Glicólise: Metabolismo da Glicose

Prévia do material em texto

Glicólise 
 Ocorre no citosol da maioria das células. 
 Sequência de reações que metaboliza a molécula de 
glicose a 2 de piruvato, com a concomitante produção 
de 2 moléculas de ATP. 
 Nessa sequência a energia é conservada na forma 
de ATP e NADH. 
 O piruvato pode ser processado de forma anaeróbia ou 
oxidado completamente a CO2, gerando muito mais 
ATP. 
 Todas as células conseguem usar a glicose como fonte 
de energia. 
 Ela é a única fonte de energia possível para 
eritrócitos, medula renal, cérebro e espermatozoides.
 Os eritrócitos só podem usar glicose pois não 
possuem mitocôndrias para metabolizar ácidos 
graxos nem aminoácidos. 
 O cérebro pode usar corpos cetônicos como fonte 
energético, no entanto, isso é uma medida extrema.
 A glicose pode ser encontrada na forma de sacarose, 
maltose, lactose e frutose. 
Glicose a partir de Glicídios
 Consumimos grande quantidade de amido e uma 
pequena quantidade de glicogênio. Ambos são digeridos 
pela amilase α-pancreática e, em menor grau pela 
amilase α-salivar. 
 As amilase clivam as ligações α-1,4 mas não as 
gerando maltose, maltotrioses e dextrina limite.
 Maltase cliva maltose em duas moléculas de glicose.
 Glicosidade-α digere a maltotriose e outras.
 Dextrinase-α (pululanase) digere a dextrina limite.
 Outras enzimas da superfície das células intestinais 
são a sacarase e a lactase. 
Fases 
 A glicólise possui 10 reações no total separadas em 2 
estágios, cada um deles possuindo 5 reações.
 Estágio 1: Fases de preparação ou investimento.
 Transformação da glicose em fruto-1,6
subsequente quebra desse composto em 2 
fragmentos cada um com 3 carbonos. 
Bioquímica 
 
Sequência de reações que metaboliza a molécula de 
glicose a 2 de piruvato, com a concomitante produção 
Nessa sequência a energia é conservada na forma 
O piruvato pode ser processado de forma anaeróbia ou 
, gerando muito mais 
Todas as células conseguem usar a glicose como fonte 
fonte de energia possível para 
eritrócitos, medula renal, cérebro e espermatozoides. 
Os eritrócitos só podem usar glicose pois não 
possuem mitocôndrias para metabolizar ácidos 
O cérebro pode usar corpos cetônicos como fonte 
tico, no entanto, isso é uma medida extrema. 
A glicose pode ser encontrada na forma de sacarose, 
Glicose a partir de Glicídios 
Consumimos grande quantidade de amido e uma 
pequena quantidade de glicogênio. Ambos são digeridos 
pancreática e, em menor grau pela 
1,4 mas não as α-1,6, 
rina limite. 
Maltase cliva maltose em duas moléculas de glicose. 
α digere a maltotriose e outras. 
α (pululanase) digere a dextrina limite. 
Outras enzimas da superfície das células intestinais 
glicólise possui 10 reações no total separadas em 2 
estágios, cada um deles possuindo 5 reações. 
Fases de preparação ou investimento. 
1,6-bifosfato e a 
subsequente quebra desse composto em 2 
 
 
 
 
 
