Metabolismo

Prévia do material em texto

Metabolismo
Prof. Dr. Tiago Breve da Silva
O metabolismo, a soma de todas as transformações químicas
que ocorrem em uma célula ou em um organismo, ocorre
por meio de uma série de reações catalisadas por enzimas
que constituem as vias metabólicas.
O catabolismo é a fase de degradação do metabolismo, na qual
moléculas nutrientes orgânicas (carboidratos, gorduras e
proteínas) são convertidas em produtos finais menores e mais
simples (como ácido láctico, CO2 e NH3). As vias catabólicas
liberam energia, e parte dessa energia é conservada na forma
de ATP e de transportadores de elétrons reduzidos (NADH,
NADPH e FADH2); o restante é perdido como calor.
No anabolismo, também chamado de biossíntese, precursores
pequenos e simples formam moléculas maiores e mais
complexas, incluindo lipídeos, polissacarídeos, proteínas e
ácidos nucleicos. As reações anabólicas necessitam de
fornecimento de energia, geralmente na forma de potencial de
transferência do grupo fosforil do ATP e do poder redutor de
NADH, NADPH e FADH2 .
Glícólise (Carboidratos)
Lipólise (Lipídeos)
Proteólise (Proteínas/Aminoácidos)
Ciclo de Krebs
Gliconeogênese/Glicogênese (Carboidratos)
Lipogênese(AG/TG e outros)
Síntese de proteínas (Fibrosas e globulares)
Ciclo de Krebs
Glicose
Digestão dos carboidratos
Transporte dos carboidratos (GLUT1 ao 4)
Na glicólise (do grego glykys, “doce” ou “açúcar”, e lysis,
“quebra”), uma molécula de glicose e degradada em uma serie
de reações catalisadas por enzimas, gerando duas moléculas do
composto de três átomos de carbono, o piruvato.
A glicólise e uma via central quase universal do catabolismo
da glicose, a via com o maior fluxo de carbono na maioria das
células. A quebra glicolítica da glicose e a única fonte de
energia metabólica em alguns tecidos e células de mamíferos
(p. ex., eritrócitos, medula renal, cérebro e esperma).
Glicólise
Glicólise 1x6 C
2x3 C
Gasto de 2 ATP
Enzimas reguladas 
por INSULINA
Glicólise
2x3 C
Formação de 4 ATP
e 2 NADH
Enzimas reguladas 
por INSULINA
2x3 C
Glicólise
Glicose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2Pi
→
2 Piruvato + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O
Destinos do Piruvato
Músculos em atividade extrema e eritrócitos
FERMENTAÇÃO
Glicólise x Gliconeogênese
No citosol...
Oxalacetato é convertido em fosfoenolpiruvato pela ação da
fosfoenolpiruvatocarboxiquinase (PEPCK) - consumindo GTP.
Como foi visto, algumas células obtêm energia (ATP) pela fermentação,
degradando a glicose na ausência de oxigênio.
Para a maioria das células eucarióticas e muitas bactérias, que vivem em
condições aeróbias e oxidam os combustíveis orgânicos a dióxido de carbono
e água, a glicólise é apenas a primeira etapa para a oxidação completa da
glicose.
Em vez de ser reduzido a lactato, etanol ou algum outro produto da
fermentação, o piruvato produzido pela glicólise é posteriormente oxidado a
H2O e CO2.
