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Glicólise: glicose → piruvato (2) Ocorre em todas as células do corpo humano, onde ocorre degradação (fermentação) anaeróbica de glicose em lactato, com • liberação de energia como ATP. Para muitos tecidos, a glicólise é só uma via fornecedora de energia de emergência, capaz de produzir 2 moles de ATP a partir• de 1 mol de glicose, sem a presença de oxigênio. Quando o suprimento de oxigênio é interrompido, os níveis de ATP podem ser mantidos pela glicólise, pelo menos por um • curto período. Normalmente o cérebro não é privado de oxigênio durante o parto, mas outros tecidos passam a depender da glicólise para • Isso economiza oxigênio para ser usado no cérebro.○ o suprimento de ATP. O oxigênio não é necessário para a glicólise, mas pode, indiretamente, suprimir glicólise pelo efeito Pasteur.• • Há oxidação da glicose, onde os hidrogênios são retirados, os quais se juntam com o NAD para ○ A função do NADH é levar elétron ricos em energia para a cadeia respiratória. formar o NADH; Desde que as células também contenham mitocôndrias, o produto final • da glicólise em presença de oxigênio é piruvato, e não lactato. Piruvato então é completamente oxidado a CO2 e H2O pelo complexo piruvato desidrogenase e • enzimas do ciclo TCA alojadas dentro de mitocôndrias. Glicólise, portanto, prepara para oxidação aeróbica dos carboidratos.• Glóbulos vermelhos, córnea, cristalino e partes da retina não possuem mitocôndrias, • portanto são incapazes de converter piruvato em CO2. Glicogênio/amido exógeno é hidrolisado a glicose no trato intestinal, • enquanto o endógeno armazenado nos tecidos é convertido em glicose ou glicose-6-fosfato. Quando a glicose no sangue é alta, o fígado remove glicose para glicogênese e glicólise;• Quando a glicose no sangue é baixa, o fígado fornece glicose ao sangue por glicogenólise e gluconeogênese.• • Glicoquinase diminui os níveis de glicose no sangue após as refeições. EQUAÇÃO GERAL BALANCEADA DA SOMA DAS REAÇÕES DA GLICÓLISE Termodinamicamente favorável e irreversível.○ □ O fosfato tem carga negativa, sendo assim, ele não consegue passar pela bicamada fosfolipídica, pois essa camada é apolar. Assim, com esse fosfato, a glicose fica com carga negativa e presa no citoplasma. ▪ Por que substituir um hidrogênio pelo fosfato? A reação da hexoquinase retém a glicose como glicose 6-fosfato no citosol, onde todas as enzimas glicolíticas estão localizadas - utiliza 1 ATP;○ ▪ Há a mudança do formato da molécula para que ela se torne o mais simétrica possível, pois, mais tarde, ocorrerá a quebra dela. A transformação de glicose-6-fosfato (aldose) em frutose-6-fosfato (cetose) é feita pela fosfo-hexose-isomerase.○ Enzima reguladora chave da glicólise.▪ ▪ Reação irreversível. Já a transformação de frutose-6-fosfato em frutose 1,6-bifosfato é de responsabilidade da 6-fosfofruto-1-quinase - utiliza ATP;○ Estágio preparatório: GLICOSE + 2ATP → FRUTOSE 1,6-BIFOSFATO + 2ADP + 2H+1. ▪ Reação reversível. A frutose 1,6-bifosfato aldolase transforma a frutose 1,6-bifosfato em uma molécula de di-hidroxiacetona fosfato e uma de gliceraldeído 3- fosfato (GAP); ○ ▪ A partir desse ponto, no total, foram formados dois GAPs. Portanto, tudo será em dobro daqui para frente. A triose fosfato isomerase transforma a di-hidroxiacetona em GAP.○ Estágio de quebra: FRUTOSE 1,6-BIFOSFATO → 2 GLICERALDEIDO 3-FOSFATO2. É uma reação reversível.○ Reagentes sulfidrilas inibem a atividade devido ao resíduo cisteína, cataliticamente importante no sítio ativo.▪ O arsenato impede a síntese de ATP por causar arsenólise (substitui Pi) - mas a glicólise continua.▪ A reação em que é necessário o NAD+ para produzir NADH, além de transformar gliceraldeído-3-fosfato em 1,3-bifosfoglicerato, é catalisada pela enzima gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase - requer NAD; ○ □ O fosfato inorgânico possui baixo valor energético, porém, quando adicionado à molécula, ganha valor energético. Com isso, quando o fosfato pode se unir ao ADP e então se tornar ATP, o poder energético desse é muito mais alto. ▪ Na reação anterior houve a entrada do fosfato, e nessa, a retirada. Por quê? A reação que produz 3-fosfoglicerato a partir do 1,3-bifosfoglicerato é catalisada pela enzima fosfoglicerato quinase - produz 1 ATP (2 no total);○ ▪ Há a mudança de posição do fosfato para facilitar sua saída da molécula para formar ATP; A conversão de 3-fosfoglicerato para 2-fosfoglicerato é feita pela fosfoglicerato mutase.