Glicólise: Via Metabólica da Glicose

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ESTUDO DIRIGIDO: BIOQUÍMICA METABÓLICA 
 
1. O que é Glicólise? 
R: Glicólise é uma via enzimática no qual consiste em transferir a energia 
presente nas ligações da molécula de glicose para outros compostos. 
 
2. De que forma a Glicose pode gerar energia? 
R: A glicólise corresponde ao catabolismo da glicose, atuando com a oxidação 
da molécula de glicose para produzir energia. 
 
3. O que é fase de Investimento e pagamento na Glicólise? 
R: A glicólise é a via metabólica que converte a glicose em piruvato e ocorre 
em uma sequência enzimática de 11 reações dividida em duas fases. (Glicose - 
2 Piruvato + Energia) 
Resumidamente, temos a primeira fase, Fase Preparatória, onde ocorre o 
aprisionamento e desestabilização da glicose e o investimento de duas 
moléculas de ATP. Na segunda fase, Fase de Extração - Pagamento, temos a 
produção de duas moléculas de ATP e duas moléculas de NADH. A primeira 
fase (investimento) vai até a formação de duas moléculas de gliceraldeído-3-
fosfato caracteriza-se como uma fase de gasto energético de 2 ATPs nas duas 
fosforilações que ocorrem nesta fase; a segunda fase (pagamento) 
caracteriza-se pela produção energética de 4 ATPs em reações oxidativas 
enzimáticas independentes de oxigênio, utilizando o NADH como 
transportador de hidrogênios da reação de desidrogenação que ocorre. O 
rendimento energético líquido final do metabolismo anaeróbio da glicose, 
portanto é de somente 2ATPs. 
Em condições de aerobiose, porém, o piruvato não é reduzido e sim oxidado 
nas mitocôndrias pelo complexo enzimático piruvato-desidrogenase (também 
chamado piruvato-descarboxilase) havendo a formação de acetil-CoA e a 
liberação de uma molécula de CO2 por cada piruvato oxidado. É formado, 
também, um NADH na reação de desidrogenação, indo para a cadeia 
respiratória, uma vez que já está dentro das mitocôndrias. 
É importante observar que, sendo oxidado o piruvato, o NADH (produzido na 
glicólise) que seria utilizado para sua redução, é poupado o que possibilita que 
os elétrons por ele transportado, possam penetrar na mitocôndria e converter 
em ATP, em última análise, na cadeia respiratória. 
A primeira fase (investimento) da glicólise é uma fase de gasto energético onde 
os produtos formados são mais energéticos que a glicose. A segunda fase 
(pagamento), resgata a energia investida e libera parte da energia contida na 
molécula de glicose. As reações irreversíveis impedem a reversão do processo 
e a liberação de glicose para o meio extracelular. A neoglicogênese precisará 
driblar essas reações irreversíveis para gerar glicose. As enzimas desta via 
metabólica permitirão justamente nessa reversibilidade. 
 
4. Descreva resumidamente o que acontece nas 10 etapas da Glicólise? 
R: 1° etapa: fosforilação da glicose (1° fase investimento) 
• A fosforilação conserva energia metabólica; 
• Uma fosforilação é a adição de um grupo fosfato, ou seja, um fósforo 
ligado a quatro oxigênios; 
• Esse grupo fosfato é adicionado a glicose, pois é o marcador, e quando 
ele marca a molécula não consegue mais sair para fora da célula; 
• A adição do grupo fosfato acontece por conta de uma enzima chamada 
hexocinase, ela necessita de 1ATP, havendo um gasto de energia; 
• Apesar de gastar energia, conserva uma parte da energia no grupo 
fosfato; 
• Reação irreversível; 
• Não atravessa membranas polares (não consegue sair da célula); 
• Hexoquinase: possui maior afinidade pela glicose; 
• Glicoquinase: atua apenas em atlas taxas da glicose, principalmente no 
pâncreas. 
2° etapa: conversão em frutose- 6- fosfato 
• Transforma a glicose- 6- fosfato em frutose- 6- fosfato; 
• É uma reação espontânea que acontece através de uma enzima fosfo- 
hexose- isomerase; 
• Isomerase, vai ser uma enzima que converte um isômero em outro; 
Ração irreversível pela variação de energia. 
3° etapa: fosforilação da frutose 6P 
• Adição de outro grupo fosfato, havendo gasto de energia; 
• Sai de uma frutose- 6- fosfato que está ligado no carbono 6 e passa 
para frutose 1,6- bifosfato ligado no carbono 1; 
• Controle de mensageiros; 
• Regulação hormonal via insulina e glucagon; Reação irreversível para 
a glicólise. 
4° etapa: clivagem da frutose 1,6- difosfato 
• Processo em que quebra a molécula de 6 carbonos de frutose 1,6- 
bifosfato, em duas moléculas de 3 carbonos, a di- hidroxiacetona- 
fosfato e a gliceraldeído- 3- fosfato; 
• Reação que precisa de alta quantidade de energia; 
• Reação acontece por meio da enzima aldolase; Reação reversível; 
Finalizada na 5° etapa. 
5° etapa: isomerização em gliceraldeído 3P 
• Converte di- hidroxiacetona- fosfato em gliceraldeído; 
• 3- Fosfato, pela enzima triose- fosfato isomerase; 
• Do gliceraldeído 3- fosfato para frente as reações acontecerão em 
dobro, porque foram gerados 2 gliceraldeídos; 
• É uma reação reversível. 
 
