Aula 3 - Via Glicolítica

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Fernando Castro - PUC Minas 1° Período - Aula 3 - 27/08/20 1 
 
VIAS METABÓLICAS – VIA GLICOLÍTICA (GLICÓLISE)
Relembrar é viver – Glicose 
Glicose ocupa posição central no metabolismo 
• rica em energia potencial → bom combustível 
• oxidação completa da glicose → CO2 + H2O 
• precursor versátil → dá origem a vários 
intermediários na biossíntese 
o Piruvato 
o DNA 
o Glicogênio 
o Colesterol 
o Aminoácidos 
o Ácidos graxos 
 
Regulação da via requerida → 
indicação molecular (hormonal, 
elétrica, sensorial...) → Glicose 
é degradada numa série de 
reações catalisadas (enzimas) 
 
Produção de energia e a síntese 
de produtos finais estejam de 
acordo com as necessidades da 
célula. 
 
Vias metabólicas 
• Catabólica = degradar 
- Quebra moléculas 
complexas, produzindo 
moléculas simples 
o 1x Glicose → 2x 
Piruvato 
• Anabólica = síntese - 
formam produtos finais 
complexos a partir de 
precursores simples 
o xGlicoses→Glicogênio 
 
 
Em uma via, o produto de uma reação serve como 
substrato para a reação subsequente. 
• A via é composta por sequências de enzimas, 
onde cada uma pode exibir importantes 
características regulatórias 
Diferentes vias também podem formar intersecções, 
formando uma rede integrada de reações químicas 
com propósitos definidos. 
 
Mapa Metabólico 
O mapa é útil para traçar conexões entre as vias, 
visualizando o "movimento", propósitos definidos, de 
metabólitos intermediários, e para perceber o efeito 
do bloqueio de uma via sobre o fluxo de metabólitos. 
Via Glicolítica 
Glicólise → quebra da glicose → ATP 
• Quebra = oxidação da glicose 
É a via preferencial de produção de ATP, uma molécula 
de glicose é degradada, em uma série de reações 
catalisadas por enzimas, gerando duas moléculas de 
piruvato (composto de três átomos de carbono) 
 
1x Glicose → 2 piruvatos 
9 reações → saldo final 2 ATP (+2 NADH) 
(parte da energia livre é conservada) 
 
Os produtos líquidos da oxidação completa do 
alimento incluem ATP, NADH, CO2 e H2O 
 
 
Gliconeogênese → glicose sintetizada a partir de 
outro substrato 
• TAG (Triacilglicerol) ou TGL (Triglicerídeos) 
• Aminoácido 
• Ácido Láctico 
Glicogenólise → quebra glicogênio (armazenado) 
• Liberando glicose no sangue 
Glicogênese → produção de glicogênio 
• Para armazenar (fígado, musc esquelético) 
Ao praticar exercício físico → aumentar massa = 
• Aumentar o tamanho da fibra (hiperplasia) 
o Tudo que tem dentro aumenta, 
dada a demanda específica 
▪ Corredor de 100m 
• Mitocôndrias 
▪ Maratonista 
• Reserva glicogênio 
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(mamífero) Quebra glicolítica da glicose é a única ou 
principal fonte de energia em alguns tecidos/células 
• eritrócitos, medula renal, cérebro e esperma 
CINASES → ATP / DESIDROGENASE→ NAD+ ou FAD+ 
 
As reações são dependentes umas das outras, tanto 
com relação ao substrato, quanto energeticamente 
• Reações exergônicas 
• Reações endergônicas 
A via 
Glicólise aeróbia, nas células com mitocôndrias e 
fornecimento adequado de oxigênio, o piruvato é o 
produto final e, então, prepara as condições 
necessárias para a descarboxilação oxidativa do 
piruvato a acetil-CoA, o principal combustível do ciclo 
do ácido cítrico (a próxima etapa) 
 
• A via tem 10 reações → vamos considerar 9 
o a professora não considera a reação (x) 
di-hidroxicetonaP → gliceraldeído3-P 
• A via tem dois sentidos 
o Via glicolítica: Glicose → Piruvato 
o V. gliconeogênese: Piruvato → Glicose 
 
 
 
1. As reações irreversíveis (i) são as reações CINASE 
(envolvem ATP) → 1 – 3 – 9 
i. Hexocinase 
ii. PFK1 (fosfofrutocinase) 
iii. Piruvato-cinase 
b. Cinases são as enzimas regulatórias 
X 
2. Todas as outras reações são reversíveis e 
participam tanto da via glicolítica, quanto da 
gliconeogênese 
 
