Bioquimica Metabólica - Resumo

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03/03 - Bioquímica Metabólica
maionese ajudando a limpar o óleo do sistema digestivo dos répteis
. usando óleo vegetal para afinar o resíduo petrolífero e a maionese para diluí-lo e removê-lo das
paredes dos estômagos e intestinos
Cap. 10 BAYNES, J.W.; DOMINICZAK, M.H. Bioquímica médica. 4. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015.
Cap. 43 RODWELL, V.W et al. Bioquímica ilustrada de Harper. 30. ed. Porto Alegre: AMGH, 2017
- lipideo: classe de moleculas ricas em carbono e hidrogenio, mas contendo relativamente
poucos átomos de oxigenio.
- geralmente os lipideos sao anfipaticos
- lipideos mais simples sao os acidos graxos
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
08/03 - Digestão e absorção de nutrientes
- o trato gastrointestinal (TGI) e os orgaos associados a ele (figado e pancreas) sao
responsaveis pela digestao e absorção dos alimentos
- a digestao é o processo pelo qual os alimentos sao decompostos em componentes simples o
suficiente para serem absorvidos no intestino.
- a absorçção é a captação dos produtos da digestao pelas celulas intestinais (enterocitos) e
sua distribuição pelo sangue ou linfa.
Sistema digestório:
- varios orgaos gastrointestinais contribuem para a digestao dos alimentos
- a maior parte dos nutrientes ingeridos consiste em grandes polimeros que devem ser
quebrados em unidades menores - monomeros.
Tipos de nutrientes:
- a dieta precisa fornecer combustiveis metabolicos, proteinas, fibras, mineirais, vitaminas e
acidos graxos essenciais.
- os principais nutrientes da dieta sao: carboidratos, proteinas e lipideos.
O processo de ingestão de alimentos até a absorção de nutrientes inclui:
1. homogeneização mecanica dos alimentos e mistura de solidos ingeridos com liquidos
secretados pelas glandulas do trato gastrointestinal
2. secreção de enzimas digestivas que hidrolisam macromoléculas em oligomeros, dimeros ou
monomeros
3. secreção de eletrolitos, acido ou base para fornecer um ambiente adequado para uma otima
digestao enzimatica
4. secreção de acidos biliares como detergentes para solubilizar lipideos e facilitar sua absorção
5. hidrolise de oligomeros e dimeros de nutrientes por enzimas da superficie intestinal
6. absorção de moleculas de nutrientes e eletrolitos do lumen intestinal pelas celulas epiteliais
intestinais.
como ocorre a digestão:
musculatura lisa (em toda a cavidade) faz o movimento peristaltico
começa na boca, com a secreção da saliva -secreção da amilase
chegando no estômago a amilase é desativada e o suco gástrico é secretado + proteases (pepsin, hcl)
a partir das contrações do intestino ----
epitélio do intestino tem enzimas: peptidades, sucrase+ lactase+ = -----
contração segmentada no intestino delgado > intestino grosso (a partir da simbiose com bactérias
podemos absorver algumas vitaminas B e K )
Ativação do tripsinogenio
- ativação de pro-peptidases + pro-fosfolipases A2
- hidrolise intraluminal de amido, proteinas e lipideos
- hidrolise na superfice de oligo e dissacarideos
- absorção de monossacarideos, aminoacidos livres di e tripeptideos, acidos graxos e
monoacilglicerois
- absorção de ácidos biliares
- absorção de nacl
Funções de Glandulas especializadas e tecidos na digestao e absorção:
gladulas salivares - elaboração de fluido e enzimas digestivas
estomago - elaboração de hcl e enzimas digestivas
pancreas - elaboração de nahco3 e enzimas para a digestao intraluminal
figado - elaboração dos acidos biliares
vesicula biliar - armazenamento e concentração da bile
intestino delgado - digestao terminal dos alimentos, absorção de nutrientes e eletrolitos
intestino grosso - absorção de eletrolitos
Glandulas especializadas e superficie epitelial:
- o pancreas e o intestino delgado sao essenciais para a digestao e absorção dos nutrientes
10l de secreção aquosa pra realizar a digestão = intestino grosso recapta os eletrólitos da água
utilizada
processamento mecanico: cavidade oral, esofago, ileo, jejuno - carboidratos, gorduras e proteinas
saliva: carboidrato e gorduras - lipases: digestao de lipideos e amilases
estomago: hidrolise acida, liquefação - gorduras e proteinas
duodeno: enzimas pancreaticas - carboidratos, gorduras e proteinas
emulsificação externa e digestao: bile - gorduras e proteinas
enzimas da borda em escova intestinal: carboidratos, gorduras e proteinas
enzimas digestivas:
- os primeiros passos na degradação dos nutrientes sao catalisados por enzimas soluveis
- as enzimas digestivas sao secretadas pelas glandulas salivares, estomago e pancreas
> enzimas solúveis: secretadas (boca, pâncreas)
> enzimas presas a bicamada lipídica
> enzimas que degradam carbo (maltase, sacarase, glucoamilase, lactase)
> lactase: organismos que tem deficiencia, não conseguem utilizar a lactose como fonte de energia
> enzimas que degradam aminoácido: endopeptidades até leucina
> enteropeptidase: pancreas - as enzimas funcionam em ph alcalino
Borda de escova
microvilosidades dos enterocitos: a membrana da borda em escova é coberta em sua superficie
externa com muitas di e oligossacaridases, amino- e di- peptidases e esterases
proenzimas:
- enzimas digestivas sao produzidas e secretadas por celulas especializadas das glandulas
salivares e pancreas (celulas acinares) e mucosa gastrica (celulas principais)
- a secreção é denominada exocrina
- a maioria das enzimas digestivas sao produzidas e armazenadas como proenzimas inativas -
zimogênio
- a ativação ocorre somente depois de serem liberadas as celulas - elas so se tornam ativas no
lumen do estomago
- pepsinogênio se transforma em pepsina
> o pepsinogênio (pepsina diferente das demais) se autoativa: faz a quebra da ligação covalente de
sua propria estutura e isso só acontece em ph ácido
> quando liberado no estômago e o ph estiver acima de 5, a proteína não sera ativada
> quando o ácido cloridrico começa a ser secretado = ph vai ficando ácido e a proteína começa a ficar
ativa (começando sua auto catalise) e ela mesma começa a degradar as proteína da dieta
secreção de enzimas = secretagogos
- a secreção das enzimas é coordenada e regulada com a secreção de eletrolitos e acidos ou
bases
- a regulação da secreção ocorre por meio de secretagogos.
> proenzimas são secretadas, essas enzimas inativas pelas células (pancreas, estômago) e precisam
de um estimulo que induz a glandula a liberar esse conteúdo = secretagogos (moleculas
secretadoras: hormônios podem estimular/farmacos/neurotransmissores - acetilcolina, toxinas
bacterianas) - sao moleculas q indicam pra célula q tem q liberar as proenzimas)
secretagogos fisiologicos:
orgão - secreção - secretagogo
- glandula salivar - nacl, amilase - acetilcolina, calecolaminas
- estomago - hcl, pepsinogenio - acetilcolina, histamina, gastrina
- pancreas-acinos - nacl, enzimas digestivas - acetilcolina, colecistocinina, secretina
- pancreas-ductos - nahco3, nacl - secretina
- intestino delgado - nacl - acetilcolina, serotonina, peptideos intestinal vasoativo (vip),
guanilina
1o: secretagogos estimulam a liberação: sinalizadores para secreção do conteúdo das glândulas
2o: calcio e amp ciclico: estimulam as enzimas para fundir a bicamada lipídica
Acetilcolina
- é o principal neurotransmissor que estimula a secreção de enzimas e de eletrolitos por todo
o trato gastrointestinal
- medeia a regulação das secreções salivares e gastricas pelo sistema nervoso autonomo
durante a fase inicial da digestao e das secreções pancreáticas e intestinais pelo sistema
nervosos enterico durante a digestão subsequente.
- O receptor de acetilcolina das celulas exocrinas é do tipo muscarínico - atropine.
- acetilcolina: é um secretagogo, se liga no receptor de membrana e a mensagem é passada
pra dentro da célula = liberar saliva
* atropina atua como um antagonista da acetilcolina, pois impede a sinalização (se liga no receptor
mas não estimula a mensagem ser passada) = geralmente usado por dentistas,para diminuir a
secreção de saliva
Aminas biogenicas
- a histamina e seteronina sao secretagogos que atuam de forma paracrina - sao produzidas
proximas das glandulas do sistema digestorio
- a histamina é produzida por celulas reguladoras e especializadas na mucosa gastrica
- a serotonina é produzida por celulas epiteliais especializadas distribuidas ao longo do
revestimento do estomago e intestino
- a histamina é um potente estimulador da secreção de hcl
- a serotonina estimula a secreção intestinal de nacl.
> antihistaminicos: diminui a síntese de histamina - diminui a produção de ácido cloridrico
hormonios
- sao produzidos por uma serie de celulas endocrinas epiteliais diferentes:
- são secretagogos - liberados por uma glandula endocrina ao longo do trato intestinal e cai na
corrente sanguinea, chegam até as glandulas e atuam nelas
- gastrina: secreção gastrica de hcl e pepsina - liberada quando chega comida no estomago
- colecistocina: estimula a contração da vesicula biliar e secreção de enzimas pancreaticas
- secretina: estimula a secreção de suco pancreatico rico em nahco3
- guanilina: estimula a secreção de nacl
- vip: regula a secreção de eletrolitos e fluidos intestinais
> o que faz o hormônio parar de ser secretado:
quando o bolo alimentar começa a passar para outras fases = começa a esvaziar o estômago diminui
pepsina
> colecistocinina e secretina são produzidas pelo intestino delgado e liberadas quando o quimo
chega ao duodeno e nesse quimo tiver aminoácidos e um ph ácido.
> guanilina e vip são produzidos no intestino delgado e atuam na regulação dos sais, dos eletrólitos.
10/03 - aula 03 https://www.youtube.com/watch?v=0Q1XBuHPBlU&t=327s
(aula 02 + 3 a partir de
questionário + pontuação:
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfTdnBEKbdTNpPGmDWsEbtNbKm74Tggwzx9GsBoYeM
QUfskqg/viewscore?viewscore=AE0zAgA3wIFQXLXPrKKcxRybr9IZ-bRxKCOu8Us3JMAqFx-_VTiwZnyap
mwzg2olJg
continuação da imagem de cima:
transporte epitelial
> como acontece a absorção dos nutrientes via transporte epitelial
. o epitélio suas células justapostas e essas camadas são conectadas através das junções ocludentes:
marcam o limite entre regioes luminal e contraluminal da membrana plasmatica das células
epilteliais - diferentes regioes do TGI diferem com relação as caracteristicas de permeabilidade da
junção ocludente
- 2 tipos de transportes:
. paracelular: que acontece entre as células, entre as junções ocludentes
. transcelular: tanto de mecanismos de difusão simples, endocitoses e também transportadores.
