Bioquímica de Carboidratos - Resumão 3

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BIOQUÍMICA – P3 
 
1. Estrutura de carboidratos: 
São composto que contém carbono, hidrogênio e oxigênio. (C.H2O)n com n > 3. A classificação é feita segundo: 
 Tamanho da cadeia de pentoses ou hexoses 
 Localização do grupo C=O 
 Número de unidades sacarídicas 
 Estereoquímica 
 
Podem ser: 
 Monossacarídeos: possuem apenas uma unidade de açúcar (glicose, frutose e galactose) 
 Dissacarídeos: possuem 2 unidades de açúcar 
 Oligossacarídeos: possuem 3 a 10 unidades de açúcar (sacarose, maltose e lactose) 
 Polissacarídeos: possuem mais de 10 unidades de monossacarídeos 
 
Forma D e L de monossacarídeos 
Apresentam isomeria óptica. O mais simples de todos é o gliceraldeído que possui apenas um carbono assimétrico 
ou quiral (quatro ligantes diferentes), os compostos que possuem carbono assimétrico apresentam a propriedade 
de desviar a luz polarizada, e sua configuração se dá pela posição do grupo hidroxila (OH) do último carbono 
assimétrico, sendo a hidroxila à direita denominada de dextrógina (D) e se a hidroxila estiver a esquerda chama-se 
levógina (L). 
Para saber se é alfa ou beta, devemos olhar a 
posição da hidroxila formada após a ciclização: 
Ligaç
ão 
Glicos
ídica: 
é 
uma 
ligaçã
o de 
conde
nsaçã
o 
 
 
 
 
Polissacarídeos: 
Amido: armazena energia nas plantas 
 Amilose: consiste em cadeias longas não ramificadas de resíduos de D-glicose conectados 
por ligação (14) 
 Amilopectina: são cadeias ramificadas de D-glicose com ligações (14) e (16) 
Glicogênio: armazena energia em animais e é uma molécula compacta, pois usa pouca água para ser armazenada. É 
estocado em grânulos (músculos e hepatócitos) 
Celulose: é formada apenas por glicose de ligação (14) 
Quitina: forma os exoesqueletos dos artrópodes 
 N-acetilglucosamina: ligação (14) 
 
Glicosaminoglicanos (GAGs): são unidades dissacarídicas repetidas que possui um amino açúcar com carga 
negativa. Os seus monossacarídeos são geralmente n-acetilgalactosamina ou ácido hialurônico (ácido D-
glicurônico). Contém grupos sulfato esterificados. Os queran-sulfatos não contém ácido hialurônico e são presentes 
em cartilagem e ossos, já o heparan-sulfati contém arranjos variados de açúcares e pe sintetizado por todas as 
células dos animais. A heparina é uma forma fracionada do heparan-sulfato. 
Proteoglicanos: são proteínas ligadas ao ácido hialurônico. Têm função lubrificante e de adesão à matriz 
extracelular, ligando-se a fatores que estimulam a proliferação celular. 
Peptideoglicano: está presente na parede celular das bactérias, dando-a resistência. É um polímero de unidades 
repetidas. 
Glicoproteínas: são proteínas ligadas a oligosídeos. Tem função de proteção imunológica, coagulação saguinea e 
reconhecimento célula-célula. É composta por carboidratos (1%-30%) e possui ligações O-glicosídica (serina) ou N-
glicosídica (asparagina). 
Glicolipídios: são esfingolipídeos de membrana nos quais o grupo da cabeça é um oligossacarpideo e são 
responsáveis pelo reconhecimento célula-célula. 
 
2. Digestão e absorção de carboidratos: 
 
Tipos de enzimas: 
 α-amilases: salivar e pancreática 
 Dissacaridases: maltase, sacarase e lactase 
 
Boca: digere amido (lactose, sacarose e celulose) 
 -amilase salivar: a amilase salivar (ptialina) quebra as ligações alfa-1→4 entre as moléculas de glicose do 
amido e as hidrolisa até maltose e oligossacarídeos (dextrinas). Como o alimento passa pouco tempo na 
boca, este processo é incompleto, pois a amilase não consegue quebrar as ligações alfa 1→6 que existem 
entre as moléculas de glicose. 
 
 
Pâncreas: 
 α-amilase pancreática. O amido e o glicogênio são hidrolisados no duodeno em presença da α-amilase 
pancreática que produz maltose como produto principal e oligossacarídeos chamados dextrinas – 
contendo em média oito unidades de glicose com uma ou mais ligações glicosídicas α(1→6). Certa 
quantidade de isomaltose (dissacarídeo) também é formada. 
 
Intestino Delgado: 
Enzimas da superfície intestinal: A hidrólise final da maltose e dextrina é realizada pela maltase e a dextrinase, 
presentes na superfície das células epiteliais do intestino delgado. Outras enzimas também atuam na superfície das 
células intestinais: a isomaltase, que hidrolisa as ligações α(1→6) da isomaltose, a sacarase, que hidrolisa as 
ligações α,β(1→2) da sacarose em glicose e frutose, a lactase que fornece glicose e galactose pela hidrolise das 
ligações β(1→4) da lactose. 
 
