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• É a quebra da glicose, com 6C (principal combustível das células, ela vem do amido que é um carboidrato). • Primeira via metabólica, ela não precisa de O2 para funcionar, sendo anaeróbica. • Glicose é o principal substrato oxidável. • É uma via que transforma as moléculas da glicose. • É localizada no citosol, nele ocorre a oxidação da glicose a piruvato. • Para a glicose entrar na célula, não é fácil pois ela é uma molécula cheia de hidroxila, precisa de um transporte, que ocorre apenas se tiver insulina, que vem dos pâncreas, se ligando aos receptores intracelulares. • Quando a glicose chega na célula, ela chega vai direto ao citosol, e lá existem várias enzimas, que fazem parte dessa via metabólica, elas estão dispersas lá, assim, a glicose vai sendo transformada. • Ela é transformada por 10 reações sequenciais, no final terá um outro produto, sendo ele o piruvato, que irá para outra via metabólica, e assim será transformado novamente. • A via glicolítica não acontece de imediato, cada reação leva centos segundos para acontecer. Ao todo leva alguns minutos. • Essa via está presente na grande maioria dos animais e de espécies mais simples, como bactérias, fungos. É compartilhada por quase todas as espécies existentes. IMPORTÂNCIA • “Permite que a glicose seja oxidada até piruvato com produção direta de ATP (quantidade pequena) e coenzimas reduzidas (é uma forma de energia, elas serão oxidadas depois na cadeia transportadora de elétrons).” • A energia está na glicose, nas ligações carbônicas dela. Essa energia está nela porque veio da fotossíntese das plantas. • Nossas células precisam de energia térmica e química. As mesmas pegam o combustível glicose e transformam em ATP, é muito trabalhoso. • A glicólise fornece praticamente 10% da energia que está presente na glicose, é pouco, para os humanos não é suficiente, mas para as bactérias sim, inclusive existe bactérias que nem necessitam do oxigênio. DESTINOS METABÓLICOS • Existem destinos metabólicos da glicose. • No final da via glicolítica, teremos 2 moléculas de piruvato, com 3 carbonos cada. • Existem 3 grandes trajetórias para o piruvato. ➢ 1º: fermentação até lactato, em condições anaeróbicas, acontece nos músculos. ➢ 2º: fermentação alcoólica ou etanoica, feito por leveduras, elas pegam o piruvato e fermentam ele, produzindo álcool no final, em condições aeróbicas. ➢ 3º: utiliza as duas moléculas de piruvato, sendo convertido em 2 moléculas de Acetil-CoA, liberando CO2, em condições aeróbicas e assim, vai em direção ao Ciclo de Krebs. • No meio do caminho é liberado e produzido “coisas”, que será visto mais à frente. COENZIMAS REDUZIDAS • As coenzimas reduzidas podem estar no estado oxidado ou no reduzido. • O NAD e o FAD estão no seu estado oxidado. • NAD+ • REDUÇÃO DO NAD ➢ O NAD oxidado, é o NAD+ sem hidrogênio, com carga positiva. ➢ Se ele recebe dois prótons (dois H), um liga nele e o outro não, e agora ele está ao estado reduzido, NADH. ➢ Do lado esquerdo, é o NAD oxidado, ele possui 3 insaturações no anel pilórico. ➢ Do lado direito, após a seta, é o NAD reduzido, que possui apenas 3 insaturações no anel, já que entrou 2H na molécula. ➢ O NAD não possui energia, mas quando recebe o próton ele adquire. • FAD • REDUÇÃO DO FAD ➢ O FAD tem a capacidade de receber 2 prótons, recebendo energia, assim ele passa para FAD reduzido. ➢ Quem transfere energia para ele são as vias metabólicas, uma delas é a glicolítica, mas a principal é o Ciclo de Krebs. ➢ O próton entra no segundo anel, fazendo com que ele perca a insaturação. ETAPAS DA GLICOSE • São 10 reações que são divididas em quatro etapas. • 1º: Ela irá fazer a fosforilação da glicose, gastando ATP, produzindo Frutose 1,6 bifosfato, ou seja, a glicose foi convertida em frutose, mudando o grupo funcional, isso acontece por meio de uma reação enzimática. • 2º: é a quebra de um composto de seis carbonos bifosforilado, em dois de três carbonos monofosforilados. • 3º: oxidação dos compostos monofosforilados e fosforilações às custas de fosfato inorgânico. • 4º: desfosforilação (tirar fosforo) com produção de ATP, a quantidade produzida é superior a gasta, a glicólise compensa termodinamicamente. • Foi produzida 10% de energia em uma molécula de glicose. 