 Estágio 2: Fases de pagamento.
 Oxidação dos fragmentos contendo 3 carbonos para 
originar ATP. 
Estágio 1 
1. Fosforilação da glicose: 
glicolítica por fosforilação. 
 Enzima: Hexocinase.
 O transportador transmembrana
bidirecional, assim, para manter a glicose dentro da 
célula ela deve ser fosforilada. Dessa forma, ela não é 
mais conhecida pelo seu transportador.
 A adição da do fosfato começa a desestabilizar a 
estrutura molecular da glicose, facilitando o
metabolismo. 
 Determina o destino da glicose.
 É espontânea e irreversível.
 Ocorre gasto de ATP.
2. Conversão de glicose
por isomerização: A enzima abre o anel hexagonal da 
glicose-6-fosfato, cataliza
pentagonal da frutose-6
 Enzima: Fosfoglicose isomerase ou fosfohexose
isomerase. 
 Envolve um intermediário enediol.
 Reversível. 
Júlia Morais de Moura 
Fases de pagamento. 
Oxidação dos fragmentos contendo 3 carbonos para 
Fosforilação da glicose: A glicose entra na via 
glicolítica por fosforilação. 
. 
O transportador transmembrana da glicose é 
bidirecional, assim, para manter a glicose dentro da 
célula ela deve ser fosforilada. Dessa forma, ela não é 
mais conhecida pelo seu transportador. 
A adição da do fosfato começa a desestabilizar a 
estrutura molecular da glicose, facilitando o seu 
Determina o destino da glicose. 
É espontânea e irreversível. 
Ocorre gasto de ATP. 
 
Conversão de glicose-6-fosfato a frutose-6-fosfato 
A enzima abre o anel hexagonal da 
fosfato, cataliza a isomerização e forma o anel 
6-fosfato. 
Fosfoglicose isomerase ou fosfohexose-
Envolve um intermediário enediol. 
 
 
 
Júlia Morais de Moura – 143 (2019.2) 
19/09/19 Prof. Pablo Trindade 
Júlia Morais
marca 2
3. Fosforilação da frutose-6-fosfato a frutose
bifosfato: Adição de mais uma molécula de fosfato.
 Enzima: Fosfofrutoquinase (PFK-1). 
 A enzima é alostérica, por isso, sofre uma 
modulação complexa. Sua atividade está aumentada 
quando o suprimento de ATP estiver baixo ou 
quando ocorrer acúmulo de produtos de degração de 
ATP, ADP ou AMP, e estará inibida sempre que a 
célula tiver muito ATP (retroinibição). 
 Controle da velocidade da reação. 
 Principal ponto de regulação da via glicolítica.
 Etapa comprometedora da via, pois, a partir desse 
ponto, a molécula necessariamente continua na 
glicólise. 
 Acoplada a segunda reação, pois a redução da 
concentração de frutose-6-fosfato muda a tendência 
dela. 
 Reação irreversível. 
 Ocorre gasto de ATP. 
4. Clivagem da frutose-1,6-bifosfato: Quebra da em 
duas moléculas isômeras, tendo cada uma delas 3 
carbonos. 
 Enzima: Frutose-1,6-bifosfato-aldose ou aldolase.
 O gliceraldeído-3-fosfato (G3P ou GAP) está na vida 
direta da glicólise, mas a di-hidroxiacetona
não. Logo, ela precisa ser processada novamente.
 Condensação aldólica reversível. 
 Importante no reconhecimento de lesões musculares.
fosfato a frutose-1,6-
molécula de fosfato. 
A enzima é alostérica, por isso, sofre uma 
modulação complexa. Sua atividade está aumentada 
quando o suprimento de ATP estiver baixo ou 
quando ocorrer acúmulo de produtos de degração de 
P, e estará inibida sempre que a 
 
Principal ponto de regulação da via glicolítica. 
Etapa comprometedora da via, pois, a partir desse 
ponto, a molécula necessariamente continua na 
Acoplada a segunda reação, pois a redução da 
fosfato muda a tendência 
 
Quebra da em 
duas moléculas isômeras, tendo cada uma delas 3 
aldose ou aldolase. 
fosfato (G3P ou GAP) está na vida 
hidroxiacetona-fosfato 
não. Logo, ela precisa ser processada novamente. 
e no reconhecimento de lesões musculares. 
 
