INTRODUÇÃO À BIOQUÍMICA

Prévia do material em texto

Introdução à bioquímica 
1. Carboidratos 
 Fornecem energia, armazena energia, componente da membrana celular, componente estrutural. São 
hidratos de carbono. Moléculas orgânicas mais abundantes da natureza. Formadas por carbono, 
hidrogênio e oxigênio 
 Dividido em três classes principais: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. 
 Monossacarídeos: única unidade de poliidroxialdeído ou poliidroxicetona. {glicose, frutose, galactose}. 
 Oligossacarídeos: cadeias curtas formadas por ligações glicosídicas, de 2 a 19 sacarídeos. {sacarose, 
lactose, maltose}. 
 Polissacarídeos: mais de 20 sacarídeos. {glicogênio e amido}. O glicogênio é formado por ate 55 mil 
unidades de glicose e é a maneira como nos guardamos energia. 
 
I. Funções? 
 Base da nossa dieta, pois nos fornecem energia a partir de sua oxidação. Nossas reservas energéticas são 
a partir dos carboidratos, pois seu excedente, após a utilização de glicose necessária na formação de ATP, 
formará o glicogênio (principalmente no músculo esquelético e fígado). 
 Porém, o armazenamento do glicogênio é limitado, nosso fígado armazena de 5 a 10% de seu peso em 
glicogênio, enquanto o músculo apenas 1%. Se ainda sobrar glicose, após a formação do ATP, e 
posteriormente de glicogênio, nosso corpo a transformará em triacilglicerol, para a adipogênese 
(formação de gordura). 
 
II. Monossacarídeos 
 Incolor, sólido e solúvel em água. 
 Se a carbonila {c=o} estiver no carbono da extremidade é uma função aldeído. Se ela estiver no meio da 
cadeia é uma cetose. A cadeia se torna polidroxi devido a quantidade de funções. 
 As funções terão carbonos quirais, onde são estereoisômeros, quanto mais carbonos quirais maior o 
número. Para encontrar esse numero devera efetuar a equação dois elevado a N, onde N é o número de 
carbonos quirais. Algumas enzimas têm mais afinidade com os estereoisômeros. 
 D ou L? Olhar a hidroxila (OH) do carbono quiral, se ela estiver na direita é D e se estiver na esquerda é 
L. 
 Se tiver mais que um carbono quiral na estrutura, olhar o mais distante da carbonila (C=O). 
 Quando for aldose – macete – tirar o primeiro carbono e o último os outros serão quirais. Se for cetose – 
macete – tirar os dois primeiros e o último. 
 Por que chamamos os monossacarídeos de unidade de POLIIDROXIALDEÍDO OU 
POLIIDROXICETONA? Porque POLI são muitos, HIDRÓXI é o grupo hidroxila (OH). E cetona ou 
aldeído é a posição onde está o grupo C=O. Então é uma cadeia de carbono, com muitos OH, que tem um 
grupo carbonila (C=O) que indica se é aldeído ou cetona. 
 A diidroxicetona é o único monossacarídeo que não tem carbono quiral, todos os outros vão ter. 
 
III. Estereoisômeros 
 A quantidade de estereoisômeros depende da quantidade de carbonos quirais. A fórmula é 2n, sendo n a 
quantidade de carbonos quirais. Portanto, o gliceraldeído tem 2 estereoisômeros. 
 
 Em uma cadeia com mais carbonos quirais, olha-se o carbono quiral mais afastado da carbonila. Nesse 
caso, ambos tem o carbono quiral 2 e 3. Olhando o mais distante da carbonila para nomear D ou L, os 
dois se tornam D. para numerar os isômeros, fazer dois elevado a dois que será 4 isômeros em cada 
cadeia. 
 
 Agora indo para uma cetose, onde a carbonila esta no segundo carbono a regra da quantidade de 
estereoisômeros é a regra do D e L continua a mesma, ou seja, sempre o carbono quiral mais longe da 
carbonila é o que devemos olhar para ver se o grupo OH está a direita (D), ou a esquerda (L). 
 
 
IV. Epímeros 
 Dois açúcares que se diferem apenas na configuração ao redor de um ÚNICO átomo de carbono. As 
hidroxilas e os carbonos quirais. 
 Olhando as estruturas nós podemos dizer que a manose e a glicose são epímeros de carbono 2, porque 
entre eles apenas a hidroxila do carbono dois está mudando. A glicose e a galactose são epímeros no 
carbono 4, pois apenas este possui OH em posição diferente. Mas a manose com a galactose não são 
epímeros, pois a hidroxila do carbono 2 e 4 são diferentes, ou seja, não é em um único átomo de carbono. 
 Com essa teoria podemos dizer que sempre um monossacarídeo L vai ser epímero com sua estrutura D, 
porque vai variar apenas o carbono quiral mais longe da carbonila. Por exemplo, a D-manose vai ser 
epímero da L-manose, pois apenas o carbono 5 teria sua hidroxila trocada de lado. 
 
 
 
V. Estruturas cíclicas 
 Quando em solução aquosa, forma estrutura em anel. A glicose, por exemplo, se fecha, pois a hidroxila 
migra. Se ela (hidroxila) ficar embaixo é uma alfa, se ficar encima é beta. Olhar o carbono 1 – que estará 
após a carbonila em sentido HORÁRIO. 
 
 
VI. Furanosídica e piranosídica 
 Piranosídica com a forma de um hexágono e furanosídica com a forma de um pentágono. Sempre para 
numerar olhar o oxigênio e ir no sentido horário. 
 Monossacarídeos são agentes redutores. 
 ALDOSE: As ALDOSES podem se fechar formando estruturas piranosídicas ou furanosídicas. As 
piranosídicas são representadas pela união do Carbono 1 (C1), que é o carbono da carbonila, com a 
hidroxila do carbono 5. Já as furanosídicas são o carbono 1 com o carbono 4. 
 Pode formar a estrutura α ou β, sendo que na α a hidroxila do carbono 1 está para baixo e na β a hidroxila 
do carbono 1 está para cima. 
 99% das glicoses, ou das hexoses da série aldose, no geral, estão na forma piranosídica 
 CETOSE: As cetoses também podem fechar estruturas piranosídicas e furanosídicas. Se o carbono 2 
(que é o da carbonila) se fechar com o carbono 5, teremos uma estrutura furanosídica. Se o carbono 2 se 
fechar com o carbono 6 teremos uma estrutura piranosídica. 
 
