1 Glicólise pdf

Prévia do material em texto

Bioquímica II 
Letícia H. Cossa 
GLICÓLISE 
 Glicólise: quebra das moléculas de glicose. 
 Gliconeogênese: formação de glicose a partir de uma 
molécula orgânica que não seja carboidrato. 
 A glicose além de um excelente combustível é uma 
molécula versátil. 
 Matriz extracelular e polissacarídeos de parede celular; 
 Síntese de polímeros estruturais; 
 Sofre oxidação para formar ATP; 
 Pode ser armazenada na forma de polissacarídeos, como 
glicogênio, amido, sacarose... Que são necessários para 
os momentos em que estamos em jejum. 
 É um precursor da via Ribose-5-fosfato, usada como 
precursora para a síntese de nucleotídeos. 
GLICÓLISE: “Glykys” é açúcar e “Lysis” é quebra. 
 É a quebra de uma molécula de glicose que gera duas 
moléculas de piruvato; 
 Durante essa quebra, há consequente produção de ATP. 
 Ocorre em animais, microrganismos e plantas, o que 
torna o processo universal. 
 A degradação ocorre a partir de uma sequência de 10 
reações. 
 Para alguns tecidos e células de mamíferos, a glicólise é 
a única fonte de energia metabólica, como as hemácias, 
a medula renal, o SNC e os espermatozoides. 
 
→ Esses tecidos e células não são capazes de oxidar 
completamente a molécula de glicose, por isso realizam 
somente até a etapa de glicólise. 
 Glicólise → Mitocôndria → fosforilação oxidativa. 
 Organismos aeróbicos extraem energia livre da glicose 
obtida do ambiente por meio da sua oxidação pelo 
oxigênio molecular gerando CO2 e H2O como produtos 
finais. 
 A glicólise pode ser chamada também de via glicolítica, 
via de Embden-Meyerhof-Parnas. 
 As 10 enzimas glicolítica envolvidas no processo de 
glicólise estão presentes no citoplasma. 
 
 Esse processo ocorre no citoplasma. 
ETAPAS DA OXIDAÇÃO DA GLICOSE: 
1) Glicólise citoplasma (independe de O2) 
2) Ciclo de Kerbs; 
3) Cadeia respiratória e fosforilação oxidativa. 
 
 
 
Ocorrem na mitocôndria e necessitam de O2 
REAÇÕES DA GLICÓLISE: 
São cinco reações que consomem ATP e cinco reações que 
produzem ATP. 
1) Fase preparatória: 
 2 fosforilações; 
 Quebra de 1 hexose em 2 trioses; 
 Dois ATP’s são investidos para formar compostos 
com maior energia livre de hidrólise. 
2) Fase do Pagamento: 
 Conservação da energia livre na forma de ATP e 
NADH. 
 Geração de duas moléculas de piruvato. 
→ Um ATP é utilizads para retirar o fosfato e inserir na 
glicose para que ela não consiga ser movimentada para fora 
da célula, dessa forma ficando presa interiormente. 
→ O outro ATP é utilizado para transformar a glicose em 
frutose-1,6 difosfato. 
→ Com a quebra da futose-1,6 difosfato, há formação de 
gliceraldeído 3-fosfato e dihidroxicetona-fosfato. 
→ Depois da adição de fosfato à glicose, a reação se torna 
irreversível. 
 
→ Hexocinase: é a enzima que catalisa a conversão de uma 
hexose a hexose-6-fosfato, através da hidrólise de ATP em 
ADP, transferindo assim o grupo fosfato ao monossacarídeo. 
→ Na falta de O2 o piruvato pode se transformar em lactato. 
ETAPAS DA GLICÓLISE : 
Fase preparatória: Nessa fase um ATP é consumido 
para a conversão de glicose em frutose-1,6-bifosfato. A 
Bioquímica II 
Letícia H. Cossa 
ligação entre C-3 e C-4 é clivada para formar dois 
compostos fosforilados de 3 ou 6 carbonos. 
1. Fosforilação da glicose: a glicose é ativada para as 
reações subsequentes, pela fosforilação em glicose-6-
fosfato, com ATP como doador de grupo fosforil. 
 Essa reação é catalisada pela Hexocinase, e é 
irreversível em condições intracelulares. 
 