Nesse transporte existem duas barreiras: membrana plasmáticas (região das microvilosidades, região
lumeal) e da membrana plasmática basolateral (ou translumeal)
Transporte de Solutos: a forma de absorção dos solutos, vai variar conforme a região do trato
gastrointestinal, dependendo do tipo de proteínas que estiverem na membrana lumial e contralumial
https://www.youtube.com/watch?v=0Q1XBuHPBlU&t=327s
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfTdnBEKbdTNpPGmDWsEbtNbKm74Tggwzx9GsBoYeMQUfskqg/viewscore?viewscore=AE0zAgA3wIFQXLXPrKKcxRybr9IZ-bRxKCOu8Us3JMAqFx-_VTiwZnyapmwzg2olJg
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfTdnBEKbdTNpPGmDWsEbtNbKm74Tggwzx9GsBoYeMQUfskqg/viewscore?viewscore=AE0zAgA3wIFQXLXPrKKcxRybr9IZ-bRxKCOu8Us3JMAqFx-_VTiwZnyapmwzg2olJg
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfTdnBEKbdTNpPGmDWsEbtNbKm74Tggwzx9GsBoYeMQUfskqg/viewscore?viewscore=AE0zAgA3wIFQXLXPrKKcxRybr9IZ-bRxKCOu8Us3JMAqFx-_VTiwZnyapmwzg2olJg
diferenças caracteristicas entre membranas plasmaticas e luminal e contraluminal dos enterocitos
35:00 Membranas:
- principal função das celulas epiteliais intestinais é a absorção ativa de nutrientes, eletrolitos
e vitaminas
- a base celular para este movimento vetorial de soluto esta nas diferenças entre as
membranas luminal e contraluminal
Transporte de sódio
- papel crucial para a absorção ou secreção epitelial de nacl e fornece energia para a absorção
de nutrientes
- nas celulas epiteliais GTI a bomba na+/k+ esta localizada exclusivamente na membrana
contraluminal
- a atpase mantem as altas concentrações de k+ e baixa de na+ no citosol e é responsavel, em
conjunto com um canal de k+, pelo potencial eletrico de cerca de -60mV do citosol
- o movimento transepitelias de nacl resulta nas ações combinadas de atpase trocadora de
na+/k+ e transportadores passivos adicionais na membrana plasmatica, que permitem a
entrada de na+ ou cl- na celula
- cloreto de sódio: papel fundamental para secretar saliva, suco gástrico, suco pancreático
como também para absorver nutrientes. pois é o transporte de sódio que dá energia pra
fazer o transporte de nutrientes para dentro das células
- transporte ativo, 3na pra dentro e 2k pra fora
Absorção de nacl - sódio
- Resulta da entrada de na+ do lumen e sua extrusao pela bomba na+qk+ atraves da
membrana contraluminal
- celulas epiteliais da porção inferior do intestino grosso possuem um canal luminal de na+
- o canal permite a entrada desacoplada de na+ em seu gradiente eletroquimico
- no intestino grosso para não ser secretado e sim reabsorvido: é equilibrado pelo sódio
- hormônios mineralocorticóides (aldesterona = estimula a absorção de sódio)
Absorção na cl - intestino delgado - 41:30
- as celulas epiteliais do intestino delgado tem um transportador que catalis uma troca
eletricamente neutra de na+/h+
- o intestino delgado absorve a maior parte do nacl derivado da dieta e das secreções da
glandulas exocrinas, enquanto o intestino grosso absorve o nacl restante, dependendo do
equilibrio geral de nacl do corpo
- o próton (H+) vem do processo de transformação co2 em bicarbonato (amilase carbônica) =
esse processo envolve absorção de sódio e de cloro
> o próton veio do CO2 ionizou a ácido carbônico, e ac. carbo a bicarbonato de próton, o próton sai.
> O bicarbonato formado é um ânion, = o anion saindo, entra uma carga compensatória, o cl- =>
assim há absorção do cloreto e do sódio
>> processo cíclico: no citoplasma forma: bicarbonato (HCO3-) e próton E no lúmen forma: próton +
bicarbonato = CO2, que se difunde pela bicamada lipídica, e dentro do citoplasma vira bicarbonato e
próton
> transportadores fazem isso
quantidade de secreção de na cl no
suco gástrico, bile e suco
pancreático
- glandulas e criptas intestinais
secretam diariamente uma grande
quantidade de eletrolitos e fluidos
para o lumen GTI
- este é um processo que
consome energia com transporte
ativo de eletrolitos e fluxo passivo de
agua
- o movimento da agua é
devido as forças osmoticas exercidas
pelos eletrolitos secretados
secreção de nacl 45:40 - no sangue ducto pancreático
transporte de nutrientes:
- muitos solutos sao absorvidos pelo epitelio intestinal contra um
gradiente de concentração
- a energia para esse transporte é derivada de um gradiente de
concentração de na+ ou h+ ou do potencial eletrico atraves da
membrana, e indiretamente da hidrolise de atp
células parietais gástricas secretam hcl 53:17 - omeprazol:54:28
- a secreção ativa de hcl é alcançada atraves da combinação de
troce de k+/h+ por uma atpase trocadora de k+/h+ (atp4), canais cl- e k+
na membrana luminal e cl-/hco3 na membrana contraluminal.
digestão e absorção de proteínas:
desnaturação de proteínas > hidrólise de ligações peptídicas formando unidades menores de
peptídeos > depois a quebra de todas as ligações peptídicas formando os aminoácidos
digestão de proteínas:
. começa no estômago, com a secreção do pepsinogênio (a protease de forma inativa) + o hcl (o ph
ácido vai estimular a autoclivagem do pepsinogênio) > o hcl desnatura a proteína > favorecendo a
ação da pepsina e assim a pepsina consegue ter acesso a ligação peptídica por conta da
desnaturação > produzindo peptídeos e aminoácidos > esses peptídeos e aminoácidos são liberados
no duodeno, que vai estimular a liberação do suco gástrico pela colecistocinina, que vai liberar
outras proteases, que vão ser inativas tbm e serão ativadas por uma proteínado intestino, a
enteropeptidase. > ela ativa a tripsina que se auto ativa e também ativa as outras proteases
(chymotrypsina e carboxypeptidase) do suco digestivo > elas vão continuar o processo de quebra de
ligações peptídicas em resíduos de aminoácidos específicos > formando pequenos peptídeos,
dipeptideos e aminoácidos livres > a finalização da absorção dos aminoácidos acontece no epitélio
intestinal nas microvilosidades (borda em escova), onde existem aminopeptidases específicas e
dipeptidases que vão finalizar, quebrando os oligopeptídeos e dipeptideos em aminoácidos livres
para posterior absorção >> na membrana existem transportadores especificos para aminoácidos,
dipeptideos e oligopeptídeos. >> a digestão deles finaliza dentro do enterócito e que transporta os
aminoácidos para corrente sanguínea
> esses aminoácidos vão chegar até o fígado, serão usados nos tecidos, para produzir novas proteínas
e o excesso deles é usado na respiração celular ou convertido em glicose, acetil coa e ácidos graxos.
digestão e absorção de proteínas:
- as proteinas sao hidrolisadas por uma gama de proteases: endopeptidases e exopeptidases
- a digestao das proteinas pode ser dividida em gastrica, pancreatica e intestinal, dependendo
da fonte de peptidases. - 1:01
Digestão gástrica
- as pepsinas sao enzimas que sao estaveis e ativas em ph acido
- pepsina A é a principal protease (endopeptidase) gastrica (Phe, tyr, trp e leu)
- a pepsina ativa é gerada a partir da proenzima pepsinogenio pela remoção de 46
aminoacidos acidos do n-terminal
- a clivagem ocorre por autoativação em ph abaixo de 5 ou pela ação da pepsina.
Zimogênios pancreáticos
- o suco pancreatico é rico
em proenzimas que sao ativadas
apos atingirem o lumen do
intestino delgado
- enteropeptidase, protease
produzida por celulas epiteliais
duodenais, ativa o tripsinogenio
pancreatico para tripsina
- a tripsina ativa mais tripsinogenio e outras proenzimas (colecistocinina) - 1:03
- enzimas pancreaticas atuam em ph alcalino - pepsinogenio e pepsina em ph acido
peptidases gástricas e pancreáticas
borda em escova
- a digestao final de di e
oligopeptideos depende de enzimas do
intestino delgado
- a superficie luminal das celulas
epiteliais sao tem atividade de
endopeptidase, aminopeptidase e
dipeptidases
- di e tripeptideos sao hidrolisados no
enterocitos antes de deixar a celula
Digestão de carboidratos
> começa na saliva: amilase quebra ligações alfa-1,4
> o estômago a alfa-amilase é degradada pelo ph ácido
> chegada do alimento no duodeno estimula a secreção das proteínas do pâncreas (maltose) e a
alfa-amilase vai continuar o processo de degradação
> na borda em escova há outras enzimas que finalizam essa digestão de oligossacarídeos,
dissacarídeos (lactase, maltase, sucrase)
> os monossacarídeos são absorvidos e material de carboidrato que não é absorvido é convertido
em fibras no cólon, no intestino grosso (e tbm pode ser aproveitado pela microbiota do intestino
grosso).
Hidrólise de ligações glisosídicas
> principais carboidratos da dieta: sacarose (frutose + glicose), amido e lactose
> monossacarideos sao absorivdos diretamente
> dissacarideos requerem enzimas da superficia do intestino delgado, enquanto os polissacarideos
dependem da amilase pancreatica e enzimas intestinais
amido e glicogênio - ligações de glicose alfa 1,4 e alfa 1,6
glicose - uma molécula de glicose + galactose
sacarose - glic alfa-1, beta2, fru (frutose)
> GLUT 5 : frutose e galactose >>> GLUT2 : glicose, galactose e frutose
> SGLT1
carboidratos da dieta:
frutose, glicose,
amilopectina, amilase,
sacarosa, trealose,
lactose, rafinose - 1:11
Endossacaridase alfa-amilase
- a amilase é especifica
para ligações
alfa-1,4-glicosidicas
- a hidrolise de di e
oligossacarideos em
monossacarideos é realizada
por enzimas na superficie
luminal de enterocitos do
intestino delgado.
> alfa-amilase é uma
endossacaridase, então ela vai
quebrar ligações no interior
da molécula alfa-1,4
sacaridases da membrana de superfície do intestino delgado
a absorção e digestão finaliza no intestino delgado, no jejuno e no íleo
- di, oligo e polissacarideos nao hidrolisados pela a-amilase e/ou enzimas da superficie
intestinal nao pode ser absorvidos
- as bacterias podem utilizar muitos desses carboidratos remanescentes
- os monossacarideos liberados sao predominantemente metabolizados anaerobicamente por
bacterias, resultando em produtos de degradação, como acidos grazos de cadeira curta,
lactato, h2, ch4, e co2.
