1 Via glicolítica + Regulação Bioquímica II

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Metabolismo de 
Carboidratos 
Via glicolítica 
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PRINCIPAIS VIAS DE UTILIZAÇÃO DA 
GLICOSE 
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GLICÓLISE 
•A glicose ocupa uma 
posição central no 
metabolismo de 
plantas, animais e 
microrganismos: Bom 
combustível, fácil 
armazenamento e 
precursor versátil ; 
•A glicólise é o centro 
do metabolismo dos 
carboidratos  
utilizado por todas as 
células  
Fornecimento de ATP e 
outros intermediários 
para outras vias 
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Principais vias de metabolização da glicose nos diferentes 
órgãos e tecidos 
Hemácias Cérebro 
Tecido 
Muscular e 
cardíaco 
Tecido 
Adiposo 
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Principais vias de metabolização da glicose nos 
diferentes órgãos e tecidos 
Tecido Hepático 
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Expressão Tecidual dos Transportadores de Glicose 
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A insulina estimula a captação de glicose pelo tecidos adiposo e 
muscular por induzir aumento de transportadores de glicose 
(GLUT4) na membrana plasmática 
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Reações da 
Via Glicolítica 
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A glicólise pode-se processar de duas formas: 
•Glicólise Aeróbia: oxidação completa da glicose a piruvato  Acetil-
CoA ciclo de Krebs  Cadeia Respiratória (O2) CO2 e H2O; 
•Glicólise Anaeróbia: caminho alternativo de oxidação, sem 
participação do O2 (Fermentação Láctica e Alcoólica)  glicólise 
contínua 
•FERMENTAÇÕES LÁCTICA; 
•FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA. 
 
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A via glicolítica pode ser 
dividida em duas Fases 
 
Fase Preparatória: 5 primeiras 
reações, gasto de 2 ATPs para 
“ativação da Glicose”  
intermediários Fosforilados  
G intermediários; 
 
Fase de Pagamento: ganho 
energético na forma de 4 ATPs 
e um NADH + H+ 
 Saldo Líquido: 2 ATPs + 
2 NADH 
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Variação de Energia Livre da Via 
glicolítica em eritrócitos 
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Arsenato impede a síntese 
líquida de ATP sem inibição 
da glicólise 
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Destinos alternativos do Piruvato 
Fermentação 
Láctica 
Fermentação 
Alcoólica 
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Fermentação láctica 
• A fermentação láctica ocorre nos músculos esqueléticos quando é 
necessária contração rápida sob baixa disponibilidade de oxigênio 
(hipoxia); 
•O NADH não pode ser reoxidado a NAD+ nessas condições  
portanto o piruvato é convertido a Lactato, com regeneração de 
NADH a NAD+ 
 
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Fermentação láctica: 
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Atletas, crocodilos e celacantos  
glicólise em condições limite de oxigênio 
•Atletas velocistas 
conseguem se “recompor” em 
cerca de 8 minutos após uma 
corrida de 100m  reservas 
de glicogênio muscular; 
•Os crocodilos precisam de 
várias horas de 
“recomposição” após 
períodos de atividade intensa 
 reciclagem do lactato; 
•Os celacantos (“fóssil vivo”) 
vivem em profundidades 
muito altas (4000m)  
metabolismo essencialmente 
anaeróbio 
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Fermentação láctica: 
•Os eritrócitos só dispõem da fermentação láctica como 
forma de obtenção de energia  não possuem mitocôndrias; 
•Após ciclos de fermentação láctica, os músculos esqueléticos 
precisam eliminar o ácido láctico produzido  o acúmulo 
desse ácido pode causar dor e fadiga; 
•Ciclo de Cori: reciclagem do Lactato a glicose 
 
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Fermentação Alcoólica 
• Leveduras e outros organismos podem fermentar a 
glicose com produção de etanol e CO2; 
• A fermentação se processa em duas etapas: 
– Descarboxilação do piruvato a acetaldeído; 
– Redução do Acetaldeído a etanol. 
 
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Fermentação Alcoólica 
Etanol 
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Tratamento do alcoolismo crônico 
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Via glicolítica: 
 Produção de 2 (NADH + H+) citossólicos 
 por unidade de glicose. 
 
Como os eletróns dessas coenzimas são 
encaminhados para a CR-FO, se o complexo I 
(NADH desidrogenase) está na membrana 
mitocondrial interna e não há transportador 
específico para NADH? 
 
