BIOQUÍMICA II - Carboidratos (Glicólise, via das pentose-fosfato e metabolismo de mono/dissacarídeos) @medxu

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(Glicólise, via das pentose-fosfato e metabolismo 
de mono/dissacarídeos) 
 
GLICÓLISE ou via glicosídica 
• Processo anaeróbio, mas que contribui para processos 
anaeróbios (fermentação lática – oxidação acaba no 
piruvato) e aeróbios (ciclo de Krebs e fosforilação 
oxidativa – oxidação continua até a formação de CO2). 
• Ocorre no citosol. 
• Fonte exclusiva de ATP para hemácia e cérebro. 
• A glicose é oxidada a piruvato para a produção de ATP. 
• Equação geral: glicose + 2 ATP + 4 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 
→ 2 Piruvato + 4 ATP + 2ADP + 2 NADH + 2 H+ + 2 
H2O. 
• Possui 10 etapas: 
- Fases preparatórias = Da 1ª até a 5ª, utilizam ATP para 
aumentar entalpia; 
- Fases compensatórias = Da 6ª até a 10ª, quebra de 
moléculas para a produção de NADH e ATP. 
• Possui três reações irreversíveis (elas controlam a direção 
da via glicosídica): etapa 1, etapa 3 e etapa 10. 
 
Obs.: NAD+ e FAD são carregadores de elétrons, ao se 
reduzirem e virarem NADH e FADH2 recebem elétrons e 
podem se oxidar e liberar esses elétrons em outros 
processos. 
 
ETAPA 1 – FOSFORILAÇÃO DA GLICOSE (IRREVERSÍVEL) 
Enzima: Hexoquinase 
Substrato: Glicose 
Produto: Glicose-6-fosfato 
 Co-fator: Mg 2+ 
ATP → ADP 
(Ao fosforilar a glicose, ela é aprisionada na célula) 
 
ETAPA 2 – ISOMERIZAÇÃO DA GLICOSE-6-FOSFATO 
Enzima: Fosfoglicoisomerase 
Substrato: Glicose-6-fosfato 
Produto: Frutose-6-fosfato 
Co-fator: Mg 2+ 
 
ETAPA 3 – FOSFORILAÇÃO DA FRUTOSE-6-FOSFATO 
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(IRREVERSÍVEL) 
Enzima: Fosfofrutoquinase 1 (PFK-1) 
 Substrato: Frutose-6-fosfato 
Produto: Frutose-1,6-bifosfato 
Co-fator : Mg 2+ 
ATP → ADP + H+ 
 
ETAPA 4 – CLIVAGEM DA FRUTOSE-1,6-BIFOSFATO 
Enzima: Aldolase 
Substrato: Frutose-1,6-bifosfato 
Produto: Di-hidroxiacetona fosfato + Gliceraldeído 3-
fosfato 
Co-fator: - 
(Só o gliceraldéido pode continuar na via glicolítica) 
 
ETAPA 5 – ISOMERIZAÇÃO DA DI-HIDROXIACETONA 
Enzima: Triosefosfatoisomerase 
Substrato: Di-hidroxiacetose 
Produto: Gliceraldeído 3-fosfato 
Co-fator: - 
 
ETAPA 6 – OXIDAÇÃO DO GLICERALDEÍDO 3-FOSFATO 
Enzima: Gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase 
 Substrato: (2) Gliceraldeído 3-fosfato 
Produto: (2) 1,3 - bifosfoglicerato 
Co-fator: 
2 Pi → 
2 NAD+ → 2NADH + 2H+ 
 
ETAPA 7 – SÍNTESE DE 3-FOSFOGLICERATO COM 
PRODUÇÃO DE ATP 
Enzima: fosfoglicerato quinase 
Substrato: (2) 1,3 - bifosfoglicerato 
Produto: (2) 3-fosfoglicerato 
Co-fator: Mg 2+ 
2 ADP → 2 ATP 
 