Absorção: depois que os carboidratos estão na forma de monossacarídeos eles precisam ser absorvidos pela 
mucosa intestinal e transportados para o sangue. 
 Transportadores de hexoses: co-transportadores Na+ e glicose transporte ativo 
 Transportadores facilitadores de Na+ independentes (difusão facilitada): Glut 1, Glut 2, Glut 3, Glut 4 e 
Glut 5 
 
Transportadores: 
 GLUT1: hemácias, cérebro, músculo e tecido adiposo 
 GLUT2: fígado, células pancreáticas, rim e mucosa intestinal 
 GLUT3: cérebro e tecido nervoso 
 GLUT4: células musculares e adiposas (insulina-dependentes) 
 GLUT5: intestino delgado (tem afinidade pela frutose) 
 
Mecanismos: captação basal da glicose 
 GLU T1: “poro com protão” 
 GLU T2: entrada e saída da glicose do fígado e do pâncreas 
 GLU T3: opera junto com o GLU T1 
 GLU T4: é sensível à insulina liberada no pâncreas e faz com que o transportados na membrana permita a 
entrada de glicose no músculo 
 GLU T5: transporta frutose 
 
3. Glicólise: 
Principais vias de utilização da glicose: 
 Matriz extracelular e polissacarídeos da parede celular: síntese de polímero estruturais 
 Glicogênio, amido e sacarose: armazenamento 
 Ribose-5-fosfato: oxidação pela via da pentose-fosfato 
 Piruvato: oxidação por glicólise 
 
Na glicólise uma molécula de glicose é degradada em uma série de reações catalisadas por enzimas para liberar 
duas moléculas de piruvato, contendo cada uma delas três átomos de carbono. Possui duas fases: 
 
Fase Preparatória: é dividida em 5 passos 
 1) A glicose é inicialmente fosforilada no grupo hidroxila em C6 
 2) A D-glicose-6-fosfato assim formada é convertida em D-frutose-6-fosfato a qual é novamente 
fosforilada para liberar D-frutose-1,6-bifosfato 
 3) O ATP é o doador de fosfato nas duas fosforilações 
 4) A frutose-1,6-bifosfato é quebrada para liberar duas moléculas com três carbonos, a 
diidroxiacetona fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato 
 5) A diidroxiacetona fosfato é isomerizada em uma segunda molécula de gliceraldeído-3-fosfato e 
com isso termina a primeira fase da glicólise. 
Na fase preparatória da glicólise a energia do ATP é investida, aumentando o conteúdo de energia livre 
dos intermediários, e as cadeias carbônicas de todas as hexoses metabolizadas são convertidas em um 
produto comum, o gliceraldeído-3-fosfato. 
 
Fase de Pagamento (Compensação): o ganho energético provém da fase de pagamento da glicólise 
 6) Cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato é oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico (não pelo 
ATP) para formar o 1,3-bifosfatoglicerato 
 7-10) 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 e 
também na formação de duas moléculas de NADH por molécula de glicose 
 
Durante a glicólise parte da energia existente na molécula de glicose é conservada nas moléculas de ATP, 
enquanto maior parte permanece nas moléculas do produto, o piruvato. A equação global final para a glicólise 
é: 
 
 
 
Para cada molécula de glicose degradada até piruvato, duas moléculas de ATP são geradas aprtir de ADP e Pi 
 
Aprofundamento nos passos da glicólise: 
1. Fosforilação da glicose: é catalisada por uma hexoquinase 
Para ser ativa, a hexoquinase requer Mg2+ por que o verdadeiro substrato da enzima não é ATP e sim o complexo 
MgATP2-. A hexoquinase está presente em todos os tipos de células. A hexoquinase IV (glicoquinase) é uma enzima 
indutiva presente em células parenquimais hepáticas e nas ilhotas pancreáticas. 
 
2. Conversão da glicose-6-fosfato em frutose-6-fosfato: 
A enzima fosfoexose isomerase (fosfoglicose isomerase) catalisa a isomerização reversível de uma aldose, a glicose-
6-fosfato em uma cetose, a frutose-6-fosfato. 
 
3. Fosforilação da frutose-6-fosfato em frutose-1,6-bifosfato: 
É catalisada pela fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) que catalisa a formação da frutose-2,6-bifosfato a partir da frutose-6-
fosfato. A PFK-1 é uma enzima reguladora da glicólise e sua atividade é aumentada sempre que o suprimento de 
ATP da célula se torna baixo ou quando existe um excesso dos produtos da hidrólise do ATP, ADP e AMP. Essa 
enzima é inibida quando a célula tem amplo suprimento de ATP. 
 
 
 
4. Clivagem da frutose-1,6-bifosfato: 
A enzima frutose-1,6-bifosfato aldolase catalisa a reação. A frutose-1,6-bifosfato é quebrada para liberar duas 
trioses fosfato diferentes, o gliceraldeído-3-fosfato (uma aldose) e a diidroxiacetona fosfato (uma cetose). 
 
