ESTUDO DIRIGIDO GLICÓLISE, GlICONEOGÊNESE,GLICOGÊNESE E GLICOGENÓLISE

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ESTUDO DIRIGIDO GLICÓLISE
Esquematize a via glicolítica
Quais são as enzimas reguladas nesta via? Fale sobre a regulação de cada enzima.
A primeira enzima regulada da via é a hexoquinase, que converte a glicose em glicose-6-fosfato. Esta enzima é regulada pelo produto, ou seja, quanto maior a concentração de glicose-6-fosfato, mais inibida ela fica. A segunda enzima regulada é a fosfofrutoquinase (PFK-1), que converte frutose-6-fosfato em frutose-1,6-bifosfato. Esta enzima é regulada por diversos metabólitos, como o ADP, AMP e frutose-1,6-bifosfato, que aumenta sua ativação, como o ATP, citrato e isocitrato, que inibem ela. A terceira enzima regulada é a piruvato quinase, que converte o fosfoenolpiruvato (PEP) em piruvato. Esta enzima é regulada positivamente pelo ADP, e negativamente pelo ATP e Acetil-CoA.
Que tipo de síntese de ATP ocorre nesta via? Indique em quais reações.
A síntese de ATP ocorre por fosforilação de ADP via ação de enzimas quinases. Esta síntese acontece em duas reações da fase de pagamento. A primeira reação é catalisada pela enzima fosfogliceratoquinase, que converte 1,3-difosfoglicerato em 3-fosfoglicerato. A segunda reação é catalisada pela piruvato quinase, que converte fosfoenolpiruvato (PEP) em piruvato.
Como esta via será modulada quando os níveis de 2,6 frutose bifosfato estiverem elevados?
Os níveis elevados de frutose-2,6-bifosfato modulam positivamente a ação da enzima PFK-1, acelerando a reação de conversão da frutose-6-fosfato em frutose-1,6-bifosfato.
Como é regulada a entrada de glicose nesta via quando ela vem a partir do glicogênio? 
No processo de glicogenólise, tem-se a atuação da enzima glicogênio fosforilase, que fosforila a glicose a glicose-1-fosfato. Esse metabólito é então transformado em glicose-6-fosfato pela fosfoglicomutase. A partir disso essa de molécula glicose-6-fosfato entra na via glicolítica e é degrada a piruvato. Essa entrada de glicose na via glicolítica, pela ação da via de glicogenólise é energeticamente favorável, pois faz com que o saldo líquido de ATPs passe de 2 para 3.
Qual o destino do piruvato quando em aerobiose?
Em meios de aerobiose, ou seja, na presença de O2, o piruvato irá para a mitocôndria para ser completamente oxidado no Ciclo de Krebs.
Esquematize e diferencie fermentação láctica da alcoólica. 
A fermentação é o processo de geração de ATP pelo piruvato, em meios de anaerobiose. A fermentação lática acontece através da redução do piruvato a lactato, pela ação da lactato-desidrogenase. Já a fermentação alcoólica acontece em duas etapas, onde o piruvato é reduzido a acetaldeído, pela piruvato descarboxilase, e depois este é convertido a etanol pela álcool desidrogenase.
A insulina e o glucagon atuam na regulação desta via, como?
A insulina é secretada pelas células beta pancreáticas e tem a função de transportar a glicose do sangue para os tecidos. Nesse sentido, o aumento da glicemia gera o aumento na produção de insulina, que por sua vez induz a via glicolítica. Já o glucagon é secretado pelas células alfa pancreáticas e tem a função oposta à da insulina. Dessa forma, a redução da glicemia gera o aumento na produção de glucagon, que por sua vez inibe a via glicolítica.
Esta via é dividida em duas fases, quais são elas?
Existem duas fases da glicólise: a fase preparatória e a fase de pagamento. A primeira é classificada com esse nome por ter a função de apreender a molécula de glicose dentro da célula, bem como fosforilar ela a duas moléculas menores de 3 carbonos, gerando um gasto líquido de 2 ATPs neste processo. A segunda é tida como fase de pagamento por ser a fase em que essas duas moléculas de 3 carbonos são transformadas em 2 moléculas de piruvato, com a formação de 4 ATPs e 2 NADH.