VII. Carbono anomérico 
 É o átomo de carbono que possui a carbonila ligado a ele. 
 Na aldose – C1. 
 Na Cetose – C2. 
 
VIII. Mutarrotação 
 Mutarrotação é o processo pela qual, em solução aquosa, os anômeros α e β da glicose se interconvertem-
se. Ou seja, quando essa glicose se fecha, ela não fica estabilizada, podendo abrir-se e fechar-se 
novamente com a hidroxila na posição diferente, ou seja, mudando entre α e β constantemente. 
 Em solução aquosa os anômeros alfa e beta ficam se intercalando. 
Não necessariamente vai ser uma alteração de alfa p beta, pode fazer mutarrotação e continuar alfa 
 
IX. Frutose 
 É uma cetose furanosídica. Como ela é uma cetose a carbonila ta no carbono 2, então para saber se ela é 
alfa ou beta deve se olhar o carbono 2 no sentido horário pós o oxigênio. 
 
X. Celulose 
 É uma substância fibrosa, insolúvel em água e resistente. 
 Formada por milhares de moléculas de glicoses, ou seja, é um homopolissacarídeo pó ligação beta1—4. 
 Quando a ligação é dessa forma deixa a ligação estendida promovendo a sustentação da parede celular, 
por exemplo. 
 
XI. Quitina 
 Homopolissacarídeo. 
 Derivado de hexose unido beta1 – 4. 
 Exoesqueleto 
 
XII. Ligações glicosídicas 
 Carbono anomérico: átomo de carbono da carbonila – Aldose: C1; Cetose – C2. 
 Mutarrotação: em solução aquosa, os anômeros alfa e beta ficam se intercalando. Ou seja, ficam instáveis 
se tornando alfa e beta, abrindo e fechando. 
 A partir do momento que a estrutura fazer a ligação glicosídica ela “estabiliza” e não muda mais 
(mutarrotação). 
 Monossacarídeos são agentes redutores, pois eles oxidam e reduzem o cobre ou ferro, por exemplo. Ele 
deve estar na forma linear para oxidar. 
 A ligação glicosídica une monossacarídeos para formar oligo e polissacarídeos. 
 Para fazer a ligação: 
 Primeiro passo: enumerar os carbonos (após a carbonila em sentido horário). 
 Segundo passo: ver se elas são alfa ou beta, o primeiro C da primeira molécula estabelece se a molécula 
será alfa ou beta 
 Terceiro passo: a ligação ocorre nos carbonos anoméricos, então é uma condensação e sai uma água. 
Sobrará um oxigênio e deve mostrar se é alfa ou beta. 
 Quarto passo: redutor ou não? Se o carbono anomérico estiver livre eleserá redutor. 
 Quinto passo: quando a ligação for entre dois carbonos anoméricos (C1 e C1) ela é não redutora. (Fazer 
flecha dupla e indicar os dois se é alfa ou beta) 
 
 
XIII. Dissacarídeos 
 Dissacarídeos: são constituídos por dois monossacarídeos unidos covalentemente por uma ligação 
glicosídica. 
 Maltose, sacarose e lactose. 
 Maltose: contém duas unidades de glicose. 
 
 Sacarose: glicose + frutose. É um dissacarídeo não redutor. Formada pelos vegetais, mas não por animais 
superiores. 
 
 Lactose: Lactose: galactose + glicose. A deficiência da enzima lactase provoca a intolerância à lactose, 
pois essa enzima é a que quebra a ligação glicosídica que forma a lactose. Com essa deficiência o 
organismo não absorve (ele só absorve monossacarídeos), sendo então fermentadas por bactérias—
diarréia, flatulências. 
 
 
 
 
XIV. Polissacarídeos 
 O que vai diferenciar um poli de outro? Tipo de monossacarídeos, tipo de ligação, comprimento das 
cadeias, grau de ramificação das cadeias. 
 Os polissacarídeos são divididos em: homopolissacarídeos e heteropolissacarídeos. 
 Homo: apenas um tipo de sacarídeo. Podem ser lineares ou ramificados. Ex: amido, celulose, glicogênio 
 Hétero: mais de um tipo de sacarídeo. Podem ser ramificados ou lineares. Ex: GAGs, glicoprots 
 
 Amido: forma de armazenamento de carboidratos para plantas. Formado de amilose e amilopectina, dois 
polímeros que se entrelaçam. Amilose é linear não se ramifica. A amilopectina se ramifica. É uma cadeia 
de apenas glicose. Contém dois tipos de polímeros, a AMILOSE, cadeia longa de glicose, não 
ramificada, com ligações α(1-4), e a AMILOPECTINA, cadeia ramificada, sendo que a ligação entre as 
glicoses da cadeia linear é α(1-4) e nos pontos de ramificação é α(1-6), com cerca de uma ramificação a 
cada 24 a 30 unidades. A amilose assume uma forme helicoidal compacta que produz grânulos densos 
que estocam amido. 
 Glicogênio: reserva de carboidratos para animais. Por meio de ligações alfa1 – 4 com pontos de ligação 
alfa1 - 6. Abundante no fígado e músculo esquelético. Armazenamento limitado (10% peso fígado e 2% 
musc.). Quando sobra ainda para armazenar ele é transformado em gordura e esse armazenamento é 
ilimitado. Mais ramificado que o amido, formado apenas de glicose e é a mesma estrutura da 
amilopectina do amido, ou seja, cadeia longa de glicoses, que contém algumas partes ramificações, mas 
nesse caso as ramificações são a cada 8 a 12 moléculas de glicose, e não mais a cada 24 a 30, igual era no 
amido. 
 Celulose: principal polissacarídeo estrutural das plantas; componente mais abundante da parede celular é 
constituído de monômeros de glicose ligados entre si. Encontrada na parede celular dos vegetais. Não é 
um polissacarídeo de reserva e sim de sustentação. É um homopolissacarídeo, formado apenas de glicose 
e não tem ramificações. Além de não ser ramificada, a diferença dela para o amido e para o glicogênio é 
que a celulose possui ligações β(1-4), as quais o ser humano não tem enzimas para quebrar. Algodão é 
celulose pura. 
 Quitina: polissacarídeo insolúvel, córneo, parte integrante do exoesqueleto dos artrópodes e da parede 
celular dos fungos. 
 
