Bioquímica II - Destinos Piruvato

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Bioquímica II 
Destinos do piruvato 
Via aeróbia 
Ocorre na mitocôndria; 
Em condições aeróbias, o piruvato formado na etapa final 
da glicólise é oxidado a acetato (acetil-CoA), que entra no 
ciclo do ácido cítrico (krebs) e é oxidado a CO2 e H2O; 
O NADH formado pela desidrogenação do gliceraldeído-
3-fosfato é finalmente reoxidado a NAD+ pela 
transferência de seus elétrons ao O2 na respiração 
mitocondrial – em caso de hipoxia (pouco oxigênio), assim 
como no músculo esquelético muito ativo, nos tecidos 
vegetais submersos, nos tumores sólidos ou nas bactérias 
lácticas, o NADH gerado pela glicólise não pode ser 
reoxidado pelo O2. A falha na regeneração de NAD+ deixa 
a célula carente de aceptor de elétrons para a oxidação 
de gliceraldeído-3-fosfato, e as reações geradoras de 
energia da glicólise cessam. Por isso, o NAD+ deve ser 
regenerado de outra forma; 
As células primitivas que viviam em uma atmosfera 
praticamente sem oxigênio tiveram que desenvolver 
estratégias para extrair energia de moléculas em 
condições anaeróbias. Aqui entra a fermentação –
capacidade de regenerar NAD+ de maneira contínua 
durante a glicólise anaeróbia pela transferência de elétrons 
do NADH para formar um produto final reduzido, como 
lactato ou etanol. 
Fermentação láctica 
 
Presente quando os animais não possuem oxigênio 
suficiente para realizar a oxidação aeróbia do piruvato e 
do NADH produzidos da glicólise. Então, ocorrerá a 
regeneração do NAD+ a partir do NADH, pela redução 
do piruvado a lactato – reação reversível; 
O piruvato vai reduzir para formar o lactato, a partir do 
NADH. Da forma que, o NADH + H+ doa seus elétrons se 
juntando ao piruvato para formar o lactato; 
Alguns tecidos, como os eritrócitos, os quais não possuem 
mitocôndria, fazem esse processo de produção de lactato 
a partir da glicose mesmo em condições aeróbias – por 
não possuírem mitocôndria, não são capazes de oxidar o 
piruvato até CO2; 
A redução do piruvato por essa via é catalisada enzima 
lactato-desidrogenase, que forma o isômero L do lactato 
em pH 7; 
Grupo carbonila recebe dois elétrons (H) do NADH + H+ 
formando uma hidroxila que da origem ao lactato; 
Para cada molécula de piruvato, irá gerar 1 lactato e 1 
NAD+; 
O lactato formado pelo músculo esquelético em atividade 
(ou pelos eritrócitos) pode ser reciclado. Ele é 
transportado pelo sangue até o fígado, onde é convertido 
em glicose durante a recuperação da atividade muscular 
exaustiva; 
Quando o lactato é produzido em grande quantidade 
durante a contração muscular vigorosa (como durante 
um exercício de alta intensidade), a acidificação resultante 
da ionização do ácido láctico nos músculos e no sangue 
limita o período de atividade intensa – atletas mais bem 
condicionados só podem correr por um minuto em 
velocidade máxima; 
Se o músculo não possuir a enzima lactato desidrogenase 
ele pode desenvolver atividade física não prolongada, mas 
não consegue realizar atividade vigorosa, pois não terá 
como gerar ATP na alta quantidade de glicose de maneira 
anaeróbia sem essa enzima; 
Não ocorre variação líquida no estado de oxidação do 
carbono, a relação H:C é a mesma. Mas, parte da energia 
da molécula da glicose é extraída pela sua conversão em 
lactato – o suficiente para dar um rendimento líquido de 
duas moléculas de ATP para cada molécula de glicose 
consumida; 
Fermentação é o termo geral para o processo, que extrai 
energia (como ATP) mas não consome oxigênio nem 
varia as concentrações de NAD+ ou NADH. As 
fermentações são realizadas por uma grande variedade 
de organismos, muitos deles ocupando nichos anaeróbios 
e produzindo diversos produtos finais, alguns com 
aproveitamento comercial – kefir, lactobacillus. 
Fermentação alcoólica 
Mecanismo feito pelas leveduras e outros 
microrganismos, os quais fermentam glicose em etanol e 
CO2, em vez de lactato. A glicose é convertida a piruvato 
pela glicólise, e o piruvato é convertido a etanol e CO2 
em um processo composto por duas etapas: 
 
