvato até CO2
) produzem lactato a 
partir de glicose mesmo em condições aeróbias. A redução 
do piruvato por essa via é catalisada pela lactato-desidrogenase, que forma o isômero Ldo lactato em pH 7:
Piruvato em Etanol
 
Fermentação alcóolica
A formação de etanol se inicia pela descarboxilação do piruvato, reação catalisada pela piruvato descarboxilase,
onde têm-se como produtos o CO2 e aldeído acético.
  A segunda etapa é a redução do aldeído acético a etanol pelo NADH em uma reação catalisada pela álcool desidrogenase.     A transformação de glicose a etanol é chamada de fermentação alcóolica!     O Etanol ocorre em condições anaeróbicas. 
OBRIGADO!
José Danrley Cavalcante dos Santos
Zootecnista – UFPB
Mestrando em Produção Animal - PPGZ/UFPB
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