Glicogênese, Ciclo de Krebs, Cadeia Respiratória

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GLICOGÊNESE 
GLICOGÊNESE: Síntese do glicogênio A síntese do glicogênio ocorre em quase todos os tecidos animais, 
mas é mais importante no fígado 
e no músculo esquelético 
Sintase 
GLICOGÊNESE 
 
 
 
 
UDP-glicose 
Extremidade 
não redutora 
Glicogênio alongado 
com n+1 resíduos 
Glicogênio- 
-sintase 
Extremidade não redutora 
da cadeia do glicogênio 
com n resíduos 
SÍNTESE DO GLICOGÊNIO: A cadeia do glicogênio é alongada pela 
glicogênio-sintase. A enzima transfere o resíduo de glicose da UDP-
glicose para a extremidade não redutora de uma ramificação para 
fazer nova ligação (α1-4) 
GLICOGÊNESE 
Extremidade 
não redutora 
Extremidade 
não redutora 
Extremidade 
não redutora 
Ponto de 
ramificação 
Enzima de ramificação 
do glicogênio 
SÍNTESE DA RAMIFICAÇÃO DO GLICOGÊNIO: A enzima de ramificação do glicogênio forma 
um novo ponto de ramificação durante a síntese do glicogênio 
Amilo (14) a (1 6) transglicosilase, 
ou glicosil-(4 6)-transferase 
• A enzima de ramificação do glicogênio catalisa a transferência de um fragmento terminal 
de 6 ou 7 resíduos de glicose da extremidade não redutora de uma ramificação de 
glicogênio, contendo pelo menos 11 resíduos, para o grupo hidroxil do C6 de um 
resíduo de glicose em uma posição mais interna da mesma cadeia de glicogênio ou de 
outra, criando uma nova ramificação 
GLICOGÊNESE 
Fundamental para sua atividade catalítica 
UDP-glicose 
UDP-glicose 
Atividade 
glicosiltransferase 
UDP-glicose 
Repete 6 vezes 
Atividade de 
extensão de cadeia 
Cada cadeia 
possui 12 a 14 
resíduos de glicose 
 
 
 
 
 
 
 
glicogenina 
iniciador 
segunda camada 
quarta camada 
terceira camada 
Camada externa 
(não ramificada) 
As consequências clínicas de 
uma mutação do gene da 
glicogenina que suprime essa 
atividade de polimerização da 
proteína incluem a fadiga 
muscular e fraqueza, depleção do 
glicogênio no fígado e batimento 
cardíaco irregular 
ESTÁGIOS DA RESPIRAÇÃO CELULAR 
Estágio 1 
Produção de 
acetil-CoA 
Estágio 2 
Oxidação da 
acetil-CoA 
Estágio 3 
Transferência 
de elétrons e 
fosforilação 
oxidativa 
 
Amino- 
ácidos 
Ácidos 
graxos Glicose 
Glicólise 
Piruvato 
Piruvato-
desidrogenase 
Acetil-CoA 
Cadeia respiratória 
(transferência de 
elétrons) 
Ciclo de Krebs 
Ciclo do Ácido cítrico 
Ciclo do citrato 
Ciclo dos ácidos tricarboxílicos 
CICLO DE KREBS 
MCT 
Localização do sistema enzimático: matriz mitocondrial 
Transportadores de monocarboxilato 
Mitocôndria: local onde ocorre a maioria 
das reaçoes oxidativas geradoras de 
energia e a síntese acoplada de ATP 
porinas 
CONVERSÃO DE PIRUVATO A 
ACETIL-COA 
(PDH) 
Descarboxilação oxidativa: 
 Ponte entre a via glicolítica e o ciclo de Krebs 
ESTRUTURA DA COENZIMA A 
Grupo tiol 
reativo 
-Mercaptoetilamina 
 Ácido pantotênico 
Adenina 
Ribose 3-fosfato 
Difosfato de 3-fosfoadenosina 
Acetil-CoA 
Coenzima A (CoA) 
Ligação fosfoéster Ligação amida 
PDH (COMPLEXO DA PIRUVATO DESIDROGENASE) 
Maior complexo 
multienzimático 
conhecido 
CICLO DE KREBS 
FUNÇÕES DO CICLO DE KREBS 
 Oxidar o acetil-CoA em CO2 e H2O 
 Fornecer elétrons para a cadeia respiratória 
 Grande gerador de energia (ATP) 
 Intermediários metabólicos são utilizados para síntese de outros compostos (anabolismo) 
Via anfibólica: serve a 
processos catabólicos e 
anabólicos 
FUNÇÃO DO CICLO DE KREBS NO 
ANABOLISMO 
nucleotídeo: Timina e citosina 
nucleotídeo: Adenina e guanina 
CICLO DE KREBS 
(ATP) 
3 NADH 
1 FADH2 
1 GTP(ATP) 
2 CO2 
1o Reação 
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 
01) Formação do Citrato (Condensação de Claisen) 
Citrato-sintase 
 
