Glicólise

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INTRODUÇÃO 
Pode ocorrer quando há oxigênio ou na ausência total 
dele. É a sequência de reações que converte Glicose em 
Piruvato. Havendo produção de ATP. 
Possui duas fases: investimento de energia e 
pagamento de energia 
Via de degradação/oxidação da glicose. 
OXIDAÇÃO AERÓBICA E ANAERÓBICA DA 
GLICOSE: 
Oxidação = perda de elétrons. 
Estudos da Via Glicolítica: 
Pasteur = estudos da conversão de açúcar em álcool. 
Embden e Fritz Meyerhof = Estudos da via glicolítica. 
IMPORTÂNCIA DO ATP: 
→ conversão de glicose em piruvato. 
→ descoberta do ATP = sendo a energia celular 
 
 
OXIDAÇÃO DA GLICOSE 
 
 
 
→ Glicose sendo convertida em ácido pirúvico (via 
independente de oxigênio = não há necessidade de oxigênio, 
acontecendo na presença ou na ausência desse elemento) 
Saldo de 2 ATP’s. 
→ Ac. Pirúvico em ácido lático (fermentação 
anaeróbica). 
→ Ac. Pirúvico pode ser encaminhado para 
mitocôndria para realizar respiração celular e gerando um 
saldo maior de geração de energia (Saldo: ~32 ATP’s) 
→ Fermentação anaeróbica = fermentação de glicose 
em ácido lático formando 2 ATPs 
→ Mitocôndria é a organela capaz de gerar ATP, 
porém é dependente do oxigênio. 
→ A via glicolítica é importante em situações 
anaeróbicas, em que na ausência do oxigênio, a glicose 
convertida em piruvato disponibiliza 2 ATP 's para o meio. 
→ Etapa de conversão da glicose em ac. pirúvico gera 
por si só energia para as células. 
→ As enzimas da via glicolítica são citosólicas, estão 
presentes no citosol das células 
TECIDOS DEPENDENTES DE GLICÓLISE 
 
 
ERITRÓCITOS: 
Dependem da via glicolítica por serem 
anucleados e por não apresentarem mitocôndrias, 
mas apresentam citosol dotado de enzimas que 
realizam a glicólise. 
MEDULA RENAL: 
É uma região que possui baixa 
concentração de O2. Logo, são dependentes de 
glicose. 
CÉREBRO: 
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A barreira hematoencefálica restringe a 
passagem de algumas substâncias através dos 
capilares que chegarão nos neurônios, como os 
ácidos graxos, muito espessos. 
A glicose consegue passar pela barreira por 
seres menores. 
TECIDOS DO OLHO 
Pouca mitocôndria, se tivesse muita atrapalharia a 
visão. 
• Córnea (dependência parcial) 
• Retina (dependência parcial) 
• Cristalino 
REAÇÕES DA VIA GLICOLÍTICA: 
 
 
 
1. Conversão da Glicose em glicose-6-fosfato. 
→ Conversão realizada pela enzima hexoquinase, através 
de fosforilação. A qual retém a glicose dentro das 
células. 
2. Glicose-6-fosfato → Frutose-6-fosfato 
→ Isômeros; 
→ Enzima hexose fosfato isomerase 
3. Frutose-6,fosfato → Frutose-1,6-bisfosfato 
→ Ação da enzima fosfoquinase (PFK); 
→ Entra uma molécula de ATP e sai uma de ADP 
(processo de fosforilação); 
→ Formando uma molécula de frutose 1,6-bifosfato 
 
ETAPA DE INVESTIMENTO CELULAR = processo da 
glicose até frutose1,6-bifosfato 
 Inicialmente, a célula gasta ATP, para depois produzir 
mais ATP, a fim de adquirir um saldo positivo de produção de 
ATP (etapa de investimento) 
 
4. Divide a molécula Frutose-1,6-bisfosfato: 
→ Dihidroxiacetona-Fosfato (que será convertido em 
gliceraldeído 3-fosfato) 
→ Gliceraldeído 3-fosfato 
→ Processo realizado pela enzima Aldolase. 
→ Por conta dessa etapa, serão formadas futuramente 2 
moléculas de Piruvato. 
 
