Glicolise-CKrebs-CTE

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GLICÓLISE, CICLO DE KREBS E
CADEIA TRANSPORTADORA DE
ELÉTRONS
Paulo Preté
FONTE DE ENERGIA PARA AS CÉLULAS
PROTEÍNAS DE MEMBRANAS RESPONSÁVEIS PELO 
TRANSPORTE DE GLICOSE
DESTINO DA GLICOSE PROVENIENTE DA ALIMETAÇÃO
Glicólise
Sínt. de Glicogênio
Sínt de Ácidos Graxos
GLICÓLISE – VIA UNIVERSAL DE 
PRODUÇÃO DE ENERGIA
GLICOSE
Sangue
GLICOSE
GLICOSE
CO2 + H2O
LACTATO
ATP
GLICOGÊNIO
DESTINOS METABÓLICOS DA GLICOSE
GLICOGÊNIO
GLICOSE
PIRUVATORIBOSE 5-FOSFATO
VIA DAS PENTOSES GLICÓLISE
SÍNTESE
 Eritrócitos
 Córnea, Retina e Cristalino 
 SNC
 Medula Renal
 Gônadas
 Tecido Embrionário
 Fibras Musculares Brancas
Glicose é essencial para
IMPORTÂNCIA DA GLICOSE
GLICOSE
Sangue
GLICOSE
GLICOSE
CO2 + H2O
LACTATO
ATP
GLICOGÊNIO
[Glicose] plasmática. 
70 - 99 mg/dL
AEROBIOSE 36 ATP 
ANAEROBIOSE 2 ATP
Fonte de Energia 
Universal
Isomerase
Fosfofrutoquinase I
Aldolase
Gliceraldeído 3P
Desidrogenase
Fosfoglicerato
quinase
Triose P
Isomerase
Fosfoglicerato
mutase
Enolase
*
*
*
 ETAPAS DA GLICÓLISE – PRIMEIRA FASE
ETAPA 1: INVESTIMENTO DE ENERGIA 
CONSUMO DE 2 ATPs.
 ETAPAS DA GLICÓLISE – SEGUNDA FASE
ETAPA 2: RECUPERAÇÃO DE ENERGIA
FORMAÇÃO DE 4 ATPs
REGULAÇÃO ALOSTÉRICA DA GLICÓLISE 
REGULAÇÃO ALOSTÉRICA DA GLICÓLISE 
GLICOSE
GLICOSE 6- P
ATP
ADP
Km baixo para a glicose
(Km = < 0,1 mM)
(glicemia = 5 mM)
inibida pela G-6-P
estimulada pela insulina
MÚSCULO
HEXOQUINASE
Km alto para a glicose
(Km = 10 mM)
(glicemia = 5 mM)
não é inibida pela G-6-P
estimulada pela insulina
ISOENZIMAS
FÍGADO
GLICOQUINASE
DESTINOS DO PIRUVATO E 
VIA DA PENTOSES
Preté 2011
GLICOSE
GLICOSE
LACTATO
ENTENDENDO A ESTRUTURA DO NAD
NICOTINAMIDA ADENINA DINUCLEOTÍDIO
NAD+ (oxidada) NADH (reduzida)
Nicotinamida 
 
 
Nicotinamide Nicotinic Acid 
 
 
 