XV. Derivados de hexoses 
 As hexoses são os açúcares de 6 carbonos, como a glicose, a galactose. Podem receber alguns 
agrupamentos e formar derivados. Aminoaçúcares (glicosamina, galactosamina, acetilglicosamina) 
 
 
XVI. Heteropolissacarídeos 
 Peptideoglicanos. 
 Estão na parede da bactéria. 
 Unidos beta1 – 4. 
 Lisozima (enzima da lágrima), quebra a glicosídica da bactéria e impede infecções. 
 Penicilina que impede a síntese da parede das bactérias. 
 Glicosaminoglicanos 
 Da matriz extracelular. 
 Formados por repetições de dissacarídeos. 
 Dissacarídeos são dois monossacarídeos que podem ser: acetilglicosamina/ acetilgalactosamina e 
D-glicurônico / L-idurônico. 
 Ácido hialurônico, queratina sulfato, condroitina sulfato e a heparina são exemplos de 
glicosaminoglicanos. 
 Glicoconjugados 
 Quando o carboidrato liga-se a uma proteína ou a lipídeos. 
 Transportadores de informação dentro da célula (comunicação, sinalização, reconhecimento). 
 Glicocálice. 
 Carbo+lipídio = glicolipídios. 
 Carbo+proteína= glicoproteína. Ligados por ligações covalentes. 
 EX: proteoglicanos; é uma proteína de membrana ou proteína extracelular unidas a um 
glicosaminoglicano. 
 
 
 
 
 
BIOENERGÉTICA 
1. Revisão enzimas 
 Grande maioria são proteínas globulares. 
 Possui sitio ativo ou catalítico, onde ocorre a reação. 
 
 
 
 Catalisadores biológicos. 
 Cofator ou coenzima 
 O cofator é provido de uma molécula orgânica como uma vitamina; 
 A coenzima é provida de um metal; 
 Eles são necessários para a enzima se tornar ativa. 
 Algumas enzimas são reguladas. As reações ocorrem em sequência. 
 Regulação da atividade enzimática: 
 Podem ser ativadas ou inibidas de acordo com a necessidade da célula. 
 Podem ser reguladas de duas maneiras: alostérica ou covalente. 
 Alostérica: só acontece com enzimas alostéricas, ou seja, enzimas que tem sÍtio de regulação que pode se 
ligar um modulador positivo – enzima funciona ou pode se ligar um modulador negativo – enzima inibe a 
atividade. Existe ainda a regulação por feedback ou retroalimentação que é um tipo de regulação 
alostérica onde o próprio produto da reação é o modulador negativo da enzima. 
 Covalente: a regulação é através da ligação covalente com o grupo fosfato. Tem a enzima sem o grupo 
fosfato (desfosforilada) e a enzima com o grupo fosfato (fosforilada). A enzima fosforilada é inativa. 
Portanto, se o produto da enzima desfosforilada não ser mais necessário, a proteína quinase adiciona um 
fosfato nela tornando-a fosforilada e inativa. Agora, se o produto da enzima for necessário novamente, a 
enzima fosfatase e retira o grupo fosfato deixando ela desfosforilada e tornando-a ativa. 
 
2. BIOENERGÉTICA 
 Os organismos precisam de energia para a manutenção da vida, crescimento, reprodução. Bioenergética 
então descreve como esses organismos vivos capturam, transformam e usam a energia. 
 Princípios básicos: as células do organismo precisam realizar trabalho para a manutenção da vida, o 
crescimento e a reprodução. 
 A bioenergética descreve como os organismos capturam, transformam e usam essa energia. 
 Esse trabalho se divide em: 
 Trabalho químico: síntese dos componentes celulares 
 Trabalho osmótico: acúmulo e retenção de sais 
 Trabalho mecânico: contração muscular e movimento dos flagelos 
 Metabolismo: são as reações que acontecem dentro das nossas células com o objetivo de liberar energia 
para a célula e fazer síntese de macromoléculas. Essas reações podem ser anabólicas ou catabólicas. 
Sendo a anabólica de síntese, ou seja, precisam de energia para acontecer partindo de uma molécula 
pequena para formar uma macromolécula (aminoácido – proteína). E a catabólica libera energia, 
degradando uma macromolécula (glicose – CO2 e H2O), libera 32 ATPs. 
 O catabolismo libera energia que será utilizada pelo anabolismo. 
 Quando a energia é liberada pelo catabolismo é necessária a existência de moléculas que capturem essa 
energia e transportam-na. Sendo essas o NAD, FAD, NADP e ATP. 
o Anabólicas: São biossintetizantes e redutivas. Partem de moléculas pequenas para a formação de 
macromoléculas. Ocorrem com gasto energético. 
o Catabólicas: São degradativas e oxidativas. Partem de moléculas grandes, formando precursores. Liberam 
energia. 
 
3. Transportadores de elétrons 
 NAD: é uma coenzima especializada no transporte de elétrons. Transporte através de reações de 
oxirredução. Ela (nicotinamida) deriva da vitamina B3. Para fazer a síntese do NAD no organismo é 
preciso da vitamina B3 (ácido nicotínico). 
 
 NAD+ (OXIDADO) ------ NADH + H (REDUZIDO) 
 
 NADP: possui um grupofosfato. Também depende da vitamina B3. Quando oxidado pode transportar 
elétrons. 
 
 FAD: flavina deriva da vitamina B2. Transporte de energia. Necessita de vitamina B2 para ser 
transportada. 
 
 FAD+ (+) 2E (OXIDADO)----- FADH2 (REDUZIDO) 
 
 
4. Transportadores de fosfato 
 ATP é o principal transportador de energia do mecanismo metabólico 
 Formação do ATP = o ATP é formado a partir da adição de uma molécula de fosfato inorgânico a uma 
molécula de ADP (Processo Endergônico). 
 Hidrólise do ATP = a ligação de alta energia formada é quebrada liberando energia (Processo 
Exergônico). 
 