 
Reação 1 (i) – Fosforilação da Glicose 
• Enzima: Hexocinase 
• Catalisa transferência o fosfato (ATP → ADP) 
• Adiciono um grupo fosfato à glicose 
o Fosforilo a glicose → ativada para 
reações seguintes 
Fosforilação 
irreversível da 
glicose 
Mg2+ é um cofator 
que dá estabilidade 
 
GLUT (1,2,3) → presentes na MP, permite o trânsito da 
glicose (entrar e sair) da célula (gradiente de []) 
1. Glicose fosforilada não atravessa facilmente as 
memb. celulares → não há carreadores 
• retém na forma glicose-6-fosfato citosólica 
o Importância: como o sangue possui 
um volume maior que o citosol, iria 
entrar apenas quando estivesse 
glicose em alta concentração e, no 
restante do tempo não iria entrar e 
ainda forçaria a saída 
• GLUT (4) – Hepatócito 
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Isoenzimas → mesma função, mas em local diferente 
• Regulação → é questão de afinidade química 
Hexocinases I, II e III (isoenzimas) + IV 
• Catalisa a entrada da glicose na via glicolítica 
• Na maioria dos tecidos, temos I, II, III → 
especificidade ampla quanto ao substrato 
 
• Fígado ainda tenho a GLICOCINASE ou hex.IV 
o Hexocinase IV = GLICOCINASE 
o Menos afinidade com a glicose que as 
outras hexocinase 
• Importância dessa diferença de afinidade: 
permitir que em momentos de necessidade, as 
células que precisam (ex. neurônios) tenham 
prioridade do uso da glicose, do que no 
hepatócito que usa para formar glicogênio (fica 
para segundo plano essa ação) 
Estado alimentado → taca-lhe pau, tudo vai funcionar 
o Hexos I, II e III → funções celulares diversas 
o IV ou Glicocinase → sintetizar glicogênio 
Jejum → prioridades amigão 
• Fígado para, mesmo que a glicose entre no 
hepatócito, ela sai e vai para quem demanda 
Proteção contra HIPOGLICEMIA 
 
Regulação da Hexocinase 
‘O produto da reação INIBE que esta aconteça (I, II e III)’ 
• Produto da reação 1: glicose-6-fosfato (G6P) 
o [G6P] = para a reação no sentido de 
formação de piruvato, justificativa, já 
tenho muito para que mais, vou usar 
a glicose para fazer glicogênio 
o [G6P] = eu ativo o processo de 
quebra da glicose para sintetizar ATP 
 
‘O produto da reação (G6P) NÃO INIBE a Glicocinase’ 
→ a célula vai receber e a glicocinase vai continuar 
fosforilando glicose para poder produzir glicogênio → 
o fígado ignora o fato que tem bastante produto e usa 
 
• Proteína reguladora da glicocinase (GKGR): 
inibe a glicocinase, caso níveis de glicose 
permaneçam baixo por muito tempo, levando 
ou retirando a glicocinase do núcleo 
• Nível de glicose baixo, levo a 
Glicocinase para o núcleo. 
• [glicose] volta ao ideal, levo a 
glicocinase para o citosol. 
É uma inibição pela interação 
reversível com uma proteína 
reguladora específica do fígado, 
e a ligação é muito mais forte 
Reguladora 
GKGR → fosforila 
a Glicocinase em 
baixa [glicose] e 
a carrega para o 
núcleo do 
hepatócito 
*Regulação – normalmente, promovida por um hormônio 
 
A glicocinase funciona como um sensor de glicose no 
controle da homeostase da glicose plasmática. 
• Mutações que diminuem a atividade da 
glicocinase causa diabetes do tipo 2 
 
Reação 2 – Formação do isômero de função da 
glicose-6 → frutose-6 
• Enzima: fosfoglicoseisomerase 
o Necessário ter frutose para dividir a 
molécula em 2, nas próximas etapas 
o G6P → frutose-6-bifosfato 
Reação 3 (i) – Fosforilação da Frutose 
• Enzima: PFK-1 ou fosfofrutocinase-1 
• Catalisa transferência o fosfato (ATP → ADP) 
o Adiciono o fosfato à frutose-6-fosfato 
• Fosforilo a frutose uma segunda vez 
o F6P→frutose-1,6-bifosfato 
 
 
PFK-1 é a principal enzima regulatória da via glicolítica 
• Mais importante ponto de controle – PFK-1 
compromete a glicose com a glicólise 
• passo limitante da velocidade da glicólise 
• Enzima alostérica altamente reguladora 
 
Alosteria – Enzimas Alostéricas são aquelas que 
possuem “outras formas” ou conformações induzidas 
pela ligação de moduladores em sítios alostéricos 
• mudanças conformacionais induzidas por um 
ou mais moduladores, interconvertem 
(converte e desconverte) em formas mais 
ativas e formasmenos ativas da enzima. 
 