1ª VIA METABÓLICA • Na imagem, as enzimas não estão sendo mostradas, estão apenas os produtos e substratos. • O produto da primeira enzima, é o substrato da segunda, e assim sequencialmente. • Na primeira reação, a glicose entra na via e é convertida em glicose 6-fosfato, é uma reação catalisada enzimaticamente e possui gasto energético (ATP). • Na segunda reação, a glicose 6-fosfato é convertida em frutose 6-fosfato. • Na terceira reação, a frutose 6-fosfato é convertida em frutose 1,6-difosfato, ocorre gasto energético novamente. • Na quarta reação, a frutose 1,6-difosfato é dividida em dois caminhos, ocorre essa divisão para que consiga ser produzido 2 piruvatos. Do lado esquerdo ela vai ser convertida em Gliceraldeído 3-fosfato e do lado direito também. • Na quinta reação de ambos os lados, o gliceraldeído 3-fosfato é convertido em gliceraldeído 1,3-difosfato, irá ter produção de NAD reduzido, gerando uma molécula energética. • Na sexta reação de ambos os lados, o gliceraldeído 1,3-difosfato é convertido em glicerato 3-fosfato, produzindo 1 ATP de ambos os lados. • Na sétima reação de ambos os lados, o glicerato 3-fosfato é convertido em glicerato 2-fosfato. • Na oitava reação de ambos os lados, o glicerato 2-fosfato é convertido em fosfoenol-piruvato, nela ocorre a liberação de H2O. • Na nona reação de ambos os lados, o fosfoenol-piruvato é convertido em piruvato, ocorrendo mais uma produção de ATP. • Assim, teve gasto de 2ATP e gerou 4ATP, ficando com saldo de 2ATP, e produziu dois NADH2 que é moeda energética, e duas moléculas piruvato. • A glicose é transformada por 10 reações, uma glicose de 6C gerou dois piruvatos de 3C cada. ATPs PRODUZIDOS E Nº DE CARBONOS] VIA COMPLETA • Ocorre o gasto de ATP porque ele é o doador do fosfato que irá se juntar a molécula, é uma reação não favorável termodinamicamente. • Cada produto vira substrato da seguinte reação. Isomerases, epimerases e mutases costumam reorganizar o substrato para obter um novo produto. • 1ª reação: ➢ A primeira reação é catalisada pela hexoquinase (enzima), ela precisa de magnésio para fazer a reação, seu substrato é a glicose, o seu produto é a glicose 6-fosfato. • 2ª reação: ➢ A segunda reação utilizará o último produto como substrato pela enzima fosfoglicoisomerase, também usa o magnésio, que terá como produto a frutose 6-fosfato. Nesse momento, ocorre uma isomeria. • 3ª reação: ➢ A terceira reação utiliza o último produto que é utilizado como substrato pela enzima fosfofrutoquinase, seu produto será frutose 1,6-difosfato. • 4ª reação: ➢ A quarta reação utiliza o último produto como substrato pela enzima aldose, ela terá dois produtos, a Di-hidroxiacetona fosfato (as que forem convertidas nesse produto terão que ser transformadas no gliceraldeído 3- fosfato, pela enzima triose fosfato isomerase) e o gliceraldeído 3- fosfato. • 5ª reação: ➢ A quinta reação utiliza o último produto como substrato pela enzima triose fosfato isomerase, seu produto será o gliceraldeído 3-fosfato, tudo irá converter para ela, sendo direto ou não. • 6ª reação: ➢ A sexta reação utiliza o último produto como substrato pela enzima gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase, ela terá como produto dois 1,3-Bifosfoglicerato. Nesse momento há a conversão do NAD+ para o NADH + H+.• 7ª reação: ➢ A sétima reação utiliza o último produto como substrato pela enzima fosfoglicerato quinase, seu produto será o 3-fosfoglicerato. Nesse momento, há a produção de 2 ATP (um de cada lado). • 8ª reação: ➢ A oitava reação utiliza o último produto como substrato pela enzima fosfoglicerato mutase, seu produto será 2-fosfoglicerato. Nesse momento, só será trocado o fosfato de lugar. • 9ª reação: ➢ A nona reação utiliza o último produto como substrato pela enzima enolase, seu produto será 2-Fosfoenolpiruvato. Nesse momento, é liberado água. • 10ª reação: ➢ A décima reação utiliza o último produto como substrato pela enzima piruvato quinase, seu produto são 2 piruvatos (um de cada lado). Nesse momento acontece a produção de mais 2ATP (um de cada lado). • Não existe uma enzima que simplesmente converte a glicose em piruvato, sem passar por todo esse processo, porque termodinamicamente não dá para acontecer. Energia não é criada, precisa economizar e gerar energia, todo sistema é formado em função do gasto energético. • As quinases são enzimas que retiram fosfato das moléculas. Eles são retirados para que consiga produzir o ATP. EQUAÇÃO GERAL DA GLICÓLISE • Ocorre o gasto de 2ADP, 2Pi e de 2NAD+. • O H2O é liberado no meio e o 2H+ também. • É formado 2ATP, 2NADH e 2 piruvato. • 2Pi => 2 fosfatos inorgânicos. • O piruvato no Ciclo de Krebs será convertido em Acetil-CoA. ESQUEMA GERAL DA GLICÓLISE • Ela só gera 10% da energia suficiente para o corpo. Organismos primitivos só possuem ela e sobrevivem. FERMENTAÇÃO LÁTICA • Acontece nos músculos, na ausência de oxigênio. • Ela utiliza o piruvato. • Quem faz a conversão do piruvato para o ácido lático/ lactato é a lactato desidrogenase. Ela consome NADH, gastando energia. REGULAÇÃO DA GLICÓLISE POR ENZIMAS ALOSTÉRICAS • A Hexoquinase, fosfofrutoquinase-1 e a piruvatoquinase, são três enzimas que agem respectivamente nas reações 1, 3 e 10. Elas regulam a via glicolítica e sua velocidade, são reações irreversíveis.
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