BioquimicaII bloco1

Prévia do material em texto

Resumo de Bioquímica II – Bloco 1
Metabolismo Celular
Metabolismo ( conjunto de reações que uma célula utiliza para viver. 
A célula usa a energia livre de Gibbs.
O ATP libera sua energia por uma reação de hidrólise:
ATP + H2O ( ADP + PI. O ATP deve estar conjugado com MG para que seja reconhecido pelas enzimas.
Reações que compõem o metabolismo:
Degradação da Glicose: Glicólise, Ciclo do ácido cítrico e Fosforilação oxidativa. Consiste num processo de oxidação que deve estar acoplado a um processo de redução.
GLICÓLISE
Consiste em duas fases: fase preparatória (de 1 a 4) e fase de pagamento (de 5 a 10).
Passo1 – Processo irreversível, catalisado pela enzima hexoquinase, a Glicose é fosforilada tornando-se Glicose-6-fosfato.
Passo2 – A Glicose-6-fosfato é convertida em Frutose-6-fosfato.
Passo3 – Processo irreversível, catalisado pela enzima fosfofrutoquinase 1 (PFK1) a Frutose-6-fosfato e novamente fosforilada para formar Frutose –1,6-bifosfato.
Passo 4 – A Frutose-1,6-bifosfato é quebrada para liberar o Gliceraldeído-3-fosfato e Diidroxicetona fosfato.
Passo 5 – A Diidroxicetona fosfato é isomerizada em Gliceraldeído-3-fosfato e com isso termina a Primeira fase da glicólise.
Note de duas moléculas de ATP precisam ser investidas, aumentando o conteúdo de energia livre dos intermediários.
Passo 7 ao 10 – Ocorre a liberação de energia quando ambas as moléculas de 1,3-bifosfatoglicerato são convertidas em duas moléculas de Piruvato. Passo 10 catalisado pelo piruvato quinas.. 
O produto líquido da glicólise são duas moléculas de ATP por molécula de glicose empregada, uma vez que duas moléculas de ATP são investidas na fase preparatória. Além disso, quatro elétrons são transferidos de duas moléculas do gliceraldeído 3-fosfato para duas moléculas de NAD.
Regulação:
A glicose em excesso é convertida em glicogênio. A regulação evita o acúmulo de intermediários e o desperdício de energia pela célula. Todos os processos de regulação atuam nas enzimas. As rotas metabólicas são reguladas por sua ação irreversível.
Três reações da glicólise são muito exergônicas e devido a isso são irreversíveis: as catalisadas pela hexoquinase, PFK1 e piruvato quinase. Logo, a célula regula a ativação da glicose nessas três enzimas.
Hexoquinase ( catalisa a entrada de glicose na via glicolítica. Sofre retroinibião, ou seja, é inibida pelo seu produto em excesso.
PFK1 ( o ATP inibe a PFK1, diminuindo sua afinidade pela frutose-6-fosfato.
Além disso, o Citrato é um regulador alostérico da PFK1, pois concentrações altas de citrato aumentam o efeito inibidor do ATP, o que faz diminuir ainda mais o fluxo de glicose.
O citrato é um sinal intracelular de que a célula está suprindo adequadamente suas necessidades energéticas. Se este citrato esta agindo, significa que tem alta concentração de glicose.
Isoenzimas:
Grupo de enzimas que catalisam a mesma reação, porém com diferenças na estrutura primária que alteram suas propriedades. Com isso a célula se adapta ao organismo. 
Hexoquinase e Glucoquinase ( A Hexoquinase (músculo) têm muito mais afinidade pelo substrato que a Glucoquinase (fígado). 
Essa diferença existe por que o fígado faz um acúmulo de glicogênio, logo precisa de glicose para o seu metabolismo e para reserva de glicogênio.
Além disso, a hexoquinase é inibida pelo seu produto, e a glucoquinase não.