> di, oligo e polissacarídeos que não são degradados (hidrolisados) pela alfa-amilase e/ou enzimas do
intestino (celulose, rafinose) - se tornam fibras, que são mt importantes pra saúde do intestino, pois
mantém a umidade das fezes, facilitando o movimento das fezes e podem ser utilizados por muito
microrganismos que vivem no intestino, consequentemente, esses microorganismos fazem processos
fermentativos > gerando ácidos graxos de cadeia curta (que podemos absorver) outros podem ser
irritantes para mucosa; lactatos; h2, ch4, co2.
Transportadores de monossacarideos:
- os principais monossacarideos produzidos pela digestao sao d-glicose, d-galactase e
d-frutose.
-
> transportadores de monossacarídeos: glicose, frutose, galactose através do epitélio intestinal
> SGLT 1, bomba de na k, sódio potássio,
> GUT 5 = transportador facilitador independente de na permite que a frutose, a glicose e galactose
sejam transportadas a favor de seus gradientes de concentração
> a saída de todos os açúcares da célula ocorre por meio do transportador facilitador GLUT 2
1:19
digestão e absorção de lipídeos
> Triacilgliceróis, fosfolipídeos e colesterol
> precisam ser solubilizados no bolo alimentar, é o que os sais biliares fazem: tornam os lipídios em
moléculas menores >> para que a lipase tenha acesso aos triacilgliceróis e consiga degradar ele em
partículas menores: monogliceróis, ácidos graxos livres e glicerol
> posteriormente serão absorvidos por difusão, pois são solúveis na camada lipídica
> dentro dos enterócitos são reorganizados e reesterificados, organizados numa estrutura
lipoproteica, que é o quilomicron, que vai será lançado na corrente linfática e será distribuído ao
organismo (músculo, tecido adiposo) para depois retornar ao fígado
> 90% dos lipídeos ingeridos são TAG - triacilgliceróis
> 10% restantes são fosfolipídeos, colesterol, ésteres de colesteril e ácidos graxos livres
> a baixa solubilidade dos lipideos em agua apresenta desafios a digestão
> digestão dos lipídeos começa na saliva
lipases gástricas e pancreáticas - quanto mais as lipases atuam, maior a emulsão
fase oleosa > lipase gástrica > gotículas de emulsão > lipase co-lipase pancreática + sais biliares >
micelas mistas
- a hidrolise dos TAG é iniciada no estomago pelas lipases linguais e gastricas
- a digestao gastrica pode ser responsavel por ate 30% da hidrolise total de TAG, os outros 70%
acontecem no intestino delgado, através dos sais biliares
lipase pancreática - principal enzima de digestão de tag, liberada pelo suco pancreático e ativada no
intestino pela tripsina; se figado e secretados como conjugados de glicina ou taurina com a bile no
duodeno.
- as micelas sao o principal veiculo para a transferencia de lipideos do lumen para a superficie
da mucosa, onde ocorre a absorção.
- importantes no processo de digestão dos associa a colipase
- a hidrolise ocorre na interface agua-lipideo de goticulas de emulsao ou micelas de ácido
biliar
- o suco pancreatico tambem contem uma esterase lipidica inespecifica e fosfolipases.
ácidos biliares:
- são detergentes biologicos sintetizados pelo tags, atuam como detergentes biológicos,
estabilizando a emulsificação, reduzindo a área de superfície da gotícula, tornando-as
menores e várias (várias pequenas) - produzidos no fígado.
-
ph baixo / ácidos biliares secundários são derivados dos ácidos biliares primários por redução
bacteriana na posição 7da estrutura do anel
(1:33)
Os lipideos sao incorporados aos
quilomicrons
- a absorção de lipideos pelas celulas
epiteliais intestinais ocorre por difusao
atraves da membrana plasmatica
- a absorção de AG de cadeia loga é
aumentada por um transportador (FATP4 ou
SLC27A4)
- TAG de cadeira curta e media
passam para o sangue sem modificação
- os TAGs e ésteres de colestetil recem
sintetizados formm globulos lipidicos nos
quais os PL e apolipoproteinas adsorvem.
15/03 Bionergética
> metabolismo: como as reações químicas acontecem no corpo de uma pessoa / é toda a rede de
reações químicas realizadas pelas células vivas, desde reações de degradação a síntese.
- tem taxas de respiração celular maior, maior atp e maior taxa de degradação de nutrientes
> ocorre por meio de vias metabólicas, que são séries de reações enzimáticas consecutivas.
> metabólitos são pequenas moléculas que atuam como intermediários nas vias metabólicas
> metabolismo tem duas etapas principais:
Catabolismo: processos químicos onde se extrai a energia química das moléculas (a partir da
degradação) (ex: proteases). - liberam energia
Anabolismo: sintetizar uma molécula para realizar a síntese - requerem energia para acontecer. As
reações anabolicas usam moleculas pequenas e energia quimica na sintese de macromoleculas e no
desempenho de trabalho celular
- a energia solar é
uma fonte de energia
metabolica em bacterias e
plantas fotossinteticas.
algumas moleculas sao
catabolizadas para liberar
energia e blocos
construtores, monomericos
ou residuos do metabolismo
VIAS METABÓLICAS
catabolismo: vai de moléculas mais complexas
para mais simples > degradação . Libera
energia, é uma via exergônica de degradação
(principalmente na oxidorredução nos seres
vivos) ou via oxidativa. - Em geral são
convergentes
anabolismo: atp, nadh, nadph, fadh2 fornecem
energia química para as reações do
anabolismo. Realiza a síntese, e envolve
moléculas com H para doar, chamada de via
redutora, de síntese, reações endergônicas ou
de biossíntese (vai do mais simples, para
moléculas mais complexas) - Em geral são divergentes
> todas as vias metabólicas são irreversíveis e cada uma ocorre em momentos diferentes, para não
gerar uma via fútil, pois são mãos opostas (um degrada glicose e outra gera glicose)
> todas as vias são reguladas: as enzimas-chave podem ser ativadas ou inibidas.
> nos eucariontes, por haver organelas, há como ter um maior controle dessas reações, pois é
possível separar em ambientes diferentes.
Tres tipos de vias metabolicas não lineares:
a- catabolicas: convergentes (vermelha)
b - anabolicas: divergentes (azul)
c - ciclicas - um dos compostos de partida (como o oxaloacetato) é regenerado e reingressa na via. O
acetato, um intermediario metabolico chave, é o produto da degradação de uma variedade de
combustiveis (a), serve de precursor de um grande numero de produtos (b) e é consumido na via
catabólica conhecida como o ciclo do acido citrico
Bioenergética
> A termodinâmica bioquímica é o estudo das alterações da energia que acompanham as reações
bioquímicas. - estudo quantitativo das transduções energéticas.
> A variação da energia livre de Gibbs (Delta G) é a porção da variação total de energia no sistema
que está disponível para realizar trabalho
> Trabalho mecânico/ de transporte/ bioquímica
>> quanta energia pode ser obtida da hidrólise de atp para realizar o trabalho necessário na célula?
Obedecemos às leis da termodinâmica:
- primeira lei: é o princípio da conservação da energia: para qqr mudança física ou química, a
qtd total de energia no universo permanece constante
- segunda lei: o universo sempre tende para o aumento da desordem: em todos os processos
naturais, a entropia do universo aumenta.
> Leis da termodinâmica: sob condições de pressão e temperatura constantes, a relação entre a
variação da energia livre (delta G) de um sistema em reação e a variação da entropia (delta S) é
expressa pela seguinte equação: delta G = delta H - T.deltaS
onde:
- G: expressa a quantidade de energia capaz de realizar trabalho
- H (entalpia): é o conteúdo de calor do sistema reagente. Ela reflete o número e o tipo de
ligações químicas nos reagentes e produtos
- S (entropia): uma expressão quantitativa da aleatoriedade ou desordem de um sistema
Variação da energia livre: a energia livre de Gibbs permite predizer o sentido das reações químicas e
a quantidade de trabalho que elas podem realizar
> reações com delta g-: prediz que a reação acontece
espontaneamente e prossegue com perda de energia:
é exergônica. Vai de reagentes para produtos (R>P)
> reações com delta g+: prossegue apenas se a
energia livre puder ser adquirida (se for adicionada): é
endergônica. Costuma ir de Produtos para Reagentes
(P>R)
> as células são sistemas isotérmicos
> a energia que as células utilizam é a energia livre
> maioria das reações não usam calor, mas sim trocam
Constante de equilíbrio:
> a composição de um sistema reagente
(reagentes e produtos) até que o equilíbrio seja
atingido
> as concentrações dos reagentes e dos
produtos no equilíbrio definem a constante de
equilíbrio, Keq
. em cima produtos, embaixo reagentes
Variação de energia livre padrão
> Em condições padrão (298K = 25ºC), quando os reagentes e os produtos estão presentes em
concentração igual a 1M, em pressão parcial de 1atm, a força que move o sistema na direção do
equilíbrio é definida como a VARIAÇÃO DE ENERGIA LIVRE PADRÃO = delta Gº
variação de energia livre padrão
- a variação de energia livre padrão pode ser calculada pela constante de equilibrio Kep
- a diferença nas energias da ligações quimicas dos substrato e produtos (deltaG) determina a
concentração de cada um no equilibrio
exemplo cálculo de delta G/ calculo de energia livre padrão
Questionário bioenergética parte I -
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfqRjJnXrxVHBE3Bz_OL1RbWoi9kziFsKULyVI7Pv1p8AP4
Kg/viewscore?viewscore=AE0zAgC2_mUrljFC0YTvHR-KhEJSoTigrtbeIVkBLlS5-Chpg_1yZbhqZMc4NUS
4ag
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfqRjJnXrxVHBE3Bz_OL1RbWoi9kziFsKULyVI7Pv1p8AP4Kg/viewscore?viewscore=AE0zAgC2_mUrljFC0YTvHR-KhEJSoTigrtbeIVkBLlS5-Chpg_1yZbhqZMc4NUS4ag
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfqRjJnXrxVHBE3Bz_OL1RbWoi9kziFsKULyVI7Pv1p8AP4Kg/viewscore?viewscore=AE0zAgC2_mUrljFC0YTvHR-KhEJSoTigrtbeIVkBLlS5-Chpg_1yZbhqZMc4NUS4ag
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfqRjJnXrxVHBE3Bz_OL1RbWoi9kziFsKULyVI7Pv1p8AP4Kg/viewscore?viewscore=AE0zAgC2_mUrljFC0YTvHR-KhEJSoTigrtbeIVkBLlS5-Chpg_1yZbhqZMc4NUS4ag
17/03 - bioenergética parte II - https://www.youtube.com/watch?v=oJKX3l0UUyk&t=11s
questões:https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdkkb5SoVabucZfNy5pBD_aLV41l7iHCLZ_QwZ
eCp3Csy3XFw/viewscore?viewscore=AE0zAgAPI58PbwVTKyhHgVAiqzkTKS66NH2Q3IeoWE170pVDAV
oC8fVz_gf8AiVkEQ
Quais reações acontecem nas células? R: A maioria das reações nas células pertence a uma das cinco
categorias gerais:
1. reações que criam ou quebram ligações carbono-carbono
2. rearranjos internos, isomerização e eliminações
3. reações com radicais livres (moléculas com elétrons desemparelhados, que poderiam desencadear
reações químicas)
4. transferência de grupos (transferir um grupo fosfato, um carboidrato)
5. oxidação - redução
> Uma ligação covalente pode ser rompida de duas formas:
- lig covalente: ligações entre átomos que estão
compartilhando elétrons
- na clivagem homolítica, cada átomo deixa a ligação
na forma de um radical, carregando um elétron
desemparelhado
- na clivagem heterolítica um átomo retém os dois
elétrons da ligação (é a mais comum das duas)
- nucleófilos - grupos funcionais ricos em
elétrons e capazes de doá-los (sobrando elétrons)
- eletrófilos - grupos funcionais deficientes em
elétrons e que os procuram (faltando elétrons)
> os nucleófilos doam elétrons e combinam-se com
os eletrófilos
https://www.youtube.com/watch?v=oJKX3l0UUyk&t=11s
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdkkb5SoVabucZfNy5pBD_aLV41l7iHCLZ_QwZeCp3Csy3XFw/viewscore?viewscore=AE0zAgAPI58PbwVTKyhHgVAiqzkTKS66NH2Q3IeoWE170pVDAVoC8fVz_gf8AiVkEQhttps://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdkkb5SoVabucZfNy5pBD_aLV41l7iHCLZ_QwZeCp3Csy3XFw/viewscore?viewscore=AE0zAgAPI58PbwVTKyhHgVAiqzkTKS66NH2Q3IeoWE170pVDAVoC8fVz_gf8AiVkEQ
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdkkb5SoVabucZfNy5pBD_aLV41l7iHCLZ_QwZeCp3Csy3XFw/viewscore?viewscore=AE0zAgAPI58PbwVTKyhHgVAiqzkTKS66NH2Q3IeoWE170pVDAVoC8fVz_gf8AiVkEQ
Reações que criam ou quebram ligações
carbono-carbono (reações em seres
vivos)
- Necessitam ter um carbacation e
um carbânion
- Os grupos carbonil (carbono
dupla O: C=O) são importantes nas
transformações químicas das vias
metabólicas - o carbonil estabiliza o C
- Grupos carbonil e imino tem
capacidade de deslocar elétrons
> um intermediário carbânion é estabilizado por um grupo de carbonil, e em muitos casos outro
grupo carbonil fornece o eletrófilo com o qual o carbânion nucleofílico reage
descarboxilação: remove um grupo carboxila, formando um CO2 - a partir da quebra de uma lig
covalente. o carbonil e imino podem facilitar a quebra do carbono-carbono.