5. A interconversão das trioses fosfato 
 
6. Oxidação do gliceraldeído-3-fosafto em 1,3-bifosfoglierato: 
A reação é catalisada pela 
gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase. 
Esta é a primeira das duas reações 
conservadoras de energia da glicólise 
que eventualmente levam à formação 
de ATP. O receptor de hidrogênio na 
reação é a coenzima NAD+ e a redução 
do NAD+ ocorre pela transferência 
enzimática de um íon hidreto (H-) do 
grupo aldeído do gliceraldeído-3-
fosfato para o anel do NAD+ para 
liberar a coenzima reduz a NADH. 
Como as células contêm quantidades 
limitadas de NAD+ caso o NADH não 
fosse reoxidado continuamente, a 
glicólise logo se deteria por falta de 
NAD+. 
 
7. Transferência do fosfato do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP: 
A enzima fosfoglicerato quinase transfere o grupo fosfato de alta energia do grupo carboxila do 1,3-bifosfoglicerato 
para o ADP, formando ATP e 3-fosfoglicerato. 
 
8. Conversão do 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato: 
A enzima fosfoglicerato mutase catalisa a transferência reversível do grupo fosforil, formando 2-fosfoglicerato. 
 
9. Desidratação do 2-fosfoglicerato para fosfoenolpiruvato: 
Desidratação catalisada pela enzima enolase. O 2-fosfoglicerato é desidratado formando uma molécula de água e 
fosfoenolpiruvato (PEP), um composto altamente energético. 
 
10. Transferência do grupo fosforil do fosfoenolpiruvato para o ADP: 
É o último passo na glicólise é a transferência do grupo fosforil do fosfoenolpiruvato para o ADP, catalisada pela 
piruvato quinase. 
 
Regulação: 
O rendimento em ATP da glicólise sob condições anaeróbicas (2 ATP por molécula de glicose) é muito menor que o 
obtido na oxidação completa da glicose até CO2 e H2O sob condições aeróbicas (30 ou 32 ATP por molécula de 
glicose). Portanto, para produzir a mesma quantidade de ATP é necessário consumir perto de 8 vezes mais glicose 
em condições anaeróbicas do que nas condições aeróbicas. O fluxo de glicose através da via glicolítica é regulado 
para manter constante a concentração de ATP. A fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) e a piruvato quinase são as enzimas 
reguladoras. 
1) Hexoquinase: em músculo, inibida por seu produto glicose-6-fosfato (inibição aloestérica) 
 Isozima de hexoquinase no fígado é hexoquinase D ou glicoquinase que tem baixa afinidade para glicose 
 
2) Piruvato quinase: inibição aloestérica pelo ATP, diminuindo sua afinidade para fosfoenolpiruvato. Piruvato 
quinase é também inibida pela acetil-CoA e por ácidos graxos 
 Inibida pela alanina 
 Ativada pelo frutose-1,6-bisfosfato 
 
3) Fosfofrutoquinase: inibida aloestéricamente por ATP, citrato, fosfoenolpiruvato. Ativada aloestéricamente pela 
AMP, ADP, frutose-6-fosfato e frutose-2,6-bisfosfato 
 Frutose-2,6-bisfosfato é produzido pela Fosfofrutoquinase-2 (PFK2) 
 
Destino do Piruvato em condições 
aeróbicas e anaeróbicas: 
Em condições aeróbicas, o 
piruvato é oxidado a acetato, que 
entra no ciclo do ácido cítrico e é 
oxidado até CO2 e H2O. O NADH 
formado pela desidrogenase do 
gliceraldeído-3-fosfato é reoxidado 
a NAD+ pela passagem de seus 
elétrons ao O2 no processo da 
respiração mitocondrial. O NAD+ 
precisa ser regenerado por meio 
de outras reações, senão a célula 
fica sem receptor de elétron para 
a oxidação do gliceraldeído-3-
fosfato e as reações liberadoras de 
energia cessariam. Durante a 
glicólise anaeróbica pela 
transferência de elétrons do NADH 
forma-se um produto final 
reduzido, como o lactato e o 
etanol. 
 
4. Ciclo do Ácido Cítrico (Ciclo de Krebs): 
Ocorre na matriz mitocondrial há geração de energia (ATP) e oxidação de coenzimas (NADH, FADH2, GTP) 
A respiração celular ocorre em três estágios: no primeiro as moléculas de glicose, ácido graxo ou aminoácidos são 
oxidadas para liberar o acetil-coenzima A. No segundo o acetil-CoA é introduzido no ciclo do ácido cítrico o qual o 
oxida enzimaticamente até CO2. A energia liberada pela oxidação é conservada, nos transportadores de elétrons 
reduzidos, NADH e FADH2. No terceiro estágio essas coenzimas reduzidas são oxidadas, desfazendo-se de prótons e 
elétrons. Os elétrons são conduzidos ao longo de uma cadeia transportadora de elétrons, conhecida como cadeia 
respiratória, até o O2, no qual se reduz 
para formar H2O. Durante esse processo 
de transferência de elétrons, uma 
grande quantidade de energia é liberada 
e conservada na forma de ATP, por meio 
do processo de fosforilação oxidativa. 
 