2. A glicose-6-fosfato é convertida em frutose-6-fosfato: 
a enzima fosfo-hexose-isomerase catalisa a 
isomerização reversível da glicose-6-fosfato (aldose) 
em frutose-6fosfato (cetose). 
 
3. A fosforilação da frutose-6-fosfato a frutose-1,6-
bifosfato: a enzima fosfofrutocinase-1 catalisa a 
transferência de um grupo fosforil do ATP para a 
frutose-6-fosfato, formando a frutose-1,6-bifosfato. 
Convenção-chave: compostos 
com dois grupos fosforil 
acoplados em diferentes 
posições da molécula são 
chamados bifosfatos. 
 
4. Clivagem da frutose-1,6-bifosfato: a enzima frutose-
1,6-bifosfato-aldolase (ou aldolase), catalisa uma 
condensação aldólica reversível. A frutose-1,6-bifosfato 
é clivada para a formação de uma aldose 
(gliceraldeído-3-fosfato) e a cetose di-hidroxiacetona-
fosfato. 
 
5. Interconversão da trioses-fosfato: apenas o 
gliceraldeído-3-fosfato pode ser degradado nas etapas 
subsequentes da glicólise. O outro produto, a di-
hidroxiacetona-fosfato é convertido em gliceraldeído-3-
fosfato pela enzima triose-fosfato-isomerase. 
 Essa reação completa a fase preparatória. A hexose 
foi fosforilada em C-1 e C-6, e posteriormente 
clivada para formar duas moléculas de 
gliceraldeído-3-fosfato. 
 
Inicio da fase de pagamento 
6. Oxidação do gliceraldeído-3-fosfato e 1,3-
bifosfoglicerato: é catalisada pela enzima 
gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase. Essa é a 
primeira das duas reações de conservação de energia, 
que no final leva à formação de ATP. 
 
7. Transferência de grupo fosforil de 1,3-
bifosfoglicerato a ADP: A enzima fosfoglicerato-
cinase transfere o grupo fosforil de alta energia do 
grupo carboxil do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP, 
produzindo ATP e 3-fosfoglicerato. 
 
8. Conversão de 3-fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato: a 
enzima fosfoglicerato-mutase catalisa o deslocamento 
reversível do grupo fosforil entre C-2 e C-3 do 
glicerato. Mg2++ é essencial para essa reação. 
 
9. A desidratação de 2-fosfoglicerato a 
fosfoenolpiruvato: a enolase promove a remoção 
reversível de uma molécula de água do 2-fosfoglicerato 
para formar fosfoenolpiruvato (PEP). 
Bioquímica II 
Letícia H. Cossa 
 
10. Transferência de um grupo fosforil do fosfopiruvato 
para o ADP: a última etapa na glicólise é a 
transferência de um grupo fosforil do fosfopiruvato ao 
ADP, catalisada pela piruvato-cinase. Para que ocorra 
a reação, é necessária a presença de K+ e MG+ ou 
Mn+. 
 