Quando a glicose entra na célula, a hexoquinase e a glucoquinase transformam-na em Glicose-6-fosfato, fazendo com que não seja reconhecida pelo GLUT, que é seu transportador para dentro da célula. Porém, o fígado, não fica captando glicose sempre, pois outros órgãos também precisam dela. Se seu nível começa a diminuir, o glucagon e a insulina regulam sua liberação no sangue.
PFK ( O ATP diminui a afinidade dessa enzima pela frutose. Quando se adiciona AMP aumenta um pouco essa afinidade.
Quando o nível de glicose no sangue diminui, o hormônio glucagon avisa ao fígado para produzir e liberar mais glicose e diminuir o seu consumo para satisfazer suas necessidades próprias.
A frutose 2,6-bifosfato se liga ao sítio alostérico na PFK1, aumentando a afinidade da enzima pelo substrato e diminui sua afinidade pelos inibidores ATP e citrato..
FORMAÇÃO DO ACETIL CO-A
Antes de entrar no Ciclo de Krebs, o piruvato é oxidado para liberar Acetil-CoA e CO2 por um conjunto de estruturas chamado complexo da piruvato desidrogenase (PDH). Ocorrendo uma descarboxilação oxidativa com a remoção do grupo carboxila e formação do NADH e CO2.
Esse acetil Côa não é consumido e sua formação guarda muita energia.
Complexo da piruvato desidrogenase (PDH) ( Complexo de enzimas E1 + E2 + E3.
1º - E1: O piruvato é descarboxilado formando um carbânion. É necessário então a TPP para transportar o carbanion.
2º - O carbanion reage com a lipoamida
3º - A enzima E2 incorpora o Côa.
4º - A E3 regenera a forma reduzida para oxidada e transfere os elétrons da E2 para o NAD.
Reguladores da PDH
Inibição por produto ( inibida por altas concentrações de NADH e AcetilCoA.
Modificação covalente ( Regulada pela E1, ativa na forma defosforilada (regulada pela piruvato desidrogenase fosfatase) e inibida na forma fosforilada (regulada pela piruvato desidrogenase kinase).
Quando a piruvato desidrogenase fosfatase esta ativa, a piruvato desidrogenase kinase esta inativa, e vice-versa.
CICLO DE KREBS
Etapa 1 – Condensação: realizada na matriz mitocondrial. Processo irreversível regulado pela enzima citrato sintase, formando Citrato.
Etapa 2 – Isomerização: processo reversível. 1º desidratação e 2º hidratação pelo intermediário Aconitase. Formando Isocitrato.
Etapa 3 – Descarboxilação oxidativa: formação de NADH, irreversível.
Etapa 4 – Descarboxilação oxidativa: incorpora uma Côa e forma NADH, também irreversível.
Etapa 5 – Libera ATP (ou GTP).
Etapa 6 – Desidrogenação: liberação de FADH2, reversível.
Etapa 7 – Hidratação.
Etapa 8 – Desidrogenação.
A maior parte da síntese de ATP ainda não aconteceu.
Reação anapleróticas ( Os intermediários do Ciclo do ácido cítrico podem ser usados para biossíntese. Á medida que são removidos para servirem de precursores biossinteticos, eles são repostos por meio de reações anapleróticas. 
Regulação do Ciclo do Ácido Cítrico:
As reações irreversíveis são reguladas.
PDH ( é fortemente inibido por ATP e AcetilCoA e NADH. Porém a atividade é ativada quando a demanda energética volta a ser alta e é necessário um fluxo maior de AcetilCoA para o ciclo.
No ciclo, três passos são influenciados por inibidores: citrato sintase, isocitrato desidrogenase e (-cetoglutarato desidrogenase. Cada um deles pode ser um passo limitante na reação global.
A acumulação dos produtos inibe todos os três passos. Já os íons Cálcio e a demanda de ATP ativam as enzimas.