Oxidação do piruvato a acetil-CoA e 
CO2: 
A reação completa catalisada pelo 
complexo da piruvato desidrogenase é a 
descarboxilação oxidativa, um processo 
irreversível de oxidação no qual o grupo 
carboxila é removido do piruvato na 
forma de uma molécula de CO2 e os dois 
carbonos remanescentes se tornam o 
grupo acetil do acetil-CoA. O NADH 
formado cede um íon hidreto com dois 
elétrons para a cadeia respiratória que transporta 
esses elétrons até o oxigênio. 
 
Reações do Ciclo do ácido cítrico: 
O acetil-CoA transfere o seu grupo acetil para o 
oxalocetato, para formar um citrato, um composto de 
seis carbonos. O citrato é transformado em isocitrato, 
que que é desidrogenado para formar o -cetoglutarato 
(oxoglutarato). 
O -cetoglutarato perde CO2 e libera o succinato, que é 
convertido em oxaloacetato (com o qual o ciclo se 
iniciou). Assim o axaloacetato está pronto para reagir 
com uma nova molécula de acetil-CoA e iniciar uma 
segunda volta do ciclo. Em uma dessas voltas entra um 
grupo acetil, como acetil-CoA, e saem duas moléculas 
de CO2. 
Etapas: 
1. Formação do citrato: acetil-CoA + oxalacetato  
citrato 
2. Formação do isocitrato via cis-aconitato: citrato 
isocitrato 
3. Oxidação do isocitrato à -cetoglutarato e CO2 (sai 
NADH + H) 
4. Oxidação do -cetoglutarato a succinil-CoA e CO2 (sai 
NADH + H) 
5. Conversão do succinil-CoA em succinato 
6. Oxidação do succinato a fumarato (sai FADH2) 
7. Hidratação do fumarato para produzir malato 
8. Oxidação do malato a oxaloacetato (sai NADH + H) 
 
Reação final: 
Acetil-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + H20  2CO2 + CoA-SH + 3NADH + 3H
+ + 1FADH2 + 1GTP 
 
Reações Anapleróticas: repõem os intermediários do ciclo 
À medida que os intermediários do ciclo do ácido cítrico são removidos para servir de precursores biossintéticos, 
eles são repostos por meio das reações anapleróticas. Quando ociclo está deficiente em oxaloacetato ou em 
qualquer outro intermediário, o piruvato é descarboxilado para produzir oxaloacetato. Sempre que o acetil-CoA 
está presente em excesso ele estimula a reação do piruvato carboxilase para produzir mais oxaloacetato. 
Consequências do funcionamento prejudicado do ciclo do ácido cítrico: 
 Inabilidade de gerar ATP 
 Acúmulo dos precursores 
 Redução da oxidação do piruvato causando acido láctica 
 Falta de oxigênio para aceitar elétrons na cadeia de transporte de elétrons 
 
5. Cadeia Respiratória e Fosforilação Oxidativa: 
 
A cadeia respiratória pode ser chamada, também, de cadeia de transporte de elétrons ou fosforilação oxidativa. 
Durante o processo da cadeia respiratória, ocorre a redução do O2 (aceptor final de elétrons) a H2O. Os elétrons 
utilizados nessa redução vieram do NADH + H+ ou do FADH2. Forma-se, também, um gradiente de concentração de 
prótons H+ e um gradiente de carga. O gradiente de prótons gerado durante a cadeia respiratória será utilizado pela 
enzima ATP-sintase, que vai catalisar a síntese de ATP. É um processo acoplado e acontece na membrana interna da 
mitocôndria. 
 
Agentes Desacopladores: 
Várias substâncias, tais como drogas, venenos, pesticidas, entre outros, agem sobre a mitocôndria interferindo na 
fosforilação oxidativa. Esses agentes foram divididos de acordo com suas ações inibitórias. Por exemplo: eles podem 
agir inibindo a cadeia respiratória, como faz o monóxido de carbono (CO) ou podem agir inibindo a transferência de 
elétrons. As substâncias que acabam com a relação entre a cadeia respiratória e a síntese de ATP são chamadas de 
substâncias desacopladoras. Geralmente essas substâncias são transportadoras de prótons H+, que acabam 
diminuindo a ação da ATP-sintase e diminuindo a síntese de ATP, como acontecem nos compostos termogênicos. 
Reações de transferência de elétrons na mitocôndria: 
A fosforilação oxidativa começa com a entrada de elétrons na cadeia respiratória. Muitos desses elétrons são 
provenientes da ação da desidrogenase que coletam elétrons das vias catabólicas e os canalizam para aceptores 
universais de elétrons (NAD+ e FAD). Nem o NADH e o NADPH podem atravessar a membrana interna da 
mitocôndria, mas os elétrons que elas carregam podem ser lançados através dela. 
Na reação completa catalisada pela cadeia respiratória mitocondrial os elétrons se movem do NADH ou do 
succianto por meio das flavoproteínas, ubiquinona, proteínas ferro-enxofre, citocromo e finalmente para o O2. 
 
