Introdução ao metabolismo

Prévia do material em texto

____________________________________________________________________________________________________ 
Medicina – 2º Semestre - BCM – Bases Celulares e Moleculares 
Stephani Fernandes - @ste.fernandes 
 
 
 
♥ É um conjunto de reações enzimáticas 
ordenadas, que tem como objetivos: 
• Obter energia química capturando energia 
solar (plantas) ou degradando nutrientes 
energeticamente ricos obtidos do meio 
ambiente (alimentação); 
• Converter as moléculas dos nutrientes em 
moléculas com características próprias de cada 
célula, incluindo os monômeros precursores de 
macromoléculas celulares; 
• Reunir e organizar estes monômeros 
precursores em macromoléculas (proteínas, 
ácidos nucleicos, polissacarídeos e outros 
componentes celulares); 
• Sintetizar e degradar as biomoléculas 
necessárias para as funções celulares 
especializadas, como lipídeos de membrana, 
mensageiros intracelulares e pigmentos 
(vegetais). 
 
 
 
 
 
 
 
No metabolismo celular grupos de enzimas 
trabalham em conjunto onde o produto de 
uma é o substrato da outra. 
Via metabólica -> Nessas vias existe sempre 
uma enzima que determina a velocidade com 
que o grupo vai trabalhar – enzimas 
reguladoras. 
As enzimas reguladoras: 
•Regulam a velocidade das reações 
metabólicas; 
•São reguladas por determinados sinais. 
•Tipos: Enzimas alostéricas, Enzimas reguladas 
por modificações covalentes reversíveis, 
Enzimas reguladas por proteólise. 
 
Enzimas alostéricas: não depende somente do 
sítio catalítico para desempenhar a sua 
atividade enzimática, ela precisa de um outro 
sítio, que está em outra porção da enzima para 
que sua atividade seja exacerbada ou 
reprimida. 
 
 
 
 O que é Metabolismo? 
 
____________________________________________________________________________________________________ 
Medicina – 2º Semestre - BCM – Bases Celulares e Moleculares 
Stephani Fernandes - @ste.fernandes 
 
 
Anabolismo e catabolismo são dependentes 
um do outro para acontecer, estão interligados. 
 
 
Explicação 1 
Do ponto de vista energético, deseja-se a 
energia que está condensada nas ligações 
químicas. 
Uma ligação química entre carboidrato, lipídio 
e proteína é do tipo covalente, portanto, existe 
um compartilhamento dos elétrons. 
Quando se quebra uma ligação, rompem-se as 
ligações covalentes e sobram elétrons; essa é a 
intenção, obter a energia contida na ligação. 
Os elétrons não podem ficar livres, pois são 
convertidos em radicais livres, que estão 
associados com processos patológicos. Então, 
para evitar isso, no processo metabólico eles se 
ligam às coenzimas, que antes eram enzimas 
oxidadas (sem elétrons, perdeu elétrons) e 
agora se tornaram enzimas reduzidas (significa 
que ganhou elétrons). 
Essas coenzimas reduzidas agem como se 
fossem um transporte levando os elétrons para 
um outro compartimento onde eles participam 
de um processo de reconstituição do ATP -> 
tinha ADP e fosfato inorgânico, com a energia 
dos elétrons foi transformado em ATP. 
 
 
 
 
 Como os organismos obtém atp? 
 
____________________________________________________________________________________________________ 
Medicina – 2º Semestre - BCM – Bases Celulares e Moleculares 
Stephani Fernandes - @ste.fernandes 
Explicação 2 
Os nutrientes, ao serem oxidados (doam 
elétrons), perdem prótons e elétrons (H+ + e–) 
e têm seus átomos de carbono convertidos a 
CO2. 
Os prótons e elétrons são recebidos por 
coenzimas na forma oxidada (NAD+, NADP+, 
FAD), que passam à forma reduzida (NADH, 
NADPH, FADH2). (Se está oxidada está sem 
elétrons, se está reduzido ganhou elétron. Mas 
elétron a gente não vê, para nossa sorte junto 
com os elétrons vem prótons H+: NAD+ vira 
NADH, portanto, está reduzido). 
A reoxidação das coenzimas é obtida pela 
transferência dos (H+ + e–) para o oxigênio 
molecular, que é então convertido a água. 
(Reoxidação: as enzimas reduzidas voltam a ser 
oxidadas, ou seja, transferiram seus elétrons 
para o oxigênio, que virou água, só que ao 
mesmo tempo essa etapa de transferência 
também ajuda o ADP se unir ao Pi formando 
ATP) 
Parte da energia derivada desta oxidação é 
utilizada para sintetizar um composto rico em 
energia, a adenosina trifosfato (ATP), a partir 
de adenosina difosfato (ADP) e fosfato 
inorgânico (Pi). É a energia química do ATP a 
que será usada para promover os processos 
biológicos que consomem energia. 
Em resumo, para que a energia derivada da 
oxidação dos alimentos possa ser usada pelas 
células, ela deve estar sob a forma de ATP. 
 