5. O gliceraldeído 3-fosfato sofre 2 processos: 
→ incorporação de fosfato inorgânico presente no 
citosol 
 
OBS: Coenzima NAD (nicotinamida adenina 
dinucleotídeo) derivada da niacina* 
 
 
Região da nicotinamida (onde ocorre a reação do 
NAD): 
• Estrutura capaz de receber dois elétrons e dois 
prótons (processo de redução) 
• Ocorrendo a redução da NAD 
• Liberação de um próton H⁺ 
• Formação de um NADH⁺ 
 
6. Formação do 1,3-bifosfoglicerato: 
→ formado a partir do gliceraldeído 3-fosfato; 
→ enzima: Gliceraldeído-3-fosfato Desidrogenase; 
→ logo, serão formadas 2 moléculas a partir de uma 
molécula de glicose. 
→ 2Pi + 2 NADH⁺ → NADH + 2H⁺ 
 
7. 1,3-Bisfosfoglicerato → 3-fosfoglicerato: 
→ Retirada de um fosfato = Fosfoglicerato Quinase, 
enzima atuante; 
→ Processo que converte 2 ADP 's em 2 ATPs. 
 
8. 3-fosfoglicerato → 2-fosfoglicerato 
→ Mudança da posição do fosfato (carb.3 → carb.2); 
→ Enzima: Fosfoglicerato Mutase. 
 
9. 2-fosfoglicerato → Fosfoenol-piruvato 
→ enzima: Enolase; 
→ Reação de desidratação (-2 H2O). 
 
10. Fosfoenol-piruvato → Piruvato 
→ Retirada de mais um fosfato (desfosforilação);→ 
Utilizando 2 ADPs e convertendo em 2 ATPs 
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EQUAÇÃO GERAL DA VIA GLICOLÍTICA: 
 
 
SALDO FINAL = Produz 4 ATPs, porém no processo são 
utilizados 2 ATPS, logo, o saldo final será de 2 ATPs. 
 
REGULAÇÃO DA VIA GLICOLÍTICA : 
 
 
→ Setas em ambas as direções: reações 
reversíveis 
→ Setas unidirecionais: reações irreversíveis. 
• São as vias regulatórias da via glicolítica. 
• A irreversibilidade é dada pela inibição por algumas 
moléculas que vão se ligar em seu sítio regulatório, 
que podem inibir ou estimular a ação desta via. 
Ex: Frutose 6-fosfato → Frutose 1.6-bisfosfato 
• Ativado por AMP, F2, 6-bisfosfato: aumento da 
produção de ATP 
• Inibido por ATP e Citrato: diminui a produção de 
ATP 
• Comandam a velocidade da reação 
 
REGULAÇÃO DA GLICÓLISE 
1. INIBIÇÃO DA HEXOQUINASE PELO SEU PRODUTO: 
 
 → A Hexoquinase faz a conversão de Glicose em 
Glicose 6-fosfato 
 
• Caso não ocorra a fosforilação, a glicose pode sair da 
célula ou o próprio excesso de glicose 6-fosfato pode 
inibir a glicose da célula caso não ocorra o uso do ATP 
produzido. 
• Ocorre nas células musculares (hexoquinase muscular I 
e II) 
 
2. REGULAÇÃO DA HEXOQUINASE E DA 
GLICOQUINASE 
 
(HEXOQUINASE IV NO FÍGADO) PELA AFINIDADE PELO 
SUBSTRATO (KM): 
 
• Hexoquinase atinge rapidamente sua velocidade 
máxima, logo, possui um baixo Km. 
• Glicoquinase possui uma maior Vmáx, possuindo assim 
um Km maior. 
• Km indica afinidade, com isso, pode-se dizer que a 
hexoquinase possui uma afinidade maior com a glicose 
que será disponibilizada do que a Glicoquinase. 
• Glicoquinase só será ativada quando houver uma 
concentração muito alta de glicose no sangue, 
enquanto a hexoquinase não necessita de uma alta 
concentração para ser ativada. 
• Em uma situação de jejum, a Glicoquinase não estará 
saturada, o que favorece a saída da glicose. 
 
