Atividade de glicose

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1° Qual a equação geral da glicólise?
Glicose+2 ADP+ 2 NAD + 2p = 2 piruvato+ 2ATP + 2NADH+ 2 H+ 2 H2O
2° Quais podem ser os destinos tomados pelo piruvato que é produzido na glicólise? 
O Piruvato é um metabólito importante podendo ser ainda oxidado gerando muita energia ou pode ser usado como bloco de construção celular.
A formação de etanol se inicia pela descarboxilação do piruvato, reação catalisada pela piruvato descarboxilase, onde têm-se como produtos o CO2 e aldeído acético.
Há a presença da coenzima tiamina- pirofosfato. A segunda etapa é a redução do aldeído acético a etanol pelo NADH em uma reação catalisada pela álcool desidrogenase. A transformação de glicose a etanol é chamada de fermentação alcóolica! O Etanol ocorre em condições anaeróbicas.
 A formação de lactato a partir da redução de piruvato pelo NADH é catalisada pela lactato desidrogenase. O Lactato ocorre em vários microrganismos e nos músculos de intensa atividade em condições anaeróbicas.
A maior parte do piruvato se dirige para o ciclo do ácido cítrico e depois para a cadeia transportadora de elétrons, onde, nessa via de aerobiose, pode- se extrair muito mais energia. O ponto de entrada é a acetil coenzima A que é formada pela descarboxilação oxidativa do piruvato. É uma reação catalisada pelo complexo piruvato desidrogenase.
3°Quais os principais pontos de regulação da glicólise
Hexoquinase que utiliza uma ligação do ATP de alto pode energético e forma um composto de baixo poder energético, que é a glicose - 6-fosfato. Por apresentar uma inibição pelo produto, a hexoquinase para de funcionar logo que uma quantidade significativa de glicose - 6-fosfato é produzida e permanece inativa até que o nível dessa molécula reduz como resultado de seu uso por outras reações. Pode -se inferir que a hexoquinase é uma enzima reguladora, na qual a glicose - 6-fosfato é tanto o substrato como o regulador.
Fosfofrutocinase: importante sítio de regulação metabólica porque a atividade desta enzima pode ser aumentada ou reduzida por um certo número de metabólitos comuns. Tais efeitos são do tipo alostérico, pois são resultados de uma interação entre o metabólito e o catalisador protéico em um sitio diferente daquele onde ocorre a catálise. A enzima requer Mg2+ e é específica para frutose-6-fosfato. Sua atividade é estimulada pelo ADP e quando há excesso de ATP ela é inibida. Além do ATP, o citrato e o isocitrato, podem agir como moduladores inibitórios da fosfofrutoquinase, atuando assim como efetores negativos. Por outro lado, o AMP, ADP e frutose-6-fosfato estimulam a enzima, fazendo papel de efetores positivos. Quando a relação ATP/ADP for alta a atividade da enzima fosfofrutoquinase é severamente inibida, no entanto quando esta mesma relação é baixa a fosfofrutoquinase tem sua atividade acelerada
Piruvato Cinase: piruvatoquinase é um ponto de controle secundário na glicólise. É também uma enzima alostérica. Em altas concentrações de ATP, a afinidade aparente da cinase do piruvato pelo fosfoenolpiruvato é relativamente baixa e a velocidade da reação será igualmente baixa em concentrações normais de fosfoenolpiruvato. A cinase do piruvato é inibida também por Acetil CoA e por ácidos graxos de cadeia longa, ambos importantes combustíveis do Ciclo de Krebs. Assim, sempre que a célula já dispõe de uma concentração de ATP alta, a glicólise é inibida pela ação da fosfofrutoquinase ou da piruvato cinase. Por outro lado, em baixas concentrações de ATP, a afinidade aparente da piruvato cinase pelo fosfoenolpiruvato aumenta, este comportamento capacita a enzima a transferir o grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP.
4°Porque a formação de frutose-1,6-bisfosfato é o passo comprometido da glicólise?