 Creatina fosfato: é uma substância altamente energética que está presente nas fibras musculares. É 
produzida nos períodos de repouso por fosforilação da creatina, à custa de ATP. Essa reação é reversível 
e é catalisada pela enzima creatina quinase. É muito utilizada em academias, pois nos momentos de 
exercício essa reação se desloca no sentido de formação de ATP. Durante a atividade muscular a reação 
se processa no sentido inverso, na síntese de ATP 
 
 
GLICÓLISE 
 Quando nos alimentamos e ingerimos os carboidratos, vai ocorrer as quebras e no fim a glicose vai estar 
disponível para nosso organismo. O destino da glicose depende do que o organismo está precisando mais. 
Por exemplo: 
 Se a mulher estiver amamentando, essa glicose pode ir para a síntese da lactose (açúcar do leite). 
 Pode fazer síntese de glicogênio. 
 Pode sofrer oxidação pela via das pentoses fosfato, para a formação de pentoses presentes no DNA e 
RNA. 
 Se houve excesso de glicose na célula vai para a síntese de triacilglicerol, e vai ser armazenado no tecido 
adiposo. 
 Para fornecer energia vai acontecer o catabolismo da glicose – ela é oxidada, vai liberar o piruvato 
(etapa chamada glicólise), que vai ser convertido em acetil-CoA (descarboxilação oxidativa), que vai 
entrar no ciclo de Krebs, cadeia transportadora de elétrons, fosforilação oxidativa e no final liberar 32 
ATP´s. 
 
 
 
 
 
 Glicólise 
 O catabolismo da glicose se chama glicólise. 
 Podemos definir a glicólise como a sequência de reações que converte a glicose em piruvato. Pode ser 
definida como a sequência de 10 reações que vai liberar, a partir da glicose, duas moléculas de piruvato. 
 É a via central do catabolismo da glicose. 
 Ocorre no citosol de todas as células humanas. Acontece no citosol e libera 2 ATP e 2 NADH. 
 A finalidade da glicólise é a obtenção de energia, parte da energia livre liberada é retida na forma de 2 
NADH e 2 ATP GLICÓLISE. 
 É dividida em duas fases, a preparatória, que são as 5 primeiras reações, onde gastam-se duas moléculas 
de ATP, e a de pagamento, onde são produzidos 4 ATP, tendo “lucro” no final, de 2 ATP. 
 Via glicolítica ou glicólise: via através da qual ocorre o maior fluxo de carbono na maioria das células 
GLICOSE Piruvato 10 Reações enzimáticas NAD+ ADP NADH ATP Em algumas células é o único 
combustível oxidável. 
 Resumão superficial: Na glicólise, quando for quebrar a molécula de glicose (C6), ela será dividida em 
duas outras moléculas chamadas de piruvato (C3). Para quebrar essa molécula será necessário o uso de 
2ATPS iniciais, ou seja, um investimento. Então, usou esses 2ATPS para quebrar a glicose em 2 
piruvatos e nessa quebra são produzidos 4ATPS. Além dos 4ATPS, a quebra da glicose libera no citosol 
2 ELÉTRONS que são ricos em energia e são capturados pelo NAD+ - que está oxidado – e quando ele 
pega esses elétrons esta reduzido NADH, então formam-se 2 NADH pois tinha dois elétrons para 
carregar. Os piruvatos formados e as NADH entram agora a mitocôndria para continuar a sequência de 
reações e os ATPS formados já estão prontos para serem utilizados. 
 FORMAM: 
GASTO DE 2ATP 
FORMA 4ATP 
SALDO 2ATP 
FORMA 2NADH 
FORMA 2 PIRUVATO 
 
 REAÇÃO 1: FOSFORILAÇÃO DA GLICOSE 
 A glicose vai ser fosforilada no C6, ou seja, vai ser inserido um ATP no carbono 6. 
 A enzima que catalisa essa reação é a HEXOCINASE, e ela necessita de um cofator de magnésio 
para executar a fosforilação. 
 O primeiro ATP necessário para a glicólise foi usado aqui. 
 
 REAÇÃO 2: CONVERSÃO DA GLICOSE-6-FOSFATO EM FRUTOSE-6-FOSFATO 
 É uma isomeração. 
 Transforma a glicose-6-fosfato (que é uma aldose) em uma frutose (que é uma cetose). 
 A enzima fosfohexoquinase que muda a carbonila do C1 para o C2. 
 
 REAÇÃO 3: FOSFORILAÇÃO DA FRUTOSE-6-FOSFATO EM FRUTOSE-1,6-BIFOSFATO 
 A enzima que faz essa fosforilação é a FOSFOFRUTOQUINASE (de regulação). 
 A partir dessa fosforilação frutose-1,6-bifosfato pode pertencer a glicólise. 
 Nessa fase ocorre a inserção de outro ATP. Ou seja, o segundo ATP que a glicólise usa é utilizado 
na reação três. 
 
 REAÇÃO 4: CLIVAGEM DA FRUTOSE-1,6-BIFOSFATO 
 A frutose-1,6-bifosfato será quebrada ao meio, porém as moléculas geradas serão diferentes. 
 Uma molécula será o gliceraldeido-3-fosfato e já estará pronto para a reação 6. 
 A outra molécula será a dihidroxicetona fosfato e ela dera passar pela reação 5 para poder se 
transformar em gliceraldeido-3-fosfato e seguir para a reação 6. 
 Enzima que faz essa ação é a aldose. 
 
 REAÇÃO 5: INTERCONVERSAO DAS TRIOSES FOSFATO 
 Isomeração – transforma aldose em cetose. 
 Converte a dihidroxicetona-3-fosfato em gliceraldeido-3-fosfato. 
 A enzima é a triose fosfato isomerase. 
 