 6° etapa: oxidação e fosforilação do gliceraldeído 3P 
• A molécula de gliceraldeído- 3- fosfato utiliza um fosfato inorgânico para 
participar da reação da enzima gliceraldeído- 3- fosfato- desidrogenase, 
em que junta o fosfato com a molécula de gliceraldeído- 3- fosfato para 
transformar a molécula em 1,3- bifosfoglicerato; 
• Acumula energia na forma de NAD+ e na forma do fosfato; 
• Reação de oxidação tirando hidrogênios; 
• Reação de fosforilação acumula energia na forma de fosfato; 
• Está sendo produzido um NADH e está entrando um fosfato inorgânico; 
• Acontece em dois passos, sendo o primeiro fazer o NADH e formar a 
molécula da água. O segundo passo promover a entrada de fosfato 
inorgânico. 
7°etapa: conversão de 1,3 bifosfoglicerato em 3- fosfoglicerato 
• Recupera 2ATPs 
• 1,3 bifosfoglicerato é convertido em 3 fosfoglicerato pela enzima 
fosfoglicerato cinase; 
• 1 fosfato é transferido para o ADP para formar ATP. E este será o 
primeiro ATP produzido pela glicólise, e ele foi produzido em dobro; É 
uma reação irreversível. 
8° etapa: isomerização do 3- fosfoglicerato 
• 3- Fosfoglicerato seu fosfato ligado ao carbono 3 é mudado para a 
ligação do carbono 2, ficando como 2- fosfoglicerato; 
• A enzima fosfoglicerato mutase vai transferir o fosfato que estava no 
carbono 3, para o carbono 2, produzindo a molécula de 2- 
fosfoglicerato; É uma reação reversível. 
9° etapa: desidratação para síntese do fosfoenolpiruvato 
• Temos a reação de enolase, no qual desidrata para tirar uma molécula 
de agua na reação; 
• Tem o objetivo de transformar em uma molécula capaz de se ligar a 
uma enzima especifica para remover o fosfato; 
• A partir da molécula 2- fosfoglicerato, gera a molécula fosfoenolpiruvato; 
 É uma reação reversível. 
10° etapa: síntese de piruvato 
• Consiste em arrancar esse grupo fosfato, joga na molécula de ADP 
(pilha), recuperando na forma de ATP; 
• Resulta na molécula de piruvato, no qual é a última molécula da quebra 
do carboidrato 
• 2 piruvato contendo 3 carbonos (produto final); 
• É uma reação irreversível. 
 