A reação da PFK-1 é essencialmente irreversível e é o primeiro passo “comprometido” da via glicolítica, pois a glicose-6-fosfato e a frutose- 6-fosfato podem ter outros destinos, mas a frutose-1,6-bifosfato é dirigida para a glicólise. Ela representa o ponto principal de regulação da glicólise. A PFK-1 é uma enzima alostérica e catalisa uma reação exergônica, Importante ponto de Regulação da Glicólise, controla a velocidade da Glicólise e é irreversível em condições fisiológicas.
5° Quais as fases da glicólise?
Existem duas fases de glicólise: Investimento e geração de ATP.
Fase de investimento de energia. Nessa fase, a molécula inicial de glicose é reorganizada e duas moléculas de fosfato são ligadas a ela. Os grupos fosfato tornam o açúcar modificado - agora chamado de frutose-1,6 bifosfato - instável, permitindo que seja dividido na metade para formar dois açúcares fosfato de três carbonos. Na medida em que os fosfatos utilizados nesses passos vêm do ATP , duas moléculas de ATP são investidas.Os açúcares de três carbonos produzidos quando se quebra o açúcar instável são diferentes entre si. Apenas uma deles—o gliceraldeído-3-fosfato— pode entrar na etapa seguinte. No entanto, o açúcar desfavorável, o DHAP , pode facilmente ser convertido no açúcar favorável, portanto ambos terminam a via no final.
A fase de geração de ATP Nessa fase, cada açúcar de três carbonos é convertido em outra molécula de três carbonos, o piruvato, através de uma série de reações. Nessas reações, duas moléculas de ATP e uma uma molécula de NADH são produzidas. Já que essa fase acontece duas vezes, uma para cada açúcar de três carbonos, são produzidos quatro ATPs e dois NADH no geral. Cada reação da glicólise é catalisada por sua própria enzima. A enzima mais importante na regulação da glicólise é a fosfofrutoquinase, a qual catalisa a formação da molécula instável de açúcar com dois fosfatos, frutose-1,6-bifosfato^4 
 A fosfofrutoquinase acelera ou reduz a velocidade da glicólise em resposta à necessidade energética da célula. No geral, a glicólise converte uma molécula de glicose de seis carbonos em duas moléculas de piruvato de três carbonos. Os produtos desses processos são duas moléculas de ATP ( 4 ATP produzidos e 2 investidos) e duas moleculas de NADH.
6° Explique as etapas da glicólise.
1°etapa: hexoquinase, na primeira reação da glicólise, o grupo y-fosforila do ATP é transferido para o átomo de oxigênio no C-6 da glicose, produzindo glicose 6-fosfato e ADP. Essa reação de transferência de grupo fosforila é catalisada pela hexoquinase. As quinases catalisam quatro reações na via glicolítica: as etapas 1, 3, 7 e 10. As reações da hexoquinase é regulada quando se torna uma reação metabolicamente irreversível. As células precisam manter uma concentração relativamente alta de glicose 6-fosfato e uma concentração interna baixa de glicose. A atividade da enzima é regulada por seu próprio produto, glicose 6-fosfato. 
2°etapa: glicose 6-fosfato isomerase, na segunda etapa da glicose, a glicose 6-fosfato isomerase se catalisa a conversão de glicose 6-fosfato (uma dose) em frutose 6-phosfato (uma cetose). a enzima também é conhecida como fosfoglicose isomerase. As isomerases interconvertem aldoses e cetoses que possui configurações idênticas em todos os grupos átomos quirais. O anômero alfa glicose 6-fosfato liga-se, preferencialmente, à glicose 6-fosfato isomerase. A forma aberta da glicose 6-fosfato é, então, gerada no sítio ativo da enzima e ocorre uma conversão de aldose em cetose. A forma aberta da frutose 6-fosfato cicliza, formando a-D-frutofuranose 6-fosfato.
3° Etapa: fosfofrutoquinase-1, a fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) catalisa a transferência de um grupo fosforila do ATP para hidroxila em C-1 da frutose 6-fosfato, produzindo frutose 1,6-bisfosfato. O "bis", em bisfosfato indica que os dois grupos fosforila estão ligados a átomo de carbono diferentes. A reação catalisada PFK-1 é metabolicamente reversível, indicando que a atividade da enzima é regulada na verdade, essa etapa é um ponto crítico de controle para a regulação da glicólise na maioria das espécies.