ETAPA 8 – TROCA DO FOSFATO DE C3 PARA C2 
Enzima: fosfoglicerato mutase 
Substrato: (2) 3-fosfoglicerato 
Produto: (2) 2-fosfoglicerato 
Co-fator: Mg 2+ 
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ETAPA 9 – DESIDRATAÇÃO DO 2-FOSFOGLICERATO 
Enzima: Enolase 
Substrato: (2) 2-fosfoglicerato 
Produto: (2) Fosfoenolpiruvato 
Co-fator: 
→ H2O 
 
ETAPA 10 – FORMAÇÃO DE PIRUVATO E ATP 
Enzima: Piruvato quinase 
Substrato: (2) Fosfoenolpiruvato 
Produto: (2) Piruvato 
 Co-fator: Mg 2+ e K+ 
2 ADP + 2H+ → 2 ATP 
 
• Regulação da via glicolítica: 
- Regulação alostérica: 
Glucagon/ Insulina → (inativa/ativa) → PFK-2 → Faz com 
que a frutose 6-fosfato se torne frutose 2,6-bifosfato → 
(ativa) → PFK-1 → (inativa) → produção de ATP 
 
• EXTRAS: 
- Hexoquinase = Glicoquinase, porém essa atua em 
tecidos como fígado e possui maior Km e Vmax. 
- Acidose lática = excesso de lactato no sangue. 
- Arsênio (veneno) = atrapalha a glicólise, destaque etapa 
6. 
- Anemia hemolítica = deficiência de piruvato quinase 
e/ou glicose 6-fosfato desidrogenase (hemácias 
dependem exclusivamente da glicólise). 
- Transporte de glicose para a célula: através de insulina 
e proteína transportadora ou co-transporte ativo de 
glicose-Na+ (túbulos renais, epitélio intestinal e plexo 
coroide). 
 
VIA DAS PENTOSES-FOSFATO 
• Outra forma de oxidar a glicose: reduz o NADP e forma 
carboidratos importantes para outras vias metabólicas e 
para formação de DNA e RNA. 
• Ocorre quando há acúmulo de glicose 6-fosfato (altas 
concentrações de ATP e Citrato que inibem a PFK-1). 
• Essa glicose 6-fosfato em excesso pode seguir dois 
caminhos: glicogênese (formação de glicogênio) ou a via 
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das pentoses-fosfato. 
 
Obs.: NADP (reduz) ≠ NADH (oxida) 
 
Glicose 6-fosfato 
↓ Enzima: Glicose 6-fosfato desidrogenase/ Cofator: 
NADP+ →NADPH 
Glicose δ–lactona 6-fosfato 
↓ Enzima: Lactonase/ Cofator: H2O → H+ 
6- fosfogliconato 
↓ Enzima: 6-fosfogliconato desidrogenase/ Cofator: 
NADP+ →NADPH 
↓ 
→ CO2 
Ribulose 5-fosfato 
(acima fase oxidativa, abaixo fase não oxidativa) 
 
↓ Caminho da enzima: Epimerase ↓ Caminho da 
enzima: Isomerase Xilulose 5-fosfato Ribose 5-
fosfato 
 
Interconversões após essas fases: 
Enzima TRANSCETOLASE 
Xilulose 5-fosfato ↔ Gliceraldeído 3-fosfato Xilulose 5-
fosfato ↔ Sedoeptulose 7-fosfato Ribose 5-fosfato ↔ 
Gliceraldeído 3-fosfato Eritrose 4-fosfato ↔ Frutose 6-
fosfato 
 
Enzima TRANSALDOLASE 
Sedoeptulose 7-fosfato ↔ Frutose 6-fosfato 
Gliceraldeído 3-fosfato ↔ Eritrose 4-fosfato 
 
EXTRA: 
• A fase não oxidativa produz carboidratos importantes 
para a síntese de ácidos nucleicos, sendo muito utilizada 
em células de rápida regeneração (medula óssea, bulbo 
capilar, mucosa intestinal). 
• Deficiência da enzima glicose-6-fosfato –desidrogenase: 
gera anemia hemolítica, pois não há formação de 
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NADHP e os eritrócitos não mantém a glutonina 
reduzida, levando a morte da célula (intoxicação). 
• NADPH é importante para muitas células: 
- Auxilia na síntese de esteroides no córtex adrenal. 
- Auxilia na neutralização dos ROS nos eritrócitos, células 
da córnea, do cristalino, das gônadas, do fígado, do 
tecido adiposo, etc. 
 