Acetil-CoA 
Oxaloacetato 
Citrato 
Intermediário: 
Citroil-CoA 
A CoA liberada nessa reação é reciclada para 
participar da descarboxilação oxidativa de outra 
molécula de piruvato pelo complexo PHD 
Rapidamente hidrolisado 
em CoA livre e Citrato 
1o Reação 
2o Reação 
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 
02) Formação de Isocitrato 
aconitase aconitase 
Citrato 
Isocitrato 
Cis-Aconitato 
Isocitrato é mais facilmente oxidado que o citrato e constantemente consumido na etapa 
seguinte do ciclo 
Desidratação Reidratação 
1o Reação 
2o Reação 
3o Reação 
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 
03) Descarboxilação oxidativa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1o Reação 
2o Reação 
3o Reação 
4o Reação 
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 
04) Descarboxilação oxidativa 
α-Cetoglutarato 
Complexo da 
α-Cetoglutarato 
desidrogenase 
 
Succinil-CoA 
1o Reação 
2o Reação 
3o Reação 
4o Reação 
(ATP) 
5o Reação 
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 
05) Conversão de succinil-CoA a succinato 
Succinil-CoA 
Succinil-CoA-
sintase 
 
 
Succinato 
A energia liberada na quebra da ligação tioester é utilizada para a síntese de uma 
molécula de GTP (ATP) 
Succinil-CoA 
Succinil-CoA-
sintase 
Succinato 
Enzima ligada ao 
succinil-fosfato 
Fosfo-histidil-enzima 
 
246 
Succinil-CoA-
sintase 
246 
Succinato 
Succinil-
CoA 
1o Reação 
2o Reação 
3o Reação 
4o Reação 
(ATP) 
5o Reação 
6o Reação 
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 
06) Oxidação do succinato a fumarato 
Fumarato Succinato 
Succinato-desidrogenase 
 
1o Reação 
2o Reação 
3o Reação 
4o Reação 
(ATP) 
5o Reação 
6o Reação 
7o Reação 
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 
07) Hidratação do fumarato a malato 
Fumarato L-Malato 
Fumarase 
1o Reação 
2o Reação 
3o Reação 
4o Reação 
(ATP) 
5o Reação 
6o Reação 
7o Reação 
8o Reação 
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 
08) Oxidação do malato a oxaloacetato 
Oxaloacetato 
L-Malato 
L-malato-desidrogenase 
 
(ATP) 
3 NADH 
1 FADH2 
1 GTP(ATP) 
2 CO2 
Condensação de Claisen: 
Grupo metil da acetil-CoA 
convertido a metileno no 
citrato 
 
acetil-CoA 
Citrato 
Aconitato 
Isocitrato 
Malato 
Fumarato 
Succinato 
Succinil-CoA 
α-cetoglutarato 
1 
2a 
2b 
3 
Desidratação/reidratação: 
Grupo OH do citrato reposicionando no isocitrato 
preparando para descaboxilação na próxima etapa 
 
Reidratação 
Descarboxilação oxidativa: 
Grupo OH oxidado a carbonil, o 
que, por sua vez, facilita a 
descarboxilação por meio da 
estabilização do carbânion 
formado no carbono adjacente 
 
 
4
c Descarboxilação oxidativa: 
Mecanismo similar a piruvato-
desidrogenase; dependente do 
carbonil no carbono adjacente 
 
 
Fosforilação ao nível do substrato: 
Energia do tioester conservada na ligação 
fosfoanidro do GTP ou ATP 
 