 REAÇÃO 6: OXIDAÇÃO GLICERALDEIDO-3-FOSFATO EM 1,3-BIFOSFATOGLICERATO 
 A partir daqui tudo deve ser multiplicado por dois, pois temos duas moléculas de gliceraldeido-3-
fosfato. 
 Essa molécula sofrerá uma oxidação e libera 1 elétron. (2X) 
 Esse elétron será carregado por um NAD+ que se torna um NADH (2X). 
 Quando forforilado, o gliceraldeido-3-fosfato será o 1,3-bifosfatoglicerato. (2X) 
 Enzima é a gliceraldeido-3-fosfodesidrogenase. 
 O ATP usado para fosforilar essa molécula é inorgânico, vindo da liberação do elétron. 
 REAÇÃO 7: TRANSFERÊNCIA DO FOSFATO DO 1,3-BIFOSFATOGLICERATO PARA O ADP 
 O 1,3-bifosfatoglicerato tem 2 fosfatos. Um do C1 e outro do C3. O fosfato do C1 vai sair da 
molécula e se juntar ao ADP para formar 1ATP. (2X) 
 A molécula restante é 3-fosfoglicerato (2X). 
 Enzima é a 3-fosfoglicerato (2X). 
 FORMA OS DOIS ATPS DA GLICÓLISE AQUI. 
 
 REAÇÃO 8: CONVERÇÃO DE 3-FOSFOGLICERATO EM 2-FOSFOGLICERATO 
 Muda o fosfato do C3 para o C2. (2X) 
 Enzima é a fosfofliceratomutase. 
 
 REAÇÃO 9: DESIDRATAÇÃO DO 2-FOSFOGLICERATO EM FOSFOENOLPIRUVATO 
 Retira uma H2O. 
 2-fosfoglicerato vira o fosfoenolpiruvato . 
 Enzima enolase. 
 
 REAÇÃO 10: TRANSFERE GRPO FOSFORIL DA FOSFOENOLPIRUVATO PARA ADP. 
 O fosfoenolpiruvato perde seu fosfato que se junta ao ADP e forma ATP e uma molécula de 
piruvato (2X). 
 Enzima é a PIRUVATO QUINASE (reguladora). 
 Reação irreversível. 
 Formará 1ATP (2X). 
 
 
 
 
 
 
 
DESTINOS DO PIRUVATO 
1. Sem oxigênio ele pode ir para a fermentação alcoólica 
2. Sem oxigênio ainda pode seguir para a lática 
3. Com oxigênio ele segue para a respiração celular 
 
 
 
1. Fermentação alcoólica 
 A enzima que transforma o piruvato em acetaldeído é a piruvato descarboxilase (nós não temos essa 
enzima, por isso não fazemos essa fermentação). Ela utiliza como cofator o magnésio e o TPP (tiamina 
pirofosfato, a tiamina é vitamina B1, por isso precisa dessa vitamina). 
 O acetaldeído então vai ser reduzido a etanol. E para que ocorra essa redução, o NADH vai se oxidar, 
fornecendo elétron. A enzima que faz isso é a álcool desidrogenase e nós temos essa enzima, pois ela 
degrada o álcool no nosso organismo, fazendo essa reação ao contrário. 
Esse NADH que está na forma reduzida precisa ser oxidado para voltar a ser 
NAD+, pois a célula tem uma quantidade limitada de NAD+, então ele precisa 
voltar para a glicólise para carregar mais elétrons que vão gerar energia. Esse 
NADH pode ser oxidadona cadeia respiratória (ciclo de Krebs), se houver 
oxigênio disponível. Caso não haja, vai acontecer a fermentação, que pode ser 
alcoólica (que acontece nas leveduras) ou láctica. 
 
 Libera apenas 2 ATP (esses ATP são os que foram produzidos na glicólise) – Objetivo reoxidação do 
NAD+. 
 
2. Fermentação lática 
 Pode acontecer em qualquer tecido do nosso corpo em condição de hipóxia, e sempre acontece nos 
eritrócitos, porque não tem mitocôndria. 
 O piruvato vai ser reduzido à lactato, e para ser reduzido tem que ter uma molécula que forneça o poder 
redutor. E quem vai oferecer vai ser o NADH, que vai se oxidar, liberando os elétrons, e reduzindo o 
piruvato. 
 A enzima que faz isso é a lactato desidrogenase. É aqui que são produzidos laticínios. 
 2 ATP de rendimento (esses ATP são os que foram produzidos na glicólise) 
 Quando a pessoa faz exercício com uma contração muscular muito intensa, não “chega” o oxigênio 
necessário para o músculo, então ocorre a produção de ácido láctico, o que torna tanto o músculo quanto 
o sangue acidificado. Ai a pessoa sente dor e para o exercício. Então, no período de repouso, após essa 
contração intensa, vai acontecer o ciclo de Cori para que esse ácido láctico seja convertido em nova 
glicose no fígado (essa glicose produzida vai para o músculo e vai ser armazenada na forma de 
glicogênio, ou vai ser usada na hemácia). Apesar desse processo gastar 6 moléculas de ATP, é necessário 
para o organismo não entrar em acidose metabólica. 
 Afinal, a formação do ácido láctico não ocorre apenas na contração intensa. A hemácia, por exemplo, está 
sempre produzindo esse ácido láctico, e é preciso fazer essa reciclagem, pois se não fizer a pessoa terá 
uma acidose metabólica e morrerá. 
 A intolerância à lactose acontece quando a pessoa tem deficiência na enzima lactase, que no intestino 
delgado quebraria a lactose em galactose e glicose, que seriam absorvidas. Sem essa enzima, a lactose vai 
inteira para o intestino grosso, onde é osmoticamente ativa, “puxando” água, causando diarreia osmótica. 
Além da diarreia, essa lactose no intestino é fermentada por bactérias, produzindo o CO2, o que causa 
distensão abdominal. 
 
