Glicolise resumo

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Glicólise 
 
A glicólise e a sequência metabólica de varias reações enzimáticas, em que a glicose é 
oxidada produzindo duas moléculas de piruvato e dois equivalentes reduzidos de NAD+, que ao 
introduzirem-se na cadeia respiratória, produzirão duas moléculas de ATP. A glicose é o principal 
carboidrato em nossa dieta e é o açúcar que circula no sangue para assegurar que todas as células 
tenham suporte energético contínuo. O cérebro utiliza quase exclusivamente glicose como 
combustível. A oxidação de glicose a piruvato gera ATP pela fosforilação (a transferência de fosfato 
de intermediários de alta energia da via do ADP) a nível de substrato e NADH. Subsequentemente, 
piruvato pode ser oxidado a CO2 no ciclo de Krebs e ATP gerado pela transferência de elétrons ao 
oxigênio na fosforilação oxidativa. Entretanto, se o piruvato e o NADH gerados na glicólise forem 
convertidos a lactato (glicólise anaeróbica), ATP pode ser gerado na ausência de oxigênio, através da 
fosforilação a nível de substrato. A glicólise é uma rota central quase universal do catabolismo da 
glicose, a rota com o maior fluxo de carbono na maioria das células. A quebra glicolítica de glicose 
é a única fonte de energia metabólica em alguns tecidos de mamíferos e tipos celulares (hemácias, 
medula renal, cérebro e esperma, por exemplo). Alguns tecidos de plantas que são diferenciados 
para armazenar amido (como os tubérculos da batata) e algumas plantas aquáticas derivam a maior 
parte de sua energia da glicólise; muitos microorganismos anaeróbicos são inteiramente dependentes 
da glicólise. A concentração de glicose na corrente sanguínea é mantida a níveis sensivelmente 
constantes. A glicose entra nas células por difusão facilitada. Este processo não permite a 
acumulação na célula de concentrações de glicose superiores às existentes no sangue, 
consequentemente tem de manter glicose em seu interior, sendo realizado por modificação química 
da glicose pela enzima hexoquinase: Os intermediários da glicólise são fosforilados 
 
 Para não permitir que os intermediários deixem a célula 
 Para conservar a energia liberada pelas reações 
 Para reconhecimento e posicionamento dos substratos no sítio ativo das enzimas. 
 
 
 
 A membrana celular é impermeável à glicose-6-fosfato, que pode por isso ser acumulada na 
célula. A glicose-6-fosfato será utilizada na síntese do glicogênio (uma forma de armazenamento de 
glicose), para produzir outros compostos de carbono na via das pentoses fosfato, ou degradada para 
produzir energia - glicólise. 
 
Seqüência da Glicólise: 
A quebra dos seis carbonos da glicose em duas moléculas de piruvato com três carbonos 
ocorre em dez passos; os primeiros cinco dos quais constituem a fase preparatória (fase de 
investimento) e os cinco seguintes, a fase de geração de ATP (fase de rendimento). 
Fase de Investimento/Preparatória 
1ª Etapa: Hexocinase 
Fosforilação da glucose. 
 A primeira etapa da glicólise consiste na fosforilação da glucose, em glucose-6-fosfato, em 
presença de ATP e da enzima hexoquinase que atua tendo como cofactor, o ion Mg2+. O fosfato do 
ATP vai para a glicose 
 
2ª Etapa: fosfo-hexose-isomerase 
Isomerização da glicose. 
Neste segundo passo, a glicose-6-fosfato sofre catalise reversível da enzima fosfoexose 
isomerase, transformando-se em frutose-6-fosfato. 
 
 
 
3ª Etapa. Fosfofrutoquinase 1 
 
Fosfofrutoquinase: 
 Enzima fosfofruquinase-1 catalisa a transferência de um grupo fosfato do ATP para a frutose-
6-fosfato para liberar a frutose-1,6-difosfato, sendo essa uma reação irreversível a nível celular. É 
uma via comprometida, ou seja, garante que as outras vias vão acontecer. É estimulada por AMP e 
frutose-2,6-bifosfato. É o principal sitio de regulação glicolítica 
 
 
Hexocinase é inibida pelo 
produto da reação, G6P. 
Fosfofruto-cinase 1 catalisa a 
reação limitante da glicólise; 
 É inibida por ATP e 
citrato; 
 É estimulada por AMP 
e frutose-2,6-bifosfato 
 
4ª Etapa: Aldolase 
Clivagem da frutose-1,6-difosfato em duas trioses. 
 A frutose-1,6-difosfato é quebrada para liberar duas trioses fosfato diferentes, o 
gliceraldeído-3-fosfato, uma aldose e a dihidroxiacetona fosfato, uma cetose. 
 