5 
6 
Desidrogenação: 
Introdução da ligação 
dupla inicia a sequencia de 
oxidação do metileno 
7 
8 
Hidratação 
Adição de água 
à ligação dupla 
introduz o 
grupo OH para 
a próxima 
etapa de 
oxidação 
Desidrogenação: 
Oxidação do OH completa a 
sequencia de oxidação; 
carbonil gerado posicionado 
para facilitar a condnsação 
de Clansen na próxima etapa 
 
Oxaloacetato 
Citrato-
sintase 
Aconitase 
Aconitase 
Isocitrato- 
desidrogenase 
Complexo 
α-cetoglutarato- 
desidrogenase 
Succinil-CoA- 
sintatetase 
Succinato-desidrogenase 
Fumarase 
Malatto- 
desidrogenase 
MITOCÔNDRIA 
A membrana externa é prontamente 
permeável a moléculas pequenas e a íons, 
que se movem livremente por canais 
transmembranas: porinas 
A membrana interna é impermeável à 
maioria das moléculas pequenase dos íons, 
incluindo prótons (H+), as únicas espécies 
que cruzam a membrana o fazem por meio 
de transportadores específicos. 
A membrana interna aloja os componentes 
da cadeia respiratória e a ATP-sintase 
 
 
O papel metabólico das mitocôndrias é tão crucial para o funcionamento 
da célula e do organismo que defeitos na função mitocondrial tem 
consequencias médicas muitos sérias. 
 
Doenças humanas neurodegenerativas, como câncer, diabetes e 
obesidade, são reconhecidas como possíveis resultados do 
comprometimento da função mitocondrial 
CADEIA RESPITATÓRIA 
COMPLEXO I COMPLEXO III COMPLEXO IV 
UBIQUINONA CITOCROMO C 
CARREADOR 
FOSFATO 
ATP 
SINTASE 
Espaço Intermembranas 
Matriz 
Geração de ATP a partir do NADH 
Os carreadores de elétrons atuam em 
complexos multienzimáticos 
Membrana 
 mitocondrial interna 
Membrana mitocondrial externa 
(NADH-Ubiquinona 
 oxirredutase) 
(Ubiquinona-citocromo c 
 oxirredutase) 
(Citocromo c 
 oxidase) 
(Coenzima Q) 
O2 
CADEIA RESPITATÓRIA 
Complexo I Complexo III Complexo IV 
CADEIA RESPITATÓRIA 
Lado P 
Lado N 
Força próton-motriz: • diferença de pH 
• diferença de cargas elétricas 
CADEIA RESPITATÓRIA 
CADEIA RESPITATÓRIA 
H+ 
NADH 
H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ 
1 ATP 1 ATP 0,5 ATP 
Para cada NADH serão produzidos 2,5 ATPs 
CADEIA RESPITATÓRIA 
Geração de ATP a partir do FADH2 
 
(FADH2-Ubiquinona 
oxirredutase) 
CADEIA RESPITATÓRIA 
Complexo I 
Complexo III 
Complexo IV 
Complexo II 
CADEIA RESPITATÓRIA 
H+ 
FADH2 
H+ H+ H+ H+ H+ 
1 ATP 0,5 ATP 
Para cada FADH2 serão produzidos 1,5 ATP 
Estágio 1 
Produção de 
acetil-CoA 
Estágio 2 
Oxidação da 
acetil-CoA 
Estágio 3 
Transferência 
de elétrons e 
fosforilação 
oxidativa 
 
Amino- 
ácidos 
Ácidos 
graxos Glicose 
Glicólise 
Piruvato 
Piruvato-
desidrogenase 
Acetil-CoA 
Cadeia respiratória 
(transferência de 
elétrons) 
2 ATP 
2 NADH 
1 NADH 
1 ATP 
3 NADH 
1 FADH2 
2 PIRUVATOS 
2 NADH 
2 ATP 
6 NADH 
2 FADH2 
CADEIA RESPITATÓRIA 
 
GLICÓLISE 
CICLO DE 
KREBS 
SOMA 
CADEIA 
RESPIRATÓRIA 
 
NADH 
 
 
 
FADH2 
 
 
 
ATP 
 
 
2 
2 2 
2 2 
8 
0 
10 
4 
x 2,5 = 25 ATPs 
x 1,5 = 3 ATPs 
4 + 28= 32 ATPs