 
Após a glicólise, o piruvato pode tomar três rumos: 
1. Ser reduzido a etanol – fermentação alcóolica. 
2. Ser reduzido a lactato – fermentação lática 
3. Ser completamente oxidado aa CO2 e H2O – Ciclo 
do ácido cítrico. 
→ A acetil-CoA, em união com o oxaloacetato (4C), 
formará o citrato (6C) iniciando o ciclo de Krebs. 
→ No início da cadeia respiratória, o NADH é oxidado 
gerando NAD+. O produto final desse processo será a 
oxidação completa da glicose, gerando CO2 e H2O. 
FERMENTAÇÃO: degradação de nutrientes orgânicos 
para obtenção de energia na ausência de O2. Pode ser 
fermentação lática ou alcoólica. 
Fermentação Lática: ocorre devido à falta de O2, em que o 
piruvato não entra no ciclo de Krebs, então ao invés de 
entrar na mitocôndria, o piruvato permanece no citosol e é 
reduzido à lactato. 
 Nesse processo, ocorre a oxidação do NADH gerando 
NAD+. 
 Ocorre em células musculares de pessoas em atividade 
intensa, em que a quantidade de O2 que chega às 
células é insuficiente aos tecidos. 
 Ocorre em situações de hipovolemia severa ou choque 
hipovolêmico. 
 O resultado desse processo é a oxidação incompleta da 
glicose gerando lactato. 
 Na ausência de O2, o ciclo de Krebs para, sendo que o 
piruvato é descarboxilado (libera CO2) gerando 
acetaldeído o qual é reduzido à etanol (álcool). Nesse 
processo, ocorre a oxidação do NADH gerando NAD+. 
 O lactato formado pelo musculo esquelético em 
atividade (ou pelos eritrócitos) pode ser reciclado; ele é 
transportado pelo sangue até o fígado, onde é 
convertido em glicose durante a recuperação da 
atividade muscular exaustiva. 
 
 
Fermentação alcoólica: é o tipo de fermentação realizada 
por leveduras e fungos. 
 Na fermentação alcoólica, as duas moléculas de ácido 
pirúvico produzidas são convertidas em álcool etílico 
(também chamado de etanol), com a liberação deduas 
moléculas de CO2 e a formação de duas moléculas de 
ATP. 
 Não ocorre em animais. 
 
