Metabolismo de Carboidratos 2

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Toda via pode ser regulada por alosteria - intracelular e imediata •
O excesso de glicose-6-fosfato (glicose-6P) pode inibir a hexoquinase - não é necessário produzir 
mais energia 
○
Frutose 2,6-bifosfato - efetor positivo sintetizado a partir da frutose-6-fosfato ativado 
pela insulina
□
Efetores sinalizam a disponibilidade de combustível, o estado energético, o pH do ambiente 
intracelular e a relação insulina/glucagon no sangue 
▪
Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1)- grande quantidade de AMP estimula a enzima, grande quantidade 
de citrato inibe a enzima, variação de pH inibe a enzima
○
Inibida por alta quantidade de ATP, no fígado é inibida pela alta quantidade de AMPc 
(produzido por adrenalina e glucagon)
▪
Ativada por alta quantidade de frutose 1,6-bifosfato▪
Insulina aumenta sua síntese▪
Piruvatoquinase - alanina inibe a atividade da enzima ○
Hexoquinase (a presença de glicose na célula estimula a hexoquinase), Fosfofrutoquinase-1 (marca-
passo) e piruvatoquinase 
•
Hexoquinases I, II e III fosforilam a glicose, frutose e manose - inibidas pela glicose-6P○
HK I (cérebro e rins) - Km para a glicose é 0,01 mM (0,18 mg%)○
Km para a glicose de 20mM (360 mg% de glicose)▪
Estimulada pela alta concentração de glicose e inibida pela alta concentração de frutose-6P, 
mas não pela concentração de glicose-6P
▪
Síntese - induzida pela insulina▪
HK IV ou Glucoquinase (específica para glicose)○
Hexoquinases (HK)•
Função - manter o nível de glicose circulante -armazenar glicogênio e fazer gliconeogênese○
Frutose 2,6-bifosfatase e AMP são efetores positivos○
Glucagon (sinaliza um baixo nível de açúcar) e a epinefrina (situação de estresse, atividade física, 
frio) diminuem o nível de frutose 2,6-bifosfatase, pois inibem a fosfofrutoquinase-2 e ativam a 
frutose 1,6-bifosfatase causando inibição da glicólise (economiza glicose para outros tecidos)
○
Insulina - efeito oposto ○
Fígado •
Alta concentração de adrenalina estimula a glicólise para atender a demanda aumentada de ATP 
devido ao aumento na carga de trabalho
○
Músculo Cardíaco•
Função - fornecer ATP para contração muscular○
ATP/AMP (regulação alostérica rápida) e altas concentrações de adrenalina estimulam a glicólise○
Músculo Esquelético•
Regulação alostérica da Glicólise
Efetores alostéricos: ligam-se à enzima, podendo aumentar (efetor positivo) ou diminuir 
(efetor negativo) a atividade catalítica, através de modificações no sítio catalítico
Intermediários da glicólise ou ciclo de krebs (lactato, glicerol ou oxaloacetato)○
Os aminoácidos são desaminados na mitocôndria e dão origem a intermediários da via do ácido 
cítrico (Krebs) e são convertidos em oxaloacetato
▪
Aminoácidos (exceto Leu e Lys) - piruvato ou intermediários do ciclo de Krebs○
Manose - quantidade limitada na nossa dieta - transformada em frutose ○
Formação de glicose a partir de precursores:•
Fígado (90%) e rins (10%) - importante no jejum prolongado e consumo inadequado de carboidratos •
Cérebro de um adulto consome 120g/dia○
Glicose nos líquidos orgânicos = [20g]○
Glicogênio = [190g] suficiente para um dia de jejum○
Função - manutenção da glicemia•
Entretanto, três reações da glicólise são essencialmente irreversíveis e não podem ser utilizadas na 
gliconeogênese 
○
A gliconeogênese e a glicólise não são vias idênticas correndo em direções opostas, embora compartilhem 
várias etapas, sete das 10 reações enzimáticas da gliconeogênese são o inverso das reações glicolíticas
•
Essas três etapas irreversíveis são contornadas por um grupo distinto de enzimas, catalisando as reações que 
são irreversíveis no sentido da síntese de glicose
•
A primeira reação de contorno da gliconeogênese é a conversão de piruvato em fosfoenolpiruvato (PEP) . 