 
 
 
3. Respiração celular 
 Antes de tudo, essa fase ocorre dentro da mitocôndria e o Krebs mais especificamente na matriz 
mitocondrial. 
 O piruvato vai ser liberado no citosol da célula, e através de uma proteína transportadora vai ser levado 
(com O2) até a matriz da mitocôndria onde vai ser oxidado à Acetil-CoA. 
 Por que tem que ocorrer o ciclo? Esse ciclo existe para otimizar a retirada de energia das moléculas 
orgânicas, no caso a glicose. 
 Primeiramente vai ocorre o processo de descarboxilação oxidativa pois as duas moléculas de piruvato 
não conseguem entrar efetivamente no ciclo. Então, o piruvato vai perder um dos 3 carbonos que ele tem, 
na forma de CO2, formando o acetil. Nesse acetil será adicionada a coenzima A e essa adição provoca a 
saída de um elétron. Esse elétron será carregado por um NADH e então o produto final é o ACETILCOA. 
 A enzima que faz essa reação química de oxidação do piruvato a Acetil-CoA é na verdade a união de três 
enzimas que formam um complexo chamado de complexo da piruvato desidrogenase. 
 O piruvato então primeiro vai perder seu ácido carboxílico (ou seja, vai ser descarboxilado), liberando 
CO2. Os dois carbonos que sobraram então vão ser oxidados, vão liberar elétrons, e o NAD
+ que estava 
oxidado, vai ser reduzido, recebendo esses elétrons, e virando NADH. Cada piruvato então libera um 
NADH. 
 Então se olharmos a reação, aconteceu uma descarboxilação seguida de oxidação. Portanto, o nome do 
processo é descarboxilação oxidativa 
 Saldo a descarboxilção de um piruvato (lembrar que tem 2). 
 1 NADH 
 1 CO2 
 Então o saldo final será de 2 NADH e 2 CO2. 
 
 
 
 
 
 O complexo da piruvato desidrogenase necessita de 5 cofatores para sua ativação: 
1. Tiamina pirofosfato: TPP – Derivado da vitamina B1 
2. FAD – Derivado da vitamina B2 
3. NAD – Derivado da vitamina B3 
4. Coenzima A – Derivado da vitamina B5 
5. Lipoato (“bracinho” da enzima que é capaz de transportar elétrons e o grupo acetil) 
 Um defeito no complexo a pessoa não vai ter o piruvato transformado em Acetil-CoA, portanto o único 
caminho do piruvato é a fermentação láctica, e começa a produzir demais o ácido lático, gerando diversos 
problemas. 
 Beribéri, por exemplo, é uma deficiência de vitamina B1 que é uma das necessárias para o complexo, 
causando deficiência no complexo e impedindo a continuação da respiração. 
 O balanço final de uma molécula de glicose até aqui então se dá: 
1. 2 ATP 
2. 2 NADH 
3. 2 NADH – que veio da descarboxilação oxidativa, um de cada piruvato 
 Quando o Complexo da Piruvato Desidrogenase não atua? Em mutações em genes das subunidades da 
enzima complexo da piruvato desidrogenase, deficiência de tiamina na dieta, consumo regular de grandes 
quantidades de álcool. 
 
 
Da glicólise 
Ciclo de Krebs 
 Então o ciclo de Krebs é formado por oito reações químicas, onde é iniciado com a entrada do 
Acetil-CoA. Esse Acetil-CoA, que tem 2 carbonos, vai ser condensado ao oxaloacetato, que tem 4 
carbonos, e vai formar o citrato ou acido cítrico, que tem 6 carbonos. A partir daí vão acontecer mais 
7 reações químicas, em que o oxaloacetato vai ser regenerado para que realize um novo ciclo. 
 Para que a molécula que a partir do citrato, que tem 6 carbonos, volte a ter 4, durante essas reações 
são liberadas duas moléculas de CO2, fazendo com que a molécula tenha 4 carbonos para regenerar o 
oxaloacetato. É importante saber que os dois carbonos que saem na forma de CO2 não são os 
carbonos do Acetil-CoA, esses dois carbonos ficam na molécula e vão fazer parte do próximo 
oxaloacetato que está fazendo aquela volta do ciclo. Ou seja, os dois carbonos que compunham a 
molécula de acetilCOA não são liberados na forma de CO2. Os carbonos que são liberados na forma 
de CO2 vieram do oxaloacetato. 
 
 
 O ciclo possui oito reações... bah 
 PRIMEIRA REAÇÃO: Formação do citrato – Condensação 
 O Acetil-CoA (2 carbonos) vai se condensar com o oxaloacetato (4 carbonos), formando a 
molécula de citrato (6 carbonos), ou acido cítrico. 
 A enzima que faz isso é a CITRATO SINTASE 
 A Coenzima A vai sair da molécula de Acetil-CoA, e os dois carbonos que ficaram vão se ligar 
então ao Carbono 2 do oxaloacetato. 
 OBS: A coenzima A liberada aqui vai voltar lá para descarboxilação oxidativa para ser reutilizada 
na formação de outro Acetil-CoA. 
 
 SEGUNDA REAÇÃO: Formação do isocitrato via cis-aconitato 
 Vai ser retirada uma molécula de água do citrato através da enzima aconitase, mas logo em 
seguida essa mesma enzima recoloca essa molécula de água na estrutura do citrato, porém com o 
OH e o H em posições trocadas, formando então o isocitrato. 
 
 TERCEIRA REAÇÃO: Oxidação do iscocitrato a α-cetoglutarato e CO2 
 O isocitrato vai sofrer uma descarboxilação, ou seja, vai sair CO2. Depois vai ocorrer uma 
oxidação do citrato, e esses elétrons vão então para o NAD+, que vai virar NADH. 
 Essa é a primeira liberação de energia do ciclo. 
 O produto então depois dessa descarboxilação e oxidação vai ser o α-cetoglutarato. 
 A enzima que faz isso é a ISOACITRATO DESIDROGENASE 
 
 QUARTA REAÇÃO: Oxidação do α-cetoglutarato à succinil-CoA e CO2 
 Primeiro então vai sair um CO2 e depois vai ocorrer uma oxidação onde os elétrons vão ser liberados e 
captados pelo NAD+ formando então o NADH. Além disso, nessa reação ocorre também a entrada de 
uma coenzima A. 
 A enzima presente aqui é a α- CETOGLUTARATO DESIDROGENASE que transforma então o α-
cetoglutarato em succinil-CoA. 
 Agora essa molécula de succinil-CoA tem 4 carbonos. 
 