Efetor Positivo = estimula a 
atividade da enzima pelo 
substrato 
 
Efetor Negativo = reduz a 
afinidade enzima-substrato 
 
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Regulação da PFK-1 
1. PFK-1 tem vários sítios reguladores aos quais se 
ligam os ativadores ou os inibidores alostéricos 
• PFK-1 é controlada pelas concentrações 
disponíveis de seus substratos, ATP e frutose-
6-fosfato, e pelas substâncias reguladoras 
 
Concentração alta de ATP sinaliza → ATP sendo 
produzido mais rapidamente do que consumido → o 
ATP se liga a um sítio alostérico na enzima → inibe a 
PFK-1 → que reduz 
sua afinidade pelo 
substrato F6P → 
paro a via glicolítica 
 
Alta concentração 
de ADP/AMP atuam 
alostericamente → 
ligando ao sítio da PFK1 → retira o ATP → liberar a 
inibição → recomeço a via glicolítica 
 
Citrato (dentro da mitocôndria) é um subproduto 
do ciclo de Krebs (CK), se o seu nível está elevado, quer 
dizer que a célula já esta produzindo muito ATP, assim, 
sua existencia inibe PFK1 
 
Esses efeitos se combinam para produzir atividade 
enzimática mais elevada quando o ADP e o AMP se 
acumulam e mais baixa quando o ATP se acumula. 
• ATP → ADP + Pi 
• ADP + ADP → ATP + AMP 
 
ATP não é somente um substrato para a PFK-1, em 
excesso inibindo-a, como também um produto final da 
via glicolítica. 
 
 
2. Regulação da da PFK1 por Frutose 2,6 Bifosfato 
 
• G6P → F6P → PFK1 →F16P → glicólise 
• G6P → F6P → PFK2 →F26P → PFK1 
 
F26P: é um regulador alostérico extremamente 
potente e importante, na inibição de PFK1 e FBPase1 
• É um metabólito (que parece um substrato) 
F26P é um produto da PFK2 que estimula mais a PFK1 
[F26P] → se liga ao sítio alostérico da PFK1 → 
aumenta a finidade por F6P → aumenta a velocidade 
de processamento desse substrato → F16P 
• Quando a frutose-2,6-bifosfato se liga ao seu 
sítio alostérico na PFK-1, ela aumenta a 
afinidade dessa enzima pelo seu substrato, 
frutose-6-fosfato, e reduz a afinidade pelos 
inibidores alostéricos ATP e citrato. 
 
Resultado: mesmo com [ATP] na célula, o que seria 
responsável por fazer ela parar a glicólise (inibição), se 
eu tenho [F26P], a célula ignora o ATP e continua 
disponibilizando glicose para a via glicolítica 
 
• Não pode deixar acumular frutose na célula, no 
corpo, pois ele bagunça toda a via 
o Adoçante com frutose emagrece – 
BALELA, frutose entra na via glicolítica 
da mesma forma 
→ Ter muito piruvato é um ponto positivo dessa 
pressão exercida da F26P na célula, pois este poderá 
ser utilizado como substrato para uma série de 
compostos orgânicos: 
 
Reação 4 – Quebra da F1,6BP em duas 
• Enzima: aldolase 
 
F-1,6-BP é clivada para a formação de duas moléculas 
 
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Reação 4.1 – Conversão em gliceraldeído-3-fosfato 
• Enzima: triose-fosfato-isomerase 
Di-hidroxiacetona-fosfato, é rápida e reversivelmente 
convertida em gliceraldeído-3-fosfato (essa que deve 
entrar na fase de pagamentos) 
 
Fim dessas reações eu tenho dois compostos, assim, 
tudo dessa etapa para frente, teremos o dobro de 
subsequentes substratos e produtos 
 
Reação 5 – Oxidação do gliceraldeído 
• Enzima: Gliceraldeído-3P 
Desidrogenase 
o NAD+ → NADH 
▪ NAD+ é reduzido em NADH 
 
 
 
 
 