 
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3. REGULAÇÃO DA GLICOQUINASE (HEXOQUINASE IV) 
PELA FRUTOSE 6-P E PELA GLICOSE:
 
• Acúmulo de Frutose 6-fosfato (sua inutilização é 
dada pela inibição de etapas posteriores): favorece o 
“sequestro” da glicoquinase (GK) pelo núcleo, 
inativando-a. 
• Retorno da GK ao citosol: estimulado pelo aumento 
da concentração de glicose no citosol. Assim, a GK 
volta a atuar na conversão da Glicose em Glicose 6-
fosfato. 
 
DURANTE O EXERCÍCIO FÍSICO: 
 
 → Carga energética baixa: Mais AMP do que ATP 
 → A atividade muscular utiliza o ATP convertido em 
ADP + Pi. Este ADP pode ser transformado novamente em 
ATP + AMP. A presença de AMP indica uma situação de 
pouca energia disponível, ativando a enzima PFK. 
 → , mostra a atividade 
muscular e o consumo de ATP pelo músculo. 
 → PFK muscular pode ser ativado pelo AMP. 
 → O aumento da Frutose 1,6-bisfosfato desencadeia 
uma série de reações que levarão ao aumento da atividade 
da Piruvato quinase (retroalimentação positiva), formando os 
2 Piruvatos. 
 → O piruvato pode ser convertido, em uma 
fermentação anaeróbica, em Lactato (ex: sprint). Caso o 
músculo esteja recebendo oxigênio, como em um atleta mais 
preparado(bem condicionado, maior numero de vasos 
sanguineos, melhor cardiorespiratório), o piruvato pode ser 
consumido de maneira aeróbica, sendo convertido em CO2 + 
H2O. 
 → A liberação de ATP estimula, durante o exercício, 
a contraçãodas fibras musculares. 
DURANTE O REPOUSO MUSCULAR: 
 
→ A síntese de glicogênio, no repouso, diminui os 
níveis de Glicose 6-fosfato no citosol, havendo assim a 
inibição da Hexoquinase (retroalimentação negativa) 
→ A inibição diminui o gasto de ATP. 
→ O excesso de ATP aumenta a razão ATP/AMP, 
representando uma carga energética alta. 
→ A PFK e a Piruvato quinase serão inibidas pelo 
excesso de ATP. 
→ Nesse caso, não haverá reações de fermentação 
anaeróbica, com a produção de lactato, e as fibras 
musculares ficarão relaxadas, por não haver quebra do ATP. 
 
 
 
→ Esses ligantes diminuem o Km das enzimas, ou seja, 
aumenta sua afinidade pelo substrato (com baixa [ATP]). 
→ O aumento da concentração de frutose 2,6-
bisfosfato diminui o Km, ou seja, aumenta a afinidade do 
substrato pela enzima (PFK 1). Assim, ele é considerado com 
um ativador da enzima PFK 1. Logo, a frutose 2,6-bifosfato é 
uma molécula regulatória. 
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• A frutose 2,6-bifosfato é derivada diretamente da 
frutose 6-fosfato com ação da enzima PFK2, na qual a 
frutose 6-fosfato é produzida da glicose a partir da via 
glicolítica. 
• Logo, quando tem uma grande concentração de 
frutose 6-fosfato ela pode ser convertida pela enzima 
PFK2 em frutose 2,6-bifosfato, no entanto frutose2,6-
bifosfato pode ser ativada a partir da enzima PFK1 e 
ser convertida em frutose 1,6-bifosfato. 
• Assim como a frutose 1,6-bifosfato pode derivar 
diretamente da frutose 6-fosfato a partir da via 
glicolítica. 
OBS: PFK2 é uma enzima bifuncional, podendo atuar 
como quinase e fosfatase dependendo da necessidade da 
produção, ou de frutose 2,6-bifosfato ou da conversão da 
mesma para frutose 6-fosfato novamente. 
 