Qual o papel da fosfrutoquinase 1 e da fosfofrutoquinase 2?
A fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) tem como função a conversão de frutose-6-fosfato em frutose-1,6-bifosfato, sendo tida como uma enzima “marca-passo” da via glicolítica, por exercer funções regulatórias sobre ela. Já a PFK-2 atua convertendo frutose-6-fosfato em frutose-2,6-bifosfato, um modulador alostérico da PFK-1, sendo importante, portanto, para a regulação da atividade catalítica da PFK-1.
A glicose na célula pode ser precursora de quais compostos?
A glicose é precursora de piruvato, ribose-5-fosfato, glicogênio, sacarose, amido, polissacarídeos da parede celular de alguns microorganismos, matriz extracelular e outros polímeros estruturais.
Quando a glicose a ser oxidada até piruvato é proveniente da glicogenólise, quantos ATPs líquido serão produzidos?
A glicogenólise é o processo metabólico de quebra do glicogênio em moléculas de glicose. O glicogênio é um polímero natural, homopolissacarídeo, composto por vários monômeros de glicose. Portanto, a renda líquida de ATPs produzidos será proporcional à quantidade de monômeros de glicose extraídos do glicogênio.
ESTUDO DIRIGIDO GLICONEOGÊNESE
Qual o objetivo desta via?
A gliconeogênese é a via metabólica que tem a função de produzir glicose de precursores não glicídicos.
Cite os possíveis precursores da glicose em uma célula animal.
Os precursores da gliconeogênese são o lactato, piruvato, glicerol e quase todos os aminoácidos.
Onde esta via ocorre?
A via da gliconeogênese ocorre majoritariamente no fígado, e em menor extensão nos rins.
Esquematize esta via e correlacione os desvios com as reações da via glicolítica.
Na via da gliconeogênese existem 3 desvios energéticos importantes para que seja construída a molécula de glicose por precursores não glicídicos. O primeiro desvio é a produção de fosfoenolpiruvato a partir de piruvato. É feito de duas formas diferentes. A primeira via é a formação de oxaloacetato pela enzima piruvato carboxilase, que por sua vez irá ser convertido a fosfoenolpiruvato pela PEP carboxiquinase. A segunda via é redução de oxaloacetato a malato, na mitocôndria, e posterior conversão a oxaloacetato, que será novamente convertido a PEP pela PEP-carboxiquinase. O segundo desvio acontece no citosol é a conversão de frutose-1-6-bifosfato em frutose-6-fosfato pela enzima frutose-1,6-bifosfatase. O terceiro desvio é a conversão de glicose-6-fosfato em glicose livre pela glicose-6-fosfatase. O primeiro desvio tem relação com a piruvato quinase, que tem ação inversa de PEP carboxiquinase. O segundo desvio tem relação com a PFK-1, que tem ação inversa da frutose-1,6-bifosfatase. O terceiro desvio tem relação com a hexoquinase, que tem ação inversa da glicose-6-fosfatase. 
“Esta via representa um baixo custo energético para célula”. Esta afirmativa é verdadeira? Justifique sua resposta.
A via de gliconeogênese representa um alto custo energético para a célula, visto que se gasta mais ATPs do que se produz na via glicolítica. Contudo, em condições de jejum ou baixa ingestão de carboidratos, esta via é essencial para o funcionamento do organismo, representando, metabolicamente, um bom investimento de energia.
Que enzima nesta via compartilha o mesmo modulador alostérico da fosfofrutoquinase 1 da via glicolítica?
A enzima frutose-1,6-bifosfatase possui o mesmo modulador alostérico da PFK-1, que é a frutose-2,6-bifosfato.
Como esta via é regulada?