>> o carbanion esta sobrando elétrons, ele será o nucleófilo / o carbocátion ta faltando elétrons,
ele será o nucleofílico
rearranjos internos, isomerizações e eliminações
- rearranjo intramolecular em que a redistribuição de elétrons resulta em alterações de muitos
tipos diferentes, sem alterar o estado de oxidação global da molécula.
a) a isomerização poderia ser a mudança de posição / ou de cis pra trans (ligação) / o Carbono 1 tem
se o aldeido e no C2 a hidroxila -> C1 com hidroxila e o C2 com a carbonila = passando de um aldeido
(carboidrato aldoses) de uma para uma cetona (carboidrato cetoses) realizado pela
fofoexose-isomerase
b) para isso acontecer (î), vai ser necessário uma enzima (uma catalise)
reações de radicais livres
descarboxilação em escherichia coli
descarboxilação oxidativa, sendo catalisada por uma enzima diferente
reações de transferência de grupos (reações muito comuns)
. a transferência de grupos acil, glicosil e fosforil de um nucleófilo para outro é comum em células.
. a transferência de grupos fosforil exerce função especial em vias metabólicas
Y - nucleófilo sobrando elétrons
a) Y ataca a ligações covalente,
formando uma nova ligação tetraédrica =
essa estabilidade retira o grupo X e encaixa
o Y
b) fosfato: a ligação dupla O pode
estar em qualquer um dos átomos de O,
pois existe ressonância, o que cria um
fosfato inorgânico.
c) Entre os melhores grupos de saída
em reações de substituição nucleofilica
estão o ortofosfato inorgânico / o fosfato (P) é o nucleofilicos (falta elétrons)
reações de oxidação-redução
- Os átomos de carbono podem existir em cinco estados de oxidação: alcano (estado mais
reduzido), álcool, aldeído (cetona), ácido carboxílico, dióxido de carbono (estado menos
reduzido)
entre H e C, a tendência de quem está com os elétrons é o
C (ele está mais reduzido, pq tem mais elétrons na
molécula > quando esse C começa a fazer mais ligações os
elétrons são atraídos para outras moléculas e a oxidação
aumenta.
O=C=O > os elétrons estão todos no oxigênio e o carbono
está positivo.
De alcano a dióxido de carbono aumenta o grau oxidativo,
a tendência é os elétrons se atrairem pelos átomos mais
eletronegativos.
- Em muitas oxidações biológicas, um composto perde dois elétrons e dois íons hidrogênio
(dois átomos de hidrogênio) - perde dois prótons e dois elétrons.
- essas reações são chamadas de desidrogenações (reação de oxidorredução, perde dois
elétrons e dois prótons) - as enzimas responsáveis por esse tipo de reação são chamadas
desidrogenases (retiram átomos de hidrogênio, na forma de 2 elétrons e 2 prótons)
Cada oxidação deve ser acompanhada por uma redução, em que um receptor de elétrons recebe os
elétrons removidos na oxidação.
- sentido esquerda direita: uma oxidação (perdendo)
- sentido direita esquerda: uma redução (ganhando)
>> as reações de oxidação geralmente liberam energia da molécula - importante nas reações
catabolicas
Transferência de grupos fosforil e ATP
> o ATP atua como a moeda energética que relaciona catabolismo e anabolismo. ele é um
nucleotídeo.
- O atp vai relacionar o catabolismo e o anabolismo
- As reações anabólicas tem o delta G positivo (uma variação de energia livre positiva). E pra
acontecer, a maior parte dessa energia vem do ATP.
- A energia de síntese do atp vem de reações de catabolismo (que liberam energia, e essa
energia são transformadas em atp)
transferencia de energia livre - exo > endo
A energia livre da hidrólise do ATP
- pq o atp é uma moeda energética? - pq a quebra
das ligações covalentes dos fosfatos da molécula de atp,
ela tem uma liberação de energia muito grande, uma
variação de energia negativa (delta G).
> a hidrólise da ligação do anidrido do ácido fosfórico
(fosfoanidrido) terminal do ATP separa um dos três
fosfatos negativamente carregados, aliviando assim parte
da repulsão eletrostática no ATP.
A energia não vem simplesmente da quebra, mas sim o
que essa hidrólise desencadeia.
- o Pi (fosfato inorgânico) liberado é estabilizado pela geração de formas de ressonância que
não são possíveis no ATP.
- ionização, que também favorece a liberação de energia pela hidrólise.
- maior grau de solvatação (hidratação) dos produtos Pi e ADP em relação ao ATP. Essa
camada de solvatação estabiliza o ADP e o fosfato, mais do que estabilizava o atp.
> resumo: hidrólise diminui a repulsão eletrostática + ressonância do fosfato inorgânico + maior
solvatação + ionização da molécula = tudo isso contribui para q a quebra da ligação covalente seja
espontânea, com um delta g- e extremamente grande (condições padrões é -30,5kJ/mol =
exergônica) => ESSA É A ENERGIA DA QUEBRA DO ATP
potencial de fosforilação, delta G padrão
- em condições intracelulares a energia liberada pela hidrólise do ATP é MAIOR do que a
variação de energia livre padrão, delta Gp (varia conforme o estado energético da célula
tbm)
As concentrações dentro da célula não seguem o padrão, são diferentes de 1 molar de cada
reagente e produto pois estão em quantidades diferentes de concentração
- as concentrações de ATP, ADP e Pi diferem de um tipo de célula para outra.
- concentrações de
nucleotideos de adenina, fosfato
inorganico e fosfocreatina em
algumas celulas (imagem ao lado)
Outros compostos fosforilados também podem fornecer energia para as reações bioquímicas
- As varias formas de ressonância disponiveis para o Pi estabilizam esse produto em relação ao
reagente, contribuindo para uma variação de energia livre negativa (delta g negativo) = os
produtos são mais estáveis que os reagentes.
- Vários fatores contribuem para que os produtos sejam mais estáveis que os reagentes e
essa estabilização dos produtos que garante uma variação de energia livre negativa (libera
muita energia)(hidrólise, ionização, ressonância):
1. a tensão de ligação dos reagentes devido a repulsão eletrostática é aliviada pela separação de
cargas
2. os produtos são estabilizados por ionização
3. os produtos são estabilizados por isomerização ou
4. os produtos são estabilizados por ressonância.
=> favorecendo que o delta G seja negativo, termodinamicamente favorável, liberando energia para
célula.
tioésteres
> a acetil-CoA é um tioéster importante no metabolismo
O atp fornece energia por transferência de grupos
- a hidrólise de atp por si geralmente realiza nada mais o que a liberação de calor, que não
pode impulsionar um processo químico em um sistema isotérmico.
- o atp participa covalentemente da reação enzimática, para a qual ele fornece energia livre.
>a) primeira reação: endergônica
>b) a transformação de glutamato pra glutamina não
acontece simplesmente pela hidrólise do atp, mas sim
pela transferência do grupo fosfato, que aumentou o
conteúdo de energia da molécula (ativou a molécula) e
agora ela se tornou suscetível pelo ataque da amina e o
grupo amina substitui pelo fosfato
> alguns processos envolvem a hidrólise direta do atp (ou gtp), geralmenteenvolve trabalho
mecânico (alteração de conformação)
alteração de conformação: hidrólise direta do ATP (ou GTP) = ex.: contração muscular: a hidrólise do
atp, faz com q a miosina mude de conformação, e essa mudança de conformação faz com que ela
consiga interagir com a actina, e ela vai se movimentando, deslizando sobre a actina, havendo a
contração muscular.
Compostos de "alta e baixa energia"
. os compostos de "alta energia" têm delta G'º de hidrólise
mais negativo do que -25kJ/mol
. os compostos de "baixa energia" tem delta G'º valores
menos negativos.
