Metabolismo e Regulação da Glicólise

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Glicólise
Destinos da glicose: 
· Produção de ATP aeróbica e anaeróbica
· Principal fonte de energia 
· Armazenada sob forma de polímero
· Precursora em vias biossintéticas 
· Posição centrar no metabolismo 
Metabolismo da glicose: 
Metabolismo: Se refere a todas as reações químicas que ocorrem dentro de um organismo. 
As reações anabólicas e catabólicas ocorrem simultaneamente nas células. 
· Pode ser armazenada como glicogênio (glicogênese) para que quando ocorra hipoglicemia o glicogênio seja convertido em glicose. 
· A glicose pode ir para a via das pentoses, que é responsável pela sínteses de nucleotídeos. 
· Além disso, a glicose pode ser degradada completamente para se tornar piruvato, assim se dá o processo de glicólise. 
Glicólise: 
É o processo através do qual a molécula de glicose é degradada, por uma sequência de 10 reações, as quais geram 2 moléculas de piruvato. 
Funções da via glicolítica: 
· Transformar glicose em piruvato.
· Sintetizar ATP com ou sem oxigênio.
· Preparar a glicose para ser degradada em CO2 e H2O.
· Permitir a degradação parcial da glicose.
· Permitir a formação de intermediários para as outras vias metabólicas.
Glicólise, fase preparatória: Fase que ocorre gasto de ATP.
Reações da glicólise: 
1. Glicose Glicose 6-fosfato 
Reação regulatória – uso da enzima hexocinase. 
Reação com gasto de 1 ATP e perca de 1 elétron. 
2. Glicose 6-fosfato Frutose 6-fosfato 
Uso da enzima fosfoglicose isomerase 
A frutose 6-fosfato é uma molécula mais simétrica, por esse motivo ocorre essa reação. 
3. Frutose 6-fosfato Frutose 1,6-bifosfato
Reação regulatório - uso da enzima fosfofrutocinase Reação com o uso de 1 ATP
A Frutose 1,6-bifosfato é ainda mais simétrica quando comparada a frutose 6-fosfato. 
Di-hidroxiacetona fosfato
Gliceraldeído 3-fosfato
4. Frutose 1,6-bifosfato 
Reação com uso da enzima Aldolase. 
5. Di-hidroxicetona fosfato Gliceraldeído 3-fosfato 
Reação com o uso da enzima Triose fosfato isomerase. 
O final da fase preparatória tem como produtos 2 moléculas de Gliceraldeído 3-fosfato. A partir dessa reação então, toda reação que acontecer será em dobro. 
Glicólise, fase de pagamento: 
6. Gliceraldeído 3-fosfato 1,3-bifosfoglicerato 
Uso da enzima Gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase
Uso de NAD, que, ao fim da reação se torna NADH + Elétron / Oxidação favorável 
Uso de Pi (grupamento fosfato com baixa energia) / Fosforilação desfavorável 
7. 1,3-bifosfoglicerato 3-fosfoglicerato
Uso da enzima fosfoglicerato cinase 
Uso de um ADP, o qual depois da reação é fosforilado e se transforma em ATP.
8. 3-fosfoglicerato 2-fosfoglicerato
Uso da enzima fosfoglicerato mutase 
A reação ocorre para gerar uma instabilidade eletrônica no grupamento fosfato para facilitar esse grupamento, nas próximas reações sair da molécula para a produção de ATP.
9. 2-fosfoglicerato fosfoenolpiruvato 
Com a perda de água, o 2-fosfoglicerato será desidratado para a produção do fosfoenolpiruvato. 
A reação ocorre para tornar a nuvem eletrônica da molécula resultante mais instável, favorecendo assim a retirada do grupamento fosfato na próxima reação para a formação de ATP.
10. Fosfoenolpiruvato Piruvato 
Reação regulatória 
Uso de um ADP, o qual depois da reação é fosforilado e se transforma em ATP.
Três tipos de transformações químicas são notáveis na glicólise. 
1. Degradação do esqueleto carbônico da glicose para produzir piruvato; 
2. Fosforilação de ADP a ATP pelos compostos de fosfato de alta energia formados durante a glicólise;
3. Transferência de átomos de H ou elétrons para NAD+ formando NADH.
Balanço energético da glicólise:
Glicose + 2NAD + 2 ADP + 2Pi 2 Piruvatos + 2 NADH + 2H + 2ATP + 2H2O
Regulação da glicólise: 
Pontos de regulação: reações irreversíveis. 
1. Hexoquinase (HK) : Inibida por glicose 6-fosfato 
2. Fosfofrutoquinase (PPK): Inibida por ATP e estimulada por AMP (pois tem pouco ATP) e frutose 2,6-bifosfato.
3. Piruvato quinase (PK): Inibida por alanina (jejum) e estimulada por frutose 1,6-bifosfato. 
Controle da via glicolítica: 
Ativação ou inibição alostérica: 
· O excesso de glicose 6-fosfato, a qual é derivada da primeira reação, inibe a enzima hexoquinase. Assim, quando a enzima é inibida não há ocorrência da primeira reação. 
· A fosfoquinase 1, enzima responsável pela reação 3, será inibida pelo excesso de ATP, ou seja, pelo excesso de energia, e também será inibida pelo citrato em abundancia (molécula gerada no ciclo de Krebs). Dessa forma, se há excesso desses dois componentes, não há necessidade da produção desses, por isso a enzima é inibida. Ademais, para a enzima ser estimulada níveis energéticos terão que estar em baixa (AMP).
· A piruvatoquinase, enzima responsável pela reação 10, será inibida pelo excesso de ATP e será estimulada por excesso de frutose 1,6-bifosfato para que assim ocorra a cascata de reações para a formação do piruvato. O excesso de frutose 1,6-bifosfato é indicativo de hiperglicemia. Com esse indicativo entende-se que a glicose deverá ser transformada em piruvato.
· A fosfofrutoquinase 1 é inibida por níveis energéticos altos (ATP) e estimulada por níveis energéticos baixos (AMP).
Regulação enzimática por ligações ou modificações covalentes: 
Em níveis baixos de glicemia no sangue, o glucagon é produzido com a intensão de aumentar esses níveis glicêmicos. O glucagon se liga ao seu receptor e ativa a enzima adenilatociclase, a qual produz como segundo mensageiro o AMP cíclico ou cAMP. Assim, a atividade do glucagon nas células aumenta os níveis de cAMP. Assim, o AMP cíclico ativa uma proteína chama quinase A, a qual irá fosforilar a fosfofrutoquinase 2, que por vias metabólicas irá estimular a diminuição dos níveis de frutose 2,6-bifosfato. A frutose 2,6-bifosfato em baixa não irá conseguir estimular a enzima fosfofrutoquinase 1. Assim teremos um freio da via glicolítica pelo glucagon para poupar a glicose do sangue.
Controle da via glicolítica pela síntese enzimática: 
Refeição rica em glicídios e administração de insulina Aumenta a transcrição genética das enzimas da via glicolítica Aumenta a síntese de enzimas da via glicolítica (glicoquinase, fosfofrutoquinase, piruvatoquinase) 
Piruvato e suas vias de ação: