Glicólise: Transformação de Glicose em Piruvato

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GLICÓLISE
Definição: 
Sequencia de reações que transforma a glicose em piruvato, com a concomitante produção de uma quantidade relativamente pequena de ATP.
Na transformação de 1 molécula de glicose em 2 moléculas de piruvato é gasto 2ATP.
Envolve 10 reações enzimáticas entre elas, causadas por enzimas.
Origina 11 metabólitos (produtos de metabolismo)
Ocorre no citoplasma – dentro da célula.
Conceitos importantes:
Primeira fase: glicólise
Glicose (aldeído): fonte de energia
Alteração de aldeído para acetona: no processo de glicose
Para obter energia
Tudo ocorre na célula
Respiração celular
Transforma glicose em piruvato e produz também 4ATP
2 é lucro e 2 é consumido (ATP)
Piruvato pode seguir 3 caminhos:
1, ser reduzido em etanol
2, ser reduzido em lactato
3, ser oxidado em CO2 e H2O
A glicólise é dividida em 3 estágios:
1 INVESTIMENTO (aprisionamento e desestabilização da glicose)
2 RENDIMENTO (conversão de DHAP em GAP)
3 EXTRAÇÃO – PAGAMENTO (produção de 2 moléculas de ATP em 2 moléculas de NADH)
ESTÁGIO 1 – INVESTIMENTO
Aprisionamento da glicólise, pois possui cargas elétricas diferentes, o que pode acarretar na saída dela da célula;
Glicose transformada em frutose, transforma para aprisionar e fazer o processo através das reações enzimáticas;
Enzima específica, uma enzima para agir em cada lugar diferente
1ª REAÇÃO (primeiro gasto de energia e reação irreversível)
Aprisionamento da glicose:
Hexoquinase no músculo e Glicoquinase no fígado.
A enzima responsável pelo processo no músculo e no fígado, captura um grupo fosfato que está circulante no organismo e une ele a glicose, onde a hidroxila dá lugar ao fosfato.
TRANFORMAÇÃO ------ Glicose 	Glicose – 6 – Fosfato
Não se difunde na membrana porque é apolar;
Glicose-6-fosfato aumenta a radioatividade da glicose, ou seja, possuirá mais energia;
A reação é irreversível;
Ocorre mudança na enzima que faz parte do processo;
*Imagine que a glicose é uma molécula um tanto quanto rebelde, e se alguém não a prender dentro da célula, ela acaba escapando. Por isso, ocorre um processo de fosforilação da glicose, pela enzima Hexoquinase, para que glicose permaneça na célula. O ATP doa um fosfato ao carbono 6 (C-6) da molécula de glicose e, portanto, o produto desta reação será glicose-6-fosfato. Para a adição do fosfato (fosforilação) à glicose, há o primeiro gasto de energia. Note que para que a reação ocorra, a Hexoquinase requer o cofator Mg2+, porque ele protege as cargas negativas do grupo fosforil do ATP. O complexo MgATP2- promove maior facilidade para a ligação do grupo - OH da glicose ao fosfato, ativando a glicose e mantendo-a dentro da célula.
2ª REAÇÃO (reação reversível)
A Glicose – 6 – Fosfato é a protagonista;
Ocorre o processo de desestabilização da molécula de glicose, onde desestabiliza para virar 2 moléculas de piruvato (processo de quebra). 1MGli 2MPiruvato
A enzima Fosfohexose Isomerase muda a conformação do grupamento da glicose, passa de aldose para cetona. 
Processo reversível;
Agrupamento de fosfato vai ser rearranjado;
TRANSFORMAÇÃO ------ Glicose – 6 – Fosfato Frutose – 6 – fosfato
1º Passo:
Ocorre isomerização, ou seja, glicose – 6 – fosfato forma frutose – 6 – fosfato, a enzima que catalisa esta reação é a Fosfohexose isomerase.