 
 Lançadeiras de NADH 
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Lançadeiras de NADH – Malato-aspartato 
Malato 
desidrogenase 
Citossólica 
Malato 
desidrogenase 
Mitocondrial 
Aspartato Amino 
transferase Mitocondrial 
Aspartato Amino 
transferase citossólica 
Dicarboxilato translocase Aspartato-Glutamato 
translocase 
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Lançadeiras de NADH – Gliceraldeído-3P 
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Como 3H+ 1ATP, então: 
1 (NADH + H+)  2,5 ATP (3) 
1 FADH2  1,5 ATP (2) 
1(NADH +H+) + 10H+N + 1/2O2  NAD
+ + 10H+P + H2O 
1FADH2 + 6H
+
N + 1/2O2  NAD
+ + 6H+P + H2O 
4 
4 4 
4 2 
2 
Cadeia respiratória 
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Saldo de ATP e de coenzimas reduzidas na 
oxidação aeróbia de uma molécula de glicose 
Regulação da Via 
Glicolítica 
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Regulação da 
via Glicolítica 
• Regulação por 
modulação alostérica; 
• Regulação hormonal: 
• Regulação por 
modificação 
covalente; 
• Regulação da 
expressão gênica 
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Via de 
Sinalização 
do 
Glucagon e 
Adrenalina 
Via de 
Sinalização 
da Insulina 
Para a sinalização de 
Adrenalina e Glucagon o 
segundo mensageiro 
formado é o AMPc  
ativação da Proteína Kinase 
A (PKA)  fosforilação de 
outras enzimas 
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Regulação alóstérica geral 
da Via Glicolítica 
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• 1ª reação: etapa irreversível catalisada pelas 
isoenzimas da HEXOQUINASE 
• Isoenzimas: enzimas que catalisam a 
mesma reação, mas apresentam formas 
moleculares diferentes (possuem 
homologia mas não possuem genes 
idênticos)  normalmente diferem em 
suas propriedades cinéticas  
regulações diferenciadas 
 
• Em humanos existem 4 isoenzimas da 
hexoquinase (I a IV): 
• Hexoquinase I, II,III  são 
moduladas negativamete pelo produto 
Glicose-6-P  elevação da [glicose] 
 inibição temporária e reversível 
para o equilíbrio de 
formação/utilização de Glicose-6-P. 
 
I, II e III 
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• Hexoquinase IV ou 
Glicoquinase (FÍGADO): 
Km  menor afinidade; 
•Hexoquinase (I, II e III): Km 
 maior afinidade. 
 Isoenzimas diferentes 
para funções diferentes 
no metabolismo da 
glicose: 
Fígado: mantem a 
homeostasia da glicose 
sanguínea (produzindo ou 
consumindo glicose para 
sintetizar glicogênio); 
Outros tecidos: 
consumir a glicose para 
produção de energia 
• Regulação cinética da HEXOQUINASE IV ou GLICOQUINASE 
Concentração 
plasmática de glicose 
no jejum 
Outros 
tecidos 
Fígado 
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• Regulação da HEXOQUINASE IV (fígado) – “sequestro no 
núcleo”) 
Fígado, rins e Ilhotas, 
não dependente de 
insulina (Kt) 
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Regulação na 3ª etapa irreversível da via glicolítica: 
Fosfofrutoquinase 1 (PFK-1): passo limitante da via glicolítica  
passo que compromete a célula com a metabolização da glicose. 
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Regulação Hormonal/alostérica da Fosfofrutoquinase 1 (PFK-1) 
Insulina e Xilulose-5P ativam a 
fosfoproteína-fosfatase 2A, além de... 
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•Regulação na 10ª etapa da glicólise: Piruvato quinase 
•A piruvato quinase 
também possui 
isoenzimas diferentes: 
Forma L no fígado 
Forma M no 
músculo 
Ambas são reguladas 
de forma alóstérica 
 
•Somente a forma L 
(hepática) é regulada de 
forma hormonal 
•Formas mutantes de Piruvato quinase e outras enzimas glicolíticas  
anemias hemolíticas  eritrócitos são dependentes de via glicolítica 
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•Formas mutantes de Piruvato quinase e outras enzimas glicolíticas 
anemias hemolíticas  eritrócitos são dependentes de via glicolítica 
Regulação hormonal da Piruvato quinase Hepática 
(Forma L) 
• Glucagon ativa a PKA fosforilando a 
Piruvato quinase (PK) inativando-a; 
• Baixas quantidades de glucagon e 
presença de insulina ocorre ativação 
da Fosfo-proteínafostase 2A que 
desfosforila a PK, ativando-a. 
 
Essa regulação impede que o 
fígado degrade glicose pela 
glicólise quando esta estiver baixa 
no sangue  assim o fígado irá 
exportar glicose 
 
 A isoenzima muscular (PK M) não é 
sensível a esse mecanismo de 
regulação 
 
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Regulação Gênica da Via glicolítica – Ações da Insulina 
•Um fator de transcrição 
importante para o metabolismo 
de carboidratos é a proteína de 
ligação ao elemento de 
resposta aos carboidratos 
(ChREBP)  expresso em 
fígado, tecido adiposo e rins 
• A insulina e a xilulose-5P 
ativam a Fosfoproteína-
fosfatase 2ª  coordenação 
da síntese de enzimas 
necessárias para síntese de 
carboidratos e gorduras 
• O glucagon atua de forma 
antagônica 
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Regulação Gênica da Via glicolítica – Ações da Insulina