5. Interconversão das trioses
hidroxiacetona-fosfato em gliceraldeído
 Enzima: Triose fosfato isomerase.
 A enzima é cineticamente perfeita. A catálise ocorre 
toda vez que a enzima 
 Em equilíbrio, 96% das trioses fosforiladas são di
hidroxiacetona-fosfato (biodisponibilidade). Isso 
ocorre porque o GAP é rapidamente processado 
pelas reações subsequentes.
 Por produzir duas moléculas gera uma economia 
metabólica. 
 Os produtos convergem com outras vias.
 Aminoácidos agem como ácidos ou bases e estão 
sempre dispostos da mesma forma na enzima. Logo, 
sempre tirarão e colocarão H
carbonos. 
 Reversível, pode tender a formar di
fosfato quando ocorrer altos índices de ATP na 
célula. 
 RESUMO 
 A glicose é fosforilada para permanecer dentro da 
célula e é quebrada em duas moléculas de 3 
carbonos (GAP). 
 Consumo de 2 ATP.
Estágio 2 
6. Oxidação e fosforilação
1,3-bifosfoglicerato: É a soma de dois processos, o 
primeiro é a oxidaçãodo aldeído a ácido carboxílico 
pelo NAD+ e o segundo é a junção do ácido carboxílico 
com ortofosfato, formando acilfosfato.
 Enzima: Gliceraldeído
 A primeira reação é termodinamicamente bastante 
favorável (∆G’o = 
segunda é bastante desfavorável.
 Reações precisam ser acopladas energeticamente,
de modo que a oxidação sirva para impulsionas a 
formação do acilfosfato. P
a presença de um intermediário tioéster (rico em 
energia) ligado a enzima
formando o produto acilfosfato
 Redução de uma molécula de NAD
Interconversão das trioses-fosfato: Conversão da di-
fosfato em gliceraldeído-3-fosfato. 
Triose fosfato isomerase. 
A enzima é cineticamente perfeita. A catálise ocorre 
toda vez que a enzima e o substrato se encontram. 
Em equilíbrio, 96% das trioses fosforiladas são di-
fosfato (biodisponibilidade). Isso 
ocorre porque o GAP é rapidamente processado 
pelas reações subsequentes. 
Por produzir duas moléculas gera uma economia 
Os produtos convergem com outras vias. 
Aminoácidos agem como ácidos ou bases e estão 
sempre dispostos da mesma forma na enzima. Logo, 
sempre tirarão e colocarão H+ nos mesmos 
Reversível, pode tender a formar di-hidroxiacetona-
correr altos índices de ATP na 
 
A glicose é fosforilada para permanecer dentro da 
célula e é quebrada em duas moléculas de 3 
Consumo de 2 ATP. 
Oxidação e fosforilação do gliceraldeído-3-fosfato a 
É a soma de dois processos, o 
primeiro é a oxidação do aldeído a ácido carboxílico 
e o segundo é a junção do ácido carboxílico 
com ortofosfato, formando acilfosfato. 
Gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase. 
reação é termodinamicamente bastante 
= - 50 kJ/mol), ao passo que a 
segunda é bastante desfavorável. 
Reações precisam ser acopladas energeticamente, 
de modo que a oxidação sirva para impulsionas a 
formação do acilfosfato. Para isso, faz-se necessário 
a presença de um intermediário tioéster (rico em 
energia) ligado a enzima, ele reage com o ortofosfato 
formando o produto acilfosfato. 
Redução de uma molécula de NAD+. 
Júlia Morais
marca 2
 
7. Transferência de grupo fosforil do 1,3
bifosfoglicerato para o ADP: Formação de ATP por 
fosforilação a nível de substrato. 
 Enzima: Fosfoglicerato cinase. 
 O 1,3-bifosfoglicerato é uma molécula rica em 
energia, com potencial de transferência de fosforila 
maior que a do próprio ATP. Assim, esse composto 
consegue impulsionar a síntese de ATP a partir de 
ADP. 
 Como foram formadas duas moléculas de GAP pelas 
reações 4 e 5, temos a geração de 2 ATPs.
 Reversível. 
 
 
 
Transferência de grupo fosforil do 1,3-
Formação de ATP por 
bifosfoglicerato é uma molécula rica em 
energia, com potencial de transferência de fosforila 
maior que a do próprio ATP. Assim, esse composto 
a síntese de ATP a partir de 
Como foram formadas duas moléculas de GAP pelas 
reações 4 e 5, temos a geração de 2 ATPs. 
 