Esta reação não pode ocorrer por uma simples inversão da reação da piruvato-cinase da glicólise;
○
A piruvato-carboxilase é a primeira enzima de regulação na via gliconeogênica; no citosol, 
oxaloacetato é convertido a fosfoenolpiruvato pela PEP-carboxilase
▪
Como a membrana mitocondrial não tem transportador para o oxaloacetato, antes de ser 
exportado para o citosol o oxaloacetato formado a partir do piruvato deve ser reduzido a malato 
pela malatodesidrogenase mitocondrial, com o consumo de NADH
▪
Uma segunda possibilidade para a conversão de piruvato em PEP predomina quando o lactato é o 
precursor glicogênico; Esta via faz uso do lactato produzido pela glicólise nos eritrócitos ou no 
músculo em anaerobiose.
▪
A fosforilção do piruvato é alcançada por uma sequência de reações de desvio que, em eucariotos, 
requer enzimas existentes tanto no citosol como nas mitocôndrias;
○
A geração de frutose-6-fosfato a partir de frutose-1,6-bifosfato é catalisada por uma enzima 
diferente, dependente de Mg++, a frutose-1,6-bifosfatase (FBPase-1), que promove a hidrólise 
essencialmente irreversível fosfato em C-1
▪
A segunda reação glicolítica que não pode participar da gliconeogênese é a fosforilação de frutose -6-
fosfato pela PFK1
○
O terceiro contorno é a reação final da gliconeogênese, a desfosforilação da glicose-6-fosfato para 
formar glicose
○
Reações de Contorno da Gliconeogênese : •
Gliconeogênese
Fosfofrutoquinase-2 (glicólise) ou frutose 
bifosfatase-2 (gliconeogênese)
•
Atua como quinase sobre a frutose-6-
fosfato > forma frutose-2,6-bifosfato
•
Atua como fosfatase sobre a frutose 2,6-
bifosfato > forma frutose-6-bifosfato
•
Depende da regulação por modificação 
covalente no domínio N-terminal 
regulatório
•
Enzima bifuncional hepática 
AMP: monofosfato de adenosina é 
um nucleótideo que é usado como monômero da 
RNA. É um composto de baixa energia, que só 
costuma aparecer em grandes concentrações na 
célula em situação de extrema baixa energética, 
em que todos as moléculas de ATP e ADP foram 
desfosforiladas para a obtenção de energia para 
funções celulares fundamentais. O AMPc é um 
importante sinalizador 
celular dos hormônios em seres pluricelulares. O 
AMP também é um efetor alostérico muito 
comum, principalmente na regulação celular 
do anabolismo/catabolismo celular, já que 
compete pelos sítios alostéricos das enzimas com 
suas derivações di e trifosfatadas.
Stella Fernandes - MEDUFMS/Turma LIII
 Metabolismo de Carboidratos 2 
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A geração de frutose-6-fosfato a partir de frutose-1,6-bifosfato é catalisada por uma enzima 
diferente, dependente de Mg++, a frutose-1,6-bifosfatase (FBPase-1), que promove a hidrólise 
essencialmente irreversível fosfato em C-1
▪
fosfato pela PFK1
Enzima glicose-6-fosfatase catalisa esta reação. Ela não exige o consumo de ATP, sendo a hidrólise 
simples de uma ligação de éster fosfato 
▪
O terceiro contorno é a reação final da gliconeogênese, a desfosforilação da glicose-6-fosfato para 
formar glicose
○
Ambas as vias são exergônicas○
Em condições normais, uma via (glicolítica) está relativamente inativa enquanto a outra (gliconeogênese) 
está ativa
•
Se ambas estiverem ativas, gera um saldo de 4 ATPs por ciclo de reação •
Se a carga energética é baixa > glicólise•
Se a carga energética é alta > gliconeogênese•
Aumenta a oxidação de ácidos graxos para fornecer ATP > aumentando a concentração de acetil-CoA 
(ativador de piruvato carboxilase) e aumenta a síntese de citrato (inibidor da PFK-1)
•
Eleva a concentração de frutose-1,6-bifosfato que é inibidor da PK e ativador da piruvato carboxilase e PEP 
carboxiquinase
•