 QUINTA REAÇÃO: Conversão do Succinil-CoA em Succinato 
 Temos aqui então o succinil-CoA. Essa coenzima A queestá ligada ao carbono da molécula forma uma 
ligação que tem bastante energia. E quando essa ligação é quebrada então essa energia é liberada. E é isso 
que acontece aqui nessa etapa. 
 A enzima Succinil-CoAsintetase vai quebrar essa ligação, liberando a Coenzima-A, e consequentemente 
liberando toda a energia que tinha essa ligação. Essa energia então vai ser utilizada para a síntese do ATP 
(ou GTP como está representado na figura) a partir de ADP + Pi (ou GDP + Pi se for GTP). 
 Caso forme o GTP depois ele vai ser convertido à ATP, então vai dar na mesma, no fim a liberação vai 
ser de ATP 
 
 SEXTA REAÇÃO: Oxidação do succinato a fumarato 
 O fumarato aqui então vai ser oxidado, e liberar elétrons que serão capturados pelo FAD, que vai se 
reduzir virando FADH2. O succinato vai ser transformado então em fumarato. 
 A enzima que catalisa essa reação é a succinato desidrogenase. Essa enzima é a única que está ligada a 
membrana mitocondrial, então quando o FADH2 for liberado, ele já vai estar praticamente dentro da 
cadeia transportadora de elétrons. 
 Existem uma molécula que se chama MALONATO (não existe normalmente no organismo, mas pode ser 
ingerido), esse malonato é um bloqueador do ciclo de Krebs, pois ele é muito parecido com o succinato, 
então ele acaba se ligando a enzima succinato desidrogenase, impedindo que o succinato seja oxidado e 
continue o ciclo. 
 
 SÉTIMA REAÇÃO: Hidratação do fumarato para produzir malato 
 O fumarato vai ser hidratado e convertido em malato. 
 A enzima que faz isso é a fumarase. 
 
 OITAVA REAÇÃO: Oxidação do malato a oxaloacetato 
 Esse malato então vai ser oxidado. Então como sempre quando há oxidação, alguém precisa se reduzir, e 
quem vai ser reduzir é o NAD+ que vai virar então NADH quando receber os elétrons. Esse é o terceiro 
NADH formado no ciclo. 
 A enzima que vai catalisar vai ser a malato desidrogenase. 
 
 A primeira, a terceira e a quarta reação do ciclo de Krebs são irreversíveis. 
 Então cada volta do ciclo de Krebs vai liberar. LEMBRANDO que são duas moléculas de acetilCOA, 
então esse saldo é para apenas uma. 
 3 NADH 
 1 FADH2 
 1 ATP 
 2 CO2 
 O ciclo de Krebs é considerado uma via anfibólica (catabolisa e anabolisa), porque além do 
catabolismo, que a gente acabou de ver, ele também vai ter uma rota de anabolismo, pois ele fornece 
precursores para síntese de muitas moléculas 
 Então caso esses intermediários saiam do ciclo para ser precursores e formar essas outras moléculas, é 
necessário que esses intermediários sejam repostos, para que o ciclo possa continuar. Essa reposição é 
feita pelas reações anapleróticas, porque a concentração desses intermediários não pode diminuir. 
 
 Piruvato a oxaloacetato: caso tenha pouco oxaloacetato na célula, o piruvato em vez de se converter em 
Acetil-CoA através da enzima piruvato carboxilase. Isso gasta uma molécula de ATP e acontece através 
da introdução de um CO2 na molécula de piruvato, pois o piruvato tem 3 carbonos e o oxaloacetato tem 4. 
Então é preciso inserir esse carbono. O excesso de Acetil-CoA é um ativador positivo da enzima piruvato 
carboxilase. 
 Fosfoenolpiruvato à oxaloacet: através da enzima fosfoenolpiruvatocarboxiquinase, o fosfoenolpiruvato 
pode ser convertido à oxaloacetato. 
 Piruvato à malato: o piruvato também pode ser convertido à malato, através da enzima málica. 
 O ciclo de Krebs é responsável pela oxidação final de carboidratos, aminoácidos e ácidos graxos 
(produção de energia) e também pelo fornecimento de precursores para a síntese de: Glicose, alguns 
aminoácidos, hemes, porfirinas, colesterol, ácidos graxos. 
 O ciclo de Krebs é incompleto em alguns microorganismos. Esses não possuem a alfa cetoglutarato, 
então ocorre a via inversa de conversão de oxaloacetato em succinilCoA. 
 Uma molécula de glicose gera de energia até aqui: 
 2 ATP 
 2 NADP 
 Que vieram da glicólise 
 2 NADH – Que veio da descarboxilação oxidativa, um de cada piruvato 
 6 NADH 
 2 FADH2 
 2 ATP 
 Em cada volta do ciclo de Krebs gera metade disso. Mas temos duas voltas para cada glicose, pois temos 
dois Acetil-CoA que inicia 2 ciclos, gerando esse montante final. 
 