 
Todo metabolismo energético está baseado 
em reações de oxidoredução. As coenzimas 
são moléculas chave nesse processo, pois 
seguram os elétrons. 
As Coenzimas envolvidas com o processo 
metabólico que iremos focar neste semestre 
são: NADH, NADPH e FADH2. 
 
As coenzimas não são consumidas na reação, 
elas podem ser reutilizadas em outra reação. 
Elas vêm da dieta, mas como não são 
consumidas, não tem a necessidade de ingeri-
las em grandes proporções. 
 
 Coenzimas 
 
____________________________________________________________________________________________________ 
Medicina – 2º Semestre - BCM – Bases Celulares e Moleculares 
Stephani Fernandes - @ste.fernandes 
 
 
As moléculas precursoras das coenzimas são as 
vitaminas. 
Coenzimas são derivadas das vitaminas do 
complexo B. 
 
 
 
Momento metabólico = jejum ou pós prandial 
(após comer). 
 
 
 
Os 3 estágios da respiração celular 
 
____________________________________________________________________________________________________ 
Medicina – 2º Semestre - BCM – Bases Celulares e Moleculares 
Stephani Fernandes - @ste.fernandes 
A= adenina 
T= tri 
P= fosfato 
O A pode ser alterado por outra base 
nitrogenada (GTP, TTP, CTP). 
 
O aproveitamento da energia do ATP é feito 
associando a remoção de seu grupo fosfato 
terminal aos processos que requerem energia. 
Desta forma, a energia química armazenada no 
ATP pode ser utilizada em processos químicos 
(biossínteses), mecânicos (contração muscular), 
elétricos (condução de estímulo nervoso), 
osmóticos (transporte ativo através de 
membranas), luminosos (bioluminescência) etc. 
 
 
 
 
 
O ATP não é energia, é uma molécula, a 
energia é a energia química que está associada 
a ligação covalente, a quebra dessa ligação 
que fornece energia. 
 Como é aproveitada a energia do atp 
 
____________________________________________________________________________________________________ 
Medicina – 2º Semestre - BCM – Bases Celulares e Moleculares 
Stephani Fernandes - @ste.fernandes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vias convergentes: catabólicas 
Convergem para uma molécula em comum, 
não importa quem deu origem a esta molécula. 
 
Vias divergentes: anabólicas 
Uma molécula inicial pode ser transformada 
em várias moléculas diferentes. 
 
Vias cíclicas 
A molécula inicial é regenerada no final do 
ciclo. 
 
 
 
 
 
 Tipos de vias metabólicas 
Vias convergentes: catabólicas 
Vias divergentes: 
anabólicas 
Vias cíclicas: a 
molécula inicial é 
regenerada no final 
do ciclo 
 
____________________________________________________________________________________________________ 
Medicina – 2º Semestre - BCM – Bases Celulares e Moleculares 
Stephani Fernandes - @ste.fernandes 
 
1) Qual o primeiro composto comum a 
degradação de proteínas, lipídeos e 
carboidratos? 
Acetil-CoA 
 
2) Quais são os passos irreversíveis que 
aparecem no mapa? 
Piruvato -> Acetil-CoA 
Aminoácidos: Ile, Leu, Lys, Phe -> Acetil-CoA 
Acetil-CoA -> CoA 
Oxaloacetato -> Citrato 
α-Cetoglutarato -> Succinato+ CO2 
 
3) Animais de laboratório foram 
submetidos a dietas compostas 
exclusivamente de carboidratos, lipídeos, 
ou proteínas, respectivamente. Estes três 
tipos de compostos são essenciais para 
a sobrevivência. Não havendooutras 
restrições na dieta, prever qual animal 
tem mais chances de sobreviver. Para 
isso, responda se é possível sintetizar: 
Só sobrevive o animal que se alimentou 
somente de proteína. 
 
a. Glicose a partir de proteína 
Sim. 
Proteína -> Asp -> Oxaloacetato +CO2 -> 
Piruvato -> Glicose 
Proteina -> Ala, Cys, Gly, Ser -> Piruvato -> 
Glicose 
 
b. Ácido graxo a partir de proteína 
Sim. 
Ala, Cys, Gly, Ser -> Piruvato -> Acetil-CoA -> 
Ácido graxo 
Ile, Leu, Lys, Phe -> Acetil-CoA -> Ácido graxo 
 
 
 
____________________________________________________________________________________________________ 
Medicina – 2º Semestre - BCM – Bases Celulares e Moleculares 
Stephani Fernandes - @ste.fernandes 
c. Ácido graxo a partir de glicose 
Sim. 
Glicose -> Piruvato -> AcetilCoA -> Ácido 
graxo 
 
d. Proteína a partir de glicose 
Não. 
 
e. Glicose a partir de ácido graxo. 
Não. 
 
f. Proteína a partir de ácido graxo. 
Não. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Glicogenólise