RESPONDA: 
→ Em qual local da célula ocorre a glicólise? No 
citoplasma. 
→ A glicólise pode ser dividida em duas fases. Quais? O 
que caracteriza cada uma dessas fases? Divide-se em fase 
preparatória e fase do pagamento. Na fase preparatória, há 
gasto de 2 ATP’s para tornar a glicose imóvel e para quebrar 
a molécula, respectivamente. E na fase do pagamento, há 
conservação da energia livre na forma de ATP e NADH para 
geração de 2 piruvatos. 
→ Qual o saldo energético da glicólise? Duas moléculas de 
NADH. 
→ Qual é o produto final da glicólise e quais são os destinos 
possíveis? O produto final é o piruvato. Caso haja O2,ele 
segue para dentro da mitocôndria onde sofrera a fosforilação 
oxidativa e terminará o processo de respiração celular. Do 
contrário, na falta de O2, ele poderá sofrer fermentação. 
Bioquímica II 
Letícia H. Cossa 
→ Qual a função das fermentações? Produzir energia a 
partir da degradação de nutrientes na ausência de O2. Pode 
ocorrer fermentação lática e fermentação alcoólica. 
REGULAÇÃO DA GLICÓLISE 
 Piruvato desidrogenase catalisa três reações; 
 É regulada em três pontos: 
 Hexocinase; 
 Fosfofrutocinase; 
 Piruvatocinase; 
GLICOCINASE: 
 A fosforilação da glicose em glicose-6-fosfato é a 
primeira etapa regulada, e é irreversível, realizada pela 
hexocinase. 
 A hexocinase é encontrada em todos os tecidos e 
apresenta um baixo km, o que significa que ela tem uma 
ALTA especificidade com o substrato. 
 Desse modo, a afinidade elevada com o substrato faz 
com que ela seja ativada em baixas concentrações de 
glicose e não consegue fosforilar rapidamente altas 
quantidades de glicose. 
 É inibida pela glicose-6-fosfato. 
GLICOCINASE: 
 Está presente nas células beta-pancreáticas e no fígado. 
 É ativada em altas concentrações de glicose; 
 Fosforila rapidamente altas quantidades de glicose. 
 Não é inibida pela glicose-6-fosfato e é estimulada pela 
insulina. 
 Esses dois fatores proporcionam a retirada da glicose 
sanguínea pelo fígado. 
FOSFOFRUTOCINASE 1: 
 É uma enzima limitante da taxa da glicose, e atua na 
terceira etapa da glicólise, que converte a frutose-6-
fosfato em frutose-1,6-bifosfato. 
 É inibida pelo ATP e o citrato; 
 O ATP é um indicativo de que a energia está alta dentro 
da célula. 
 É ativada pelo AMP cíclico e pela frutose-2,6-
bofosfato. 
PFK-2 
No estado alimentado, a insulina desfosforila a PFK-2. 
Converte a frutose-6-fosfato a frutose-2,6-bifosfato. 
Em jejum, PFK-2 atua como uma fosfatase, isso implica a 
conversão da frutose-2,6-bifosfato em frutose-6-fosfato, 
favorecendo a gliconeogênese. 
GLICONEOGÊNESE 
 Utiliza vias que não são carboidratos para produzir 
glicose. 
 É uma via metabólica importante, pois alguns tecidos 
como cérebro, hemácias, medula renal, cristalino, 
córnea ocular, testículos e músculos em exercício 
necessitam de suprimento continuo de glicose. 
 Ocorre no período entre as refeições e nos períodos de 
jejum prolongado. 
 Alguns precursores da gliconeogênese são: lactato, 
piruvato, glicerol, aminoácidos e oxaloacetato. 
 Não é simplesmente o inverso da glicólise. Alguns 
passos são diferentes de tal forma que o controle de 
uma via não inativa a outra. Contudo, muitos passos são 
os mesmos; 
 “Pega o piruvato ou outro intermediário com menos 
carbonos e transforma em glicose”. 
 Em mamíferos, ocorre principalmente no fígado e em 
menor extensão, no córtex renal e nas células epiteliais 
que revestem o intestino delgado. 
 O oxaloacetato é o material de partida para a 
gliconeogênese. 
CIRCUITO DE CORI: Após exercícios vigorosos, o 
lactato produzido pela glicólise anaeróbia no músculo 
esquelético retorna para o fígado e é convertido em glicose 
novamente, que volta aos músculos e é convertida em 
glicogênio. 
ETAPAS DIFERENTES DA GLICÓLISE: 
 Piruvato para PEP. 
 Frutose-1,6-bifosfato para frutose -6-fosfato. 
 Glicose-6-fosfato para glicose. 
 No jejum, a Gliconeogênese é responsável por fornecer 
glicose para o cérebro. 
 Ácidos graxos e Aminoácidos cetogênicos não SÃO 
precursores para Glicose. 
 Possui 7 reações enzimáticas compartilhadas com a 
glicólise, porém os três passos irreversíveis precisam 
ser contornados. 
Reações de contorno na gliconeogênese: 
1. Conversão de Piruvato em Fosfoenolpiruvato (PEP): 
 A piruvato-carboxilase é a primeira enzima de 
regulação na via gliconeogênica; No citosol, 
oxaloacetato é 
convertido a 
fosfoenolpiruva
to pela PEP-
carboxilase. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Como a membrana mitocondrial não tem transportador 
para o oxaloacetato, antes de ser exportado para o 
citosol o oxaloacetato formado a partir do piruvato deve 
ser reduzido a malato pela malatodesidrogenase 
mitocondrial, com o consumo de NADH; 
 
Bioquímica II 
Letícia H. Cossa 
2. Conversão da frutose-1,6-bifosfato a futose-6-fosfato: 
como essa reação é irreversível em células intactas, a 
geração de frutose-6-fosfato a partir da frutose-1,6-
bifosfato é catalisada por uma enzima diferente, 
dependente de MGg++, a frutose-1,6-bifosfatase, que 
promove a hidrolise essencialmente irreversível do 
fosfato no C-1. 
 
Conversão de glicose-6-fosfato em glicose: essa é a reação 
final do processo; A reação catalisada pela glicose-6-
fosfatase não requer síntese de ATP, sendo a hidrolise 
simples de uma ligação éster fosfato. 
 
 
	Glicólise
	Regulação da glicólise
	gliconeogÊnese