5. Quais são os produtos finais da Glicólise? 
R: Produtos finais é: piruvato, 2ATP+2NADH. 
 
6. Quais caminhos (ou vias metabólicas) o piruvato pode tomar? 
Diferencie, dando exemplos práticos de onde ocorre. 
R: A fermentação pode dar vários caminhos ao piruvato, podendo ser: 
Alcoólica, lática, acética e butírica. 
Fermentação butírica: a glicose é quebrada produzindo 2ATPs e 2NADH até 
gerar o piruvato. 
Ex. Manteiga; 
Mais comum no leite em putrefação; Também 
ocorre em animais mortos; Proporcionada por 
bactérias. 
Fermentação alcoólica: piruvato tiro o CO2, transforma em uma molécula de 
acetaldeído aproveitando – o para transformar NADH +H que é uma forma de 
acumular energia na molécula, quando retira o hidrogênio temos a formação do 
etanol. 
Principalmente por leveduras; 
Produto final com etanol; Ex. 
vinho, cachaça, etc. 
 Fermentação acética: é aquela fermentaçãoque acontece depois da 
transformação do álcool. Não é a mesma bactéria que transforma o etanol em 
ácido acético, a bactéria que participa na fermentação acética é a Acetobacer- 
aceti. A medida que a levedura vai consumindo o piruvato e transformando em 
etanol, esse etanol mata a própria levedura, e quase nenhum microrganismo 
sobrevive nesse meio cheio de álcool, somente a Acetobacter- aceti sobrevive 
a esse ambiente cheio de álcool, ela pega o álcool (etanol) e transforma em 
ácido acético que é uma molécula que também tem 2 carbonos, a diferença é 
que ela é desidratada tirando H2O água. O ácido acético é uma substância 
menos perigosa para bactérias do que o etanol, assim, matando poucos tipos 
de bactérias, tendo cheiro, gosto e aspecto diferente. 
Principal microrganismo: Acetobacter- aceti; 
Necessário etanol presente; Ex. vinagre. 
Fermentação lática: a glicose é quebrada em duas substâncias de 3 carbonos 
(piruvato). Há presença de microrganismos vivos (ação de lactobacilos), esses 
lactobacilos conseguem pegar o ácido pirúvico e transformar em ácido lático. O 
ácido lático também é produzido no nosso músculo, no qual é extremamente 
tóxico para o músculo (degrada o músculo). 
Principalmente por lactobacilos; 
Também ocorre no músculo na falta de oxigênio; Extremamente 
tóxico às proteínas musculares. 
 
7. O que é o ciclo do ácido Cítrico? 
R: Ciclo de Krebs, ou ciclo do ácido cítrico. Também conhecido como 
respiração celular. É composto de 8 reações com o objetivo de produzir o 
mesmo produto que inicia no ciclo, no qual é chamado de intermediário 
metabólico. Sempre vai haver um aproveito das substâncias, de modo que o 
ciclo acontece o tempo todo, ao final do ciclo temos a transformação do 
piruvato em gás carbônico, que vai ser lançado na corrente sanguínea e 
eliminado na respiração. O ciclo ocorre na mitocôndria, com o objetivo de 
produzir ATP, NADH e FADH2. 
 
