A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
17 pág.
1 0LIVRO - BIOQUIMICA APLICADA - Principais vias metabólicas

Pré-visualização | Página 1 de 4

BIOQUÍMICA 
APLICADA
Daikelly Iglesias Braghirolli
Principais vias metabólicas 
do catabolismo e 
do anabolismo
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 Conceituar catabolismo e anabolismo.
 Identificar as principais vias catabólicas e anabólicas.
 Descrever os principais mecanismos regulatórios das vias catabólicas 
e anabólicas.
Introdução
Os organismos vivos realizam diferentes reações químicas. Por meio 
delas, novas moléculas são sintetizadas e a energia é produzida. Essas 
reações compõem o que chamamos de metabolismo. O metabolismo 
é integrado pelo catabolismo e pelo anabolismo.
O catabolismo é composto por reação metabólicas em que moléculas 
são degradadas em produtos mais simples, ocasionando a produção 
de energia livre (ΔG). Enquanto isso, o anabolismo compreende as vias 
metabólicas em que biomoléculas são produzidas. Para isso, as vias 
anabólicas acabam utilizando ΔG. Esses processos ocorrem de maneira 
altamente coordenada, sendo regulados de diferentes formas, garantindo 
a homeostase.
Neste capítulo, você vai aprender como o metabolismo está orga-
nizado nos organismos vivos. Ainda, vai identificar algumas das suas 
principais vias metabólicas e compreender como ocorre a sua regulação.
Metabolismo: catabolismo e anabolismo
O metabolismo compreende as diferentes reações químicas pelos quais as 
moléculas são transformadas nos organismos vivos. O metabolismo celular 
é uma atividade altamente coordenada, que compreende todas as reações 
químicas que ocorrem dentro das células. Por meio dessas reações, as células 
obtêm ΔG para que possam desempenhar as suas funções.
O metabolismo celular se dá por meio das vias metabólicas. As vias 
metabólicas se caracterizam por reações químicas consecutivas, catalisadas 
por enzimas, em que o produto de uma reação é utilizado como substrato 
para a reação subsequente. Os intermediários e produtos das vias meta-
bólicas são chamados metabólitos. O nosso organismo é extremamente 
complexo e, assim, apresenta uma grande diversidade de metabólitos e de 
vias metabólicas. 
O metabolismo tem como principais características proporcionar a produ-
ção de energia para que as células possam desempenhar suas funções, assim 
como realizar a síntese das biomoléculas necessárias para que essas funções 
ocorram. A partir desses objetivos, o metabolismo acaba sendo normalmente 
composto por duas categorias principais: o catabolismo e o anabolismo (BERG; 
TYMOCZKO; STRYER, 2015).
O catabolismo compreende as reações bioquímicas de degradação, em 
que macromoléculas dão origem a produtos cada vez menores e mais sim-
ples. Normalmente, as reações catabólicas são exergônicas, isto é, durante 
a transformação de moléculas complexas em moléculas mais simples, a 
ΔG acaba sendo liberada. A ΔG liberada nos processos catabólicos pode 
ser conservada na forma das moléculas energéticas como o trifosfato de 
adenosina (ATP) ou na forma dos transportadores de elétrons na forma 
reduzida, como as coenzimas NADH, NADPH e FADH
2
 (BERG; TYMO-
CZKO; STRYER, 2015).
Enquanto isso, o anabolismo compreende as reações bioquímicas em que 
precursores simples são convertidos em moléculas maiores e mais comple-
xas. Em função disso, o anabolismo também é denominado biossíntese. 
As reações anabólicas normalmente são endergônicas, isto é, requerem ΔG 
Principais vias metabólicas do catabolismo e do anabolismo2
para que possam ocorrer. O ATP e as coenzimas reduzidas podem atuar 
como substratos energéticos para as vias anabólicas (BERG; TYMOCZKO; 
STRYER, 2015).
Assim, é possível verificar que, apesar de distintos, o catabolismo e o 
anabolismo são processos interligados. Esses processos compartilham meta-
bólitos e produtos de suas reações. O ATP produzido pelas vias catabólicas, 
por exemplo, é utilizado como fonte enérgica de diferentes vias anabólicas. 