Precisa de mais fosfato, pois para na hora da quebra, ter fosfato dos dois lados;
3ª REAÇÃO (segundo gasto de energia e reação irreversível)
TRANSFORMAÇÃO ---- Frutose – 6 – Fosfato Frutose – 1,6 – bifosfato 
2º Passo:
Fosforilação – adição de um grupo fosfato;
Fosfotrutoquinase, enzima, captura um fosfato do ATP circular;
Frutose-6-fosfato é fosforilada, produzindo frutose-1,6-bisfosfato. Esta reação é acoplada à hidrólise de ATP, constituindo então o segundo gasto de energia.
ATP vira ADP, pois houve gasto de energia;
2 fosfatos no agrupamento, ou seja, um lado igual ao outro;
É uma reação que não demanda trabalho.
Final do 1º estagio: Regulamentação da glicose
ESTAGIO 2 – RENDIMENTO
4ª REAÇÃO (reação reversível)
TRANSFORMAÇÃO ----- Frutose – 1,6 – bifosfato DHAP e GAP
Quebra de um carboidrato com seis carbonos;
Aldolase, enzima que promove a quebra da Frutose – 1,6 – bifosfato em 2 moléculas com 3 carbonos, onde a quebra resulta em duas moléculas diferentes: 1) Diihidroxiacetona – fosfato (DHAP) e 2) Gliceraldeído – 3 – fosfato (GAP);
Cetona e aldeído;
Não gosta de cetona, sendo assim, transforma DHAP em aldeído.
5ª REAÇÃO (reação reversível)
TRANSFORMAÇÃO ---- DHAP GAP
Reaproveitamento de DHAP em GAP;
A enzima Triose – Fosfato – Isomerase, muda a conformação da molécula, ou seja, muda de acetona para aldeído. Gliceraldeído no lugar de cetona;
Reação rápida e reversível;
Agora tem 2 gliceraldeído;
A partir da 5ª reação tudo é duplicado.
* Apenas o gliceraldeído-3-fosfato pode ser diretamente degradada nos passos subsequentes da glicólise. Entretanto, a diidroxiacetona-fostato é convertida reversivelmente em gliceraldeído-3-fosfato, pela enzima triose-fosfato-isomerase
NOTA: percebe-se que uma molécula de glicose (hexose) foi quebrada e convertida a duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato (triose), portanto, as reações que se seguem serão representadas apenas uma vez, mas na realidade, duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato estarão participando de reações iguais. Ah, e o saldo até agora está negativo, porque foram usados 2 ATPs.
ESTAGIO 3 – PAGAMENTO
Balanço parcial 1:
Entrou uma molécula de glicose
Consumo de ATP
Saíram 2 moléculas de GAP
3 carbonos fosforilados
Até aí tem ATP, agora entra NADH (energia circulante do organismo) 
OBS: Até este momento, não houve nenhuma reação oxidativa, e foram usados 2 ATP. Por isso, esta fase recebe este nome, visto que haverá o pagamento duas moléculas de ATP gastas, a partir do gliceraldeído-3-fosfato, com saldo positivo de 2 ATP e 2 Piruvatos.
FASE 1 DO PAGAMENTO: duas moléculas de GAP entram nessa fase.
6ª REAÇÃO (redução do NAD+ a NADH e reação reversível)
TRANSFORMAÇÃO ---- GAP + Fosfato 1,3 – bifosfatoglicerol
A enzima Gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase une o GAP a um grupo fosfato, nessa união o NAD+ será utilizado liberando um hidrogênio. Com isso, NAD+ vira NADH;
Ocorre a oxidação do gliceraldeído-3-fosfato a 1,3-bisfosfoglicerato;
NAD+ entra para dar mais energia ao processo.