8. Descreva resumidamente os 8 passos do ciclo do ácido cítrico 
(contando a etapa inicial) até a oxidação completa dos esqueletos de 
Carbono à CO2. 
R: Etapa inicial: produção de Acetil- CoA 
Para começar o ciclo de Krebs, tem que preparar a molécula de piruvato, para 
essa molécula ser capaz de ser utilizada no ciclo de Krebs. E para o uso 
precisa transformar essa molécula de 3 carbonos em uma molécula de 2 
carbonos, vai sair do piruvato e se transformar em Acetil- CoA. Para acontecer 
essa transformação é preciso da Coenzima A (CoA), essa coenzima vai servir 
como transportador desse grupo Acetil, depois volta para célula para dar 
continuidade a suas funções. Quem realiza essas reações é uma enzima 
composta por três unidades chamadas de complexo do piruvato 
desidrogenase, no qual atua na, entrada CoA, saída de hidrogênio e também a 
saída de gás carbônico. No momento em que se liga com acetil- CoA o 
processo acontece na mitocôndria. O produto final é uma molécula com 2 
carbonos, Co2 e NADH. 
1° passo: entrada no ciclo 
Para entrar no ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs) é necessária uma molécula 
de oxaloacetato. Temos muitos medicamentos que utiliza o oxaloacetato como 
base para ser degradados, no qual essa molécula de oxaloacetato está 
presente em diversas reações bioquímicas, sendo principal no ciclo de Krebs. 
Oxaloacetato é uma molécula com quatro carbonos e dois grupos carboxila, 
unido com Acetil- CoA sendo sintetizado com entrada de água, ou seja, 
hidratação, vai transformar a molécula em citrato, daí vem o nome ácido cítrico 
(encontrado no limão). O acetil sempre precisará estar ligado a alguma coisa, 
para ocorrer a sua quebra. O produto é uma união do acetil (2 carbonos) com o 
oxaloacetato (4 carbonos) que gera o citrato (6 carbonos). A coenzima A é 
recuperada vai para o citoplasma para uma nova ligação. 
2° passo: desidratação e reidratação 
É uma mesma enzima que realiza esse processo. Há uma isomerização onde 
troca a hidroxila do carbono 3 do citrato com o carbono 5 do isocitrato, esse 
processo de transformação do citrato em isocitrato é vital. Uma desidratação 
seguida de uma reidratação é necessária para mudar o grupo OH de posição 
na molécula para possibilitar a saída de um carbono na próxima reação. 
3° passo: Oxidação do isocitrato 
Transformar o isocitrato em uma molécula de alfa- cetoglutarato (5 carbonos). 
Processo em que acontece a saída de gás carbônico, além disso sai também 
uma molécula de hidrogênio, NAD+ se liga formando NADH, H+. 
4° passo: oxidação do alfa- cetoglutarato 
Transformar o alfa- cetoglutarato em uma molécula de Succinil- CoA (4 
carbonos), e essa reação é formada pela alfa- cetoglutarato desidrogenase, sai 
uma molécula de gás carbônico e sai também uma molécula de NAD+. 
5° passo: clivagem do Succinil- CoA com formação de GTP 
Produção do Succinato pela liberação do CoA (composto de alta energia). 
Conservação de energia como GTP (mesma função do ATP). 
6° passo: oxidação do Succinato 
Enzima que realiza o processo Succinato desidrogenase. Desidrogenação do 
succinato, formando o fumarato. Há uma redução do FAD em FADH2. 
7° passo: hidratação do fumarato 
Enzima fumarase. Hidratação da ligação dupla do fumarato, formando o 
malato, utilizando uma molécula de H2O. 
8° passo: oxidação do malato 
Enzima que participa da reação é a malato desidrogenase. Ocorre a 
catalisação da reação, regenerando o Oxaloacetato, por oxidação do malato, 
havendo a formação de um NADH. 
 
9. Apresente os produtos finais do ciclo do ácido Cítrico. 
R: produtos finais do ciclo do ácido cítrico: 2Co2+ 3NADH+ 1FADH2. 
 
10. O que é cadeia de transporte de elétrons? Qual a importância dela 
para a célula? 
R: NAD, é uma molécula formada de nicotina, a função dele na célula é 
carregar hidrogênio. 
NADH, quando está nessa forma significa que está carregando hidrogênio. 
NAD+, não está carregando hidrogênio. 
FAD, substância que compõe é a flavina, sua função também é transportar 
hidrogênio e elétrons dentro da célula. 
No caso do metabolismo quando está quebrando a glicose vai gerar uma 
quantidade alta de hidrogênio ali dentro, então o meio fica extremamente ácido, 
e se esse meio ficar muito ácido a célula pode morrer, então para isso precisa 
algumas moléculas que vão se ligar a esse excesso de hidrogênio e quando 
elas se ligam ao hidrogênio é como se elas impedissem que houvessem 
destruição da célula que ficasse tão ácido assim. Quando o NAD for entregar o 
hidrogênio ele vai entregar junto um elétron, e esse elétron vai criar uma rede 
de energia dentro da célula. 
A energia dentro da célula é armazenada na forma de ATP (bateria 3 ligações 
de fosfato). ATP armazena nas suas ligações fosfatos a energia liberada na 
quebra da glicose e de outras moléculas energéticas, a quebra do fosfato libera 
energia para o metabolismo. 
Aceptores de elétrons: quando recebem H, não são moléculas de energia, mas 
conseguem transportar esse elétron para a membrana da mitocôndria. Criando 
um gradiente de íons, a diferença de potencial de energia pode ser utilizada 
para síntese de ATP. O local dessa interação ocorre nas mitocôndrias 
 