Primeira etapa: 
- Piruvato é descarboxilado em uma reação irreversível 
catalisada pela piruvato-descarboxilase – reação de 
descarboxilação simples, não envolve a oxidação do 
piruvato.; 
- A piruvato-descarboxilase requer Mg2+ e contém uma 
coenzima fortemente ligada, a tiamina-pirofosfato; 
Segunda etapa: 
- Redução do acetaldeído a etanol pela ação da álcool-
desidrogenase, com o poder redutor fornecido pelo 
NADH derivado da desidrogenação do gliceraldeído-3-
fosfato. Essa reação é um caso bem estudado de 
transferência de grupo hidreto do NADH; 
Produtos finais: etanol e CO2; 
Equação geral: 
Glicose + 2ADP + 2Pi ------ 2etanol + 2CO2 + 2ATP + 
2H2O; 
Como na fermentação láctica, não existe variação líquida 
- em todas as fermentações, a razão H:C dos reagentes 
e dos produtos permanece a mesma; 
A piruvato-descarboxilase está presente na levedura 
utilizada para fabricação de cerveja e pão 
(Saccharomyces cerevisiae) e em todos os organismos 
que fermentam glicose em etanol, incluindo algumas 
plantas – o CO2 produzido pela piruvato-descarboxilase 
na levedura da cerveja é responsável pela efervescência 
característica do champanhe. Na panificação, o CO2 
liberado pela piruvato-descarboxilase, quando a levedura 
é misturada com o açúcar fermentável, faz a massa 
crescer. Está enzima está ausente em tecidos de 
vertebrados e em outros organismos que realizam 
fermentação láctica; 
A álcool-desidrogenase está presente em muitos 
organismos que metabolizam etanol, incluindo o homem 
– no fígado ela catalisa a oxidação do etanol ingerido ou 
produzido por microrganismos intestinais, com redução 
de NAD+ a NADH., em que a reação segue no sentido 
oposto àquele envolvido na produção de etanol pela 
fermentação; 
 
 
Resumo 
O NADH formado na glicólise deve ser reciclado para 
regenerar NAD+, necessário como receptor de elétrons 
na primeira etapa da fase de pagamento. 
Em condições aeróbias, os elétrons passam do NADH 
para o O2 na respiração mitocondrial. Em condições 
anaeróbias ou de hipoxia (pouco O2), muitos organismos 
regeneram NAD+ pelo transporte de elétrons do NADH 
para o piruvato, formando lactato. Outros organismos, 
como as leveduras, regeneram NAD+ pela redução de 
piruvato em etanol e CO2. Nesses processos anaeróbios 
(fermentações), não ocorre oxidação ou redução líquida 
dos carbonos da glicose. 
Uma grande variedade de microrganismos pode 
fermentar o açúcar de alimentos frescos, resultando em 
mudanças de pH, sabor e textura, protegendo os 
alimentos da deterioração. As fermentações são usadas 
na indústria para produzir uma ampla variedade de 
compostos orgânicos comercialmente valiosos a partir de 
matérias-primas baratas. 
Reguladores da glicólise 
Enzimas: 
- Hexocinase (HK); 
- Fosfofrutocinase (PFK); 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Piruvato-cinase (PK); 
Regulação alostérica: forma de regulação em que a 
molécula reguladora (ativador ou inibidor) se liga a uma 
enzima em algum lugar diferente do sítio ativo. Esse lugar 
onde o regulador se liga é chamado de sítio alostérico; 
Repouso – feedback negativo (inibidor), produção de 
energia interrompida (efeito contrário); 
Atividade – feedback positivo (ativador), produção de 
energia ativada (efeito contínuo).