GLICÓLISE E FERMENTAÇÃO - Bioquimica metabólica

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GLICÓLISE E FERMENTAÇÃO 
 
 
GLICOLISE 
 
Na glicólise uma molécula de glicose é degradada em uma série de reações 
catalisadas por enzimas para liberar duas moléculas de piruvato. 
A glicólise é uma via central do catabolismo da glicose. É a via através da qual, 
na maioria das células, ocorre o maior fluxo de carbono. Em certos tecidos e 
tipos celulares de mamíferos (eritrócitos, medula renal, cérebro e esperma, por 
exemplo), a glicose, através da glicólise, é a principal, ou mesmo a única, fonte 
de energia metabólica. 
Alguns tecidos vegetais que são modificados para o armazenamento de amido, 
como os tubérculos da batata 
 
 
A glicose tem seis átomos de carbono e sua divisão em duas moléculas de 
piruvato, cada uma com três átomos de carbono. 
A glicose é inicialmente fosforilada no grupo hidroxila em C-6. A D-glicose-6-
fosfato assim formada é convertida em D-frutose-6-fosfato, a qual é novamente 
fosforilada, desta vem em C-1, para liberar D-frutose-1,6-bifosfato. O ATP é o 
doador de fosfato nas duas fosforilações. Como todos os derivados dos 
açúcares que ocorrrem na via glicolítica são os isômeros D, omitiremos a 
designação D. 
A seguir a frutose-1,6-bifosfato é clivada para liberar duas moléculas com três 
carbonos, a diidroxiacetona fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato. A 
diidroxiacetona fosfato é isomerizada em gliceraldeído-3-fosfato. 
Cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato é oxidada e fosforilada por fosfato 
inorgânico (não pelo ATP) para formar 1,3-bifosfoglicerato. 
A liberação de energia ocorre quando as duas moléculas de 1,3-bifosfoglicerato 
são convertidas em duas moléculas de piruvato. A maior parte dessa energia é 
conservada pela fosforilação acoplada de quatro moléculas de ADP para ATP. 
O rendimento são duas moléculas de ATP por molécula de glicose empregada, 
uma vez que duas moléculas de ATP são investidas. 
 
PRINCIPAIS DESTINOS DA GLICOSE 
 
A glicose pode ser armazenada (como um polissacarídeo ou como sacarose), 
pode ser oxidada a pentoses, através da via das pentoses, ou pode ser 
oxidada a compostos de três átomos de carbono (piruvato). 
 
O piruvato, em condições aeróbicas é oxidado a acetato, o qual entra no ciclo 
do ácido de Krebs e é oxidado até CO2 e H2O. Entretanto, sob condições 
anaeróbicas (como em músculos esqueléticos muito ativos, em plantas 
submersas, ou em algumas bactérias) ocorre a fermentação formando produtos 
como o lactato e o etanol. 
 
 ENTRADA DE OUTROS CARBOIDRATOS NA VIA GLICOLITICA 
 
Amido e glicogênio: As unidades de glicose são liberadas destes compostos 
Frutose: A d-frutose pode ser fosforilada pela hexoquinase, sendo esta uma via 
importante nos músculos e nos rins dos vertebrados. No fígado, entretanto, a 
frutose entra na glicólise por uma via diferente: a enzima hepática frutoquinase 
catalisa a fosforilação da frutose em c-1: a frutose-1-fosfato é então quebrada 
ao meio para formar gliceraldeído e diidroxicetona fosfato pela frutose-1-fosfato 
aldolase. A diidroxicetona fosfato é convertida em gliceraldeido-3-fosfato pela 
enzima glicolitica triose fosfato isomerase. Assim, os dois produtos da hidrólise 
da frutose entram na via glicolitica como gliceraldeido-3-fosfato. 
Galactose: A d-galactose é primeiro fosforilada pelo ATP em C-1 e através da 
enzima galactoquinase. A galactose-1-fosfato é convertida a glicose-1-fosfato 
por um conjunto de reações nas quais a uridina difosfato (UDP) funciona de 
forma semelhante a uma coenzima como transportadora de moléculas de 
hexoses. 
Dissacarídeos: clivados nos monossacarídeos. 
 