Transportadores de elétrons funcionam em complexos: 
Os complexos I e II catalisam a transferência de elétrons para a ubiquinona a partir de dois doadores de elétrons 
diferentes: o NADH (complexo I) e o succinato (complexo II). O complexo III transporta elétrons da ubiquinona até 
o citocromo c e o complexo IV completa a sequência transferindo elétrons do citocromo c para o O2. 
 
NADH (complexo I)  succinato (complexo II)  citocromo c (complexo III)  citocromo oxidase (complexo IV)  
O2 
 
Enzimas dos complexos: 
 Complexo I: ubiquinona oxidorredutase 
 Complexo II: succinato desidrogenase 
 Complexo III: ubiquinona-citocromo c oxidorredutase 
 Complexo IV: citocromo oxidase 
A maior parte da energia é usada para bombear os prótons para fora da matriz. Para cada par de elétrons 
transferidos para o oxigênio, quatro prótons são bombeados para fora pelo complexo I, quatro pelo complexo III e 
dois pelo complexo IV. 
 Complexo I  4H+ 
 Complexo III  4H+ 
 Complexo IV  2H+ 
A energia eletroquímica inerente a essa diferença na concentração de prótons e separação de cargas representa 
uma conservação temporária da maior parte da energia da transferência dos elétrons. A energia armazenada nesse 
gradiente é chamada de força próton motriz, e apresenta dois componentes: a energia potencial química devido à 
diferença na concentração e a energia potencial elétrica que resulta da separação de carga quando um próton se 
move através da membrana. 
 
Síntese de ATP: 
De acordo com o modelo quimiosmótico, a energia eletroquímica inerente da diferença na concentração de prótons 
e da separação de cargas através da membrana mitocondrial interna – a força próton motriz – dirige a síntese de 
ATP à medida que os prótons fluem passivamente de volta para a matriz através de um poro de prótons associado 
à ATP sintase. 
A ATP sintase possui dois domínios funcionais Fo, uma proteína integral de membrana e F1, uma proteína 
periférica de membrana. Apesar do ATP sintase equilibrar o ATP com o ADP + Pi sintetizado de novo, o ATP não 
pode deixar a superfície da enzima na ausência de um gradiente de prótons. É esse gradiente de prótons que ajuda 
a enzima a liberar o ATP formado em sua superfície. Para a síntese contínua de ATP, a enzima deve oscilar entre a 
forma que liga o ATP muito firmemente e a forma que libera o ATP. A F1 mitocondrial apresenta nove subunidades 
de cinco tipos diferentes. Cada uma das três subunidades apresenta um sítio catalítico para a síntese de ATP β 
apresenta sítio catalítico para a síntese de ATP. 
A catálise rotacional é a chave para o mecanismos de mudança de ligação para a síntese de ATP, na qual os três 
sítios ativos da F1 giram catalisando a síntese de ATP. A subunidade γ deve rodar em uma direção quando FoF1 
está sintetizando ATP e na direção oposta quando a enzima está hidrolisando ATP. A disponibilidade de ADP 
controla a velocidade da cadeia de transporte. 
Sistema de Lançadeiras: 
Sabendo-se que a membrana interna não é permeável ao NADH como o NADH gerado pela glicólise, no citoplasma, 
pode ser reoxidado a NAD+ pelo O2 via cadeia respiratória? Sistemas especiais de lançadeiras transportam os 
equivalentes redutores do NADH citosólico para dentro da mitocôndria por uma via indireta. A lançadeira mais ativa 
que funciona nas mitocôndrias do fígado, rim e coração é a lançadeira malato-aspartato. Os equivalentes redutores 
do NADH citosólico são inicialmente transferidos ao oxaloacetato citosólico produzindo malato, pela ação da 
malato desidrogenase citosólica. O malato formado passa através da membrana interna para a matriz, por meio 
do transportador malato-α-cetoglutarato. Na matriz, os equivalentes redutores são passados para o NAD+ pela 
ação da malato desidrogenase matricial, formando NADH. Esse NADH pode então transferir seus elétrons 
diretamente para a cadeia respiratória. 
A lançadeira do glicerol-3-fosfato ocorre no músculo esquelético e no cérebro, e se difere da lançadeira malato-
aspartato pelo fato de ceder os equivalentes redutores do NADH para o complexo III e não para o I, fornecendo 
energia suficiente para sintetizar apenas 1,5 molécilas de ATP para cada elétron. 
 