- a energia livre liberada pela hidrólise de
compostos de fosfato não vem da quebra da ligação
especificamente; ela resulta dos produtos da reação com
menor conteúdo de energia livre do que os reagentes.
As variações de energia livre das
reações sequenciais são aditivas.
- Os tres fosfatos de atp são
suscetíveis ao ataque nucleofílico
- cada posição do ataque
resulta em um tipo diferente de
produto.
- Adenilação: o ataque
nucleofílico na posição a do ATP
desloca PPi e transfere adenilato
(5'AMP) como um grupo adenilil.
Bioluminescência
- Luciferina (ác carboxílico complexo) e luciferase (enzima)
- Descarboxilação oxidativa (há liberação de CO2)
- A cor do lampejo de luz difere de acordo com a espécie de vagalume
> para reação acontecer há transferência de um grupo amp (ocorre uma adenililação)
> O ATP será quebrado na ligação beta e será liberado o pirofosfato (que será como substrato para
pirofosfatase inorgânica, que vai fazer a hidrólise dessa ligação, produz produtos mais estáveis e têm
o delta g-). A molécula de luciferina reagiu com o atp e liberou o pirofosfato produzirá o adenilato
de luciferil (com uma ligação fosfoester) com um amp. Essa molécula reage com O2, havendo uma
descarboxilação (é liberado o CO2 e um AMP), havendo a produção de oxiluciferina e a luz
(bioluminescência dos vaga lumes). Acredita-se que a variação da coloração da luz dos vagalumes
seja devido a características da estrutura da luciferase em espécies.
Polifosfato inorgânico
- PoliP é um polímero linear composto de dezenas ou centenas de resíduos de Pi ligados por
meio de ligações fosfoanidridas.
- Atua como fosfágeno (reservatorio de grupos fosforil)
compreender a transferência de elétrons nas reações de oxidação-redução
> um clássico: o caso da ferrugem: o ferro sendo oxidado pela água ou ar.
Reações de oxirredução
- Envolve a perda de elétrons por uma espécie química, que é oxidada, e o ganho de elétrons
por outra espécie, que é reduzida.
- O fluxo de elétrons nas reações de oxidação-redução é responsável por todo trabalho
realizado por organismos vivos.
> o fluxo de elétrons, assim como a transferência de grupos fosforil, é muito importante para o
mecanismo de transdução de energia dentro da célula (como ela adquire, usa). Ele é responsável
por todo trabalho dentro da célula (direta ou indiretamente) dos organismos vivos.
> Ferro perdeu elétrons, foi oxidado, cobre ganhou elétrons e foi reduzido.
foi de menos pra mais (2+ pra 3+) = oxidado, perdeu elétrons
foi de mais pra menos (2+ pra +) = reduzido, ganhou elétrons
Força eletromotriz (fem) - trabalho realizado pelos elétrons
- bateria contém duas espécies químicas com afinidades diferentes por elétrons
- os elétrons se movem impulsionados por uma força proporcional à diferença de afinidade
por elétrons, a força eletromotriz (fem)
- a fem (volts) é capaz de realizar trabalho caso um transdutor de energia seja incluído no
circuito.
- ela vem da diferença de afinidade por elétrons entre espécies.
Par conjugado redox
molécula receptora de elétrons é o agente oxidante - reduziu (foi de mais pra menos)
A molécula doadora de elétrons é chamada de agente redutor - oxidou (foi de menos pra mais)
duas semi-reações
1 - oxidado aldeído -
agente redutor
2 - reduzido cobre -
agente oxidante
Desidrogenação
- principal processo que acontece em seres vivos: retira 2 elétrons e 2 prótons
- Quando um átomo de carbono compartilha um par de elétrons com outro átomo, o
compartilhamento é desigual, em favor do átomo mais eletronegativo.
- ordem crescente de eletronegatividade é H<C<S<N<O
- átomo mais eletronegativo "possui" os elétrons da ligação que ele compartilha com o outro
átomo
rosa: esses elétrons estão no carbono
azul: o que está possuído pelo oxigênio
- quando o carbono faz ligação com ele mesmo, há um equilíbrio
- quando é C com hidrogênio, o carbono possui mais elétrons, significa q ele é mais reduzido.
- por isso que a degradação de lipídeos libera mais energia, pois tem mais carbono.
>> quanto mais elétrons, mais reduzido é aquele carbono (número a direita na imagem acima)
Os elétrons são transferidos por 4 vias:
> diretamente como elétrons (1a reação - ferro cobre)
> como átomos de hidrogênio (2a reação)
> como um íon hidreto (:H-) (acontece com as enzimas
desidrogenases NAD)
> pela combinação direta com oxigênio. (3a reação)
Potenciais de redução
- O potencial de redução padrão, Eº (volts), mede a afinidade relativa do aceptor de elétrons
de cada par redox pelos elétrons.
- uma semicélula que retira elétrons de uma célula padrão de hidrogênio é designado um
valor positivo de Eº, e àquela que doa elétrons para a célula de hidrogênio, um valor
negativo.
- quando duas semicélulas estão conectadas, aquela com maior valor de Eº (mais positiva)
será reduzida.
- se a semi célula tiver um valor positivo em relação ao hidrogênio, significa que ela está
recebendo os elétrons, o contrário: que ela está doando os elétrons
cobre: positivo
zinco : negativo
fluxo do zindo pro cobre
o potencial de redução delta Gº demonstra se a reação será exergônica ou endergônica
Potenciais de redução padrão de algumas semirreações:
com o valor do potencial de redução, da pra saber quem vai doar elétrons para quem, diz qual é a
afinidade de elétrons daquele par conjugado redox
> H = maior potencial (0,816)
Transportadores de elétrons
- NAD, NADP, FMN e FAD são coenzimas solúveis em água que sofrem oxidações e reduções
reversíveis em muitas das reações de transferência de elétrons do metabolismo
NADH e NADPH são transportadores solúveis de elétrons
- dinucleotídeo de nicotinamida-adenina (NAD) e o dinucleotídeo de
nicotinamida-adenina-fosfato (NADP) sofrem redução reversível do anel de nicotinamida
- recebe um íon hidreto (:H-, o equivalente a um próton e dois elétrons).
- O segundo próton retirado do substrato é liberado para o solvente aquoso.
> Diferença funcional do NADH e NADPH:
NADH: geralmente envolvido com reações de catabolismo
NADPH: normalmente envolvido com reações de anabolismo
NAD+ (oxidado) = É a forma oxidada é capaz de receber elétrons e se transformar em NADH
> o nad aceita 2 elétrons mas 1 próton, o outro elétron fica em solução aquosa.
NADP+ (reduzido) = é capaz receber elétrons e se transformar em NADPH
Espectrometria
- o NADH recebe luz ultravioleta próximo de 340, ele absorve energia
Transportador nucleotídeos de flavina
- mononucleotídeos de flavina (FMN)
- dinucleotídeos de flavina-adenina (FAD)
- o anel de isoaloxazina sofre redução reversível, recebendo um ou dois elétrons na forma de
um ou dois átomos de hidrogênio
- as formas totalmente reduzidas são FADH2 e FMNH2
- o potencial de FMN e FAD varia com o tipo de enzima que estão ligados.
- eles recebem 2 elétron e 2 prótons
fórmula:
completamente
oxidada >
semi oxidada>
completamente
reduzida
22/03 Vias metabólicas:
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSecSottuB-hMPLAwUcIYtOfmLsMl9zSP6VbmzMFyDeC7
W86kw/viewscore?viewscore=AE0zAgDNrNHDLgiukwfUyjtXa1v0QcORbXxvt5GocwM1Kxg0ZGNm3M
OhOeamZ6GErw - exercicios
https://www.youtube.com/watch?v=_8UxBgTn3eQ&t=1s - aula
Via glicolítica ou Glicólise - síntese de atp
- ela é relativamente rica em energia potencial
- a oxidação completa da glicose ocorre com uma delta G'º de -2840 Kj/mol - catabolismo,
exergônica
- a glicose é um precursor versátil
- uma molécula de glicoseé degradada em uma série de reações catalisadas por enzimas,
gerando duas moléculas de piruvato no citosol,
no citoplasma (tanto em procariotos, como
eucariotos)
- a glicólise é uma via central quase universal do
catabolismo da glicose
- ocorrem 10 etapas, dividida em 2 fases:
preparatória e de pagamento
- pode acontecer com ou sem oxigênio
- essa presença altera apenas no resultado do
piruvato,
- 4 principais vias de utilização da glicose: imagem
ao lado
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSecSottuB-hMPLAwUcIYtOfmLsMl9zSP6VbmzMFyDeC7W86kw/viewscore?viewscore=AE0zAgDNrNHDLgiukwfUyjtXa1v0QcORbXxvt5GocwM1Kxg0ZGNm3MOhOeamZ6GErw
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSecSottuB-hMPLAwUcIYtOfmLsMl9zSP6VbmzMFyDeC7W86kw/viewscore?viewscore=AE0zAgDNrNHDLgiukwfUyjtXa1v0QcORbXxvt5GocwM1Kxg0ZGNm3MOhOeamZ6GErw
https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSecSottuB-hMPLAwUcIYtOfmLsMl9zSP6VbmzMFyDeC7W86kw/viewscore?viewscore=AE0zAgDNrNHDLgiukwfUyjtXa1v0QcORbXxvt5GocwM1Kxg0ZGNm3MOhOeamZ6GErw
https://www.youtube.com/watch?v=_8UxBgTn3eQ&t=1s
- parte da energia da molécula de glicose é conservada na forma de ATP:
- Glicose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi ---> 2 piruvato + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O
> no final a célula ganha 2 piruvato, 2 nadh, 2 prótons, 2 atp e 2 h20 (na etapa 9 ocorre a
desidratação)
parte exergônica
- pq há um investimento de atp na molécula de glicose?
intermediários fosforilados (moléculas que são feitas ao longo da via e são consumidas) - funções de
acrescentar fosfatos na molécula de glicose:
- os grupos fosforil parecem ter três funções:
1. os intermediários glicolíticos fosforilados não podem sair da célula (como se fosse um carimbo)
> pra glicose entrar na célula, ela precisa de um transportador, os GLUT, transportam ela de acordo
com a concentração dela. - carbono c6, havendo fosforilação no carbono c1
> para evitar q a molecula q entrou saia, existe a fosforilação. Pois o transportador só reconhece a
glicose não fosforilada
2. os grupos fosforil são componentes essenciais na conservação enzimática da energia metabólica =
a ligação de fosfatos, impulsiona as outras etapas, pois é investido muita energia
3. a energia de ligação resultante do acoplamento de grupos fosfato ao sítio ativo de enzimas reduz a
energia de ativação e aumenta a especificidade das reações enzimáticas
Fase preparatória:
- 2 moléculas de atp são consumidas, e a cadeia carbônica da hexose é clivada em duas
trioses-fosfatos.