4° etapa: aldolase, as três primeiras etapas da glicose preparam hexose para ser quebrada em duas triose fosfatos, gliceraldeído 3-fosfato (GAP) é derivadodo carbono 4 a 6 a enzima que catalisa a reação de clivagem e a frutose 1,6-bisfosfato aldolase, normalmente chamada apenas de aldolase. A clivagem aldólica é um mecanismo comum de quebra de ligação C-C em sistemas biológicos e, na direção inversa da formação das suas ligações.
5° etapa: triose fosfato isomerase, das duas moléculas produzidas pela quebra da frutose 1,6-bisfosfato, apenas o gliceraldeído 3-fosfato serve como substrato para a reação seguinte na via glicolítica. 
6°etapa: gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase, a recuperação da energia das trioses fosfato se começa com a reação catalisada pela gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase. Nessa etapa, o gliceraldeído 3-fosfato é oxidado e fosforilado para produzir 1,3-bisfosfoglicerato. A oxidação do grupo aldeído gliceraldeído 3-fosfato ocorre com uma grande variação negativa da energia livre de Gibbs padrão; parte dessa energia é conservada na ligação anidrido do 
1,3-bisfosfoglicerato. 
7°etapa: fosfoglicerato quinase, ah fosfoglicerato quinase catalisa a transferência de grupo fosforila do anidrido misto de "alta energia" 1,3-bisfosfoglicerato para o ADP, gerando ATP e 3-fosfoglicerato. A enzima chamada de quinase por causa da reação inversa na qual 3-fosfoglicerato é fosforilado. 
8°etapa: fosfoglicerato mutase, a fosfoglicerato mutase catalisa a interconversão em quase-equilíbrio de 3-fosfo-glicerato e 2-fosfoglicerato. Mutase são isomerases que catalisam a transferência de um grupo fosforila de uma parte de uma molécula de substrato para outra. Há dois tipos diferentes de fosfoglicerato mutase. Em um deles, o grupo fosforila é transferido o primeiro para uma cadeia lateral de aminoácido da enzima e, em seguida, para um segundo sítio, na molécula de substrato. O intermediário desfosfolirado permanece ligado ao sítio ativo durante o processo.
9°etapa: enolase, o 2-fosfoglicerato desidratado hein fosfoenolpiruvato em uma reação de quase-equilíbrio catalisada pela enolase. O nome sistemático da enolase é 2-fosfoglicerato desidratase. Nessa reação, o fosfomonoéster 2-fosfoglicerato é convertido em um éster enolfosfato, o fosfoenolpiruvato, pela eliminação reversível de água de C-2 e C-3. O fosfoenolpiruvato tem um potencial de transferência de grupo fosforila extremamente alto por que o grupo fosforila mantém o piruvato em sua forma enólica instável. Aí Nora se necessita de MG para sua atividade. Dois íons magnésio participam dessa reação: um íon "conformacional" liga-se ao carboxilato de substrato, e um íon "catalítico" participa da reação de desidratação.
10° etapa: piruvato quinase, a segunda fosforilação ao nível do substrato da glicose é catalisada pelo piruvato quinase. O grupo fosforila transferido ao ADP gera ATP nessa reação metabolicamente irreversível. O tautômero enólico do piruvato, instável, é um intermediário ligado à enzima. A transferência do grupo fosforilar do fosfoenolpiruvato para o ADP é a terceira reação regulada da glicose. A piruvato quinase é regulada tanto por moduladores alostéricos como por modificação covalente.
7° Qual é a etapa preparatória do ciclo do ácido cítrico?
Para que ele se inicie, é preciso a presença do oxigênio (O2), que obtemos por meio da respiração. Uma vez gerado o piruvato, ele passa por uma fase chamada preparatória, perde CO2 e forma o acetil, que pela coenzima A é introduzido no ciclo de Krebs.