6. Via das Pentoses: 
 
A via de pentose fosfato é uma via alternativa para o metabolismo da glicose que não resulta na formação de 
ATP. Suas principais funções são a formação de NADPH para a síntese de ácidos graxos e esteroides, assim como a 
síntese de ribose-5-fosfato para a formação de nucleotídeos e ácidos nucleicos. A via de pentoses forma 3 
moléculas de CO2 e três açúcares de cinco carbonos, a partir de 3 moléculas de glicose-6-fosfato. Os açúcares 
serão rearranjados para regenerar duas moléculas de glicose-6-fosfato. A via das pentoses fosfato é realizada por 
todas as células, e as que sofrem múltiplas divisões fazem mais. 
3 glicose + 6NADP
+
  3CO2 + 6NADPH + 2frutose + gliceraldeído + 6H+ 
I) Fase oxidativa: 
A primeira reação da via das pentoses é a oxidação da glicose-6-fosfato pela glicose-6-fosfato-desidrogenase 
(G6PD) para formar 6-fosfoglicona-δ-lactona. O NADP+ é o aceptor de elétrons. Em seguida a 6-fosfoglicona-δ-
lactona é oxidada em 6-fosfogluconato por uma lactonase. A 6-fosfogluconato é oxidada em ribose-5-fosfato, que 
pode se quebrar em xilose-5-fosfato por meio de umaepimerase ou na ribose-5-fosfato, por meio de uma 
isoepimerase. 
Reações: 
 glicose-6-fosfato  6-fosfoglicona-δ-lactona (G6PD) 
 6-fosfoglicona-δ-lactona  6-fosfogluconato (Lactonase) 
 6-fosfogluconato  ribulose-5-fosfato (CO2) 
 ribose-5-fosfato  xilose-5-fosfato (epimerase) ou ribose-5-fosfato (isoepimerase) 
 
II) Fase não oxidativa: 
Na segunda fase, a transcetolase (com TPP como 
cofator) e a transaldolase catalisam a 
interconversão de açúcares de 3, 4, 5, 6, 7 átomos 
de carbono, com a conversão reversível de 6 
pentoses-fosfato a 5 hexoses-fosfato. 
A transcetolase transfere C1 e C3 da xilulose-5-
fosfato para a ribose-5-fosfato formando o produto 
de 7 carbonos sedoeptulose-7-fosfato 
 C5 + C5 transcetolase C3 + C7: 
Xilulose-5-fosfato + Ribose-5-fosfato  
Gliceraldeído-3-fosfato + Sedoeptulose-7-fosfato 
 C3 + C7 transaldolase C6 + C4: 
Gliceraldeído-3-fosfato + Sedoeptulose-7-fosfato  
Eritrose-4-fosfato + Frutose-6-fosfato 
 C4 + C5 transcetolase C6 + C3: 
Eritrose-4-fosfato + Xilulose-5-fosfato  Gliceraldeído-3-fosfato + Frutose-6-fosfato 
Interrelação entre via das pentoses fosfato e reação da glutationa peroxidase no eritrócito: 
Se ocorre excesso de radicais livres na célula, podem ocorrer vários danos aos lipídios, às proteínas e ao DNA. Por 
isso, eles precisam ser degradados. Para que ocorra a quebra do H2O2, a glutationa redutase pega H
+
 do NADPH 
que veio da via das pentoses fosfato e reduz a glutationa. A glutationa reduzida é utilizada pela Glutationa 
Peroxidase para quebrar uma molécula de H2O2, liberando 2 moléculas de H2O. 
Importância da via das pentoses: 
1. Obtenção de potencial redutor: NADPH 
 Utilizado nos processos de biossíntese dos ácidos graxos, colesterol e outros esteroides 
 Necessário para a manutenção da glutationa (antioxidante) em seu estado reduzido (recebe hidrogênio). 
Ela só atua como antioxidante em seu estado reduzido, degradando as substância reativas (peróxido de 
hidrogênio, hidroxilas livres) ou seja, radicais livres que causam o envelhecimento celular (evitando a 
peroxidação dos lipídios da membrana). 
2. Produção de pentoses: ribose-5-fosfato 
 Síntese de nucleotídeos: DNA e RNA 
 Doador de hidrogênio e de elétrons nas reações biossintéticas 
 Manter a glutationa reduzida 
Anemia Hemolítica: é uma doença congênita ou adquirida, causada por uma deficiência enzimática na G6PD 
 Diminui a produção de NADPH e da glutationa reduzida 
 Risco de agressão pelos radicais livres 
 Lise da membrana da hemácia 
 
Regulação da via das pentoses: 
A atividade da via das pentoses vai variar de acordo com tecido, sendo mais intensa em tecidos que ativam ácidos 
graxos ativamente, como é o caso do fígado e do tecido adiposo. As duas desidrogenases que participam da via 
convertem NADP a NADPH e vão ser inibidas competitivamente por NADPH. A utilização da glicose-6-fosfato pela 
via das pentoses ou pela glicólise vai depender das relações ATP/ADP e NADPH/NADP existentes nas células. 
 Quando a relação ATP/ADP é baixa, a glicose vai ser degradada pela via glicolítica, produzindo ATP; não vai 
ocorrer a síntese de ácidos graxos e a relação NADPH/NADP é alta, inibindo a via das pentoses. 
 Mas se a relação ATP/ADP é alta, a via glicolítica fica inibida e a síntese de ácidos graxos é favorecida, 
consumindo NADPH e eliminando a inibição das desidrogenases. 
Portanto quando a carga energética das células é alta, o consumo de glicose-6-fosfato pela via das pentoses é 
favorecida. A via das pentoses é ativa quando as taxas glicêmicas (glicose) são altas; os níveis altos 
de insulina resultantes acarretam, no tecido adiposo, aumento da permeabilidade à glicose e, no fígado, intensa 
síntese de glicocinase. Essas duas condições propiciam a síntese de ácidos graxos, que também é estimulada pela 
insulina. Então: A entrada de Glicose-6-P na via glicolítica ou na via das Pentoses-fosfato é basicamente 
determinada pelas concentrações relativas de NADP+ e NADPH. 
 