Ciclo de Krebs (Ácido Cítrico)
Conversão de Piruvato a Acetil-CoA
Única forma de conversão de Piruvato a Acetil-CoA
Via de MÃO ÚNICA EM MAMÍFEROS
3 C 2 C + 1 CO2
Coenzima A
Vitamina B5
Ciclo de Krebs 
Etapas 1 
2 C + 4 C = 6 C
Ciclo de Krebs 
Etapas 2 e 3
Reorganização 
estrutural
Ciclo de Krebs 
Etapas 4
6C → 5C 
Liberação de 1 CO2
Formação do 1º NADH
Ciclo de Krebs 
Etapas 5
5C → 4C 
Liberação de 1 CO2
Formação do 2º NADH
Ciclo de Krebs 
Etapas 5
Reorganização estrutural
Formação de GTP (ATP)
Ciclo de Krebs 
Etapas 6
Reorganização estrutural
Formação de FADH2
Ciclo de Krebs 
Etapas 7
Reorganização estrutural
Ciclo de Krebs 
Etapas 8
Regeneração do
Oxaloacetato
4C
Formação do 
3º e último NADH
Ciclo de Krebs 
Etapas 1 
2 C + 4 C = 6 C
Ciclo de Krebs 
Produtos do CK
Anabolismo
No CK
Gliconeogênese
Regulação no CK
ATP e produtos desativam
AMP ativa
NADH, ATP e produto 
desativam
ADP ativa
ATP desativa
ADP ativa
NADH e produto desativam
Íon cálcio ativa
Catabolismo de 
Ácidos Graxos (TG/gorduras)
Triacilglicerol (TG)
Os fatores que aumentam tanto a
síntese de triacilglicerol quanto a
secreção de VLDL pelo fígado incluem:
(1) o estado alimentado;
(2) a ingestão de dietas ricas em
carboidratos, resultando em altas
taxas de lipogênese e esterificação
dos ácidos graxos;
Anabolismo de 
Ácidos Graxos (TG/gorduras)
• Elevados teores de glicose e de insulina exercem
atividades favorecendo o acumulo de
triacilgliceróis no tecido adiposo.
• Um homem de 70 kg tem 15kg de gordura,
suficientes para 12 semanas de vida.
Regulação da síntese TG’s
Digestão e transporte de gorduras)
Digestão e transporte 
de gorduras)
Digestão e transporte 
de gorduras)
Os ácidos graxos com 12 carbonos ou menos -√
Os ácidos graxos com 14 carbonos ou mais - X
Precisam passar pelas três reações enzimáticas do ciclo da carnitina.
b-Oxidação é uma via de mão dupla?
Acetil-CoA-Carboxilase (ACC)
Digestão e transporte 
de gorduras)
Gera uma FADH2 e um NADH a cada ciclo de 2 carbonos
E se for ímpar?
Participante do CK
Sobre corpos cetônicos...
b-oxidação gera Acetil-CoA e depois corpos cetônicos, por 
que?
Corpos cetônicos servem para alimento nos músculos e 
cérebro, ok!
Mas, a b-oxidação é ativada por hormônio glucagon e tem 
início lá no adipócito com a LSH
Se tem glucagon, não tem insulina, muito menos glicose
Vamos preparar glicose através da gliconeogênese
Gliconeogênse consome oxaloacetado do CK
Sem oxaloacetato não tem consumo de Acetil-CoA, que 
acaba se acumulando
Biossíntese de lipídeos não é ativada, CK não acontece pois 
falta oxaloacetato, então...deu ruim!
Aminoácidos
Aminoácidos
Aminoácidos
Poucos organismos conseguem converter o N2 em formas
biologicamente uteis, como NH3, os grupos amino são
cuidadosamente gerenciados nos sistemas biológicos.
Aminoácidos
Aminoácidos
Aminoácidos
Aminoácidos
1) Ornitina transcarbamoilase
2) Argininasuccinato sintetase
3) Argininasuccinato liase
4) Arginase
Aminoácidos
Aminoácidos
Fosforilação Oxidativa (Cadeira respiratória)
Modelo quimiosmótico (Peter D. Mitchell -1961)
▪ Os elétrons do NADH e outros substratos oxidáveis passam através
de carregadores arranjados simetricamente na membrana interna.
▪ O fluxo de elétrons é acompanhado por uma transferência de
prótons através da membrana produzindo um gradiente químico
(pH) e um gradiente elétrico ( )
▪ A membrana interna da mitocôndria é impermeável aos prótons e
eles podem voltar a matriz somente através de canais específicos
para prótons (F0).
▪ A força próton motriz que direciona os prótons de volta para a
matriz propícia a energia para a síntese de ATP que é catalisada pelo
complexo F1 associado F0.
Cadeia Respiratória
Quando a soma do colesterol sintetizado e do colesterol obtido na dieta excede a quantidade necessária para a síntese de
membranas, sais biliares e esteroides, o acúmulo patológico de colesterol (placas) pode obstruir os vasos sanguíneos,
condição chamada aterosclerose.