○ Fluoreto inibe a atividade - o íon fluorofosfato liga-se ao Mg2+.▪ A desidratação (retirada de H2O) do 2-fosfoglicerato a fosfoenol piruvato é feita pela enolase;○ Transformação do fosfoenol piruvato em piruvato é de responsabilidade da piruvato quinase - produz 1 ATP (2 no total);○ Na última reação, o piruvato é reduzido a lactato pela lactato desidrogenase, a qual utiliza o NADH.○ Estágio de óxido-redução-fosforilação: 2 GLICERALDEIDO 3-FOSFATO + 4ADP + 2Pi + 2H+ → 2 LACTATO + 4ATP + 2H2O3. A glicólise ocorre em 3 estágios principais: Via Glicolítica quinta-feira, 3 de maio de 2018 21:00 • Soma: GLICOSE + 2ADP + 2Pi → 2 LACTATO + 2ATP + 2H2O Gera ácido, o que pode criar problemas para o corpo, uma vez que o pH intracelular deve ser mantido perto da neutralidade para a atividade enzimática; ○ Glicólise anaeróbica:○ A lançadeira glicerol fosfato produz FADH na membrana mitocondrial interna, o qual produz 1,5 moléculas de ATP.▪ O NADH mitocondrial é formado pela lançadeira malato-aspartato, produzindo 2,5 moléculas de ATP.▪ Assim, o rendimento em ATP da oxidação do NADH gerado pela glicólise é de 3 ou 5, dependendo da lançadeira usada. O NADH é transportado para dentro da mitocôndria (pelas enzimas lançadeira malato-aspartato e lançadeira glicerol fosfato), onde é oxidado. Portanto, o produto final da glicólise é o piruvato. ○ Glicólise aeróbica: ○ ▪ Como essas células são desprovidas de mitocôndrias, é formado ácido lático; ▪ A glicose usada na via das pentoses fosfatos fornece NADPH para manter a glutationa (antioxidante) em estado reduzido. ○ Eritrócitos: glicose entra na membrana plasmática por meio da GLUT-1; ▪ A glicose usada na via das pentoses fosfatos fornece NADPH para manter a glutationa (antioxidante) em estado reduzido. ○ Cérebro: glicose entra pela GLUT-3 e é oxidada a piruvato; ▪ Essas células sintetizam e armazenam quantidade significativa de glicose. ▪ Como nas musculares, o tecido adiposo também necessita de estímulo □ Forma acetil CoA, que será precursor na síntese de ácidos graxos; de insulina para receber glicose; ○ A insulina incentiva a entrada de glicose nas células musculares pela GLUT-4 para produzir ATP; ○ Fígado: maiores vias para captação de glicose e é independente ▪ Por meio da GLUT-2. da insulina; • A glicose é aplicada de maneira diferente de acordo conforme o tecido: Correlações clínicas: Arsenato (pentavalente) compete pelo sítio de ligação de Pi das enzimas, resultando na formação de ésteres de arsenato, impedindo produção de ATP; • Arsenito (trivalente) tem um mecanismo diferente e é mais tóxico.• Envenenamento por arsênico: Glicose excessiva baixa o pH do sangue, tornando-o ácido.• Acidose lática: Armazenamento de glicogênio, amido ou sacarose;• Oxidação via pentose fosfato → ribose 5-fosfato (ácidos nucleicos);• Oxidação via glicólise → piruvato (entra na mitocôndria para produzir ATP).• Possíveis destinos da glicose: Em condições aeróbicas, o piruvato, com a ação da piruvato desidrogenase, é oxidado em acetil CoA, que fará parte do ciclo de Krebs (cítrico), oxidado em CO2 e H2O, gerando ATPs; • Piruvato reduzido a lactato;• Em tecidos de plantas, piruvato é convertido em etanol + CO2 (fermentação alcoólica). • Possíveis destinos do piruvato: • O álcool é oxidado a acetaldeído com produção de NADH pela álcool-desidrogenase (enzima localizada no citosol dos hepatócitos); • Acetaldeído atravessa a membrana mitocondrial para oxidação por meio da enzima aldeído- desidrogenase; • O NADH pode ser usado na cadeiade transporte de elétrons mitocondrial, mas o NADH gerado pelo álcool é oxidado de volta a NAD; • Assim, a capacidade de oxidação do álcool depende da capacidade de transporte do citosol para o espaço mitocondrial. Oxidação do álcool • UDP glicose é oxidada a UDP-ácido glucurônico; • Há formação de dois NADHs; • No fígado, esse ácido ativado é transferido para uma molécula aceptora não polar; • Há formação de UDP livre; • O NADH gerado na primeira reação é reoxidado. Formação de glucuronídeo
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