REGULACAO DO METABOLISMO - ENZIMAS MARCA PASSO 
 
Hexoquinase (inibidores: G6P, ATP, ativado: glicose) e/ou glicoquinase 
A hexoquinase, como muitas outras cinases, requer Mg2+ para sua atividade, 
pois o verdadeiro substrato da enzima não é ATP-4, e sim MgATP-2.Em muitas 
células, parte da hexoquinase se encontra ligada a prinas na membrana 
mitocondrial externa, as quais dão a essas enzimas o acesso precoce ao ATP 
recém-sintetizado conforme ele sai da mitocôndria. 
 
Fosfofrutoquinase: 
Quando o consumo de ATP sobrepassa a sua produção o ADP e o AMP 
aumentam em concentração, e agem alostericamente para diminuir esta 
inibição pelo ATP. Esses efeitos combinam-se para produzir atividades maiores 
da enzima quando a frutose-6-fosfato, ADP ou AMP aumentam de 
concentração para baixar a atividade quando o ATP se acumula. 
O citrato também age como um regulador alosterico da fosfofrutoquinase. 
 
Fosfofrutoquinse: (inibidores: ATP, pH baixo, citrato, F1,6 DP, ativadores: 
F1,6DF, AMP) 
 
 piruvato-quinase (inibidores: ATP, citrato, ativadores: F1,6 DF) 
 
 
o Glicolise anaeróbica: é a degradação da glicose sem a necessidade de 
O2, tendo como produto final o acido lático, esta via é muito mais rápida 
que a glicolise aeróbica sendo utilizada quando exercícios rigorosos são 
realizados. 
o Glicolise aeróbica: é a degradação da glicose na presença de O2, tendo 
como produto final o piruvato que por sua vês é transportado para dentro 
da mitocôndria para completar sua oxidação ate CO2 e H2, ativando o 
ciclo de krebs e a cadeia respiratória. 
 
 
Fermentação 
Fermentação é um termo geral que denota a degradação anaeróbica da glicose 
ou de outros nutrientes orgânicos em vários produtos (característicos para os 
diferentes organismos) para obter energia na forma de ATP. 
A fermentação ocorre quando, após a glicólise, não é realizado o ciclo de Krebs, 
porque o organismo em questão não o possui ou porque esta via está 
bloqueada, como durante a hipóxia (falta de oxigenio). 
Fermentação vem a ser um processo utilizado pelas bactérias para obter 
energia, não utiliza oxigênio e decorre no citoplasma das células, sendo que 
cada etapa é catalisada com a ajuda de diferentes enzimas. 
Algumas bactérias na ausência de oxigênio leva a reação do NADH com o 
piruvato, gerando NAD+ e ácido láctico (fermentação lática)). No caso das 
leveduras e algumas bactérias ocorre a fermentação alcoólica: o piruvato é 
descarboxilado, gerando acetaldeído, através da enzima iruvato descarboxilase 
(ausente em animais), e o NADH reduz o acetaldeído, produzindo NAD+ e 
etanol (como nos processos fermentativos do pão, dos vinhos e das cervejas). 
Algumas indústrias se utilizam desse processo na produção de alguns produtos, 
conhecidos de todos nós, como por exemplo: 
1. iogurte é produzido pela famosa fermentação lática, onde as bactérias, 
denominadas de lactobacilos, produzem ácido lático 
2. pão e cerveja são produzidos pela fermentação alcóolica, onde a 
fermentação é realizada por fungos (anaeróbicos facultativos), que produzem 
no final álcool; 
3. vinagre à produzido pela fermentação acética, que consiste numa reação 
química, onde ocorre a oxidação parcial do álcool etílico, obtendo o ácido 
acético. As bactérias que realizam esse processo são as acetobactérias; etc. 
4. antibióticos: fungos e bactérias podem fabricar estes medicamentos que tem 
como objetico atacar as bactérias patogênicas