NO FÍGADO EM JEJUM: 
• Em jejum ocorre liberação de glucagon que se ligara ao 
receptor que está associado à proteína G que ativará o 
adenilato ciclase e ira gerar AMP, que ativa a PKA, 
estimulando a cascata de fosforilação. 
• Com a cascata de fosforilação, ocorre a fosforilação na 
enzima bifuncional, ativando a atividade fosfatase da 
enzima bifuncional. 
• Logo, qualquer frutose 2,6-bifosfato que estiver na 
proximidade será convertida em frutose.
 
• Com a conversão, ocorre a diminuição da 
concentração de frutose 2,6-bifosfato, com essa baixa 
concentração a enzima PFK1 é desativada, logo não 
tem produção de frutose 1,6-bifosfato, impedindo 
assim a continuação de via glicolítica e da formação de 
piruvato. 
• Com a falta de glicose e com a baixa concentração de 
frutoses o fígado para de utilizar a glicose e começa a 
ativação da gliconeogênese, para a produção de 
glicose e esta ser liberada no sangue e manter o 
controle glicêmico. 
• Portanto, o glucagon é inibidor da função quinase da 
enzima bifuncional. 
 
NO CORAÇÃO: 
 
• A adrenalina é liberada em situações de exercícios, 
estresse agudo, entre outras situações que precisa 
ocorrer o aumento do funcionamento cardíaco. 
• Logo, há uma necessidade maior de energia pro 
corpo, intensificando assim o funcionamento da via 
glicolítica. 
• Com isso a PFK1 é ativada e sua função 
intensificada, e ocorre uma produção maior de 
frutose 1,6-bifosfato. 
• Portanto a adrenalina é inibidora da função 
fosfatase da enzima bifuncional. 
 
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Quando ocorre a inibição da PKF considera-se tambem 
que ocorre a parada do ciclo de krebs, pois não há a 
necessidade de produção de mais ATP. 
• Muito citrato significa que tem muita energia já. 
• PIRUVATO QUINASE (última enzima da via): 
→ É uma isoenzima = enzimas que fazem a mesma 
reação, é encontrada em vários locais. 
→ É inibida por excesso de ATP. 
 
5. Regulação da Piruvato Quinase 
• Isoenzima do músculo e cérebro (forma M) 
→ Inibição alostérica por ATP 
→ Inibição alostérica por alanina 
→ Ativado por frutose 1,6-bisfosfato 
• Isoenzima do fígado (forma L) 
→ Idem forma M 
→ Inibição por fosforilação 
 
 
• Piruvato quinase transforma fosfoenolpiruvato em 
piruvato. 
• Ativa na forma desfosforilada, quando recebe um 
fosfato ela fica inativada. 
• Na situação de jejum, em que o glucagon é liberado, 
isso ativa a PKA, disparando a cascata de 
desfosforilação. 
• Logo, a via glicolítica não funciona em jejum, fazendo 
com que o fígado busque outra fonte de energia. Mas 
prioritariamente a glicose. 
• Quando há insulina, ela ativa as fosfatases, fazendo 
com que o fosfato seja removido da piruvato quinase 
ativando-a. 
 
