Aula Glicólise

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Princípios de Bioenergética 
Estruturas de ressonância do ortofosfato 
3 
4 
5 
b) FOSFOCREATINA (ou creatina fosfato) E OUTROS 
 
Creatina fosfato + ADP + H+ 
 
  creatina cinase 
 
 ATP + creatina 
 
Ou = –10,3 kcal/mol 
12 
13 
 
Relampear dos vagalumes: 
relatos brilhantes do ATP 
 
14 
15 
 
Molécula ancestral 
 
 RNA 
 ADP 
16 
 A primeira lei da termodinâmica é a lei de 
conservação da energia. 
 
 Afirma que a energia não pode ser criada nem 
destruída. A quantidade de energia do universo é 
constante. 
 
 Contudo, as formas de energia podem ser 
convertidas umas nas outras. 
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a) Energia Livre de Gibbs (G) 
Quantidade de energia capaz de realizar trabalho 
durante uma reação. 
Liberação de energia livre  G- (exergônica) 
Ganho de energia livre  G+ (endergônica) 
Uma reação só pode ocorrer espontaneamente se 
G for negativa. 
(variação da energia livre em pH 7 é Gº) 
 
 
 
18 
Se ΔG é positivo, o processo não é espontâneo 
Se ΔG é zero, o processo está em equilíbrio termodinâmico 
Se ΔG é negativo, o processo é espontâneo 
 
Uma reação desfavorável pode ser impulsionada por 
uma reação favorável. 
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b) entalpia (H) 
Conteúdo de calor do sistema reagente. 
Liberação de calor  H- (exotérmica) 
Absorção de calor  H+ (endotérmica) 
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c) entropia (S) 
 Expressa a casualidade ou desordem. 
Produtos menos complexos e mais desordenados 
que reagentes  S+(ganho de entropia). 
"A quantidade de entropia de qualquer sistema isolado 
termodinamicamente tende a incrementar-se com o 
tempo, até alcançar um valor máximo". 
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22 
Reação termodinamicamente 
desfavorável pode ser impulsionada por 
uma reação acoplada 
 40 kg de ATP/24horas 
 Corrida de 2h – 60kg de ATP 
GLICÓLISE 
 Via Glicolítica de Embden-Meyerhof-Parnas 
 Via Glicolítica 
Profa. Dra Luciana Bastos Rodrigues 
 Definição: 
 Glycolysis tem a sua origem no 
Grego em que glyk = Doce + Lysis = 
Dissolução 
Na atualidade podemos definir 
a Glicólise como a sequencia de 
reações que converte a Glicose 
em Piruvato, havendo a 
produção de Energia sob a 
forma de ATP 
• Fração Solúvel 
Localização do Sistema Enzimático 
Saldo 
2 moléculas de ATP 
2 moléculas de 
NADH 
Funções da Via Glicolítica 
• Transformar glicose em piruvato. 
• Sintetizar ATP com ou sem oxigênio. 
• Preparar a glicose para ser degradada 
totalmente em CO2 e H2O. 
• Permitir a degradação parcial da glicose 
em anaerobiose. 
• Alguns intermediários são utilizados em 
diversos processos biossintéticos. 
Glicólise = quebra da glicose 
• Centro do metabolismo dos carboidratos (todos os açúcares 
podem ser convertidos em glicose) 
 
• GLICÓLISE: 
– Aeróbia  PIRUVATO (em células com mitocôndrias e O2) 
– Anaeróbia  LACTATO (forma reduzida do piruvato - 
eritrócitos, falta de O2) 
 
