Glicólise: Etapas e Transporte de Glicose

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BIOQUÍMICA LUIZA LOPES CARVALHO 
Glicolise 
 Na Glicólise, uma molécula de Glicose é degradada, no 
citosol, em uma série de reações catalisadas por enzimas 
para liberar duas moléculas do composto Piruvato, 
contendo cada uma delas três átomos de carbono. 
 Durante as reações sequenciais (10 etapas) da Glicólise, 
parte da energia livre liberada da glicose é conservada na 
forma de ATP e NADH (carreadores ativados). 
 Para cada molécula de Glicose que entra na via Glicolítica, 
duas moléculas de ATP são inicialmente consumidas para 
fornecer a energia necessária para preparar o açúcar a 
ser dividido- ‘’Fase de preparação’’- até a quinta etapa. 
Esse investimento de energia é mais do que recuperado 
nas etapas subsequentes da glicólise, quando quatro 
moléculas de ATP são produzidas. A energia é também 
capturada nesta ‘’Fase de pagamento’’- sexta à décima 
etapa - na forma de NADH (energia armazenada em 
elétrons). 
 
Transporte de glicose: 
 A glicose entra na célula via GLUT's - Uma proteína de 
membrana que garante a difusão facilitada da Glicose. (A 
favor do gradiente - Transporte passivo). 
 GLUT 2 Presente nas membranas de hepatócitos 
(remoção do excesso de glicose no sangue) e células beta 
do pâncreas (Regulação de insulina). 
 GLUT 4 Presente nas membranas das vesículas 
secretoras, células musculares e adiposas. 
Insulinodependente. 
 
Etapas: 
 Etapa 1A Glicose é fosforilada pelo ATP para formar 
um açúcar fosfatado- Glicose-6-fosfato. A carga negativa 
do fosfato impede a passagem do açúcar fosfatado 
através da membrana plasmática, prendendo a glicose 
dentro da célula. Esta reação, que é irreversível (Reação 
alostérica) sob as condições intracelulares, é catalisada 
pela Hexoquinase (Encontrada na maior parte dos 
tecidos) ou Glicocinase (Encontrada no fígado e nas 
células betas do pâncreas). 
A Hexoquinase apresenta alta afinidade (Baixo Km) pela 
glicose e baixa Vmáx e é inibida pela Glicose-6-fosfato. 
 
 Etapa 2 A enzima Fosfoglicose Isomerase catalisa a 
isomerização reversível (não é uma reação alostérica) de 
uma aldose, a Glicose-6-fosfato, em uma cetose, a 
Frutose-6-fosfato (Move o oxigênio do carbono 1 para o 
carbono 2). 
 
 Etapa 3 A Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) catalisa a 
transferência de um grupo fosfato do ATP para a Frutose-
6-fosfato para liberar Frutose-1,6-bifosfato. 
A atividade da PFK-1 é aumentada sempre que o 
suprimento de ATP da célula se torna baixo ou quando 
existe um excesso de produtos da hidrólise do ATP, ADP 
e AMP. 
Essa enzima é inibida sempre que a célula tem amplo 
suprimento de ATP e quando ela está bem suprida de 
outros combustíveis como os ácidos graxos. 
 
 Etapa 4 A Frutose-1,6-bifosfato é clivada (catálise da 
Aldolase) para liberar duas trioses fosfato diferentes, o 
Gliceraldeído-3-fosfato, uma aldose, e a 
Diiddroxiacetona fosfato, uma cetose (Não é uma reação 
alostérica, mas é importante). 
 
 Etapa 5  Apenas uma das trioses fosfato formada pela 
Aldolase – Gliceraldeído-3-fosfato – pode ser 
diretamente degradada nos passos subsequentes da 
Glicólise. Entretanto, o outro produto, a Diidroxiacetona 
fosfato, é rápida e reversivelmente 
convertido/isomerado em Gliceraldeído-3-fosfato pela 
quinta enzima da sequência glicolítica, a Triose Fosfato 
Isomerase. Essa reação finaliza a etapa preparatória da 
Glicólise. 
 
OBS: Lembre-se de que uma molécula de Glicose libera 
duas moléculas de Gliceraldeído-3-fosfato. 
 
 Etapa 6 (Endergônica) O primeiro passo da Fase de 
Pagamento da Glicólise é a conversão do Gliceraldeído-3-
fosfato em 1,3-bifosfoglicerato, catalisado pela 
Gliceraldeído-3-fosfato Desidrogenase. O grupo aldeído 
do Gliceraldeído-3-fosfato é desidrogenado. O receptor 
de Hidrogênio nessa reação é a Coenzima NAD+ 
(oxidado), o qual é reduzido pela transferência 
enzimática do íon hidreto para o NAD+ e, é liberado como 
NADH (reduzida). 
 
 
 
BIOQUÍMICA LUIZA LOPES CARVALHO 
 Etapa 7 (Exergônica) A enzima Fosfoglicerato quinase 
transfere o grupo fosfato de alta energia do grupo 
carboxila do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP, formando 
o ATP e 3-fosfoglicerato. Essa enzima recebeu seu nome 
pela reação inversa. Como todas as enzimas, ela catalisa 
a reação em ambas as direções. 
 