 
 
 
 
HIPÓXIA 
 
 
Hipóxia: Ausência de oxigênio suficiente nos tecidos 
para manter as funções corporais 
• Hipóxia ativa a via glicolítica, através da ativação de 
HIF-1. 
• HIF-1 liga no DNA e dirige a transcrição de 
determinadas proteínas, que tem relação com 
crescimentos de vasos sanguíneos e síntese de 
enzimas glicolíticas. 
• Hipóxia pode ocorrer em indivíduos que realizam 
bastante exercício, o que estimula a ativação de HIF-
1, para irrigação muscular. 
• O exercício físico também favorece o aumento de 
GLUT 1 e GLUT 3, que são transportadores de 
glicoses constitutivos, que aumentam a entrada de 
glicose nas células. 
TUMOR: 
Tumores cancerígenos também estimulam a via 
glicolítica, devido a maior necessidade de irrigação 
sanguínea. 
As células precisam produzir mais O2 para irrigar 
as células do tumor, ativando o HIF-1. 
 Características que servem para diagnosticar o 
câncer. 
→ EXAME PET SCAN = indivíduo recebe uma dose de 
glicose marcada com flúor, que sofre um decaimento e 
emite pósitrons. A detecção ocorre na deposição em 
locais em que ocorrem as emissões do positron. 
 
→ As glicoses marcadas se acumulam em células que 
fazem muita via glicolítica, logo as células do tumor que 
realizam dessa via são detectadas através dessa imagem. 
 
 
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CONSIDERAÇÕES FINAIS DA VIA GLICOLÍTICA: 
 
 
→ Na via glicolítica ocorre a formação até o piruvato. 
→ Sendo que o piruvato na falta de O2 ele será 
transformado em lactato, e isto acontece porque nessa 
falta a via glicolítica vai depender da glicose e tem que ter 
NAD oxidado. 
→ A quantidade de NAD dentro das células é limitada. 
Esse NAD reduzido, a células têm mecanismos para 
reoxidá-lo, e a conversão do piruvato ocorre justamente 
para isso, ocorrendo a reoxidação do NAD. 
→ Quando o piruvato é convertido em lactato, o piruvato 
captura os hidrogênios da NADH fazendo com que ele 
volte a ser oxidado, permitindo a manutenção e 
continuidade da via glicolítica, que é importantíssima na 
condição anaeróbica. 
→ E a enzima que realiza a retirada de hidrogênios do 
NADH e transfere pro piruvato transformando-o em 
lactato é a: lactatodesidrogenase. 
 
REFERÊNCIAS: 
• MARZZOCO, A., TORRES, B. B. Bioquímica Básica. 
4 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2015. 
Livro. (1 recurso online). ISBN 978-85-277-2782-2. 
• BROWN, T. A. Bioquímica. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2018. Livro. (1 recurso 
online). ISBN 9788527733038. 
• NELSON, David L. Princípios de bioquímica de 
Lehninger. 7. ed. Porto Alegre: ArtMed, 2018. 
Livro. (1 recurso online). ISBN 9788582715345. 
• DEVLIN, Thomas M. Manual de bioquímica com 
correlações clínicas. tradução de Yara M. 
Michelacci. 7. ed. São Paulo: Edgard Blücher, 
2011. 1252 p., il. ISBN 978-85-212-05920. 
• Anotações da aula 
 
QUESTÕES DE FIXAÇÃO: 
1. Qual a diferença entre glicólise e via glicolítica? 
2. Quais são as enzimas responsáveis pela glicólise? 
3. Qual a diferença entre a glicoquinase e a 
hexoquinase? 
4. Quais são os reguladores da Frutose 2,6-
bifosfato? 
5. Como a PFK2 pode ser regulada? 
6. Porque a Frutose 2,6 bifosfato pode ser 
considerada uma fosfatase e uma quinase? 
7. Quais são os reguladores da PFK1? 
8. Qual o saldo de ATP da via glicolítica? 
9. Explique o papel do Glucagon e da Adrenalina na 
regulação da via glicolítica. 
10. O que é o exame PET SCAM? 
11. Qual arelação da hipóxia com a via glicolítica?