8° Explique as etapas do ciclo do ácido cítrico. 
O ciclo do ácido cítrico é um circuito fechado, ou seja, a última fase do percurso forma a molécula usada na primeira. O ciclo inclui oito etapas principais. Na primeira etapa do ciclo do ácido cítrico, o acetil se liga a uma molécula com quatro carbonos, o oxaloacetato, liberando o grupo CoA e formando uma molécula com seis carbonos, chamada citrato. Na segunda etapa, o citrato é convertido em seu isômero, o isocitrato. Este é um processo com duas etapas, que envolve primeiramente a remoção e em seguida a adição de uma molécula de água, desse modo o ciclo do ácido cítrico é algumas vezes descrito como tendo nove etapas. Na terceira etapa, o isocitrato é oxidado e libera uma molécula de dióxido de carbono, restando uma molécula com cinco carbonos (o alfacetoglutarato). Durante esta etapa, o NDA+ é reduzido, formando NADH. A quarta etapa é semelhante à terceira. Neste caso, o alfacetoglutarato é oxidado, reduzindo o NAD+ a NADH e liberando uma molécula de dióxido de carbono no processo. Na quinta etapa, o CoA do succinil, o CoA é substituído por um grupo fosfato, que em seguida é transferido ao ao ADP para formar o ATP. Formando na parte final do processo uma molécula de quatro carbonos, chamada de succinato. Na etapa seis, o succinato é oxidado formando outra molécula com quatro carbonos, chamada fumarato. Nessa reação, dois átomos de hidrogênios, com seus elétrons, são transferidos para FAD, produzindo FADH2. Na etapa sete, água é adicionada à molécula de fumarato, com quatro carbonos, convertendo-a em outra molécula com quatro carbonos, o malato. Na última etapa do ciclo do ácido cítrico, o oxaloacetato—o composto de quatro carbonos inicial—é regenerado através da oxidação do malato.
9° Quais os pontos de regulação do Ciclo de Krebs?
Os três pontos de controle são as reações catalisadas pela citrato-sintase, pela citrato-desidrogenase e pelo complexo α-cetoglutarato-desidrogenase. Existe também um ponto de controle fora do próprio ciclo, isto é a reação em que o piruvato é descarboxilado oxidativamente para produzir acetil-CoA necessária para a primeira reação do ciclo. Como vimos o complexo piruvato-desidrogenase é inibido por ATP e NADH. (Há também inibição pelo produto, a acetil-
coA, nessa reação). os três pontos de controle são as reações catalisadas pela citrato-sintase, pela citrato-desidrogenase e pelo complexo α-cetoglutarato-desidrogenase
10°  Interprete: “O ciclo de krebs é uma via metabólica anfibólica e anaplerótica. 
O ciclo de Krebs é uma via anfibibólica isto é, ela serve tanto para processo catabólicos quanto anabólicos. Ela não funciona apenas no catabolismo oxidativo de carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos, mas, como nos ancestrais anaeróbios, também fornece precursores para muitas vias biossintéticas. As reações anapleróricas repõe os intermediários do ciclo do ácido cítrico.
11° Quais os principais inibidores do ciclo do ácido cítrico? 
A mitocôndria tem sido adequadamente chamada de “casa de força” da célula, por ser dentro desta organela que ocorre a maior parte da captura de energia formada a partir da oxidação de compostos orgânicos. Toda energia útil liberada durante a oxidação dos ácidos graxos e dos aminoácidos, e quase toda energia liberada a partir da oxidação dos carboidratos torna-se disponível dentro das mitocôndrias como equivalentes redutores. A mitocôndria contém uma série de catalisadores, conhecidos como cadeia respiratória, que coletam e transportam esses equivalentes redutores. O sistema mitocondrial que acopla esses equivalentes redutores a geração de um intermediário de alta energia – o ATP, é denominado de fosforilação oxidativa. A fosforilação oxidativa capacita os organismos, em comparação com os anaeróbicos, a capturar uma proporção muito maior de energia disponível dos substratos respiratórios. A teoria quimiosmótica oferece uma compreensão de como o processo é realizado. Certas drogas como o amobarbital e venenos como o cianeto e monóxido de carbono inibem a fosforilação oxidativa, geralmente com conseqüências fatais.