• Rota de conversão composta por 10 reações enzimáticas sendo 
as 5 primeiras de INVESTIMENTO de ATP (2) e as 5 finais 
de RECEBIMENTO de ATP (4). 
MAPA II – Vias metabólicas degradativas 
POLISSACARÍDIOS PROTEÍNAS LIPÍDIOS 
GLICOSE AMINOÁCIDOS ÁCIDOS GRAXOS 
Acetil-CoA (2) 
Oxaloacetato (4) Citrato (6) 
Isocitrato (6) 
Cetoglutarato (5) 
Succinato (4) 
Fumarato (4) 
Malato (4) 
Gly 
Ala 
Ser 
Cys 
Leu 
Ile 
Lys 
Phe 
Glu Asp 
Piruvato (3) 
CO 
2 
CO 
2 
CO 
2 
CO 
2 
a 
Fosfoenolpiruvato (3) 
CO 
2 
Ciclo de 
Krebs 
Glicólise 
Via Glicolítica -Seqüência de reações 
Glicose Gli-6-P Frut-6-P Frut-1,6-P 
P- Diidroxiacetona Gliceraldeído. 
3 P 
NADox 
NADred 
1,3 di P Glicerato 
3 di P Glicerato 
2 P Glicerato 
3 P enol 
piruvato 
Acetil CoA 
Mit. 
Aerobiose 
C.K. 
Anaerobiose 
Lactato 
2 Piruvato 
1- Fosforilação da glicose 
• Reação irreversível de fosforilação 
• Transformação da glicose em glicose 6-P 
(aprisionamento da glicose na célula) 
• Enzima: HEXOQUINASE (inibida pelo produto da 
reação -  Km = Alta afinidade = permite a 
fosforilação mesmo em baixas concentrações de glicose 
-  Vmax = não fosforila muita glicose) 
• Enzima: GLICOQUINASE = hexoquinase do fígado e 
pâncreas  Vmax e  Km = requer concentração alta 
de glicose = após as refeições, remove eficientemente a 
glicose sistêmica minimizando a hiperglicemia – não é 
inibida pela glicose 6-P 
• Gasto da reação: 1 ATP 
 
1- Fosforilação da glicose 
2 - Isomerização da glicose 6-P 
• Reação facilmente reversível 
• Conversão da glicose 6-P (aldose) em frutose 6-P 
(cetose) 
• Enzima: FOSFOGLICOSE ISOMERASE 
3 - Fosforilação da frutose 6-P 
• Reação irreversível 
• PONTO DE CONTROLE MAIS IMPORTANTE DA 
GLICÓLISE !!!!!! 
• Conversão de frutose 6-P em frutose 1,6-P 
• Enzima: FOSFOFRUTOQUINASE (PFK1) 
• Controlada pelas concentrações de ATP, substrato e 
outros moduladores (AMP e Citrato) 
• Gasto de 1 ATP 
• Regulação por ATP/AMP:  ATP = “riqueza de 
energia” = inibição da enzima.  AMP = “pobreza de 
energia” = ativação da enzima. Ambas são 
alostéricas. 
3 - Fosforilação da frutose 6-P 
4 - Clivagem da frutose 1,6-P 
• Reação reversível não regulada 
• Clivagem da frutose 1,6-P em dihidroxiacetona e 
gliceraldeído 3-P 
• Enzima: ALDOLASE A 
5 - Isomerização da dihidroxiacetona fosfato 
• Reação reversível 
• Conversão da dihidroxiacetona fosfato a 
gliceraldeído 3-P 
• Resulta na produção de 2 moléculas de gliceraldeído 
3-P para posterior metabolização 
• Enzima: TRIOSE FOSFATO ISOMERASE 
6 - Oxidação do gliceraldeído 3-P 
• Reação reversível 
• Conversão do gliceraldeído 3-P em 1,3 difosfoglicerato 
• Enzima: GLICERALDEÍDO 3-P 
DESIDROGENASE 
• É a primeira reação de oxi-redução da glicólise 
(NAD+  NADH) 
• Na hemácia é formado o 2,3 difosfoglicerato pela 
difosfoglicerato mutase, possuindo assim uma rota de 
glicólise desviada 
• É necessário um P livre para a reação (assim, o 1,3 
difosfoglicerato é um composto com alta energia) 
6 - Oxidação do gliceraldeído 3-P 
N 
H 
+ 
C 
O 
NH 2 
Nicotinamida 
(Vitamina B3) 
CH 2 
O H 
O 
O H 
O - P - O - 
O 
_ 
O 
N 
N 
N 
N 
N H 2 
CH 2 
O H 
O O - P - O - 
_ 
O 
Ribose 
Ribose 
Adenina 
OH 
NAD+ 
 
