Glicólise

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Glicólise 
 
❖ Relativamente rica em energia potencial e, por 
isso, é um bom combustível 
❖ Processo universal 
❖ Ocorre tanto na presença quanto na ausência 
de oxigênio 
❖ Na ausência de oxigênio, ocorre em uma 
velocidade maior 
❖ Ocorre no citosol da célula 
❖ Por meio do armazenamento da glicose na 
forma de polímero de alta massa molecular, 
como o amido e o glicogênio, a célula pode 
estocar grandes quantidades de unidades de 
hexoses, enquanto mantém a osmolaridade 
citosólica relativamente baixa 
❖ A glicose é um precursor admiravelmente 
versátil, capaz de suprir uma enorme 
variedade de intermediários metabólicos em 
reações biossintéticas 
❖ Os organismos fotossintéticos sintetizam 
glicose inicialmente por redução do CO2 
atmosférico a trioses e, em seguida, por 
conversão das trioses em glicose 
❖ As células não fotossintéticas produzem 
glicose a partir de precursores simples com 
três ou quatro átomos de carbono pelo 
processo de gliconeogênese, que reverte a 
glicólise em uma via que utiliza muitas enzimas 
glicolíticas 
❖ Uma molécula de glicose é degradada em 
uma série de reações catalisadas por enzimas, 
gerando duas moléculas do composto de três 
átomos de carbono, o piruvato 
❖ Durante as reações sequenciais da glicólise, 
parte da energia livre da glicose é conservada 
na forma de ATP e NADH 
❖ É uma via central quase universal do 
catabolismo da glicose, a via com o maior fluxo 
de carbono na maioria das células 
❖ A quebra glicolítica da glicose é a única fonte 
de energia metabólica em alguns tecidos e 
células de mamíferos (ex.: eritrócitos, medula 
renal, cérebro e esperma) 
❖ Alguns tecidos vegetais modificados para o 
armazenamento de amido (ex.: tubérculos da 
batata) e algumas plantas aquáticas (ex.: 
agrião) derivam a maior parte de sua energia 
da glicólise 
❖ As primeiras cinco fases constituem a fase 
preparatória e as últimas cinco fases 
constituem a fase de pagamento 
❖ Etapa 1 – Fosforilação da glicose: 
▪ A glicose é inicialmente fosforilada (adição 
do grupamento fosfato) no grupo hidroxil 
ligado ao C-6 
▪ Utiliza uma molécula de ATP, virando ADP 
▪ Forma a D-glicose-6-fosfato 
▪ Feita por meio da enzima hexoquinase, 
que não realiza a reação reversível e que 
é reguladora, podendo ser inibida quando 
a célula não quer fazer glicólise, como 
quando há suprimento adequado de ATP 
▪ A hexoquinase está presente em todas 
as células de todos os organismos 
▪ A glicoquinase, presente no fígado, só se 
liga a glicose quando há uma grande 
concentração dela 
❖ Etapa 2 – Conversão da glicose 6-fosfato em 
frutose 6-fosfato: 
▪ A D-glicose-6-fosfato assim formada é 
convertida em D-frutose-6-fosfato, 
através de uma isomerização 
▪ É uma reação reversível feita pela 
enzima fosfoexose isomerase, que não é 
reguladora 
▪ Acontece porque na etapa seguinte há 
uma fosforilação, havendo a necessidade 
de o C-1 ser um álcool (ao invés de um 
aldeído) e na seguinte há outra 
fosforilação que exige que o C-2 seja 
uma carbonila 
❖ Etapa 3 – Fosforilação da frutose 6-fosfato 
formando frutose 1,6-bifosfato: 
▪ A D-frutose-6-fosfato é fosforilada em C-
1 para formar a D-frutose-1,6-bifosfato 
▪ É utilizada uma molécula de ATP, virando 
ADP 
▪ É mediada pela enzima fosfofrutoquinase 
1 e é uma reação irreversível 
▪ A enzima é reguladora e é importante ao 
ponto de ser chamada de 
comprometedora, pois ao impedir o seu 
funcionamento, a via glicolítica não ocorre 
❖ Nas duas reações de fosforilação, o ATP é o 
doador de grupos fosforil 
❖ Etapa 4 – Quebra da frutose 1,6-bifosfato: 
▪ A frutose-1,6-bifosfato é dividida em duas 
moléculas de três carbonos, a di-
hidroxicetona-fosfato e o gliceraldeído-3-
fosfato 
▪ É uma reação reversível e mediada pela 
enzima aldolase 
▪ A enzima não é reguladora 
❖ Etapa 5 – Isomerização da di-hidroxicetona-