11. Apresente as estruturas da cadeia de transporte de elétrons, a saber: 
ubiquinona e citocromos, Complexos I, II, III e IV. 
R: Na mitocôndria os transportes de substâncias acontecem por porinas; 
Na cadeia de transporte de elétrons isso acontece através dos citocromos 
(proteínas); 
Os aceptores de elétrons interagem com os citocromos na presença de 
oxigênio para produzir energia; 
Como subprodutos são gerados radicais livres (H, OH, H30, H202). 
Existe medicamentos mortais que atuam no citocromo. 
Cadeia transportadora de elétrons, transporta o NADH e FAD até o citocromo, 
toda vez que transporta até o citocromo temos uma grande liberação de 
energia, ou seja, um grande potencial energético, isso faz com que a célula 
consiga produzir ATP. Lembrando que a necessidadeé oxigênio para que todo 
processo aconteça. 
Citocromos soa proteínas com absorção forte de luz devido ao fato de conter 
FE (ferro) na sua composição; 
Na mitocôndria há 3 tipos de citocromos: A, B e C; 
Esses 3 tipos de citocromos vão se combinar para formar os complexos 
citrocomiais, são complexos que tem na membrana que são responsáveis por 
fazer todo o transporte. 
Ubiquinona conhecida como coenzima Q (proteína). Pode receber elétrons e se 
transformar em ubiquinol (QH2). É hidrofóbica, não consegue se misturar com 
a água, ou seja, existe dentro da membrana da célula (mitocôndria). 
Complexo I: 
NADH Ubiquinona oxidorredutase ou NADH desidrogenase; 
42 cadeias polipeptídica diferentes; 
1 flavina monucleotídeo (FMN); 
8 centros Fe- S; 
Forma L com um braço na membrana e um na matriz; 
Só recebe elétrons do NADH na matriz; 
Transfere os dois elétrons do NADH e dois prótons (H+) da matriz para 
Ubiquinona; 
Transfere 4H+ para espaço intermembranas (bomba de prótons). 
Complexo II: 
Succinato desidrogenase ou succinato redutase; 
4 proteínas diferentes, um FAD e centros Fe- S; 
Única enzima do ciclo Krebs ligada à membrana interna; 
Elétrons passam do succinato para o FAD, centro Fe- S e Ubiquinona. 
Complexo III: 
Complexo dos citocromos bc1 ou ubiquinona: cit c oxidorredutase; 
Complexo é um dímero de monômeros iguais constituídos por 11 subunidades 
diferentes; 
Monômeros possui: cit b cit c1, proteína Fe- S 
O centro de ferro passa do estado reduzido Fe2 ao oxidado Fe3. 
Recebe 2 elétrons da ubiquinona e transferem para o citocromo c. 
Complexo IV: 
Citocromo oxidase; 
Possui dois centros de transferência de elétrons; 
Passo final da fosforilação oxidativa onde 4 cit c doam os elétrons (1 de cada 
vez) para o centro CuA que passa os elétrons para o centro CuB; 
Nesse local ocorre a redução do O2 em H2O pela utilização de quatro H+ da 
matriz; 
Além disso, por um processo desconhecido 4 íons H+ são bombeados para o 
espaço intermembranas. 
 
12. O que é fosforilação oxidativa? 
R: É a etapa final do metabolismo energético; 
Engloba o final da oxidação de CHO, ácidos graxos e aminoácidos; 
A fosforilação oxidativa (FO) é o estágio final do metabolismo produtor de 
energia nos organismos aeróbicos (redução do O2 em água); 
Toda energia produzida (na forma de carreadores de elétrons) durante a 
oxidação dos carboidratos, lipídeos e aminoácidos é utilizada para síntese de 
ATP. 
 
13. Descreva o papel da ATP Síntese. 
R: A ATP síntese faz o uso da força da matriz gerada pelo deslocamento de 
suas subunidades, para transferir elétrons através da membrana mitocondrial e 
assim gerar energia. ATP síntese vai receber os hidrogênios que vão se ligar a 
ela, e com isso essa proteína vai girar na célula, esse movimento (rotação) 
gera energia capaz de regenerar uma molécula de ATP. 
 
14. Apresente os produtos finais da cadeia de transporte de elétrons e da 
fosforilação oxidativa. 
R: Fosforilação oxidativa: etapa final do processo de respiração celular, na qual 
ocorre a maior produção de ATP. Ao final, são produzidas entre 26 e 28 
moléculas de ATP. 
No final da cadeia de transporte de elétrons, são transferidos para molécula de 
oxigênio, que se divide ao meio e se junta ao H+ formando água. Síntese de 
ATP causada pelo gradiente.