*Ocorre a oxidação do gliceraldeído-3-fosfato a 1,3-bisfosfoglicerato, pela enzima gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase. Esta é a reação característica da glicólise, porque envolve a adição de fosfato ao gliceraldeído-3-fosfato e transferência de elétrons para o NAD+ (nicotinamida adenina dinucleotídio). O NAD+ é um transportador de energia, e é reduzido a NADH ao receber dois elétrons e um próton (mais informações no “bônus” no final do post). Como todas as células contém quantidades limitadas de NAD+, a glicólise logo cessaria caso o NADH gerado nesse passo da glicólise não fosse continuamente oxidado.
7ª REAÇÃO (pagamento dos 2 ATPs gastos e reação reversível)
Fosfoglicertato-quinase, enzima, potencializa o 1,3-bifosfoglicerato onde é adicionado fosfato ao grupo para que possa fazer fosforilação de ATP (diferentemente da etapa 6, a fosforilação não é oxidativa, pois não há transferência de elétrons, e sim de fosfato, em nível de substrato);
1,3-Bifosfoglicerato se une ao ADP (que sobra de outra reação);
Fosfato + ADP = 2ATP (duplica);
A enzima tira o fosfato de 1,3-bifosfoglicerato, que vira 3-fosfoglicerato, une ao ADP e forma ATP;
Começa a ter e produzir ATP.
Balanço parcial 2:
Duplicação.
FASE 2 DO PAGAMENTO: 2 moléculas de 3-fosfoglicerato são convertidas em piruvato com formação de mais 2ATPs;
Envolve 3 reações: 1) Rearranjamento do grupo fosfato, 2) Desidratação e 3) Fosforilação de ADP.
8ª REAÇÃO (reação reversível)
TRANSFORMAÇÃO ----- 3 – Fosfoglicerato 2 – Fosfoglicerato
Há um rearranjo do grupo fosfato, 3-fosfoglicerato;
Fosfoglicerato-mutase, enzima, rearranja a conformaçãopor meio de isomeria, onde o fosfato passa do carbono 3 (C-3) para o carbono 2 (C-2). Forma-se então o 2-fosfoglicerato.
Medida preparatória para o processo final.
9ª REAÇÃO (reação reversível)
TRANSFORMAÇÃO ----- 2 – FOSFOGLICERATO Fosfoenolpiruvato (PEP)
A endolase, promove a desidratação da molécula de 2-fosfoglicerato, para ter capacidade de doar fosfato, onde ocorre a formação do fosfoenolpiruvato.
Mg ajuda a arrancar o H para formar água, o que ajuda a enzima.
10ª REAÇÃO
FOSFOENOLPIRUVATO + ADP → PIRUVATO + ATP
A enzima piruvato-quinase, através de fosforilação, tira o fosfato do fosfoenolpiruvato e doa para o ADP circulante, formando o piruvato (inicialmente na forma enólica) e ATP;
Depois, há uma tautomerização (ação não enzimática), e o piruvato alcança a forma cetônica.
Quando doa, sobra apenas o piruvato (2);
Estágio 3, forma 4ATP.
Como você mesmo lembra, tudo está acontecendo em dobro, e por isso, há 2 moléculas de piruvato e 2 ATP.
REGENERAÇÃO DE NAD+
Provocado a partir da fermentação do piruvato;
Importante na respiração celular;
Utiliza no Ciclo de Krebs.
Contagem do nosso saldo:
·     Fase preparatória (investimento + rendimento): gasto de 2 ATP
·     Fase de pagamento: produção de 4 ATP e 2 Piruvatos
·     Saldo positivo de 2 ATP e 2 Piruvatos, além de 2 NADH.
*ATP – fornece energia imediatamente, não armazena
*Objetivo da Respiração Celular – extrair energia dos alimentos para produzir ATP
*Glicólise consome 2 ATPs, mas produz 4 ATPs, onde termina com o saldo positivo de 2 ATPs
*Função do NAD+ - carreador de elétrons ricos em energia. 
*O principal objetivo da quebra da glicose é produzir energia para as funções celulares, o que significa formar moléculas de adenosina trifosfato (ATP) a partir da junção de um fosfato inorgânico em uma molécula de adenosina difosfato (ADP).