- gasta-se 2 atp e se produz 2 glicerol dados fosfatos.
- enzimas regulatórias: são irreversíveis
1. fosforilação da glicose
- glicose é ativada para as reações subsequentes, pela fosforilação em C6
- o magnésio é usado para estabilizar a carga: o atp tem 3 cargas negativas em ressonância.
quando o atp em solução, para estabilizar a repulsão das cargas é utilizado o magnésio que
tem carga positiva. No sítio ativo, da enzima q vai utilizar o atp, o magnésio é associado para
auxiliar, oq favorece a catálise
- esta reação, irreversível em condições intracelulares, é catalisada pela hexocinase - exergo.
- o genoma humano codifica quatro isoenzimas
glicocinase =
hexocinase do
fígado
alteração da conformação:
glicose > glicose6P
2. isomerização
- a glicose-6-fosfato isomerase catalisa a conversão de glicose-6-fosfato (uma aldose) em
frutose-6-fosfato (uma cetose)
- o fosfato fica na mesma posição, só altera a posição do carbono 1 pro carbono 2 = passa a
hidroxila pra cima e a carbonila pra baixo
- fosfohexose-isomerase
- reversível e endergônica
- facilita para q a molecula seja fosforilada
3. fosforilação da frutose-6-fosfato
- a reação com PFK 1 é irreversível em condições
celulares, e essa é a primeira etapa "comprometida"
da via glicolítica. - exergônica
- um dos principais pontos de controle da via
glicolítica, de regulação do controle de velocidade
da via. a célula utiliza ela como um "sensor".
4. clivagem da frutose -1,6- bifosfato
- a reação da aldolase tem um delta gº fortemente
positiva no sentido de clivagem, nas baixas
concentrações dos reagentes presentes na célula a
variação real da energia livre é pequena. -
endergônica
- frutose-1,6-bifosfato > aldolase >
di-hidroxiacetona-fosfato + gliceraldeído-3-fosfato.
- A alta demanda de gliceraldeído-3-fosfato
impulsiona célula a fazer essa etapa
5. interconversão das trioses-fosfato
- apenas o gliceraldeído-3-fosfato pode ser
degradado nas etapas subsequentes da
glicose
- triose-fosfato isomerase / delta G +
- essa etapa acontece pq a enzima 6 só
reconhece a gliceraldeído-3-fosfato
Fase de Pagamento
- parte da energia química da molécula da glicose é conservada na forma de atp e nadh
- a conversão de 2 moléculas de gap a 2 moléculas de piruvato é acompanhada pela
formação de 4 moléculas de atp
6. oxidação e fosforilação
- o gap é oxidado e fosforilado para produzir
1,3-bifosfoglicerato
- exergônica, irreversível =
gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase
7. transferência de grupo fosforil = primeira etapa de
lucro
- as etapas 6 e 7 constituem um processo de
acoplamento de energia em q 1,3-bifosfoglicerato é um
intermediário comum, uma enzima produz e a outra já
capta e utiliza. - exergônica - fosforilação a nível de
substrato.
- 2 moléculas de atp são produzidas nessa etapa
8. conversão de 3-fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato
- fosfoglicerato-mutase catalisa o deslocamento reversível do grupo fosforil, entre c2 e c3 do
glicerato - reação endergônica
9. desidratação
- gera composto com alto potencial de
transferência de grupamento fosforil
delta g -61,9Kj/mol
- 2-fosfoglicerato > enolase >
fosfoenolpiruvato
- é uma ligação com alta energia e é
endergônica.
10. transferência de um grupo
fosforil
fosfoenolpiruvato > piruvato-cinase
> piruvato
- é uma reação que
impulsiona a síntese de atp
- exergônica
- Há produção de 2 atp e 2
piruvato
- fosforilação no nível do
substrato.
BALANÇO GERAL DA GLICÓLISE (segunda)
glicose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi -> 2 piruvato + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H20
Regulação
- o objetivo da síntese glicolítica é a síntese de atp
- o fluxo da glicose pela via glicolítica é regulado para manter os níveis de atp praticamente
constantes
- o ajuste na velocidade da glicólise é alcançado pela interação complexa entre o consumo de
atp, a regeneração de nadh e a regulação alostérica de algumas enzimas glicolíticas (e
hexocinase(1), a PFK 1 (7) e a piruvato-cinase (10))
vias alimentadoras da glicose
- os polissacarídeos e os
dissacarídeos da dieta
sofrem hidrólise a
monossacarídeos.
- o glicogênio endógeno e
o amida são degradados
por fosforólise
- os monossacarídeos
entram na via glicolítica
em diversos pontos.
D- galactose
- difosfato de uridina (UDP) funciona como
coenzima transportadora de grupos hexoses.
- A deficiência de qualquer uma das três
enzimas dessa via causa galactosemia em
humanos.
- d- galactiol
Destinos do piruvato
- em condições aeróbicas o piruvato é oxidado a acetil-coa e entra na respiração celular.
- aeróbia: o piruvato é totalmente oxidado a co2 e água, mas isso envolve a respiração
celular, envolve o ciclo do ácido cítrico e fosforilação oxidativa => sendo extraída a máxima
energia do piruvato
- nadh é reoxidado na respiração celular na presença de O2
- em condições anaeróbias (não usa oxigênio - hipoxia) o nadh é reoxidado de outras formas
anaeróbia, hipoxia: o piruvato pode ser utilizado para produzir lactato (em músculos,
eritrócitos, algumas células lactobacilos). O destino do piruvato é a fermentação (alcoólica,
etanol, leveduras)
> pq se faz fermentação? a via glicolítica usa o nad+ e o nadh é reciclado a partir da fermentação
(em condições de hipoxia/anaeróbica) e assim a via glicolítica não para.
Fermentação
- É um termo geral para a degradação anaerobia da glicose ou de outros nutrientes orgânicos
para obtenção de energia, conservada como atp.
- recicla o nadh e da outro destino para o piruvato.
- todas as fermentações, a razão H:C dos reagentese dos produtos permanece a mesma
Redução de piruvato a lactato
- A fermentação láctica: o piruvato é reduzido a
lactato em uma reação reversível catalisada
pela lactato desidrogenase, comum em
bactérias anaeróbicas e também em
mamíferos (como os lactobacilos e nós, que
temos o lactato)
- o efeito líquido é manter o fluxo da via
glicolítica e a produção de atp
- o piruvato vai ser reduzido e vira lactato,
nadh é oxidado e vira nad+
Fermentação alcoólica
- 1 etapa: a glicose é convertida a piruvato pela glicólise, e o piruvato é convertido a etanol e
CO2
- o piruvato é descarboxilado em uma reação irreversível catalisada pela
piruvato-descarboxilase > usa a coenzima tiamina-pirofosfato (TPP)
- 2 etapa: acetaldeído é reduzido a etanol pela ação da álcool-desidrogenase, e o nadh é
reciclado para nad+
24/03 - Ciclo das pentoses fosfato
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Utg/viewscore?viewscore=AE0zAgCCl7shswt9dkSxlQh5t-GJysgmata2jHuf9KJqSMRRd7A8lQWkDFeVD
On5kw - questionario
> material didático = resumo https://www.ufrgs.br/napead/projetos/pentoses/#intro-conceito
- O ciclo das pentoses fosfato é uma rota alternativa para a oxidação da glicose-6P, no citosol,
sem gerar ATP.
- Esta rota corresponde a um processo multicíclico onde:
- 6 moléculas de glicose-6P entram no ciclo;
- 6 moléculas de CO2 são liberadas;
- 6 moléculas de pentose-5P são formadas;
- estas pentoses-5P se reorganizam, regenerando 5 moléculas de glicose-6P.
- As células dos tecidos animais degradam a glicose 6-fosfato na via glicolítica até piruvato.
Grande parte deste piruvato é oxidada a acetil-CoA, que por sua vez será oxidado no ciclo
de Krebs (ciclo do ácido cítrico) formando ATP (principalmente, por fosforilação oxidativa)
- Porém, existem outros destinos catabólicos para a glicose 6-fosfato, entre eles: o ciclo das
pentoses-fosfato, também, denominado de via das pentoses fosfato ou via do
6-fosfogliconato.
- A via da pentoses fosfato é uma rota catabólica alternativa de oxidação da glicose-6P, que
ocorre no citosol, sem produção de ATP, mas com geração de NADPH e pentoses fosfato.
- glicose 6-fosfato > glicose-6p é oxidada nas células produzindo piruvato > uma parte do
piruvato é oxidada a acetil-coa que então será oxidado no ciclo de krebs produzindo
coenzimas reduzidas (nadh e fadh2) que após fosforilação oxidativa produzirão atp
OU
- glicose 6-fosfato segue o caminha da via das pentoses fosfato > que se divide em:
>NADPH: o nadph tem como funções participar da síntese de ácidos graxos, compostos esteróides e
combater efeitos prejudiciais das espécies reativas de oxigênio livres. NADPH > nicotinamida,
adenina, dinucleotídeo reduzido
>PENTOSES FOSFATO: as pentoses fosfato tem como função a participação na síntese de ácidos
nucleicos e outros compostos. PENTOSES FOSFATO: ribulose 5p, ribose 5P, xibulose 5p
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https://www.ufrgs.br/napead/projetos/pentoses/#intro-conceito
Espectro de absorção do NADP+ e do
NADPH - absorvância/comprimento
de onda (nm)
NADP+ - oxidado / NADPH - reduzido
> A coenzima oxidada (NADP+) absorve
no comprimento de onda de 260 nm,
enquanto que a coenzima reduzida
(NAPDH) absorve tanto em 260nm
quanto em 340nm
LOCALIZAÇÃO
- O NADPH produzido pela via das pentoses fosfato é utilizado pelas células dos tecidos em
que ocorre a síntese de grande quantidade de ácidos graxos (fígado, tecido adiposo,
glândulas mamárias durante a lactação).
- Também ocorre onde a síntese de colesterol e hormônios esteróides (fígado, glândulas
adrenais e gônadas, RINS)
- Os eritócitos, as células da córnea e do cristalino, também, possuem alta atividade da via das
pentoses fosfato.
- Para minimizar os efeitos deletérios das espécies reativas do oxigênio, pois estão
diretamente expostos a ele. A manutenção do ambiente redutor (relação alta da
concentração de NADPH para NADP+, assim como da glutationa reduzida para a oxidada)
previne ou recupera o dano oxidativo sobre lipídios, proteínas e outras moléculas sensíveis.
- As células que se dividem rapidamente, como as da medula óssea, da pele, da mucosa
intestinal, assim como as dos tumores, também, apresentam alta atividade da via das
pentoses fosfato
FUNÇÕES
- O NADPH é usado em diferentes biossínteses redutoras como a dos ácidos graxos,
compostos esteróides e no combate a efeitos prejudiciais das espécies reativas de
oxigênio.
