Via Glicolítica (Glicólise, Piruvato, Fosforilação da glicose) - Bioquímica Metabólica/Ensino Superior

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2 Camila Medeiros | Biomedicina | 3º período 
Via Glicolítica 
INTRODUÇÃO 
A glicose ocupa uma posição importante no 
metabolismo de plantas, animais e muitos 
microrganismos. Sua forma armazenada, 
como amido (plantas) e glicogênio (seres 
humanos e animais), pode ser estocada em 
grandes quantidades de unidades de 
hexoses. Quando a demanda de energia 
aumenta, a glicose pode ser liberada desses 
polímeros (amido e glicogênio) de seu 
armazenamento intracelulares e utilizada 
para produzir ATP. 
Em animais e em vegetais vasculares, a 
glicose tem quatro destinos principais: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1) usada na síntese de polissacarídeos 
complexos direcionados ao espaço 
extracelular. 
2) armazenada nas células (como 
polissacarídeo ou como sacarose) 
3) oxigenada a compostos de três 
átomos de carbonos (piruvato) por 
meio da glicólise, parar fornecer ATP 
e intermediários metabólicos. 
4) oxidada pela via das pentoses-fosfato 
(fosfogliconato) produzindo ribose-
5-fosfato para a síntese de ácidos 
nucleicos e NADPH para processos 
biossintéticos redutores. 
GLICÓLISE 
Uma molécula de glicose gera duas 
moléculas de um composto de três átomos 
de carbono, o piruvato. Durante as reações 
sequencias da glicólise, parte da energia 
livre da glicose é conservada na forma de 
ATP e NADH. 
A glicólise é uma via central do catabolismo 
da glicose, a via com o maior fluxo de 
carbono na maioria das células. 
 
Fermentação: é um termo geral para 
degradação anaeróbica da glicose, ou de 
outros nutrientes orgânicos para obtenção 
de energia, conservada como ATP. 
VIA GLICÓLITICA 
A quebra da glicose em duas moléculas de 
piruvato, cada uma com três carbonos, 
ocorre em 10 etapas, sendo que as primeiras 
5 constituem a fase preparatória ou de 
investimento. 
Na fase preparatória da glicólise, a energia 
do ATP é consumida, aumentando o 
conteúdo de energia livre dos 
intermediários, e as cadeias de todas as 
OBS: a quebra glicolítica da glicose é a 
única fonte de energia metabólica em 
alguns tecidos e células de mamíferos. 
 exemplos: eritrócitos, medula 
renal, encéfalo e esperma. 
 
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hexoses metabolizadas são convertidas em 
um produto comum, o gliceraldeído-3-
fosfato. 
O ganho de energia provém da fase de 
pagamento da glicólise. O rendimento 
líquido são duas moléculas de ATP por 
molécula de glicose utilizada, já que duas 
moléculas de ATP foram consumidas na fase 
preparatória. 
FASE PREPARATÓRIA 
1ª ETAPA: FOSFORILAÇÃO DA 
GLICOSE 
Na primeira etapa da glicólise, ocorre uma 
fosforilação no carbono 6, formando 
glicose-6-fosfato, com ATP como doador de 
grupo fosforila. 
É uma reação irreversível, catalisada pela 
hexocinase. 
 
2ª ETAPA: CONVERSÃO DE GLICOSE-
6-FOSFATO EM FRUTOSE-6-FOSFATO 
É uma isomerização reversível da glicose-6-
fosfato (aldose) a frutose-6-fosfato (cetose), 
catalisada pela enzima fosfo-hexose-
isomerase (fosfoglicose-isomerase). 
 