Nicotinamide Nicotinic Acid 
 
Àcido Nicotínico 
VITAMINAS B3
Uma dieta deficiente em niacina provoca glossite, dermatite, perda de peso, diarréia,
depressão e demência (pelagra)
1,3-BI- FOSFO 
GLICERATO
2 NAD+
2 NADH + H
2ATP
2ADP
VIA GLICOLÍTICA E DESTINOS DO PIRUVATO
2 ADP
2 ATP
ALDOSE 3-PCETOSE-P
FRUTOSE 1,6 
BI FOSFATO
GLICOSE
AEROBIOSEANAEROBIOSE
DESTINOS DO PIRUVATO EM ALGUNS ORGANISMOS
DESTINO ANAERÓBIO DO PIRUVATO NO HOMEM
GLICOSE
Sangue
GLICOSE
LACTATO
DESTINOS AERÓBIO DO PIRUVATO NO HOMEM
CICLO DE KREBS
Hans Krebs e Fritz Lipmann compartilharam o Prêmio Nobel de Medicina de 1953.
CARACTERÍSTICAS GERAIS DO CICLO DE KREBS 
• O ciclo de Krebs ocorre em aerobiose e é
fundo comum no metabolismo dos
carboidratos, lipídios e proteínas. Seu
sistema enzimático do localiza-se na matriz
das mitocôndrias.
• O Ciclo de Krebs tem a característica de
uma via anfibólica, isto é, degrada a
acetil-CoA em CO2 e H2O (catabolismo),
mas alguns de seus intermediários são
utilizados na síntese de outros
componentes (anabolismo)
bioquimicamente importantes.
• Tem como função oxidar a acetil-CoA e
como conseqüência desta oxidação um
maior número de elétrons são transferidos
para a Cadeia Respiratória, gerando
elevado saldo energético (ATP).
VISÃO GERAL DO CICLO DE KREBS
3
8
4
6
5
Acetil-CoA+3 NAD++GDP+Pi+2 H2O +FAD 2 CO2+CoA-SH+3 NADH+ GTP + FADH2
BALANÇO ENERGÉTICO DO CICLO DE KREBS
 3 NADH+H+ nas etapas 3, 4 e 8 
 1 FADH2 na etapa 6 
 2 CO2 nas etapas 3 e 4 
 1 GTP = 1 ATP na etapa 5 
À cada volta do ciclo são liberadas para a célula:
CICLO DE KREBS TAMBÉM FORNECE 
INTERMEDIÁRIOS PARA AS VIAS BIOSSINTÉTICAS 
REGUALÇÃO ALOSTÉRICA DO CICLO DE KREBS
(-) ATP
(-) NADH
(-) Succinil CoA
(+) Ca2+
(-) ATP
(-) NADH
(-) Succinil CoA
(+) ADP
(+) Ca2+
(-) ATP
(-) NADH
(-) Succinil CoA
(+) Ca2+
Um alto valor da relação [ATP]/[ADP] ou da relação [NADH]/[NAD+] INIBE o ciclo de Krebs
(-) CITRATO
CADEIA TRANSPORTADORA DE 
ELÉTRONS E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
O Ciclo de Krebs só funciona em
aerobiose na matriz mitocondrial,
sendo responsável pela maior parte
das coenzimas reduzidas, isto porque
o oxigênio oxida as Coenzimas NADH
e FADH2
A CTE tem a função de promover a
transferência de elétrons provenientes
de rotas metabólicas na forma de
coenzima reduzidas NADH e FADH2 .
Estas coenzimas são produzidas
(principalmente) no CICLO DE KREBS
e na BETA OXIDAÇÃO de ácidos
graxos.
As coenzimas reduzidas doam seus
elétrons a cadeia transportadora de
elétrons através de reações de óxido-
redução, com a captação de energia
liberada nestas reações sintetizando
ATP.
FONTES DE COENZIMAS REDUZIDAS
ESTUDO DOS COMPONENTES
DA MEMBRANA MITOCONDRIAL
FADH2 FAD + 2e
- + 2H+
NAD+ + 2e- + 2H+NADH + H+
A Oxidação das Coenzimas é feita pela CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS
REAÇÕES DE ÓXIDO-REDUÇÃO DAS COENZIMAS
MECANISMO DE FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
• Teoria proposta por Mitchell em 1961, defendendo o acoplamento
quimiosmótico. A transferência de elétrons pela cadeia respiratória
promove o bombeamento de prótons da matriz para o espaço
intermembrana, estabelecendo uma força próton-motriz que impulsiona a
síntese de ATP, quando este retorna para a matriz através do complexo
enzimático ATP-sintetase.
MECANISMO DE FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
• A bomba de Prótons estabelece um gradiente eletroquímico através
da membrana interna, durante o transporte de elétrons, gerando um
potencial elétrico o que estimula a síntese ATP
Existe um acoplamento entre a CADEIA DE TRANSPORTE DE
ELÉTRONS e a FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA.
NADH = 3 ATP
FADH2 = 2 ATP
RENDIMENTO ENERGÉTICO PARA AS COENZIMAS???
NADH = 2,5 ATP
FADH2 = 1,5 ATP
Para 1 mol de NADH oxidado, a variação de energia livre permite sintetizar 3
moles de ATP. Para 1 mol de FADH2 oxidado, a variação de energia livre
permite sintetizar 2 moles de ATP.
IVCianeto, CO, H2S, azida sódica
IIIAntimicina A (antibiótico)
IIMalonato (inibidor succinato desidrogenase)
IRotenona (inseticida)
IBarbituratos (hipnóticos)
COMPLEXOINIBIDORES
Estes compostos param o funcionamento da cadeia, não há
síntese de ATP e são potencialmente letais
INIBIDORES DA CADEIA RESPIRATÓRIA
DESACOPLADORES
• São substâncias que destroem o acoplamento existente entre o transporte de
elétrons e a fosforilação (síntese de ATP). Em presença de desacopladores o
transporte de elétrons se processa normalmente e a síntese de ATP está
diminuída.
• DNP composto hidrofóbico que atravessa a membrana interna da mitocôndria e
transporta prótons. Os prótons deixam de passar pela ATP sintase e pára a
síntese de ATP. No passado, DNP usado como agente emagrecedor
RENDIMENTO ENERGÉTICO - GLICOSE
 A Oxidação completa de 1 mol de
GLICOSE a CO2 e H2O produz 38 moles
de ATPs:
 Glicose a 2 piruvatos – 2NADH, 2ATP
 2 piruvato a 2 Acetil-CoA – 2NADH
 Acetil-CoA pelo ciclo de Krebs:
- 6NADH, 2FADH2, 2GTP
 Ao reoxidar os 10NADH e 2FADH2
pela cadeia transportadora de elétrons
tem-se 34 ATP.
Glicose + 6O2 + 38 ADP + 38Pi 6CO2 + 6H2O + 38 ATP 
CONSEQÜÊNCIAS BIOQUÍMICAS DOS RADICAIS 
LIVRES PARA O ORGANISMO
SH
SH
S
S
Proteína 
Inativa
Proteína 
Ativa
LIPÍDEOS DNAPROTEÍNAS
Resposta Antioxidante
Agente lesivo - Radicais Livres