 
8. Conversão de 3-fosfoglicerato em 2
Rearranjo do grupo fosforil do glicerato.
 Enzima: Fosfoglicerato
9. Desidratação de 2
fosfoenolpiruvato: Introduz uma ligação dupla, criando 
um fosfoenol. 
 Enzima: Enolase. 
 O fosfoenol também tem alto potencial de 
transferência de fosforila.
 Ocorre uma redistribuição energética den
molécula. 
 Libera uma molécula de H
 Reversível. 
10. Transferência de um grupo fosforil do 
fosfoenolpiruvato para o ADP: 
piruvato (forma enol). 
 Enzima: Piruvato cinase
 O enolpiruvato é instável e rapidamente convertido a 
piruvato. 
 Como foram formadas duas moléculas de GAP pelas 
reações 4 e 5, temos a geração de 2 ATPs.
 Irreversível. 
fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato: 
do grupo fosforil do glicerato. 
Fosfoglicerato-mutase. 
 
Desidratação de 2-fosfoglicerato a 
Introduz uma ligação dupla, criando 
O fosfoenol também tem alto potencial de 
transferência de fosforila. 
Ocorre uma redistribuição energética dentro da 
Libera uma molécula de H2O. 
 
Transferência de um grupo fosforil do 
fosfoenolpiruvato para o ADP: Formação de ATP e de 
Piruvato cinase. 
O enolpiruvato é instável e rapidamente convertido a 
Como foram formadas duas moléculas de GAP pelas 
reações 4 e 5, temos a geração de 2 ATPs. 
 
Júlia Morais
marca 2
 RESUMO 
 Oxidação do GAP em piruvato. 
 2 piruvatos, 2 NADH e 4 ATP, 2 H2O. O saldo final 
de ATP é de 2 ATP. 
Regeneração do Nad
 A quantidade de NAD+ nas células é limitada. Portanto, 
ele precisa ser regenerado para que continue 
participando dos processos metabólicos. 
 O destino do piruvato é variável dependendo do 
organismo e das condições fisiológicas envolvidas.
 Transformação em etanol 
alcoólica): Ocorre em leveduras e outros 
microorganismos. A piruvato descarboxilase 
depende da tiamina (vitamina B1) como coenzima 
para transformar piruvato em acetaldeído. Em 
seguida, a enzima álcool desidrogenase reduz o 
acetaldeído a etanol, regenerando NAD
 Transformação em ácido lático (fermentação 
alcoólica): O lacatato é formado em vários 
microorganismo e, também, nas células musculares 
durante atividade intensa. É feita a redução de 
piruvato por NADH feita pela lactato desidrogenase
tendo como produto final o lactato. A fermentação 
fornece energia sem O2, sendo um modo anaeróbico 
usado por curto períodos. O acumulo de lactato nos 
músculos causa a fadiga muscular. 
 Transformação em CO2. 
Frutose 
 Grande parte dela é metabolizada no fígado, em outros 
tecidos ela pode ser fosforilada pela hexocinase (leve 
nível de promiscuidade). 
 Não faz GAP direto, primeiro produz gliceraldeído e di
hidroxicetona-fosfato. 
 Os gastos de ATP e vias metabólicas são seme
ao que acontece com a glicose. 
O. O saldo final 
Regeneração do Nad+ 
nas células é limitada. Portanto, 
ele precisa ser regenerado para que continue 
 
O destino do piruvato é variável dependendo do 
organismo e das condições fisiológicas envolvidas. 
Transformação em etanol (fermentação 
Ocorre em leveduras e outros 
microorganismos. A piruvato descarboxilase 
) como coenzima 
para transformar piruvato em acetaldeído. Em 
seguida, a enzima álcool desidrogenase reduz o 
, regenerando NAD+. 
 