ESTRUTURA DO NAD+ 
NAD+ (forma oxidada) 
Nicotinamida Adenina 
Dinucleotídeo 
Uma dieta deficiente em vitamina B3 
provoca glossite, dermatite, perda de peso, 
diarréia, depressão e demência (pelagra) 
7 - Formação de ATP a partir do 1,3 difosfoglicerato 
• Reação reversível (diferente da maioria das reações 
de fosforilação) 
• Remoção de um grupamento fosfato a partir de ADP 
formando ATP 
• Conversão do 1,3 difosfoglicerato em 3 fosfoglicerato 
• Enzima: FOSFOGLICERATO QUINASE 
• 2 moléculas de 1,3 difosfoglicerato são formadas a 
partir de cada molécula de glicose, assim: 
• Ganho de 2 ATPs (saldo 0) 
7 - Formação de ATP a partir do 1,3 difosfoglicerato 
8 - Troca do grupo fosfato do C 3 para o 2 
• Reação reversível 
• Conversão do 3 fosfoglicerato em 2 fosfoglicerato 
• Enzima: FOSFOGLICERATO MUTASE 
9 - Desidratação do 2 fosfoglicerato 
• Reação reversível 
• Conversão de 2 fosfoglicerato em fosfoenolpiruvato = 
PEP (composto de alta energia) 
• Enzima: ENOLASE 
2 fosfoglicerato 
fosfoenolpiruvato 
10 - Formação do piruvato 
• Reação irreversível 
• Conversão do PEP em piruvato(produto final da 
glicose aeróbia) 
• Enzima PIRUVATO QUINASE 
 
• Formação de 2 ATPs (saldo 2) 
 
• Regulação da enzima: 
– Ativada pela frutose 1,6 difosfato 
– Modulação covalente – a enzima pode ser fosforilada 
por uma proteína quinase dependente de AMPc 
levando à sua inativação. 
10 - Formação do piruvato 
ANAERÓBICA - Redução do piruvato em lactato 
• Reação reversível 
• Conversão do Piruvato em Lactato (produto final da glicose 
anaeróbia) 
• Enzima: LACTATO DESIDROGENASE 
• Ocorre nas hemácias, cristalino, córnea, medula renal, 
testículos e leucócitos 
• Formação do lactato no músculo: durante exercício =  NADH 
e  NAD+ = favorecimento da redução de piruvato para 
lactato = acúmulo de lactato no músculo =  pH = cãibras 
(posteriormente o lactato é difundido pela circulação) 
DESTINOS ALTERNATIVOS DO PIRUVATO 
1. Descarboxilação oxidativa do piruvato 
• Reação irreversível 
• Conversão do piruvato em acetilCoA (combustível do 
ciclo de Krebs – bloco estrutural na síntese de ácidos 
graxos) 
• Enzima: PIRUVATO DESIDROGENASE 
• Ocorre em tecidos com elevada capacidade 
oxidativa (coração) 
2. Redução do piruvato a lactato – ausência de O2 
3. Redução do piruvato a etanol 
• Ocorre em microorganismos 
• Enzima: PIRUVATO DESCARBOXILASE 
POLISSACARÍDIOS PROTEÍNAS LIPÍDIOS 
GLICOSE AMINOÁCIDOS ÁCIDOS GRAXOS 
Acetil-CoA (2) 
Oxaloacetato (4) Citrato (6) 
Isocitrato (6) 
Cetoglutarato (5) 
Succinato (4) 
Fumarato (4) 
Malato (4) 
Gly 
Ala 
Ser 
Cys 
Leu 
Ile 
Lys 
Phe 
Glu Asp 
Piruvato (3) 
CO 2 
CO 2 
CO 2 
CO 2 
a 
Fosfoenolpiruvato (3) 
CO 2 
Ciclo de 
Krebs 
Lactato 
Etanol 
Destinos do Piruvato 
Reação e curiosidades 
• Glicose + 2P + 2ADP  2 piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 
H2O 
NOTAS CLÍNICAS 
Deficiências de piruvato quinase – no eritrócito = anemia 
hemolítica (excessiva destruição de hemácias) = enzima com a 
cinética alterada (5 a 25% da atividade normal) = síntese de 
ATP lenta = perda da integridade estrutural da membrana da 
hemácia 
Acidose lática - Glicólise anaeróbia como fonte emergencial de 
ATP – infarto no miocárdio, embolia pulmonar e hemorragia 
= falha em trazer O2 para os tecidos =  lactato no plasma = 
utilização da glicose anaeróbia para produzir ATP (salva vidas 
por um curto período) 
Lactato sanguíneo – pode então ser usado para medir a 
severidade do estado de choque e monitorar a recuperação do 
paciente 
Controle da Via Glicolítica 
Efetores Negativos 
Efetores Negativos Enzima 
ATP, Citrato 
AMP 
ATP, NADH, 
Acetila-SCoA, 
Ácidos graxos, 
L-fenilalanina, 
L-alanina. 
Fosfofrutoquinase 
Fosfatase de frutose 
1-6-difosfato 
 