7. Radicais Livres: 
São substâncias altamente reativas, produzidas em condições fisiológicas e patológicas, que apresentam em sua 
última camada eletrônica, orbitais com elétrons não pareados. 
 ROS: Espécies reativas do oxigênio 
 RNOS: Espécies reativas do oxigênio e Nitrogênio 
 Estresse oxidativo: ocorre quando a taxa de produção de ROS e RNOS ultrapassa a taxa de remoção por 
mecanismos de defesa celular (enzimas e antioxidantes) 
 
8. Controle da Glicemia: regulação da glicogenólise e da gliconeogênese 
Glicogênio: é armazenado no músculo e no fígado na forma de grandes partículas. Dentro das partículas estão 
enzimas que metabolizam o glicogênio, bem como enzimas reguladoras. 
 Ligações α-1,4 e α-1,6 
 Tem como iniciador a glicogenina 
 Sua glicose ativada é a UDP-glicose 
 Enzimas: α-1,4: glicogênio sintase e α-1,6: enzima ramificada 
Função: 
o Fígado: homeostasia da glicose 
o Tecido Muscular 
 Fornecimento de energia para o exercício 
 Manutenção da glicemia (Indiretamente): em situações de jejum 
prolongado 
 
Glicogênese: corresponde ao processo de síntese de glicogênio no fígado e músculos, no qual moléculas 
de glicose são adicionadas à cadeia do glicogênio. Este processo é ativado pela insulina em resposta aos altos níveis 
de glicose sangüínea. 
 O primeiro passo envolve a síntese de glicose-1-fosfato e UTP: 
 Glicose glicose-6-fosfatoglicose-1-fosfatoUDP-glicose 
 Glicogenina: é responsável pela síntese do iniciador 
 Glicogenina + UDP-glicoseadição de glicose (8 moléculas de glicose unidas) 
 
Quando a concentração de glicose circulante vinda da alimentação diminui, o glicogênio hepático e muscular é 
degradado (num processo que se chama glicogenólise fazendo com que a glicemia volte a valores normais). Mas, 
pode ser que este suprimento de glicose não é sempre suficiente; entre as refeições e durante longos jejuns, ou 
após exercícios vigorosos, o glicogênio é consumido, situação que também ocorre quando há deficiência do 
suprimento de glicose pela dieta ou por dificuldade na absorção pelas células. Nessas situações, os organismos 
necessitam de um método para sintetizar glicose a partir de precursores não-carboidratos. Isso é realizado pela via 
chamada gliconeogênese, a qual converte piruvato e compostos relacionados de três e quatro carbonos em 
glicose. 
As modificações que ocorrem no metabolismo da glicose durante a mudança do estado alimentado para o estado 
de jejum são reguladas pelos hormônios glucagon e insulina. A insulina está elevada no estado alimentado, e o 
glucagon se eleva durante o jejum. A insulina estimula o transporte de glicose para certas células, tais como as dos 
músculos e tecido adiposo, e também altera a atividade de enzimas chave que regulam o metabolismo, estimulando 
o armazenamento de combustível. O glucagon faz o efeito contrário da insulina, estimulando a liberação dos 
combustíveis armazenados e a conversão de lactato, aminoácidos e glicerol em glicose. 
Glicogenólise: é a degradação de glicogênio realizada através da retirada sucessiva de moléculas de glicose. 
A degradação do glicogênio ocorre em 3 etapas: 
 Glicogênio fosforilase 
 Enzima desramificadora 
 Fosfoglicomutase 
 
Etapas: 
1. Glicogênio Fosforilase: quebra as ligações glicosídicas do tipo α-1,4 Glicogênio  Glicose-1-fosfato 
 
2. Enzima Desramificadora: quebra as ligações glicosídicas do tipo α-1,6 Glicose-1-fosfato  Glicose 
3. Fosfoglicomutase: transfere um grupo fosforil Glicose-1-fosfato  Glicose-6-fosfato 
 
Regulação da Glicogenólise: GLICOGÊNIO FOSFORILASE (forma ativa) 
Tanto a adrenalina (miócitos) como o glucagon (hepatócitos) ligam-se a receptores específicos de superfície que 
ativam uma proteína de ligação a GTP, que eleva a concentração deAMPc, o que ativa a proteína quinase A (PKA). 
Isto inicia uma cascata de fosforilações: a PKA ativa a FOSFORILASE-QUINASE que capta os íons cálcio proveniente 
do impulso nervoso da contração muscular e ativa a GLICOGÊNIO-FOSFORILASE. A degradação do glicogênio 
decorrente fornece glicose, que no miócito pode suprir o ATP (via glicólise) para a contração muscular e no 
hepatócito é liberada para o sangue para se opor á glicose sanguínea baixa. 
Gliconeogênese: é a rota pela qual é produzida glicose a partir 
de compostos não-carboidratos, sendo a maior parte deste 
processo realizado no fígado (principalmente sob condições de 
jejum). Em humanos, os principais precursores 
são: lactato, glicerol e aminoácidos, principalmente alanina. 
Exceto por três sequências específicas (Piruvato para PEP, 
Frutose1.6-bifosfato para frutose-6-p, Glicose-6-p para glicose), 
as reações da gliconeogênese são inversas às da glicólise. 
 