Transformação em ácido lático (fermentação 
O lacatato é formado em vários 
microorganismo e, também, nas células musculares 
durante atividade intensa. É feita a redução de 
piruvato por NADH feita pela lactato desidrogenase, 
tendo como produto final o lactato. A fermentação 
, sendo um modo anaeróbico 
usado por curto períodos. O acumulo de lactato nos 
 
Grande parte dela é metabolizada no fígado, em outros 
tecidos ela pode ser fosforilada pela hexocinase (leve 
Não faz GAP direto, primeiro produz gliceraldeído e di-
Os gastos de ATP e vias metabólicas são semelhantes 
 Outros tecidos: A frutose é fosforilada pela hexocinase.
Frutose + ATP 
 Fígado: Frutose é fosforilada pela frutocinase em C
em vez de C-6. 
Frutose + ATP 
 Em seguida, a frutose
gliceraldeído e di-hidroxiacetona
1-fosfato-aldolase. 
 A di-hidroxiacetona
gliceraldeído-3-fosfato e o gliceraldeído é fosforilado 
pelo ATP pela triose
Gliceraldeído +ATP 
 
Galactose 
 A conversão da galactose a glicose
4 etapas. 
 A primeira consiste na fosforilação da galactose pela 
galactocinase. 
 A galactose-1-fosfato adquire um grupamento uridila 
da uridina difosfato glicose (UDP
intermediário da síntese de ligações glicosídicas. 
UDP-galactose e glicose
 A porção galactose da UDP
a glicose pela UDP-
 A transformação reversível de UDP
galactose é importante para formação de complexosglicoproteicos. 
 A glicose-1-fosfato é isomerizadas a glicose
pela fofoglicomutase.
 Galactsemia: Carência hereditária na ativ
galactose-1-fosfato uridiltransferase. 
 Crianças atingidas tem atraso no crescimento, 
vomitam ao consumirem leite e desenvolvem 
hepatomegalia. Há formação de catarata. O nível de 
galactose no sangue é elevado, levando a encontra
la na urina. O tratamento mais simples é a remoção 
de lactose da dieta. Contudo, isso não reverte 
disfunções do sistema nervoso central.
 
A frutose é fosforilada pela hexocinase. 
 frutose-6-fosfato + ADP 
Frutose é fosforilada pela frutocinase em C-1 
 frutose-1-fosfato + ADP 
Em seguida, a frutose-1-fosfato é então clivada a 
hidroxiacetona-fosfato pela frutose-
 
hidroxiacetona-fosfato é convertida a 
fosfato e o gliceraldeído é fosforilado 
pelo ATP pela triose-cinase a gliceraldeído-3-fosfato. 
ATP  gliceraldeído-3-fosfato + ADP 
A conversão da galactose a glicose-6-fosfato é feita em 
A primeira consiste na fosforilação da galactose pela 
fosfato adquire um grupamento uridila 
da uridina difosfato glicose (UDP-glicose), um 
intermediário da síntese de ligações glicosídicas. 
glicose-1-fosfato são formados. 
A porção galactose da UDP-galactose é epimerizada 
-galactose-4-epimerase. 
A transformação reversível de UDP-glicose em UDP-
galactose é importante para formação de complexos 
fosfato é isomerizadas a glicose-6-fosfato 
pela fofoglicomutase. 
Galactsemia: Carência hereditária na atividade da 
fosfato uridiltransferase. 
Crianças atingidas tem atraso no crescimento, 
vomitam ao consumirem leite e desenvolvem 
hepatomegalia. Há formação de catarata. O nível de 
galactose no sangue é elevado, levando a encontra-
tamento mais simples é a remoção 
de lactose da dieta. Contudo, isso não reverte 
disfunções do sistema nervoso central. 
Júlia Morais
marca 2
 Se a transferase não for ativa no cristalino, a galactose 
é convertida em galactitol. Por alterações osmóticas, 
água se difunde para dentro do cristalino, possibilitando 
a formação da catarata. 
 
 
Controle da Via Glicolítica
 Nas vias metabólicas, em geral, as enzimas que 
catalisam reações irreversíveis são pontos de controle.
 Hexocinase (1ª reação). 
 Fosfofrutocinase (3ª reação). 
 Piruvato cinase (10ª reação). 
 Controle Alostérico: Feedback negativo dos produtos 
das sequências de reação. Níveis ATP no meio.
 Regulação por Fosforilação: Ativação e desativação 
de enzimas por fosforilação. 
 Controle da Transcrição: Evitar a síntese de enzimas 
por transcrição. 
 