fosfato em gliceraldeído 3-fosfato: 
▪ A di-hidroxicetona-fosfato é isomerizada a 
uma segunda molécula de gliceraldeído-3-
fosfato 
▪ A reação é reversível e é mediada pela 
enzima triose fosfato isomerase 
▪ A enzima não é reguladora 
❖ Na fase preparatória, a energia do ATP é 
consumida, aumentando o conteúdo de 
energia livre dos intermediários, e as cadeias 
de carbono de todas as hexoses 
metabolizadas são convertidas a um produto 
comum, o gliceraldeído-3-fosfato 
❖ Etapa 6 – Oxidação e fosforilação do 
gliceraldeído 3-fosfato (2 vias): 
▪ Cada molécula de gliceraldeído-3-fosfato 
é oxidada e fosforilada por fosfato 
inorgânico para formar 1,3-bifosfoglicerato 
▪ Não utiliza o ATP e fosforila o composto 
por um fosfato inorgânico solubilizado no 
meio 
▪ 2 NAD+ capta os elétrons liberados pela 
oxidação e vira 2 NADH + 2 H+ 
▪ Reação reversível mediada pela enzima 
gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase 
❖ Nas vias metabólicas, geralmente o NADH e o 
FADH2 são moléculas que reduzem, captando 
os elétrons liberados na oxidação dos 
compostos 
❖ Etapa 7 – Transferência de um grupo fosfato 
do 1,3-bifosfoglicerato (2 vias) para o ADP: 
▪ 1,3-bifosfoglicerato vai servir para doar um 
grupamento fosfato para o ADP, virando 
ATP, e formar 3-fosfoglicerato 
▪ Reação reversível mediada pela enzima 
fosfoglicerato quinase, que retira o 
grupamento fosfato e doa ao ADP 
▪ Saldo 0 de ATP, após ter usado 2 ATPs 
na fase anterior e ter produzido 2 ATPs 
❖ Etapa 8 – Isomerização do 3-fosfoglicerato (2 
vias) para produzir 2-fosfoglicerato: 
▪ 3-fosfoglicerato será isomerizado para 
formar o 2-fosfoglicerato 
▪ Reação reversível mediada pela enzima 
fosfoglicerato mutase, que mudará o 
grupamento fosfato do C-3 para o C-2 
▪ Enzima não é reguladora e precisou de 
magnésio (Mg2+) para catalisar a reação 
❖ Etapa 9 – Desidratação do 2-fosfoglicerato (2 
vias) para produzir fosfoenolpiruvato: 
▪ 2-fosfoglicerato será desidratado para 
formar o fosfoenolpiruvato 
▪ Reação reversível mediada pela enzima 
enolase 
▪ Enzima não é reguladora 
❖ Etapa 10 – Transferência de um grupo 
fosfato do fosfoenolpiruvato (2 vias) para o 
ADP formando piruvato: 
▪ Fosfoenolpiruvato irá doar um 
grupamento fosfato para um ADP, 
virando ATP, e virar piruvato 
▪ Reação irreversível mediada pela enzima 
piruvato quinase, que irá tirar o 
grupamento fosfato e entregar ao ADP 
▪ A enzima é reguladora 
▪ Produto da glicólise: 2 piruvato, 2 ATP, 2 
NADH, 2 H+ e 2 H2O 
❖ O rendimento líquido são duas moléculas de 
ATP por molécula de glicose utilizada, já que 
duas moléculas de ATP foram consumidas na 
fase preparatória 
❖ A energia também é conservada na fase de 
pagamento com a formação de duas 
moléculas do transportador de elétrons de 
NADH por molécula de glicose 
❖ Além da manutenção constante da 
concentração de ATP, a glicólise é importante 
para a formação de intermediários glicosídicos 
que possuem destinos biossintéticos 
❖ Há três tipos de transformações químicas: 
▪ Degradação do esqueleto carbônico da 
glicose para produzir piruvato 
▪ Fosforilação de ADP a ATP pelos 
compostos com alto potencial de 
transferência de grupos fosforil, formados 
durante a glicólise 
▪ Transferência de um íon hidreto para o 
NAD+, formando NADH 
❖ Glicogenólise: quebra do glicogênio para 
liberar glicose na forma fosforilada 
❖ O glicogênio endógeno é quebrado por meio 
da enzima glicogênio fosforilase, gerando a 
glicose fosforilada (glicose 1-fosfato) e em 
seguida sendo fosforilado através de um 
fosfato inorgânico por meio da enzima 
fosfoglicomutase, gerando a glicose 6-fosfato 
– saldo de ATP dessa glicólise: 3 
❖ O amido é quebrado por meio da enzima 
amido fosforilase, gerando a glicose 1-fosfato e 
em seguida sendo fosforilado através do ATP 
pela enzima fosfoglicomutase, gerando a 
glicose 6-fosfato – saldo de ATP: 2 