 
5ª Etapa: Triose-fosfato-isomerase 
Oxidação do gliceraldeído-3-fosfato: 
 Esta etapa encerra a única oxidação que ocorre durante a glicólise. Realiza em presença de 
fosfato inorgânico e é catalisada por uma desidrogenase que tem a NAD+ como cofactor. Durante a 
etapa, a energia libertada pela oxidação é transferida para a formação de uma nova ligação fosfato, 
rica em energia. Apenas uma das trioses fosfato formada pela aldose (gliceraldeído-3-fosfato) pode 
ser diretamente degradada nos passos subseqüentes da glicólise. Já o produto dihidroxiacetona 
fosfato, é rápida e reversivelmente convertida em gliceraldeído-3-fosfato pela quinta enzima da 
seqüência glicolítica a triose fosfato isomerase. Esta reação encerra a fase preparatória da glicólise 
 
 
 
 Fase de rendimento/compensação 
 
6ª Etapa : gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase 
Oxidação do gliceraldeído-3-fosfato em 1,3-difosfoglicerato. 
 Este e o primeiro passo da fase de rendimento da glicólise, onde ocorre a conversão do 
gliceraldeído-3-fosfato em 1,3-difosfoglicerato, catalisado pelo gliceraldeído-3-fosfato 
desidrogenase. É a primeira das duas reações conservadoras de energia da glicólise e que leva à 
formação de ATP. O grupo aldeído do gliceraldeído-3-fosfato é desidrogenado em um anidrido de 
ácido carboxílico como o ácido fosfórico, o acilfosfato. O receptor do hidrogênio é a coenzima 
NAD+ (forma oxidada da nicotinamina adenina dinucleotídeo). A redução do NAD+ ocorre pela 
transferência enzimática de um íon hidreto (H-) do grupo aldeído para liberar a coenzima reduzida 
NADH. Este, por sua vez, precisa ser reoxidado até NAD+, pois as células possuem um número 
limitado de NAD+. 
 
7ª etapa:. Fosfoglicerato-cinase 
Transferência do fosfato do 1,3-difosfoglicerato para o ADP . 
 
 A enzima fosfogliceratoquinase transfere o grupo fosfato de alta energia do grupo carboxila 
do 1,3-biofosfoglicerato para o ADP, formando ATP e 3-fosfoglicerato. É irreversível nas condições 
celulares. Fosforilação a nível de substrato 
 
 
 
 
8ª Etapa: fosfoglicerato-mutase 
Conversão do 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato. 
 A enzima fosfoglicerato mutase catalisa a transferência reversível do grupo fosfato entre C-2 
e C-3 do glicerato. O íon Mg+2 é essencial para esta reação. Fosforilação a nível de substrato. 
 
9ª Etapa: Enolase 
Desidratação do 2-fosfoglicerato para fosfoenolpiruvato . 
 A segunda reação glicolítica que gera um composto com alto potencial de transferência de 
grupo fosfato é catalisado pela enolase. Essa enzima promove a remoção reversível de uma 
molécula de água do 2-fofoglicerato para liberar fosfoenolpiruvato. A célula precisa do P cetônico 
 
10ª Etapa: Piruvato-cinase 
Transferência do grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP . 
 O último passo na glicólise é a transferência do grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para o 
ADP, catalisada pelo piruvato quinase. Nesta reação, a fosforilação em nível do substrato, o produto 
piruvato aparece primeiro na sua forma enol. Entretanto, esta forma tautomeriza-se rapidamente 
para liberar a forma ceto do piruvato, forma que predomina em pH 7,0. Essa reação é irreversível 
em condições intracelulares. Estimulada por f-1,6-bifosfato e inibida por alanina e ATP 
 
 
 
 
 Em resumo, no decurso da glicólise, por cada molécula de glucose, são produzidas duas 
moléculas de ácido pirúvico. No início do processo, foiinvestida energia (consumiram-se 2 ATP). 
No final do processo recuperou-se energia sob a forma de 4 ATP. O saldo é pois de 2ATP e 2 NADH 
por molécula de glucose. 
 Esquema das 10 etapas da quebra e formação de ATP a partir da glicose resultando no 
acido pirúvico. 
 
Energia envolvida 
Conversão de Glicose em 
Piruvato ∆G0 = -146 Kj/mol 
 
Formação de 2 ATP a partir 
de 2 ADP e 2 Pi ∆G0 = 61 
Kj/mol 
 
Saldo: ∆G0 = -85 Kj/mol 
 
Oxidação completa da 
Glicose: ∆G0 = -2.840 
Kj/mol 
 
As moléculas de piruvato 
conservam a maior parte da 
energia potencial química 
existente na molécula de 
glicose