Metabolismo de Carboidratos Glicólise

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Metabolismo
- Metabolismo de Carboidrato
- Metabolismo de Lipídeos
- Metabolismo de Proteínas
- Ciclo da Uréia
A Glicolise possui duas fases:
- A Fase Preparatória - onde a energia de 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.
- A Fase de Pagamento da Glicolise – cada molécula de gliceraldeído-
3-fosfato é oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico (não pelo 
ATP), para forma 1,3-bisfosfoglicerato (passo 6). Então nas reações 
sequenciais da glicólise, três tipos de transformações químicas são 
particularmente notáveis:
1ª – rompimento do esqueleto carbônico da glicose para produzir 
piruvato;
2ª – fosforilação do ADP para o ATP pelos compostos de fosfato de alta 
energia, formados durante a glicólise, e
3ª - a transferência de um íon hidreto com os seus elétrons para o 
NAD+, formando o NADH 
Resumo das Reações da Glicólise:
1º Passo – Fosforilação – da glicose a glicose-6-fosfato; é uma reação 
endergônica (mas a reação total é exergônica)
Glicose + Pi glicose-6-fosfato + H2O 
ΔGo= 13,8KJ/mol = 3,3 Kcal/mol
A hidrólise do ATP é exergônica:
ATP + H2O ADP + Pi
ΔGo= -30KJ/mol = -7,3Kcal/mol
ΔGototal = 13,8 + ( - 30,5) = - 16,7KJ/mol = - 4,0Kcal/mol
Reação Geral:
Obs.: a glicose-6-fosfato, inibe a atividade da hexoquinase; esse é um 
ponto de controle da via
2º - Passo – Isomerização – da glicose-6-fosfato a frutose-6-fosfato
Requer a enzima fosfoexose quinase ou também conhecida como 
glicosefosfato isomerase, é uma enzima comum que necessita do Mg2+
3º - Passo: Fosforilação – da frutose-6-fosfato gerando a frutose-1,6-
bisfosfato (o ATP é o doador do grupo fosfato).
A Reação Geral:
frutose-6-fosfato + ATP frutose-1,6-bisfosfato + ADP
ΔGo= - 13,8KJ/mol = - 3,3Kcal/mol
Obs.: A fosfofrutoquinase, age como uma enzima reguladora; fazendo 
uma regulação alostérica de retroalimentação (feedback).
- Esta enzima encontra-se no fígado e nos músculos em forma 
ligeiramente diferente – M e L – ( nas células vermelhas do sangue, 
ocorrem ambas M3L; M2L2; ML3 . M4 – nos músculos e L4 – fígado) 
são chamadas de isoenzimas.
- Indivíduos que não tem o gene para a forma M da enzima; podem 
manter a glicólise no fígado, mas sofrem de fraqueza muscular em 
virtude da falta da enzima no músculo.
- O ATP é um efetor alostérico (negativo) nessa reação
4º Passo: Clivagem – neste ponto, a frutose 1,6-bisfosfato quebra-se 
em dois fragmentos de três átomos de carbono. Com auxílio da enzima 
frutose 1,6-fosfato aldolase; chamada simplesmente de aldolase.
5º - Passo – Interconversão das trioses fosfato – a diidroxicetona-
fosfato é rápida e reversivelmente convertido a gliceraldeído – 3 –
fosfato; com auxílio da enzima triose fosfato isomerase.
Obs.:
Esta reação completa a fase preparatória da glicólise, nela a molécula 
da hexose foi fosforilada em C-1 e C-6; então dividida em duas 
moléculas de gliceraldeído – 3 – fosfato .
Outras hexoses como a D-frutose, D-manose e D-galactose; também 
são conversíveis em gliceraldeído-3-fosfato.
A Fase de Pagamento da Glicólise produz ATP e NADH
Lembre-se de que uma molécula de glicose libera duas de 
gliceraldeído-3-fosfato. Na segunda fase da glicólise as duas metades 
da molécula de glicose, seguem a mesma via.
A conversão das duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato em duas 
moléculas de piruvato é acompanhada pela formação de moléculas 
de ATP, formadas a partir de ADP.
Entretanto, o rendimento líquido de ATP, por molécula de glicose
degradada é de apenas dois; porque duas moléculas de ATP, foram 
investidas na fase preparatória da glicólise.