Aumento de ATP e diminuição de AMP - inibe a PFK-1 e ativa a frutose-1,6-bifosfatase, degradando a 
frutose-2,6-bifosfato e induzindo a gliconeogênese
•
Redução na quantidade de O2, de ácidos graxos, inibição ou desacoplamento na produção de ATP 
(fosforilação oxidativa), o fígado passa de gliconeogênese para a glicólise
•
Envolve a regulação do suprimento de ácidos graxos para o fígado e das enzimasda glicólise e da 
gliconeogênese
○
Glucagon - aumenta a lipólise > aumenta a quantidade de ácidos graxos plasmáticos > aumenta a 
quantidade de acetil-CoA > induz a gliconeogênese
○
A insulina tem efeito alostérico oposto e os glicocorticoides aumentam a gliconeogênese no jejum ou 
diabetes, liberam glicose hepática para a circulação e inibem a captação de glicose pelos músculos
○
Glucagon - aumenta a síntese das enzimas da gliconeogênese ○
Insulina - aumenta a síntese das enzimas da glicólise○
Controle hormonal•
O peso do cérebro é maior que o do corpo, consumindo grandes quantidades de glicose ○
Cetogênese e síntese hepática de glicose - limitadas ○
Bebês prematuros apresentam hipoglicemia •
B-D-galactose + a-D-glicose > produzida pelas glândulas mamárias das fêmeas dos mamíferos e secretada 
no leite com proteínas e lipídios
•
Antes e durante a gestação a mama sintetiza N-acetil-lactosamina○
Durante a gestação - progesterona inibe a síntese da proteína B○
Após o parto - diminuição da quantidade de progesterona e aumento da síntese de prolactina > 
aumento da síntese de proteína B que forma um complexo com a proteína A > lactose sintetase
○
Controle hormonal•
Metabolismo de Lactose
Componente dos glicosaminoglicanos ○
Detoxicação de compostos insolúveis (bilirrubina, esteroides e drogas)○
Encontrado na dieta e na degradação de glicosaminoglicanos○
Glicuronato•
Icterícia fisiológica no recém-nascido - aumento na degradação do heme e deficiência na conjugação com o 
ácido glicurônico 
•
Via do Glicuronato
Frutólise - frutose fornece de 15 a 20% das calorias da dieta•
Transporte insulino-independente•
Fonte de energia das células espermáticas e adiposas, obtida a partir da sacarose•
Metabolismo mais rápido que da glicose - não passa pela PFK-1•
Metabolismo da Frutose
Lactose do leite e laticínios○
Constitui glicoproteínas e glicolipídios de membranas ○
Fonte dietética:•
Captação - insulino-independente•
Alterações patológicas - galactosemias•
Metabolismo da Galactose
Para serem metabolizados os carboidratos são fosforilados, mas no cristalino, 
retina, rim, fígado, placenta e vesículas seminais são reduzidos a álcool 
(hidrofílicos e não atravessam a membrana)
•
Hiperglicemia eleva a produção de sorbitol, o que provoca edema celular 
(catarata, neuropatia periférica e problemas vasculares)
•
Via do Sorbitol
Ocorre no citosol (excesso de glicose) integrada a glicólise •
Produção de NADHP para reações de redução no fígado e glândulas 
mamárias (síntese de ácidos graxos), córtex adrenal (síntese de esteroides) e 
hemácias (redução da glutationa)
○
Produção de ribose 5-fosfato (síntese de nucleotídeos)○
Nenhum ATP é produzido ou consumido na via•
Irreversível▪
Produção de ribose 5-fosfato e NADPH + H+▪
Ocorre em todos os tecidos, mas predomina em células que sintetizam 
lipídios (fígado, tecido adiposo, glândulas mamárias, gônadas e córtex 
adrenal)
▪
Glicose 6-fosfato desidrogenase▪
Oxidativa○
Reversível▪
Produtos e precursores são glicose 6-fosfato e ribose 5-fosfato▪
Ocorre em células que sintetizam lipídios (reciclagem da ribose 5-
fosfato), e em células em proliferação (medula óssea, mucosa 
intestinal - fornece ribose 5-fosfato que é precursor de nucleotídeos)
▪
Não oxidativa○
Duas fases: oxidativa e não oxidativa•
Via das pentoses fosfato
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