OBS: ácidos Graxos de cadeia longa podem ser usados como precursores de AcetilCoA através da ( oxidação. Esses ácidos graxos inibem a transição de Piruvato em Acetil CoA, pois no momento de degradação do ácido graxo, a célula não degrada glicose.
MITOCÔNDRIA
Glicólise ( Citoplasma
Ciclo e Cadeia ( Mitocôndria.
Organela com duas membranas: externa bem permeável e interna seletiva.
Os elétrons passam através de uma série de transportadores ligados a membrana. Existem moléculas transportadoras de elétrons que os recebem e continuam estáveis. São elas:
NAD
Flavoproteínas
Ubiquinona ( também chamada de coenzima Q. Hidrofóbica, na membrana interna. Pode aceitar um elétron formando a semiquinona ou dois elétrons formando a ubiquinol. Difunde-se livremente na camada lipídica mitocondrial. Como transporta tanto prótons quanto elétrons, ela desempenha um papel central no acoplamento de elétrons ao movimento de prótons. 
Citocromos ( existem três classes: a b e c. Seu grupo Heme ajuda a hemoglobina a transportar oxigênio.
Proteínas ferro-enxofre ( o ferro está presente não na heme, mas associado a átomos de enxofre, formando sítios de coordenação.
Cada um desses elementos forma a Cadeia Respiratória., retirando elétronsdo NADH, transformando-os em ATP.
CADEIA RESPIRATÓRIA
Os carregadores de elétrons funcionam em ordem crescente do potencial de redução, uma vez que os elétrons fluem espontaneamente dos carregadores de menor potencial para os de maior.
Cada complexo é responsável pela retirada do elétron de uma molécula e transferi-lo para outro. Os complexos I e II catalisam a transferência de elétrons para a ubiquinoina a partir do NADH e do succinato. O complexo III transporta elétrons da ubiquinona até o citocromo c, e o complexo IV completa a seqüência transferindo elétrons do citocromo c para o O2.
Na ausência de O2 os complexos ficam reduzidos não realizando a transferência de elétrons, pois é o O2 que é o aceptor final de elétrons.
Durante a transferência de elétrons do Complexo II a variação de energia livre é pequena, ao contrário dos outros.
Durante o processo do Succinato no Complexo II, ele usa o FAD, pois este é mais fácil de reduzir já que o succinato não gera energia suficiente para reduzir uma molécula de NAD. Gerando FADH2 e fumarato.
Em cada complexo I, III e IV há uma grande variação de energia livre, que é usada para bombear prótons da matriz da membrana criando um gradiente de concentração de prótons. Criando uma energia potencial.
Força Próton-Motora ( uso do potencial de prótons que a célula usa para a síntese de ATP. 
Na fosforilação oxidativa os prótons voltam para a matriz mitocondrial, pois a ATPsintase (F1/Fo) é responsável em transformar essa energia potencial de saída de prótons da matriz, em energia química, formando ATP, através da entrada de H na matriz mitocondrial.
Inibidores de Cadeia Respiratória:
Retenona (complexo I), Antimeina A (complexo III) e CN- ou CO (complexo IV).
Síntese de ATP:
A transferência de elétrons libera e a força próton-motriz libera energia livre mais que suficiente para formar ATP.
O modelo quimiosmótico a força próton-motora dirige a síntese de ATP á medida que os prótons fluem passivamente de volta para a matriz através de um poro para prótons associado a ATP sintase. Essa teoria explica a dependência da síntese de ATP na mitocôndria do transporte de elétrons. Quando o fluxo de prótons para dentro da matriz através da ATPsintase é bloqueado, não existe outro caminho para o retorno de prótons, e a continua extrusão de prótons provocada pela atividade da cadeia respiratória gera um grande gradiente de prótons. A força próton-motriz aumenta até que a energia livre do bombeaemtno de prótons para fora da matriz contra essa gradiente se iguale ou exceda a energia liberada pela transferência de elétrons do NADH para o O2..