3ª ETAPA: FOSFORILAÇÃO DA 
FRUTOSE-6-FOSFATO A FRUTOSE-
1,6-BIFOSFATO 
É uma reação irreversível, semelhante a 
primeira fase da via glicolítica, onde a 
enzima fosfofrutocinase 1 (PFK-1) catalisa a 
transferência de um grupo fosforila do ATP 
para a frutose-6-fosfato, formando frutose-
1,6-bisfosfato. 
HEXOCINASE: é uma cinase, ou seja, é 
uma enzima que catalisa a transferência 
do grupo fosforila terminal do ATP a um 
aceptor nucleofílico. 
Requer Mg2+ para sua atividade, visto 
que o verdadeiro substrato é MgATP2-. 
O Mg2+ protege as cargas negativas dos 
grupos fosforila do ATP, tornando o 
átomo de fósforo terminal um alvo mais 
fácil para o ataque nucleofílico por um 
grupo –OH da glicose. 
ISOMERIZAÇÃO: é a transformação de 
uma substância em isômero. 
ISÔMEROS: são moléculas com 
fórmulas idênticas, mas com estruturas 
distintas. 
 
 
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Essa reação é essencialmente irreversível 
em condições células, é a primeira etapa 
“comprometida” da via glicolítica; a 
glicose6-fosfato e a frutose-6-fosfato têm 
outros destinos possíveis, mas a frutose-1,6-
bisfosfato é direcionada para a glicólise. 
 
4ª ETAPA: CLIVAGEM DA FRUTOSE-
1,6-BISFOSFATO 
É uma reação reversível, catalisada pela 
frutose-1,6-bisfosfato-aldolase (aldolase). A 
frutose-1,6-bisfosfato é clivada para a 
formação de duas trioses-fosfato 
diferentes; a aldose gliceraldeído-3-fosfato 
e a cetose di-hidroxiacetona-fosfato. 
 
 
 
5ª ETAPA: INTERCONVERSÃO DAS 
TRIOSES-FOSFATO 
Somente a di-hidroxiacetona-fosfato 
participará dessa etapa, visto que o objetivo 
é formar dois gliceraldeído-3-fosfato. A di-
hidroxiacetona-fosfato, é rápida e 
reversivelmente convertida em 
gliceraldeído-3-fosfato pela enzima triose-
fosfato-isomerase. 
O mecanismo de reação é semelhante ao da 
reação promovida pela fosfo-hexose-
isomerase na etapa 2 da glicólise. 
PFK-1: é chamada assim, para distingui-la 
de uma segunda enzima (PFK-2), que 
catalisa a formação de frutose-2,6-
bifosfato a partir de frutose-6-fosfato em 
uma via distinta. 
 
Convenção-chave: compostos com dois 
grupos fosfato ou fosforila ligados em 
diferentes posições de moléculas são 
chamados de bisfosfatos (ou compostos 
bisfofo). 
Existem duas classes de aldolases 
• Aldolases da classe I: encontradas 
em animais e vegetais. 
• Aldolases da classe II: encontradas 
em fungos e bactérias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBS: A reação da aldolase tem uma 
variação da energia padrão fortemente 
positiva no sentido de clivar a frutose-
1,6-bisfosfato. 
No entanto, nas baixas concentrações 
dos reagentes presentes na célula a 
variação real da energia livre é pequena 
e a reação da aldolase é prontamente 
reversível. 
 processo onde a aldolase age no 
sentindo reverso durante o processo de 
gliconeogênese. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FASE DE PAGAMENTO 
A fase de pagamento da glicólise inclui as 
etapas de fosforilação que conservam 
energia, nas quais parte da energia química 
da molécula da glicose é conservada na 
forma de ATP e NADH. 
 
6ª ETAPA: OXIDAÇÃO DO 
GLICERALDEÍDO-3-FOSFATO A 1,3-
BISFOSFOGLICERATO 
 
É uma reação reversível, onde ocorre a 
oxidação do gliceraldeído-3-fosfato a 1,3-
bifosfoglicerato, catalisada pela enzima 
gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase. 
Note que o H do carbono 1 e o H do fosfato 
inorgânico sai da reação para se ligar ao 
NAD+, formando o NAD + H+. 
 