 
Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa 
 A cadeia transportadora de elétrons e a fosforilação oxidativa acontecem na mitocôndria, são processos 
separados, mas que trabalham acoplados, pois a cadeia transportadora de elétrons usa O2 para oxidar as 
coenzimas e a fosforilação oxidativa usa a energia para síntese de ATP. A cadeia consiste em uma série 
de transportadores de elétrons (que são proteínas integrais de membrana, localizadas na membrana 
mitocondrial interna) e que atuam sequencialmente. Caso pare a cadeia transportadora, para a fosforilação 
também, pois não terá energia para a síntese de ATP. 
 É responsável pela oxidação do NADH e do FADH2 
 Formada por 4 complexos, que são proteínas, que estão presos na membrana mitocondrial interna. 
 Além desses 4 complexos tem também a molécula de ubiquinona (Q) e do citocromo (C). Tanto a 
ubiquinona quanto o citocromo C são móveis, eles consegue se difundir pela membrana mitocondrial 
interna. A ubiquinona carrega elétrons do complexo 1 e 2 para o complexo 3, enquanto o citocromo C 
carrega do complexo 3 para o 4. 
 O NADH será oxidado no complexo 1 e o FADH2 no complexo 2. 
 O oxigênio é o aceptor final de elétrons, por isso é necessária a sua presença para que ocorra a cadeia 
respiratória. Sem ele a cadeia não ocorreria, e não oxidaria o NADH e o FADH2, não tendo mais NAD e 
FAD oxidados não aconteceria o ciclo de Krebs, acontecendo apenas fermentação láctica para produzir 
energia. Então oxigênio é necessário para repor o NAD e FAD oxidados, ou seja, reação aeróbica 
indireta. Na ausência de O2 acumula NADH e FADH2 e eles são fermentados laticamente. 
 Então o NADH vai ser oxidado no complexo 1 e vai liberar elétrons, a ubiquinona vai pegar esses 
elétrons e levar até o complexo 3. Então, o citocromo C vai pegar os elétrons e levar até o 4, onde o 
oxigênio vai ser o aceptor final e vai se reduzir à água. 
 Já o FADH2 vai ser oxidado no complexo 2, vai liberar seus elétrons que vão ser transportados pela 
ubiquinona até o complexo 3 (da mesma forma que os do NADH), onde o citocromo C vai levar eles ao 
complexo 4, que vão reduzir o oxigênio. 
 A oxidação do NADH e do FADH2 vai produzir energia que será utilizada para o bombeamento de 
prótons da matriz mitocondrial para o espaço intramembranoso, ou seja, quando o NADH e FADH2 são 
reduzidos eles liberam prótons de H+ no espaço intermembranoso. Esses prótons serão bombeados pela 
ATP sintase e esse bombeamento provoca a união do ADP com um fósforo, liberando ATP. 
 A energia da oxidação de um NADH faz com que sejam bombeados 4 H+ pelo complexo 1, mais 4 H+ 
pelo complexo 3, mais 2H+ pelo complexo 4, totalizando 10 H+. 
 Já a energia da oxidação de um FADH2 irá bombear só através do complexo 3 e 4, pois o 2 que é onde ele 
entra, não é capaz de fazer bombeamento. Então, no total ele fará com que sejam bombeados 4 H+ pelo 
complexo 3, mais 2 H+ pelo complexo 4, totalizando 6 H+. 
 O gradiente de prótons que foi formado no espaço intermembranoso graças a cadeia respiratória, agora 
será importantíssimo para a síntese de ATP. Haverá tanto um potencial químico pela acidificação do 
espaço intermembranas, quanto um potencial elétrico, e esses potenciais criam uma força que chamamos 
de força próton-motriz. 
 Essa força próton-motriz que vai dirigir esses prótons que estão no espaço intermembranar, de volta para 
a matriz mitocondrial. Mas, essa volta vai ocorrer pela molécula da ATPsintase, que está na membrana 
mitocondrial interna e possui dois domínios, o F1 e o Fo. (Fo pois o antibiótico oligomicina é capaz de 
inibir esse complexo). Ligando F1 tem o ADP e o fosfato. Conforme passa a “energia”, que é dada pela 
passagem dosprótons, acontece a síntese do ATP. 
 
 
 
 NADH – 10H+ – 2,5 ATP 
 FAH2 – 6H+ – 1,5 ATP 
 4H+ – 1ATP 
 Uma glicose então vai gerar no final 32 ATP. 
 Glicólise era 2ATP e 2NADH. Cada NADH forma 2,5 ATP. Então o total da glicólise é 2ATP + 
5ATP=7 ATP. 
 Descarboxilação oxidativa gerava 2 NADH, então cada NADH forma 2,5 ATP formando um total 
de 5ATP. 
 O ciclo de Krebs formou 2ATP + 2 FADH2 + 6NADH = 2 ATP + 3 ATP + 15 ATP= 20 ATP 
 7 GLICOLISE + 5 DESCARBOXILAÇÃO + 20 CICLO= 32 ATP. 
 
 
 
Lançadeiras 
 Como foi citado na aula passada, o balanço energético final de uma molécula de glicose pode ser 30 ou 
32 ATP. Isso acontece porque temos 2 NADH que foram produzidos lá no citosol da célula e que precisa 
entrar na matriz da mitocôndria para que possa ser oxidado na cadeia transportadora de elétrons. Esse 
NADH, no entanto não consegue passar pela membrana mitocondrial interna, necessitando com isso de 
uma maneira alternativa para oxidar essa molécula. A maneira alternativa, portanto, são as lançadeiras, 
que podem ser de dois tipos: Lançadeira do Malato – Aspartato, encontrada no fígado, rins e coração. E a 
lançadeira do Glicerol Fosfato, encontrada no músculo esquelético e cérebro. 
 
 
 
 
Inibidores da cadeia transportadora 
 Quando uma molécula inibir a cadeia transportadora de elétrons, vai parar a cadeia, vai parar a 
fosforilação oxidativa, pois não tem gradiente de prótons, vai parar o ciclo de Krebs, pois não vai ter 
NAD+ e FAD+, na forma oxidada, para que o ciclo se realize, já que a oxidação dessas coenzimas (NAD 
e FAD) ocorrem na cadeia transportadora de elétrons. Parando a cadeia, vai parar o ciclo de Krebs, e a 
fosforilação oxidativa, restando à célula fazer apenas a fermentação láctica. 
 Rotenina: É um inseticida que inibe o complexo 1. Ela se liga ao complexo 1 da cadeia transportadora de 
elétrons. 
 Antimicina A: É um antibiótico que inibe o complexo 3 
 Cianeto/monóxido de carbono: Se liga, e inibe o complexo 4 e inibe então o resto da cadeia. Impede a 
fosforilação oxidativa por falta h+ e inibe o ciclo pois a fosforilação não esta acomtecendo. 
 Existe também outro inibidor muito importante que é a oligomicina, que é um antibiótico, e ele vai ser 
ligar não mais aos complexos como os outros exemplos. Ela vai se ligar à ATPsintase, o tornando 
impermeável a prótons. A fosforilação então vai parar. Com isso, no início a cadeia transportadora de 
elétrons continua, porém vai chegar um momento que vai ter tanto próton no espaço intermembranoso, 
que a força vai ser muito grande, impedindo que mais prótons sejam bombeados, e isso vai fazer com que 
a cadeia transportadora pare, o que vai fazer com que o ciclo de Krebs pare, pois não terá NAD e FAD 
oxidados. 
 
 
 
Desacopladores 
 O dinitofenol desacopla a cadeia de fosforilação oxidativa. Ele é lipossolúvel e se liga aos prótons do 
espaço intramembranoso não permitindo que eles passem pela ATPsintase. Então, quem leva esses 
prótons é a DNP direto pela membrana, não formando ATP. A energia é dissipada na forma de calor. 
 DNP pode ser usado como redutor de massa corporal porque mobiliza ácidos graxos antes que 
carboidratos perdendo massa.