- O outro produto essencial gerado na via das pentoses fosfato é a ribose 5-fosfato, que faz
parte das estruturas químicas dos nucleotídeos (RNA, DNA, ATP) e coenzimas como
NAD+/NADH, NADP+/NADPH, FAD/FADH2 e coenzima Q.
FASES DO CICLO DAS PENTOSES FOSFATO
- A via das pentoses fosfato é composta por duas fases: a oxidativa e a não oxidativa.
resumo:
Na fase oxidativa ocorre a:
- oxidação de 6 moléculas de glicoses 6-fosfato = com formação de 6 moléculas NADPH
- oxidação de 6 moléculas 6P-gliconato = com formação de mais 6 moléculas NADPH e
- liberação de 6 moléculas dióxido de carbono
- geração de 6 moléculas ribuloses 5-fosfato, que posteriormente se transformam em 6 ribose
5-fosfato.
Na fase não oxidativa:
- parte das ribuloses 5-fosfato continua a se isomerizar a ribose 5-P e parte se epimerisa a
xilulose 5-P. Estas 2 pentoses fosfato reciclam e regeneram 5 moléculas glicoses 6-fosfato,
permitindo a formação contínua de NADPH.
Fase oxidativa
- A glicose-6P é oxidada a 6P-gliconato com
redução NADP+ (1).
- O NADPH tem como função combater efeitos
prejudiciais das espécies reativas de oxigênio
e radicais livres (4), participar da síntese de
ácidos graxos e compostos esteróides (5).
- A oxidação de 6P-gliconato com liberação de
dióxido de carbono e geração de Ribuloses
5-fosfato e NADPH é a etapa seguinte (2) .
- Posteriormente, a Ribulose-5-fosfato se
transforma em ribose 5-fosfato (3).
- Os NADPH formados na fase oxidativa são
usados para produzir glutationa reduzida
(GSH) a partir de glutationa oxidada (GSSG) e
para participar das biossínteses redutoras
(4,5).
- As riboses 5-fosfato são precursoras de
nucleotídeos, coenzimas e ácidos nucleicos (6)
Reações da fase oxidativa
- A via das pentoses fosfato inicia com a oxidação da glicose
6-fosfato pela glicose-6-P-desidrogenase (G6PD) formando
6-fosfoglicono-lactona (éster intramolecular) e NADPH. O
equilíbrio desta reação está deslocado para o sentido de produção
da coenzima reduzida.
A 6-fosfoglicono-lactona é hidrolisada a 6-fosfogliconato por uma
lactonase específica.
O 6-fosfogliconato é oxidado e descarboxilado pela 6-fosfogliconato desidrogenase (6PGD)
liberando CO2 , formando a cetopentose ribulose 5-fosfato e outra molécula de NADPH.
enzima 6-fosfogliconato desidrogenase (6PGD) catalisa uma oxidação
descarboxilativa.
A ribulose 5-fosfato é convertida, principalmente, a seu isômero de
função (aldose) ribose-5-fosfato, pela fosfopentose isomerase(FPI),
e, secundariamente, a seu isômero de posição xilulose 5-fosfato,
pela fosfopentose epimerase(FPE).
FASE OXIDATIVA - COMENTÁRIO
Em alguns tecidos a via das pentoses fosfato termina nesta etapa configurando o resultado de
formação de NADPH, agente redutor, e principalmente riboses–fosfato, precursoras para a síntese
de nucleotídeos.
FASE NÃO OXIDATIVA
- Esta fase ocorre em tecidos que
requerem, fundamentalmente,
NADPH. Portanto, as
ribuloses-5-fosfato, produzidas
na fase oxidativa, são transformadas em ribose-5-fosfato por uma isomerase (1)ou em
xilulose-5-fosfato por uma epimerase (2). Estas pentoses-5-fosfato são recicladas mediante
a atividade de transcetolases (3) e transaldolases (4), regenerando glicoses-6-fosfato, que
podem seguir novamente a fase oxidativa, permitindo a formação contínua de NADPH.
REAÇÕES FASE NÃO OXIDATIVA
- A ribulose 5-fosfato é transformada para
ribose 5-fosfato por uma isomerase(FPI) (1)
- e para xilulose 5-fosfato por uma
epimerase(FPE) (2)
- Ocorrem reações de transferências de fragmentos de 2 ou 3 carbonos catalisadas pelas
enzimas transcetolase (3) e transaldolase (4).
- Estes rearranjos moleculares geram intermediários da via glicolítica (gliceraldeído-3-fosfato,
frutose-6-fosfato). A partir de 6 moléculas de glicose 6-fosfato são produzidas 6 moléculas
de ribulose 5-fosfato que se reorganizam regenerando de 5 moléculas de glicose 6-fosfato.
DIAGRAMA DAS REAÇÕES DA FASE
NÃO OXIDATIVA:
3 - transcetolase
4- transaldolase
5 -
fofo-triose-isomerase
6 - aldolase
7 - frutose-1,6-bifosfato-fosfatase
8 - fosfo-hexose-isomerase
REGULAÇÃO
> Enzima marca-passo: A enzima marca-passo da rota é a
glicose-6P-desidrogenase. Esta enzima é inibida quando a relação
entre as concentrações de NADPH e NADP+([NADPH]/[NADP+])
estiver alta e é ativada quando a relação estiver baixa
COMENTÁRIO
- A entrada da glicose6-P na via glicolítica ou na via das
pentoses-P depende das necessidades momentâneas da
célula, assim como, da relação entre as concentrações
citosólicas de NADPH e NADP+ ([NADPH]/[NADP+]).
- Quando o NAPDH é formado mais rapidamente do que é
consumido nas reações de biossíntese em que participa, a sua
concentração aumenta e, por conseguinte inibe
alostericamente a primeira enzima da via, a glicose-6-P
desidrogenase, e, portanto mais glicose 6-P está disponível para
a glicólise
- Por outro lado, quando o
NAPDH é consumido mais
rapidamente do que é
produzido, a concentração de
NADP+ aumenta, ativando
alostericamente a enzima
glicose-6-P-desidrogenase, determinando o aumento do fluxo de glicose 6-P pela via das
pentoses-P.
Aula Via das pentoses - https://www.youtube.com/watch?v=i2ZZv7UOgtI&t=1s
VIA DAS PENTOSES-FOSFATO > a glicose tem um papel central do metabolismo dos seres vivos
- também chamada de via do fosfogliconato ou via da hexose-monofosfato
- Na maioria dos tecidos animais, o principal destino catabólico da glicose-6-fosfato é a
degradação glicolítica.
- oxidação da glicose-6-fosfato até pentoses-fosfato.
- a glicose pode ser destinada a vias oxidativas (via glicolítica, produção de piruvato, de atp/ a
maior parte da glicose utilizada por animais vai pra essa via oxidativa)
- parte do excesso da glicose: armazenamento na forma de polissacarídeos, dissacarídeos
glicogênio, amido, sacarose
- síntese de polímeros estruturais, de matriz extracelular, componentes que fazem parte da
estrutura do organismo, como a parede celular, em fungos, algas, animais e plantas.
- também pode ser desviada para o processo de via oxidativa em menor escala: a oxidação
pela via da pentose-fosfato, formando pentoses, moléculas de 5 carbonos (ribose-5-fosfato)
- esta via tem dois objetivos principais, que vão depender das condições de cada célula
a via produz:
- açúcares de 5 carbonos e NADPH
- células com alta taxa de divisão celular (pele, tumores, mucosas, medula óssea - alta taxa de
mitose, alta demanda da síntese de ácidos nucleicos) usam a via para síntese de ácidos
nucléicos, devido a síntese das pentoses
- células com alta taxa de vias redutoras, devido a síntese de NADPH (precisam de prótons e
elétrons!) (o nadh é mais utilizado em vias catabólicas)
https://www.youtube.com/watch?v=i2ZZv7UOgtI&t=1s
NADPH: é utilizado em processos de síntese, por exemplo para ácidos graxos, esteróis. Também é
importante para proteger a célula contra o stress oxidativo, contra espécies reativas de oxigênio
(glutationa-redutase)
Via das pentoses tem 2 fases:
1 - fase oxidativa: com finalidade de obter NADPH e ribose
2 - fase não oxidativa: objetivo de produzir alta quantidade NADPH
1 - FASE OXIDATIVA:
- em células com alta taxa de mitose (objetivo dessas células é fazer biossíntese e de ac
nucleicos e para isso necessitam de pentoses)
- essa fase produz pentoses-fosfato (ribose) e NADPH
- no citoplasma da célula
1 - conversão da glicose-6-fosfato -> glicose-6-fosfato-desidrogenase (enzima que faz o processo de
oxidação) =>> 6-fosfogluconolactona e o NADP+ será reduzido a NADPH + prótons livres (H)
2 - trasnformar 6-fosfogluconolactona em 6-fosfogluconato a partir da hidratação com a enzima
6-fosfogluconolactase
3 - mais uma oxidação: o 6-fosfogluconato é transformado em ribulose 5-fosfato, nessa etapa há
uma descarboxilação oxidativa (remoção de ác. carboxílico e remove prótons e elétrons,
transformando NADP+ NADPH), catalisada pela enzima 6-fosfogluconato-desidrogenase
O produto da via seria:
- a partir de 1 molécula de glicose-6-fosfato se produz 1 molécula de ribose-5-fosfato,
2NADP+ oxidados serão convertidos em 2 NADPH oxidados + 2 prótons livres (H+)
2 - FASE NÃO OXIDATIVA
- vão acontecer principalmente em células com alta demanda por anabolismo ou por NADPH
para deixar o ambiente da célula mais redutor
- em tecidos com alta demanda de NADPH, as pentoses-fosfato produzidas na fase oxidativa
são recicladas em glicose-6-fosfato (parte de glicose 6 fosfato e retorna para
glicose-6-fosfato)
- esse estágio oferece carboidratos de 5carbonos para biossíntese e introduz açúcares-fosfatos
na glicólise e na gliconeogênese
A ribulose que é produzida na fase oxidativa, é
isomerizada a ribose ou epimerizada a xilulose.
> ao fim são produzidas moléculas de 3 e 6
carbonos, que podem novamente ser convertidas
em glicose-6-fosfato.
RESUMO:
- ribulose-5-fosfato é epimerizada a
xilulose-5-fosfato
- ribulose-5-fosfato-epimerase,
transforma ribulose-5-fosfato (seu
epímero - moléculas de carbono que
diferem a posição de hidroxila de um
carbono) em xilulose-5-fosfato.
(ACIMA)
- os próximos passos serão rearranjos dos esqueletos carbonos a partir de transcetolases e
transaldolases (transferências de carbonos) (ABAIXO)
- a transcetolase reúne a xilulose-5-fosfato e ribose-5-fosfato e produz uma molécula de 7
carbonos (sedoheptulose-7-fosfato) e uma de 3 carbonos (gliceraldeído-3-fosfato)
- posteriormente a transaldolase utiliza a sedoheptulose-7-fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato
e transforma essas duas moléculas em frutose-6-fosfatos (6C) e eritrose-4-fosfato (4C) .