 1° desvio: Dentro da mitocôndria, a piruvato-
carboxilase catalisa a formação de oxalacetato a partir de ATP e 
CO2, liberando ADP + Pi. A partir daí, pode-se tomar 2 caminhos: 
a) Ação da PEP-carboxilase (PEPCK) mitocondrial, formando 
fosfoenolpiruvato a partir de GTP, e liberando GDP + CO2. 
b) Redução do oxalacetato para produção de malato, ganhando 
dois H. O malato, por sua vez, irá sair da mitocôndria e será 
oxidado, perdendo 2 H e voltando a ser oxalacetato. Este 
oxalacetato sofrerá ação da PEP-carboxilase citosólica, que o 
transformará em fosfoenolpiruvato. 
O caminho a ser tomado depende da concentração de NADH 
citosólico. Se for alta, a via b é inibida, pois causa acúmulo de 
produtos (malato e oxalacetato). O piruvato então toma a via a, 
transformando-se em fosfoenolpiruvato ainda dentro da 
mitocôndria. Caso a concentração de NADH no citosol seja baixa, 
acontece o contrário, e a via b é estimulada por falta de 
produtos. 
 2º desvio: No citosol, a frutose-1,6-bifosfato é 
hidrolisada pela frutose-1,6-bifosfatase, liberando um Pi e 
formando frutose-6-fosfato, que logo em seguida será 
isomerizada a glicose-6-fosfato pela fosfoglicose-isomerase. 
 3º desvio: Nesta etapa faz-se a conversão de glicose-6-
fosfato em glicose. O grupo fosfato ligado ao carbono 6 da 
glicose-6-fosfato sofre hidrólise catalisada pela glicose-6-
fosfatase. O produto dessa reação é a glicose não fosforilada 
que, assim, pode atravessar a membrana plasmática. A enzima 
glicose-6-fosfatase só ocorre no fígado e rins. 
 
Regulação de Glicólise e da Gliconeogênese: a regulação 
hormonal de glicólise e da gliconeogênese é mediada pela 
frutose-2,6-bifosfato, um efetor alostérico das enzimas PFK-1 (fosfofrutoquinase 1) e FBPase-1 (frutose-1,6-
bifosfatase 1). 
Ativação da Gliconeogênese: 
glicose↓  glicagina ↑  AMPc↑  PKA↑  enzima bifuncional fosforilada  frutose-2,6- bisfosfatase↑  
frutose-2,6-bisfosfato↓  frutose-1,6-bisfosfátase↑  gliconeogénese↑ A ativação de uma cínase (PKA) pela 
glicagina vai ativar duas fosfatases (frutose-2,6 e frutose-1,6- bisfosfátase). A correção homeostática da 
hipoglicemia envolve a ativação da gliconeogênese. 
Ativação da Glicólise: 
glicose↑  insulina↑  fosfatase da enzima bifuncional↑  enzima bifuncional desfosforilada  quinase 2 da 
frutose-6-fosfato↑  frutose-2,6-bisfosfato↑  quinase 1 da frutose-6-fosfato↑  glicólise↑ A ativação de uma 
fosfatase (a fosfatase que desfosforila a enzima bifuncional) pela insulina vai ativar duas quinases (as quinases 2 e 1 
da frutose-6-fosfato). A correção homeostática da hiperglicemia envolve a ativação da glicólise hepática. 
Efeitos do álcool: 
O consumo de álcool (etanol) pode causar hipoglicemia. Essa condição resulta dos efeitos inibidores 
do álcool sobre a gliconeogênese causado pelo NADH produzido durante o metabolismo do álcool. 
O etanol é convertido em acetaldeído (CH3CHO). O excesso de NADH no citosol reduz a 
gliconeogênese, pois desloca o equilíbrio das reações catalisadas pela lactato-desidrogenase e 
malato-desidrogenase, nas direções de formação do lactato e malato, respectivamente. Os NADH 
deveriam ser transportados para a mitocôndria pelo circuito malato-aspartato, mas o fígado não 
consegue fazê-lo na velocidade suficiente para evitar distúrbios metabólitos. O NADH excedente 
bloqueia a conversão do lactato a glicose provocando hipoglicemia e também promove a 
conversão da alanina em lactato, resultando em acúmulo desse último no sangue (acidose láctica). A 
substância que ocasiona lesões ao nível do hepatócito, não é o álcool e sim o produto de sua 
degradação, o acetaldeído.