Fosfoenol piruvato 
quinase 
AMPA 
2003 Azevedo,AMP 
Controle da Via Glicolítica 
Efetores Positivos Enzima 
AMP, 
Frut-2,6-P 
 
ATP 
 
Glic-6-P, 
Frut-1,6-P, 
Aldeído-3- 
fosfoglicérico 
Fosfofrutoquinase 
 
Fosfatase de frutose 
1-6-difosfato 
 
Fosfoenol piruvato 
quinase 
AMPA 
2003 Azevedo,AMP 
Glicose 
Glicose 6 fosfato 
Frutose 6 fosfato 
Frutose 1,6 bifosfato 
Fosfoenolpiruvato (PEP) 
Piruvato 
hexoquinase 
fosfofrutoquinase Fosfatase da 
Fru1,6P 
PEPquinase 
(+) 
+ 
(+) 
AMP 
Fru 2,6 P 
ATP 
(-) Gli 6 P 
Fru 1,6 P 
Gli 6 P 
ATP, NADH, 
Acetila-SCoA, 
Ácidos graxos, 
L-fenilalanina, 
L-alanina 
ATP, Citrato 
(-) 
(-) 
(-) AMP 
(+) 
Fru 2,6 P 
AMPA 
2003 Azevedo,AMP 
Controle da Via Glicolítica 
 Controle da síntese enzimática 
Refeição rica em glicídios 
Administração de insulina 
Aumenta a 
transcrição 
genética 
Aumenta a síntese de enzimas da V.G. 
Glicoquinase - Fosfofrutoquinase - Piruvato quinase 
REGULAÇÃO HORMONAL DA GLICÓLISE 
• Regulação por ativação ou inibição alostérica ou por 
fosforilação/defosforilação é de curta duração, porém 
quase imediata 
• Regulação hormonal é mais lenta, porém com maior 
duração 
• Enzimas glicolíticas -  carboidrato =  insulina =  
glicoquinase, fosfofrutoquinase e piruvato quinase = 
conversão da glicose em piruvato (em jejum ou 
Diabetes ocorre o contrário) 
AMPA 
2003 Azevedo,AMP 
Inibição da Via Glicolítica 
Inibidor: Fluoreto de Sódio NaF 
Enzima inibida: Enolase 
 O fluoreto de sódio forma um complexo 
(fluoro fosfato de magnésio) que inibe a enzima. 
A enolase tem como cofatores o Mg++ ou Mn ++. 
AMPA 
2003 Azevedo,AMP 
Erros metabólicos hereditários 
da Via Glicolítica 
Doença 
 
Esferocitose 
(1 em 20.000) 
 
Anemia hemolítica 
hereditária 
 
 
Enzima deficiente 
 
Enolase 
 
 
Piruvato quinase 
AMPA 
2003 Azevedo,AMP 
AMPA 
2003 Azevedo,AMP 
 
AMPA 
2003 Azevedo,AMP 
Glicólise em concentração 
limitante de O2