- a frutose-6-fosfatos pode ser isomerizada a glicose-6-fosfato pela fosfohexose-isomerase
- além disso, essa eritrose pode ser reorganizada com outra xilulose pela transcetolase,
gerando uma frutose-6-fosfato e um gliceraldeído-3-fosfato
- e a frutose-6-fosfato é isomerizada a glicose
- >>> e parte para o início da via das pentoses que é a glicose
Primeira reação catalisada pela transcetolase
- a transcetolase catalisa a transferência de um fragmento de 2 carbonos de uma cetose
doadora a uma aldose aceptora
- no caso a cetose doadora seria a xilulose e a aldose aceptora a ribose
- cetose doadora se transforma em uma aldose, aldose aceptora dos 2 carbonos se transforma
em uma cetose
segunda reação - catalisada pela transaldolase
- um fragmento de 3 carbonos é removido da sedoheptulose-7-fosfato e condensado com o
gliceraldeído-3-fosfato, formando frutose-6-fosfato e a tetrose eritrose 4 fosfato
- A sedoheptulose que é uma cetose (7C) se transforma em uma aldose (4C - eritrose). O
gliceraldeído (3C), uma aldose, que recebe 3 carbonos se transforma em uma cetose, a
frutose-6-fosfato
terceira reação é
catalisada pela
transcetolase
- cetose doadora (rosa) (xilulose-5-fosfato) se transforma em aldose (gliceraldeído-3-fosfato) e
aldose aceptora (eritrose-4-fosfato) se transforma em cetose (frutose-6-fosfato)
EQUAÇÃO GERAL DA VIA DAS PENTOSES:
3 glicose-6-fosfato + NADP+ + 3H20 >>> 2 frutose-6-fosfato + gliceraldeído-3-fosfato + 6NADPH +
3CO2 + 6H+Controle do destino da glicose pela célula
Localização da via:
- as enzimas da via das pentoses-fosfato estão localizadas no citosol
- essas vias dos carboidratos compartilham muitos intermediários e enzimas
Controle da via:
- (o destino da glicose-6-fosfato) depende das necessidades da célula e da concentração de
NADP+ no citosol.
- as concentrações de NADP+ e NADH determinam a velocidade da via das pentoses e ela é
controlada principalmente na primeira etapa da via que é realizada pela
glicose-6-fosfato-desidrogenase, que transforma a glicose-6-fosfato em
6-fosfogliconolactona, produzindo uma molécula de NADPH + próton
- se a célula estiver em alta taxa de síntese ou precisando de um ambiente extremamente
redutor com altas concentrações de NADPH a via será estimulada.
- em um ambiente com alta taxa de síntese, NADPH é consumida em alta velocidade
- em um ambiente extremamente oxidativo, os prótons e elétrons
do NADPH serão usados para neutralizar os radicais livres, então a
concentração de NADPH diminui e NADP+ aumenta = a taxa da via
das pentoses aumenta tbm, para produção de mais NADPH.
- A concentração elevada de NADP+ estimula alostericamente a
gliceraldeído-6-fosfato-desidrogenase (G6PD) e aumenta o fluxo
da via das pentoses
- Se a célula estiver precisando de uma alta síntese de NADPH, a
glicose será desviada da via glicolítica para via das pentoses. Se
estiver em alta taxa de divisão celular faz a síntese tanto de NADPH
quanto de ribose.
05/04
gliconeogênese -
https://www.youtube.com/watch?v=aSCM8nVFgUQ&t=1s
metabolismo do glicogênio -
https://www.youtube.com/watch?v=iFgcOdoeSFg&t=1s
Gliconeogênese
> caracterizar de forma geral a via da gliconeogênese
- "nova síntese da glicose"
- nos animais, existem células que são dependentes de
glicose (eritrócitos, células do testiculo, músculo
esquelético usa mt, nosso cérebro - nutriente preferido
dele)
- Em hipoglicemia - há diminuição do nível de glicose no
corpo
- é uma via endergônica
https://www.youtube.com/watch?v=aSCM8nVFgUQ&t=1s
https://www.youtube.com/watch?v=iFgcOdoeSFg&t=1s
- a síntese de glicose acontece a partir de precursores que não são carboidratos (não são
polihidroxicetonas ou polihidroxialdeídos)
- a gliconeogênese converte moléculas pequenas em glicose (6C) e piruvato e os compostos
com três e quatro carbonos
- a gliconeogênese ocorre em todos os animais, vegetais, fungos e microrganismos
- gliconeogênese é a síntese da molécula de glicose, a glicólise é a degradação => não são vias
idênticas e ocorrem em direções opostas.
- 7 das 10 reações enzimáticas da gliconeogênese são o inverso das reações glicolíticas = a
gliconeogênese e a glicólise compartilham as etapas
que são reversíveis (além de acontecerem em
ambientes similares, compartilharem intermediários
e enzimas), porém a gliconeogênese tem 4 contornos
para as 3 reações irreversíveis da glicólise.
- em animais, as duas vias ocorrem principalmente no
citosol e necessitam de regulação recíproca e
coordenada (não ocorrem ao mesmo tempo, pois
uma degrada e outra produz)
a via ocorre em 3 locais específicos:
- fígado (principal local)
- córtex renal
- células epiteliais do intestino delgado
(microvilosidades)
Reações de contorno da gliconeogênese :
1º passo de contorno: Conversão de piruvato em
fosfoenolpiruvato - exergônica
- em eucariotos, requer enzimas existentes tanto no citosol como nas mitocôndrias
- essa é a via predominante quando piruvato e alanina são os precursores glicogênicos
- ocorre na mitocôndria (mais uma diferença pra glicólise, que só ocorre no citosol)
- duas enzimas: piruvato-carboxilase e PEP-carboxicinase
- o piruvato vai ser convertido em oxaloacetato, e o oxaloacetato em fosfoenolpiruvato
> no esquema:
- o bicarbonato + piruvato é uma reação dependente de
transferência de energia do atp, e usa um cofator = biotina (que
ativa e transporta bicarbonato), formando oxaloacetato => ocorre
uma carboxilação (adição de um grupo carboxílico no piruvato)
- o oxaloacetato reage com o GTP, no sítio ativo da
PEP-carboxicinase, há uma descarboxilação (LIBEROU CO2) e
adição de um grupo fosfato (transformou o gtp em gdp)
>> síntese: 1ª reação: carboxilação do piruvato a oxaloacetato
2ª reação: oxaloacetato é reduzido a malato
- o malato deixa a mitocôndria por meio de um transportador e no citosol ele é reoxidado:
- o malato através da malato-desidrogenase citosólica é oxidado a oxaloacetato (nad+
oxidado a nadh +h+)
- oxaloacetato através da PEP-carboxinase citosólica descarboxila e fosforila a PEP (libera CO2)
A OUTRA FORMA:
- pelo lactato no fígado: a lactato-desidrogenase é oxidado a piruvato (nadh > nad+)
- Na mitocôndria o piruvato sofre uma carboxilação pela piruvato-carboxilase a oxaloacetato
(4C).
- a PEP-carboxinase mitocondrial fosforila o oxaloacetato a PEP
piruvato + atp +gtp +hco3- > pep + adp + gdp + p1 +co2
2º passo: conversão de frutose-1,6-bifosfato a frutose-6-fosfato
- a frutose-1,6-fosfatase (FBPase-1) promove a hidrólise irreversível do fosfato em C1
frutose-1,6-fosfato + h20 ---hidrólise---> frutose-6-fosfato + Pi delta g = -16,3kj/mol
3º passo: conversão de glicose-6-fosfato em glicose
- A reação catalisada pela glicose-6-fosfatase não requer síntese de atp, é apenas a hidrólise
da ligação fosfato.
- essa enzima é encontrada no lúmen do retículo endoplasmático de hepatócitos, de células
renais e células epiteliais do intestino delgado
- somente tecido que faz a gliconeogênese tem essa enzima
- a glicose sem o fosfato, sai da célula
glicose-6-fosfato + h20 -> glicose +pi delta g = -13,8 kj/mol
- a gliconeogênese é uma via endergônica - anabólica, onde há a construção de uma
molécula
- para cada molécula de glicose formada a partir do piruvato, 6 grupos fosfatos de alta energia
são consumidos, 4 na forma de atp e 2 gtp (e mais 2nadh)
-
EQUAÇÃO GERAL GLICONEOGÊNSESE:
para produzir 1 molécula de glicose:
2 piruvato + 4atp + 2gtp + 2nadh + 2h+ + 2h2o > glicose + 4adp +2 gdp+ 6pi + 2nad+
> conhecer os precursores para a gliconeogênese
- os principais substratos da síntese da glicose são piruvato, os intermediários do ciclo do
ácido cítrico, aminoácidos e compostos de 2 carbonos como a acetil CoA
- nos mamíferos os principais precursores são lactato, quase todos os aminoácidos e o glicerol
> Lactato
- a glicólise gera grandes quantidades de lactato no músculo e nas hemácias, o qual é
convertido em piruvato no fígado
- o piruvato pode ser usado como substrato para a gliconeogênese
- nos ruminantes o propionato e o lactato produzidos pelos microrganismos no lúmen são
absorvidos e entram na via da gliconeogênese
> CICLO DE CORI: o músculo em contração vigorosa vai pegar a glicose, via glicolítica, produz
piruvato e produz atp (será usado na contração muscular actina-miosina). O piruvato é reduzido a
lactato, regenerando nadh, que vira nad+ e volta pra via glicolítica (degradando glicose e fazendo
atp). O lactato é excretado na corrente sanguínea, onde será filtrado nos tecidos que fazem
gliconeogênese. O fígado capta o lactato, e na gliconeogênese ele é convertido em glicose através de
várias reações. A glicose cai na via sanguínea e vai para o músculo = continua o ciclo. (quem investe
energia é o fígado!)
> Glicerol
- nos mamíferos não ocorre a conversão líquida de ácidos graxos em glicose
- o catabolismo de triacilgliceróis produz glicerol e acetil-coa
- o glicerol pode ser convertido em glicose
>o glicerol é fosforilado no fígado pela glicerol-quinase formando glicerol-3-fosfato (se a célula não
estiver precisando de glicose = ele poderá ser utilizado no complexo de
glicerol-3-fosfato-desidrogenase), já se houver hipoglicemia, ele será reconhecido pela
glicerol-3-fosfato-desidrogenase citosólica, que irá oxidar o glicerol-3-fosfato e o nad+ a
dihidroxiacetona e nadh h+
> compreender a regulação entre a glicólise e gliconeogênese:
- a glicólise é catabolica (oxidativa de degradação) e a gliconeogênese é anabólica