Se a transferase não for ativa no cristalino, a galactose 
Por alterações osmóticas, 
ro do cristalino, possibilitando 
 
 
Controle da Via Glicolítica 
Nas vias metabólicas, em geral, as enzimas que 
catalisam reações irreversíveis são pontos de controle. 
Feedback negativo dos produtos 
das sequências de reação. Níveis ATP no meio. 
Ativação e desativação 
Evitar a síntese de enzimas 
 Músculo 
 Hexocinase: Ela é inibida pela presença do seu
próprio produto, a glicose
concentrações dessa molécula sinalizam que
não há necessidade de hidrolisar mais glicose.
inibição da fosfofrutocinase também 
inibitório. 
 Fosfofrutocinase: 
AMP e ATP. A atividade da enzima é baixa quando a 
relação ATP/AMP é alta. Além disso, 
pH por acúmulo de ácido lático também acelera a 
atividade da enzima. 
 Piruvato cinase: O ATP exerce inibição reduzindo a 
velocidade da glicólise quando em grande 
quantidade. A alanina (aminoácido produzido a partir 
do piruvato) também exerce essa regulação.
 Fígado 
 Hexocinase: O fígado possui uma outra enzima 
especializada, semelhante a 
glicocinase, porém, 
fosfato. A glicocinase fosforila a glicose apenas 
quando está com altos níveis, pois a
afinidade baixa por essa
importante para a formação de glicogê
graxos. Essa baixa afinidade é importante para que o 
cérebro e músculos tenham prioridade na utilização 
da glicose, além de evitar desperdícios.
 Fosfofrutocinase: 
do músculo, no entanto, o baixo pH não interfere p
lactato não é produzido no fígado. 
fígado é acelerada
pois, isso eleva a concentração de frutose
bifosfato, que, consequentemente aumenta a 
produção de frutose
potente ativador da fosfofrutocinase. A enzima é 
inibido por citrato, um intermediário do ciclo do ácido 
cítrico. 
 Piruvato cinase: A isoforma L da piruvato cinase é 
preponderante no fígado. A atividade catalítica 
apenas da forma L é controlad
Quando o nível de glicose sanguíneo é baixo há 
fosforilação da piruvato cinase.
 
 
 
 
 
la é inibida pela presença do seu 
io produto, a glicose-6-fosfato. Altas 
concentrações dessa molécula sinalizam que 
não há necessidade de hidrolisar mais glicose. A 
inibição da fosfofrutocinase também causa efeito 
Fosfofrutocinase: Regulada pelo balanço entre 
AMP e ATP. A atividade da enzima é baixa quando a 
relação ATP/AMP é alta. Além disso, a redução do 
pH por acúmulo de ácido lático também acelera a 
atividade da enzima. 
O ATP exerce inibição reduzindo a 
velocidade da glicólise quando em grande 
quantidade. A alanina (aminoácido produzido a partir 
do piruvato) também exerce essa regulação. 
O fígado possui uma outra enzima 
especializada, semelhante a hexocinase, chamada 
 ela não é inibida pela glicose-6-
fosfato. A glicocinase fosforila a glicose apenas 
quando está com altos níveis, pois a possui uma 
afinidade baixa por essa molécula. É uma enzima 
importante para a formação de glicogênio e ácidos 
Essa baixa afinidade é importante para que o 
cérebro e músculos tenham prioridade na utilização 
da glicose, além de evitar desperdícios. 
Fosfofrutocinase: A regulação por ATP é a mesma 
, no entanto, o baixo pH não interfere pois 
lactato não é produzido no fígado. A glicólise no 
ada quando há fartura de glicose, 
pois, isso eleva a concentração de frutose-6-
bifosfato, que, consequentemente aumenta a 
produção de frutose-2,6-bifosfato, a qual é um 
a fosfofrutocinase. A enzima é 
inibido por citrato, um intermediário do ciclo do ácido 
A isoforma L da piruvato cinase é 
preponderante no fígado. A atividade catalítica 
apenas da forma L é controlada por fosforilação. 
el de glicose sanguíneo é baixo há 
fosforilação da piruvato cinase. 
Júlia Morais
marca 2