A via da gliconeogênese é regulada de forma oposta à via glicolítica. Nesse sentido, as enzimas que atuam de forma oposta às enzimas da via glicolítica, são moduladas de forma oposta. Portanto, a PEP-carboxiquinase é modulada positivamente pela concentração de piruvato e GTP, e negativamente pela concetração de GDP. A frutose-1,6-bifosfatase é regulada negativamente pela frutose-2,6-bifosfato e positivamente pela concentração de ATP. A glicose-6-fosfatase é regulada negativamente pela concentração de glicose livre e positivamente pela concentração de glicose-6-fosfato.
Como esta via é regulada quando os níveis de glicose estão altos?
Altos níveis de glicose induzem a respostas hormonais via secreção de glucagon, que por sua vez irá inibir esta via, pois o produto que esta iria produzir já está em alta concentração.Portanto, altos níveis de glicose induzem a inibição da via de gliconeogênese.
Os altos níveis de glicose inibem
O que é o ciclo de Cori?
O ciclo de Cori é um ciclo metabólico que consiste na conversão da glicose em lactato, nos músculos esqueléticos em condição de exercício intenso, e a posterior conversão de lactato em glicose, no fígado.
Explique detalhadamente o primeiro desvio da via gliconeogênica. 
O primeiro desvio é a produção de fosfoenolpiruvato a partir de piruvato. É feito de duas formas diferentes. A primeira via é a formação de oxaloacetato pela enzima piruvato carboxilase, que por sua vez irá ser convertido a fosfoenolpiruvato pela PEP carboxiquinase. A segunda via é redução de oxaloacetato a malato, na mitocôndria, e posterior conversão a oxaloacetato, que será novamente convertido a PEP pela PEP-carboxiquinase.
Como é regulada a síntese de frutose 2, 6 bifosfato?
A frutose-2,6-bifosfato é produzida pela PFK-2, que usa como substrato a frutose-6-fosfato. A regulação se dá pelos níveis de ATP. Dessa forma, altos níveis de ATP induzem a síntese de frutose-2,6-bifosfato. Já os baixos níveis induzem a inibição da síntese de frutose-2,6-bifosfato.
Como a insulina e o glucagon atuam na regulação desta via?
Como a gliconeogênese atua de forma oposta à glicólise, a insulina tem como função a inibição desta via, por ser secretada em condições de hiperglicemia. Já o glucagon tem função de induzir a ativação da gliconeogênese, por ser secretado em condições de hipoglicemia.
ESTUDO DIRIGIDO SOBRE GLICOGÊNESE E GLICOGENÓLISE
Esquematize a hidrólise do glicogênio, indicando substratos, enzimas e produtos.
Explique como é regulada a glicogênio fosforilase.
A glicogênio fosforilase é regulada pela ação de uma outra enzima que é a fosforilase quinase A. Em resumo, a regulação endócrina mediada por glucagon, ativa a Adenilil-ciclase, que por sua vez converte ATP em AMPc, ativando a proteína quinase A (PKA), que fosforila e ativa a fosforilase quinase, que finalmente ira ativar a glicogênio fosforilase.
Como o glucagon irá regular a glicogenólise?
O glucagon é secretado pelas células alfa pancreáticas em situações de hipoglicemia, onde os níveis de glicose no sangue estão baixos. Nesse sentido, a ligação do glucagon em seu receptor, gera a ativação de uma cascata de reações que começa na ativação da adenilil-ciclase e culmina na ativação da glicogênio fosforilase, que irá iniciar o processo de degradação do glicogênio.
Esquematize a síntese de glicogênio, indicando substratos, enzimas e produtos.
Como a insulina irá regular a glicogênese?
A insulina é secretada pelas células beta-pancreáticas em resposta a hiperglicemia, que é o elevado nível de glicose no sangue. Nesse sentido, a insulina atua induzindo o aumento da expressão de glicoquinase, que gera o aumento do aprisionamento de glicose intracelular, bem como induz o aumento na atividade da glicogênio sintase, levando ao aumento na produção de glicogênio.
Onde ocorre a glicogenólise e a glicogênese na célula?
Ambos processos ocorrem no meio citosólico, ou seja, no meio intracelular.