Entretanto, em certas condições e reagentes podem desacoplar a oxidação da fosforilação. Certos compostos causam o desacoplamento sem romper a estrutura mitocondrial: DNP e FCCP: ácidos fracos que se difundem através da membrana da mitocôndria. Após entrarem na matriz mitocondrial na forma protonada, eles liberam próton, e com isto dissipam a gradiente de prótons.
Fuga de elétrons:
 Os elétrons chegam à matriz mitocondrial e reagem com o oxigênio criando. Porém existem enzimas especiais da própria mitocôndria que controlam esses radicais.
Quanto mais a mitocôndria trabalhar, mais radicais ela produz. Esse estágio de produção de radicais pela alta atividade é chamado de Stress Oxidativo.
Acoplamento Mitocondrial:
A cadeia respiratória e a síntese de ATP ocorrem simultaneamente e correlacionadas, porém com a adição de alguns compostos ocorre o desacoplamento dos processos.
DNP ( com o aumento da concentração de prótons, o DNP é protonado e sai de forma ionizada, podendo assim atravessar a membrana externa. Com esse seqüestro de prótons ele altera o gradiente da membrana interna, desativando a ATPsintase, e ativa a cadeia respiratória causando o desacoplamento.
Se não houver essa compensação pela cadeia Respiratória saem citocromos da mitocôndria pelo citoplasma, indicando uma morte celular por apoptose.
FCCP ( realiza o mesmo processo da DNP, a energia que antes era utilizada para a síntese de ATP, passa a ser liberada na forma de calor.
VCP ( proteína desacopladora, presente em algumas mitocôndrias, também liberam H para o citoplasma, diminuindo a atividade da ATPsintase.
ATPsintase ( 2 domínios, que possuem várias subunidades entre essas estão o sítio ativo da enzima que vai sintetizar ATP em cada etapa o ciclo catalítico da enzima um dos 3 sítios encontra-se em uma das 3 possibilidades.
Aberto: deixa ATP sair
Fechado: síntese de ATP
Frouxo: forma ADP + PI.
Cada vez que os sítios se modificam a enzima precisa de energia, que é proveniente da dissipação do H, fazendo a porção Fo girar, gerando energia.
Não existe regulação sofisticada na síntese de ATP. O que irá regular é a disponibilidade de ADP e Pi.
Translocadores de ADP/ATP: Embora o papel primário do gradiente de prótons da mitocôndria seja o de fornecer energia para a síntese de ATP, a força próton-motriz também comanda vários processos de transporte essenciais á fosforilação oxidativa. Fosfatotranslocase (simporte) e adenina nucleotídeo translocase (antiporte). Ligando glicólise a fosforilação oxidativa.
Lançadeira de Malato/Aspartato: NADH -> os elétrons presentes nele irão entrar na mitocôndria via Malato, sofre processos e liberam seus elétrons e saem da mitocôndria na forma de aspartato. (essa lançadeira esta presente nas células do fígado, rim e coração.)
Lançadeira Glicerol-3-fosfato: utilizada pelas células do cérebro e músculo. O rendimento energético é menor pois o NADH vai originar FADH2. Ocorre a redução da dihidroxicetona em glicerol-3-fosfato e outra enzima realiza o processo inverso, liberando os elétrons na forma de FADH2 na mitocôndria.
Os músculos acumulam ATP na forma de fosfocreatina, que será degradada na ausência ou baixa concentração de O2. Se não for suficiente, ele fará respiração anaeróbica.
� EMBED PowerPoint.Slide.8 ���
� EMBED PBrush ���
� EMBED PBrush ���
� EMBED PBrush ���
� EMBED PBrush ���
_1345811057/ole-[42, 4D, 56, AB, 07, 00, 00, 00]
_1345815752/ole-[42, 4D, B2, F5, 09, 00, 00, 00]
_1345818885/ole-[42, 4D, 0E, FD, 05, 00, 00, 00]
_1345814224/ole-[42, 4D, 56, 2B, 0A, 00, 00, 00]
_1345809599.ppt
*
*
*