12°Em que parte da célula o ciclo do ácido cítrico acontece nos procariotos e nos eucariotos? Isso difere da parte da célula onde a glicólise acontece?
Em eucariontes, o ciclo do ácido cítrico ocorre na matriz da mitocôndria, assim como a conversão do piruvato em acetil CoA. Em procariontes, ambas as etapas ocorrem no citoplasma. O ciclo do ácido cítrico é um circuito fechado, ou seja, a última fase do percurso forma a molécula usada na primeira. Já a glicólise ocorre no citoplasma das células de todos os seres vivos , diferindo-se do lugar onde ocorre o ciclodo ácido cítrico que é nas mitocôndrias em eucariontes.
13° Descreva o balanço total de ATP de uma molécula de glicose oxidada.
A oxidação de glicose a piruvato gera ATP pela fosforilação (a transferência de fosfato de intermediários de alta energia da via do ADP) a nível de substrato e NADH. Subsequentemente, piruvato pode ser oxidado a CO2 no ciclo de Krebs e ATP gerado pela transferência de elétrons ao oxigênio na fosforilação oxidativa.
14° Como ocorre a síntese e a degradação do glicogênio ?
A síntese: após uma refeição rica em carboidratos que tem uma elevação da concentração da glicose sanguínea ocorre a liberação de insulina pelo pâncreas. No fígado e músculo, a insulina tem um efeito imediato, que é caracterizado pela ativação da enzima glicogênio sintetase, a qual converte o excesso de glicose livre em uma cadeia de glicose denominada glicogênio A glicose circulante entra nas células hepáticas e musculares através do transportador de alta capacidade do tipo GLUT, sendo que a concentração elevada de glicose intracelular provoca a dissociação da hexoquinase da sua proteína nuclear reguladora. Uma vez ativa, a hexoquinase fosforila a glicose, formando glicose 6-fosfato, o que estimula a glicólise (nas células musculares) e fornece o material para a síntese do glicogênio.O glicogênio hepático serve como reservatório de glicose para os tecidos, quando a glicose da alimentação não está disponível .
Degradação: Quando os níveis de glicose sanguínea diminuem, ocorre um aumento na secreção do hormônio glucagon, que tem a função principal de sinalizar a liberação de glicose para a circulação, proveniente da degradação do glicogênio hepático. O glucagon liga-se ao seu receptor de membrana nos hepatócitos e acarreta na ativação de uma enzima denominada PKA. Essa enzima, por sua vez, inativará por fosforilação a enzima glicogênio sintetase, bloqueando a síntese de glicogênio. A PKA também inativa a PFK-1 (fosfofruto quinase) reduzindo desta forma a glicólise. Nessa condição, o fígado produz glicose 6-fosfato pela quebra do glicogênio e por gliconeogênese, e cessa o emprego da glicose tanto para alimentar a via glicolítica como para a síntese do glicogênio, maximizando desta forma a quantidade de glicose que ele pode lançar na corrente sanguínea. A quebra do glicogênio requer uma reação de desramificação para fosforolisar as ligações glicosídicas dos resíduos de glicose, nos pontos ramificados da estrutura de glicogênio.
15° Explique o processo da Fosforilação oxidativa.
Fosforilação oxidativa é uma das etapas metabólicas da respiração celular. Acontece apenas na presença de oxigênio (seres aeróbicos), que é necessário para oxidar moléculas intermediárias e participar de reações para formação da molécula de ATP e produzir energia. Nas primeiras etapas da respiração celular (glicólise e ciclo de Krebs), parte da energia produzida na degradação de compostos é armazenada em moléculas intermediárias, as coenzimas, como o NAD+ e o FAD+. Essa energia de oxidação das coenzimas é utilizada para a síntese de ATP. Para isso ocorre a fosforilação do ADP, ou seja, ele recebe grupos fosfato. Por isso esse processo é chamado Fosforilação Oxidativa.