6º Passo – Oxidação (e fosforilação) – passagem do gliceraldeído-3-
fosfato para 1,3-bisfosfoglicerato. A primeira fase de pagamento da 
glicólise é a conversão do gliceraldeído-3-fosfato em 1,3-
bisfosfoglicerato, catalisado pela enzima gliceraldeído-3-fosfato 
desidrogenase
Observando-se a reação acima por partes:
- considera-se a meia-reação de oxidação:
O O
RC + H2O RC + 2H
+ + 2e-
H H
ΔGo= -43,1KJ/mol = -10,2Kcal/mol
- meia-reação de redução:
NAD+ + 2H+ + 2e- NADH + H+
A reação geral de redox:
O O
RC + H2O + NAD
+ RC + NADH + H+
H H
Gliceraldeído-3-fosfato 3-fosfoglicerato
O grupo carboxílico e ácido fosfórico formam um anidrido misto de 
dois ácidos; por meio da perda de água
3-fosfoglicerato + Pi 1,3-bisfosfoglicerato + H2O
ΔGo = 49,3Kj/mol = 11,8Kcal/mol
Reação Geral:
O
RCHO + HOPO3
2- + NAD+ RC – O – PO3
2- + NADH + H+
3-fosfoglicerato + Pi + NAD+ 1,3-bisfosfoglicerato + NADH + H+
As duas reações que formam a reação geral são as seguintes:
1- Oxidação do gliceraldeído-3-fosfato (ΔGo = -43,1Kj/mol = -10,3Kcal/mol)
Gliceraldeído-3-fosfato + NAD+ + H2O 1,3-bisfosfoglicerato + NADH + H
+
2 – fosforilação do 3-fosfoglicerato (ΔGo = 49,3Kj/mol = 11,8Kcal/mol)
3-fosfoglicerato + Pi + H+ 1,3-bisfosfoglicerato + H2O
A Reação Geral não está muito longe do equilíbrio, sendo apenas 
ligeiramente endergônica.
ΔGO geral= ΔG
O
oxidado + ΔG
O
fosforilado
ΔGO geral= (-43,1) + (49,3) Kj/mol 
ΔGO geral = 6,2Kj/mol = 1,5Kcal/mol
7º Passo – Transferência do grupo fosfato do 1,3-bisfosfoglicerato para 
o ADP (fosforilação do ADP à ATP) produzindo 3-fosfoglicerato, com 
auxílio da enzima fosfoglicerato quinase.
Obs.:
- É o 1º ATP produzido através da Via Glicolítica;
- Neste caso o que vai diferenciar a transferência do fosfato para o 
ADP é que ocorre a fosforilação em nível de substrato (ΔGO = -
49,8Kj/mol); enquanto a fosforilação oxidativa; ocorre reações de 
transferências de elétrons, sendo o oxigênio o último aceptor 
deles.(ΔGO =-30,5Kj/mol).
- Duas moléculas de ATP são produzidas para cada molécula de 
glicose; e fazendo o balanceamento onde 2 moléculas de ATP são 
consumidas no início; e com isso fica com a carga zero.
- 8º Passo – Isomerização – Conversão do 3-fosfoglicerato a 2-
fosfoglicerato; com auxílio da enzima fosfoglicerato mutase.
- 9º Passo: Desidratação – do 2-fosfoglicerato para 
fosfoenolpiruvato. A segunda reação glicolítica que gera um 
composto com alto potencial de transferência de grupo fosforil é 
catalisada pela enolase em presença do íon Mg2+. Essa enzima 
promove a remoção reversível de uma molécula de água do 2-
fosfoglicerato para liberar fosfoenolpiruvato.
- 10º Passo: Transferência do grupo fosforil do fosfoenolpiruvato
para o ADP. Catalisada pela enzima piruvato quinase; uma enzima 
que requer K+ e ou Mg2+ ou Mn2+.
Conversão do Piruvato à Acetil – CoA
Um sistema de enzima chamado complexo piruvato-
desidrogenase é responsável pela conversão do piruvato a 
dióxido de carbono e à porção acetila da acetil-CoA. Há um 
grupo – SH na molécula da CoA, ao qual o grupo acetila é ligado. 
Reação Global:
Piruvato + CoA-SH + NAD+ Acetil-CoA + CO2 + H
+ + NADH
ΔGo = -33KJ/mol = -8,0Kcal/mol
- O NADH é reciclado para uso posterior.
Obs.: Três enzimas compõem o complexo piruvato
desidrogenase: a piruvato – desidrogenase; diidrolipoil –
transcetilase e diidrolipoil – desidrogenase. 
A reação acontece em quatro etapas.
As últimas duas enzimas catalisam reações do ácido lipóico.
O ácido lipóico pode agir como um agente oxidante, a 
reação envolvetransferência de hidrogênios. 
Uma outra reação do ácido lipóico é a formação de uma 
ligação tioéster com o grupo acetila, antes de ser 
transferido à CoA.
E1 – piruvato-desidrogenase
E2 – diidrolipoil-transcetilase
E3 – diidrolipoil-desidrogenase
- Primeira Etapa: O piruvato perde CO2 e HETPP (hidroxietil
pirofosfato de tiamina – é um metabólico da Vitamina B1) é 
formado. E esta reação é catalisada pela enzima piruvato-
descarboxilase. 
- Segunda Etapa: o grupo hidroxietil é transferido para o ácido 
lipóico e oxidado para formar acetil diidrolipoamida. E esta 
reação é catalisada pela enzima diidrolipoil-transcetilase.
- Terceira Etapa: o grupo acetil é tranferido para a CoA. Esta 
reação é catalisada pela mesma enzima diidrolipoil-
transcetilase.
- Quarta Etapa: a diidrolipoamida é reoxidada. E esta reação é 
catalisada pela enzima diidrolipoil-desidrogenase.