❖ Amido ingerido é quebrado pela enzima alfa-
amilase salivar, gerando os oligossacarídeos, 
que serão quebrados pela enzima alfa-amilase 
pancreática,gerando a maltose, a maltotriose 
e a dextrina, que são quebradas pelas enzimas 
microvilosidades e geram a glicose – saldo de 
ATP: 2 
❖ Efeito Pasteur: 
▪ Aumento no consumo de glicose por 
culturas de levedo quando as condições 
mudavam de aerobiose para anaerobiose 
▪ Aerobiose: baixo consumo de glicose 
▪ Anaerobiose: alto consumo de glicose 
❖ Regulação da glicólise a curto prazo depende: 
▪ Consumo de ATP 
▪ Atividade das enzimas alostéricas (os 
exemplos são reguladores e catalisam 
reações irreversíveis) 
✓ Hexoquinase – inibida pela glicose-
6-fosfato 
✓ Fosfofrutoquinase 1 – inibida por 
ATP e citrato 
✓ Piruvato quinase – inibida por ATP 
▪ Concentração dos intermediários 
metabólicos 
❖ Regulação da glicólise a longo prazo depende: 
▪ Hormônios (ex.: insulina, glucagon e 
epinefrina) 
▪ Expressão de genes que codificam 
enzimas 
❖ Destino do piruvato após a glicólise: 
▪ Fermentação láctica: 
✓ Glicose foi oxidada a piruvato e o 
piruvato foi reduzido a lactato 
✓ Condições anaeróbicas 
✓ Músculos esqueléticos muito ativos 
✓ Eritrócitos 
✓ Partes submersas de plantas 
✓ Bactérias 
✓ Com pouco oxigênio, a cadeia 
transportadora de elétrons não 
funciona e o NADH não vai poder 
entregar seus elétrons 
✓ Se o NADH não virar NAD+ 
novamente, a enzima gliceraldeído 
3-fosfato desidrogenase não vai 
mais atuar e a glicólise entra em 
falência 
✓ NADH vai entregar seus elétrons 
para o piruvato, que será reduzido 
a lactato e reoxidando o NADH em 
NAD+ 
✓ Acúmulo de ácido láctico com o 
excesso de atividade física faz com 
que haja uma diminuição do pH 
sanguíneo e havendo desidratação 
de enzimas 
✓ Lactato gerado cai na corrente 
sanguínea, sendo direcionado para o 
fígado, que fará a gliconeogênese 
(síntese de glicose a partir de algo 
que não é um açúcar) e 
direcionando novamente a glicose 
para o seu destino 
✓ Excesso de glicose é armazenado 
em forma de glicogênio 
▪ Gerar etanol em condições anaeróbias 
por meio da fermentação alcoólica 
✓ Cumpre o mesmo objetivo da 
fermentação láctica de regenerar o 
NAD na forma oxidada 
✓ O piruvato vai ser descarboxilado 
(perder um carbono na forma de 
CO2) para gerar o acetaldeído por 
meio da enzima piruvato 
descarboxilase que é auxiliada pela 
coenzima tiamina pirofosfato (TPP), 
que será transformado em etanol 
por meio da enzima álcool 
desidrogenase, reoxidando o NADH 
em NAD+ 
✓ É comum nas leveduras de 
cervejaria, em padarias e em 
algumas plantas 
▪ Conversão em acetil-CoA em condições 
aeróbias e indo para o ciclo de Krebs 
✓ O piruvato entra na mitocôndria por 
meio de uma proteína 
transportadora e é transformado 
em acetil-CoA pelo complexo da 
piruvato desidrogenase através de 
uma descarboxilação (retirada de 
CO2) 
✓ Complexo da piruvato-
desidrogenase (PDH) é um conjunto 
de enzimas que catalisam as 
reações de produção de acetil-CoA 
e CO2 a partir do piruvato pela 
descarboxilação oxidativa 
✓ CoA tem um enxofre que fica 
ressaltado por ser onde as 
moléculas se ligam 
✓ Há a redução do NAD+ para a 
formação de NADH 
✓ É uma reação irreversível 
✓ O complexo precisa de coenzimas 
para funcionar, como a tiamina 
pirofosfato, o ácido lipóico, o FAD 
(flavina adenina dinucleotídeo) e o 
NAD (nicotinamida adenina 
dinucleotídeo) 
✓ Coenzimas são derivadas de 
vitaminas 
✓ Desidrogenases são enzimas que 
catalisam a retirada de um 
composto e acrescentam no NAD+ 
ou no FAD+ 
✓ Desidrogenases ligadas ao NAD+ 
atuam na remoção de dois 
hidrogênios de seus substratos, 
ficando na forma reduzida (NADH) 
✓ Desidrogenases ligadas ao FAD+ 
atuam na remoção de um ou dois 
elétrons na forma de um ou dois 
átomos de H (cada H representa 
um próton e um elétron), ficando na 
forma reduzida (FADH2)