7ª ETAPA: TRANSFERÊNCIA DE UMA 
FOSFORILA DO 1,3-
BISFOSFOGLIGERATO PARA O ADP 
 
É uma reação reversível, onde a enzima 
fosfoglicerato-cinase transfere o grupo 
Essa reação completa a fase preparatória 
da glicólise. A molécula de hexose foi 
fosforilada no C-1 e no C-6 e, então, 
clivada para formar duas moléculas de 
gliceraldeído-3-fosfato. 
OBS: A conversão das duas moléculas de 
gliceraldeído-3-fosfato em duas de 
piruvato é acompanhada pela formação 
de quatro moléculas de ATP a partir de 
ADP. No entanto, o rendimento líquido é 
de apenas dois, já que gastamos dois ATP 
na fase preparatória. 
OBS: O grupo aldeído do gliceraldeído-3-
fosfato é oxidado a um anidrido de ácido 
carboxílico com ácido fosfórico e não a 
um grupo carboxila livre como 
eventualmente acontece. 
Esse tipo de anidrido, chama-se acil-
fosfato. 
OBS: O gliceraldeído-3-fosfato é 
covalentemente ligado à desidrogenase 
durante a reação. O grupo aldeído do 
gliceraldeído-3-fosfato reage com o 
grupo -SH de um resíduo de Cys 
essencial no sítio ativo, em reação 
análoga à formação de um hemiacetal, 
nesse caso produzindo um tio-
hemiacetal 
 
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fosforila de alta energia do grupo carboxila 
do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP, 
formando ATP e 3-fosfoglicerato. 
 
8ª ETAPA: CONVERSÃO DE 3-
FOSFOGLICERATO EM 2-
FOSFOGLICERATO 
 
A enzima fosfoglicerato-mutase catalisa o 
deslocamento reversível do grupo fosforila 
entre o carbono 2 para o carbono 3 do 
glicerato; o Mg2+ é essencialpara essa 
reação. 
Essa reação ocorre em duas etapas: 
O grupo fosforila acoplado a um resíduo de 
His da mutase é transferido a um grupo 
hidroxila em carbono 2 do 3-fosfoglicerato, 
formando então o 2,3-bisfosfoglicerato (2,3-
BPG). 
O grupo fosforila no carbono 3, do 2, 3-BPG 
é, então, transferido para o mesmo resíduo 
de His, produzindo 2-fosfoglicerato e 
regenerando a enzima fosforilada. 
 Segue o sequência das reações. 
1. 3-fosfoglicerato 
2. 2,3-bifosfoglicerato 
3. 2-fosfoglicerato 
 
 
 
9ª ETAPA: DESIDRATAÇÃO DO 2-
FOSFOGLICERATO PRODUZIDO 
FOSFOENOLPIRUVATO 
 
A enzima enolase promove a remoção 
reversível de uma molécula de água, ou seja, 
desidratação, do 2-fosfoglicerato para gerar 
fosfoenolpiruvato (PEP): 
10ª ETAPA: TRANSFERÊNCIA DO 
GRUPO FOSFORILA DO 
FOSFOENOLPIRUVATO PARA O ADP 
Essa é última etapa da via glicolítica. Irá 
ocorrer a transferência do grupo fosforila 
do fosfoenolpiruvato para o ADP, catalisada 
OBS: a fosfoglicerato-cinase tem esse 
nome devido à reação inversa, na qual 
ocorre a transferência de grupo fosforila 
do ATP para o 3-fosfoglicerato. 
 
7 Camila Medeiros | Biomedicina | 3º período 
pela piruvato-cinase, que exige K+ e Mg2+ ou 
Mn2+: 
 
 
 
OBS: Nesta fosforilação no nível do 
substrato, o piruvato resultante aparece 
incialmente em sua forma enólica, depois 
tautomeriza de modo rápido e não 
enzimático à sua forma cetônica.