METABOLISMO DE MONO E DISSACARÍDEOS 
 
FRUTOSE (mono) 
• Não promove secreção de insulina = entra na célula sem 
ajuda do hormônio. 
• Metabolismo rápido = pula etapa reguladora da PFK-1. 
• Grandes doses geram ↑Acetil-CoA ↑gordura no fígado. 
• Doenças relacionadas: 
- Deficiência de frutocinase: doença benigna e assintomática, 
comum em judeus. 
- Deficiência de aldolase B (intolerância hereditária à frutose): 
grave, afeta rins e fígado, gera hiperuricemia, ↑frutose 1-
fosfato, ↓ ATP e Pi. 
• Frutocinase (menor Km e maior afinidade) e hexocinase 
(maior Km e menor afinidade). 
• Frutose 
↓ Enzima: frutocinase/ Cofator: ATP → ADP 
Frutose 1-fosfato 
↓ Enzima: aldolase B 
Di-hidroxicetona + Gliceraldeído 
 
MANOSE (mono) 
• Epímero C2 da glicose. 
• Pouca quantidade na dieta, mas é encontrada em 
glicoproteínas. 
• Manose 
↓ Enzima: hexocinase Manose 6-fosfato 
↓ Enzima: fosfomanose isomerase Frutose 6-fosfato 
 
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GALACTOSE (mono) 
• Seus produtos são utilizados em outras vias metabólicas, 
como na formação de lactose, glicogênio, 
glicosaminoglicanos, glicolipídeos e glicoproteínas. 
• Galactose 
↓ Enzima: galactocinase Galacto 1-fosfato + UDP-
glicose 
↓ Enzima: galactose 1 –fosfato/ uridiltransferase Glicose 
1-fosfato + UDP-galactose 
↓ Enzima: UDP-hexose 4-epimerase UDP-glicose 
• Doenças relacionadas: 
- Deficiência de galactocinase: causa galactosemia e 
galactosúira, leva ao acúmulo de galactitol. 
- Deficiência de uridiltransferase (galactosemia clássica): 
doença autossômica recessiva, diagnóstico pré-natal, 
dieta sem lactose, leva ao acúmulo de galacto 1-fosfato e 
galactitiol. 
 
• EXTRA: 
Galactose 
↓ Enzima: aldolase redutase/ Cofator: NADPH → H+ 
Galactitol 
- Essa enzima é presente e faz o processo no fígado, rins, 
retina, cristalino, tecido nervoso, vesícula seminal e 
ovários. 
- Altos níveis de galactose levam ao processo. 
- Altos níveis de galactitol levam à catarata. 
 
LACTOSE (di) 
• UDP-galactose + glicose 
↓ Enzima: lactose-sintase UDP + lactose 
 
EXTRA: CONVERSÃO DE GLICOSE EM FRUTOSE VIA 
SORBITOL 
• Hiperglicemia leva à alta formação de sorbitol, que se 
acumula na célula, deixando ela túrgida e levando ao 
dano celular. 
• Esse processoocorre em diversos locais, com destaque 
para as vesículas seminais. 
 
@medxu 
• Glicose 
↓ Enzima: aldose-redutase/ Cofator: NADPH + H+→ 
NADP+ 
Sorbitol 
↓ Enzima: sorbitol-desidrogenase Frutose 
 
REFERÊNCIAS 
- Bioquímica Ilustrada - 5ª Ed. Autor, Harvey, Richard A.; 
Champe, Pamela C.; Ferrier, Denise R., Ph.d. 
- Não pertenço (exceto desenho) nenhuma das imagens!