Reação 6 – Remoção do P da 1,3BPG 
• Enzima: Fosfoglicerato Cinase 
o Liberação de fosfato 
• ADP + Pi → ATP (2x) 
o Nesse estágio zerei o déficit 
• Produto: 3 fosfofoglicerato 
Reação 7 – Mudar o P de lugar (iso posição) 
• Enzima: Fosfoglico Mutase 
• Produto: 2 fosfofoglicerato 
Reação 8 – Formação de um enol 
• Enzima: Enolase 
o Retiro H2O 
• Produto: Fosfoenolpiruvato 
Reação 9 (i) – Remoção do P do Fosfoenolpiruvato 
• Enzima: Piruvato Cinase 
o Liberação de fosfato 
• ADP + Pi → ATP (2x) 
o Nesse estágio saldo positivo de 2ATP 
Produto FINAL da via: PIRUVATO (2) 
Regulação Piruvato-cinase 
1. Piruvato-cinase é ativada pela F1,6BP (mais rápida*) 
→ se estou com muita frutose lá na entrada, sinalizo 
para a piruvato cinase acelerar seu trabalho e 
processar mais fosfoenol → piruvato 
2. Regulação da Piruvato Cinase pelo hormônio 
GLUCACON (hormônio da fome - jejum) (mais forte*) 
 
Glucagon vai fosforilar a 
piruvato-cinase 
Fica inativada 
Razão: justifica a célula do 
hepatócito continuar a 
quebra das glicoses, 
sabendo que outra célula 
pode ter maior demanda 
energética 
Glucagon → AMPc → PKA 
 
 
 
Caso das hemácias (eritrócitos) 
• Lembrar não tem mitocôndria 
• Na reação 6, temos uma enzima mutase 
o 1,3BPG (capta pulmão) → 2,3BPG 
(libera na célula) 
• 2,3BPG: menos reagente com o O2, reduzindo 
a afinidade da hemoglobina pelo O2 
o Assim, a hemoglobina libera o O2 nos 
tecidos, respiração 
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Fígado = bom moço 
Dá prioridade para quem 
precisa e ainda produz 
para outros usarem 
Cél. Muscular = cracuda 
Ela usa o que precisa e 
ainda pega para depois 
(e ainda não deixa sair – 
não tem enzima para) 
 
 
 
 
 
 
 
Questões clínicas comentadas em sala 
1. Neurônio continua ativo mesmo no sono 
SONO NÃO-REM a cada 90 min → SONO REM (5 min) 
→ NÃO-REM (90 min) → REM (10 min) → NÃO-REM 
(90 min) → REM (15) (O CORPO NÃO PARA) 
A cada ciclo, aumento o sono que não descansa 
Sono não-rem → baixíssimo estimulo neuronal 
Sono rem → maior estimulo neural e bloqueio das vias 
motoras (para não encenação do sonho) 
Sonambulismo → menor bloqueio da via motora 
 
 
2.Adrenalina → pode causar em termos bioquímicos 
• Promover liberação de glicose (glicogenólise) 
o Principalmente neuronal, pois ele que 
aciona e da resposta a tudo 
• Promove quebra de gordura → glicose 
o Para as outras células todas 
• Bloqueia a liberação de insulina para que não 
seja quebrado 
• Coração e respiração precisam acelerar 
 
 
3. Eritrócitos e os bancos de sangue 
Bancos de sangue com problema, pois não sabiam que 
por mais que o sangue tivesse hemácias/hemoglobinas 
• Hemácia só tem uma segunda via dentro do 
organismo vivo, quando o sangue é 
armazenado o 2,3BPG não é produzido 
• Assim, a hemácia por ter apenas 1,3BPG 
continua com alta afinidade com o O2 e não 
libera estes nos tecidos de que estava 
recebendo o sangue 
Fermentação 
 
 
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Estudo dirigido – Exercícios 
1 – Qual a importância da reação de fosforilação inicial 
da glicose para o metabolismo da mesma? 
 
 
2 – Por que a glicocinase não atua em situações onde 
os níveis de insulina estão reduzidos? Qual a 
importância deste fato no controle normal da 
glicemia? 
 
 
 
3 – Quais são as enzimas regulatórias da via glicolítica? 
 
 
 
4 – Por que o excesso de glicose-6-P pode reduzir a 
velocidade da glicólise? 
 
 
 
5 – Por que a deficiência de triose isomerase pode 
reduzir a produção de ATP no citosol? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Referências Bibliográficas 
• Bioquimica ilustrada – Pamela 
o Cap 8 ao 13 – pg 91 + 
• Principios da Bioquimica – Lehninger 
o Cap 14 – pg 544 
• Fundamentos da BioCel – Alberts 
o Cap 13 e 14 – pg 419