Algumas vias metabólicas, de acordo com as condições energéticas das 
células, podem agir como vias catabólicas ou anabólicas, sendo chamadas de 
vias anfibólicas (NELSON; COX, 2014).
Todas as reações químicas apresentam uma variação de ΔG, que representa a 
energia disponível para a realização de trabalho. A ΔG de uma reação pode predi-
zer se ela é favorável. As reações que produzem (liberam) energia são chamadas 
exergônicas e apresentam uma variação de ΔG negativa, já que seus produtos 
são menos energéticos que seus substratos. Essas reações, normalmente, ocorrem 
espontaneamente.
Enquanto isso, as reações que consomem energia são chamadas endergônicas. 
Nessas reações, substratos simples, menos energéticos, são convertidos em substratos 
mais complexos e com maior conteúdo energético. Assim, reações endergônicas 
apresentam ΔG positiva e são reações que não “andam” espontaneamente. Para que 
essas reações possam ocorrer, energia deverá ser adicionada ao sistema.
O metabolismo é formado por reações que produzem energia e por reações que 
consomem energia. Dessa forma, a energia liberada por reações exergônicas pode 
ser usada para a realização das reações endergônicas. O ATP, por exemplo, é uma 
molécula que participa de várias reações e processos do nosso organismo. Isso ocorre 
porque essa molécula é extremamente energética e, com a sua hidrólise, um grande 
conteúdo de ΔG é liberado. A hidrólise do ATP em difosfato de adenosina (ADP) e 
fosfato inorgânico (Pi) é uma reação exergônica, que apresenta ΔG = -30,5 kJ/mol. 
Dessa forma, a energia que é liberada pela hidrólise do ATP acaba sendo utilizada por 
várias reações endergônicas, que precisam de ΔG para que possam ocorrer.
3Principais vias metabólicas do catabolismo e do anabolismo
Principais vias catabólicas e anabólicas
As vias catabólicas referem-se às reações que produzem energia, que, então, é 
disponibilizada para as células realizarem suas funções. Portanto, o catabolismo 
compreende as reações de conversão dos nutrientes obtidos da dieta em metabó-
litos cada vez menores e, também, as reações de oxidação desses metabólitos.
As reações catabólicas envolvem três etapas:
1. Hidrólise das macromoléculas: as macromoléculas obtidas a partir da dieta 
são quebradas até sua unidade básica constitucional. Por exemplo, polissa-
carídeos são degradados até monossacarídeos, proteínas são quebradas até 
aminoácidos e triacilglicerois, até ácidos graxos e glicerol (PINTO, 2017).
2. Conversão das unidades básicas em moléculas simples comuns: os 
produtos obtidos na primeira etapa do catabolismo são convertidos no 
grupo acetila da molécula acetilcoenzima A (CoA). A acetil-CoA é uma 
molécula central do metabolismo, sendo utilizada em diferentes vias 
metabólicas. Nessa etapa, uma pequena quantidade de ΔG é liberada 
e conservada como ATP (PINTO, 2017).
3. Oxidação do grupo acetila da molécula acetil-CoA: a molécula de 
acetil-CoA é completamente oxidada e a ΔG liberada é conservada na 
forma de moléculas energéticas, como ATP, NADH e FADH
2
. Essa etapa 
representa a fase final da oxidação de moléculas energéticas, composta 
pelas vias: ciclo do ácido cítrico e fosforilação oxidativa (PINTO, 2017).
Veja a Figura 1 a seguir.
Figura 1. Trifosfato de adenosina.
Fonte: Harvey e Ferrier (2012, p. 73).
Principais vias metabólicas do catabolismo e do anabolismo4
Para compreender melhor, observe a Figura 2 a seguir.
Figura 2. Etapas das vias catabólicas. Observe que, na etapa 1, as macromo-
léculas são degradas em produtos mais simples. Na etapa 2, os intermediários 
são convertidos em acetil-CoA. Já na etapa 3, a acetil-CoA é totalmente oxidada 
pelo ciclo do ácido cítrico e fosforilação oxidativa.
Fonte: Adaptada de Voet e Voet (2013, p. 561).
5Principais vias metabólicas do catabolismo e do anabolismo
As vias catabólicas, em geral, são vias convergentes. Elas levam à formação 
de um intermediário comum.