 Etapa 8 O éster fosfato remanescente no 3-
fosfoglicerato que tem baixa energia livre de hidrólise, é 
movido do carbono 3 para o carbono 2 formando o 2-
fosfoglicerato. Reação catalisada pela enzima 
Fosfoglicerato mutase. (Potencial de transferência não 
muito alto). 
 
 Etapa 9 A enzima Enolase promove a remoção 
reversível de uma molécula de água do 2-fosfoglicerato 
para liberar Fosfoenolpiruvato (Ligação enol fosfato de 
alta energia sintetizada). Aumento do potencial de 
transferência. 
 
 Etapa 10 O último passo da Glicólise é a transferência 
do grupamento fosfato de alta energia para o ADP 
formando o ATP, catalisada pela Piruvato quinase que 
requer K+ e Mg2+. Nesta reação, o produto Piruvato 
aparece primeiro na sua forma enol. Entretanto, a partir 
da tautomerização, libera a forma cetônica. 
 
SALDO FINAL: 
-Glicose + 2 NAD+ + 2 Pi  2 Piruvatos + 2 H+ + 2 ATP + 2 
H2O 
-SALDO ENERGÉTICO: 2 ATP + 2 NADH 
 
Regulação da Glicólise: 
 Os necessários ajustes na velocidade da Glicólise são 
conseguidos pela regulação de duas enzimas dessa via: a 
Hexoquinase, Fosfofrutoquinase-1 e a Piruvato quinase. 
Essas três enzimas são reguladas alostericamente. 
 
HEXOQUINASE: 
 É inibida alostericamente por Glicose-6-fosfato. Porém, 
nos hepatócitos essa inibição não ocorre, uma vez que 
apresenta uma isoforma da Hexoquinase- a 
Glicoquinase-, a qual não é modulada pelo excesso de 
Glicose-6-fosfato. 
 
 
 Apresenta alta afinidade por glicose, trabalha 
praticamente em Vmáx quando há disponibilidade de 
glicose. Já a Glicoquinase, apresenta baixa afinidade por 
glicose, ou seja, continua trabalhando mesmo quando há 
grande quantidade de glicose. 
 A Glicoquinase sofre ação de uma proteína reguladora 
quando há baixa disponibilidade de glicose. Existe no 
núcleo um inibidor proteico que se liga a ela e a mantém 
‘’sequestrada’’ no núcleo quando a frutose-6-fosfato no 
hepatócito está em alta. A Glicoquinase só é liberada 
para o citosol quando a concentração de glicose está alta. 
 
FOSFOFRUTOQUINASE-1: 
 O ATP inibe a PFK-1 ligando-se a um sítio alostérico e 
diminuindo a afinidade da enzima pelo seu outro 
substrato, a Frutose-6-fosfato. 
 Quando o consumo de ATP ultrapassa a sua produção, o 
ADP e o AMP aumentam de concentração e agem 
alostericamente para diminuir essa inibição pelo ATP. 
Esses efeitos se combinam para produzir atividades 
maiores da enzima quando a Frutose-6-fosfato, ADP ou 
AMP aumentam de concentração e para baixar a 
atividade quando o ATP se acumula. 
 Concentrações altas de citrato aumentam o efeito 
inibidor do ATP, reduzindo ainda mais o fluxo da glicose 
por meio da glicólise. 
 O regulador alostérico positivo mais significativo da PFK-
1 é a Frutose-2,6-bifosfato. 
-PFK-2: Glicose-6-fosfato --> Frutose-2,6-bifosfato 
-A frutose-2,6-bifosfatase converte a Frutose-2,6-
bifosfato em Glicose-6-fosfato. 
-Fosforilação da PFK-2-- Inativa a PFK2 e ativa a frutose-
2,6-bifosfatase 
-GLUCAGON (estado de hipoglicemia)  Estimula a 
fosforilação da PFK-2, a inativa, logo, diminui a 
quantidade de frutose-2,6-bifosfato, logo diminui a 
ativação da PFK-1 e trava a via glicolítica. 
-INSULINA Desfosforilação da PFK-2. 
 
PIRUVATO QUINASE: 
 Altas concentrações de ATP inibem a Piruvato quinase 
alostericamente, diminuindo a afinidade da enzima por 
seu substrato,o Fosfoenolpiruvato. 
 Também é inibida pelo Acetil-CoA e por ácidos graxos de 
cadeia longa. 
 
BIOQUÍMICA LUIZA LOPES CARVALHO 
Destinos do piruvato: 
 As duas moléculas de piruvato formadas a partir da 
glicólise de uma molécula de glicose pode seguir 
diferentes caminhos a depender da célula e de suas 
necessidades. 
 Em condições aeróbias, o piruvato origina Acetil-CoA que 
segue para o Ciclo de Ácido Cítrico e é oxidado até CO2 e 
H2O. neste processo, graças a presença de O2, o NADH 
formado pela desidrogenação do gliceroaldeído-3-
fosfato é reoxidado a NAD+. 
 No entanto, sob condições de hipóxia como durante a 
prática de exercício físico, a ausência de oxigênio impede 
a regeneração do NAD+. Neste caso, a regeneração do 
NAD+ dá-se pela formação do lactato a partir do piruvato 
que é reduzido pela ação da enzima lactato 
desidrogenase, recebendo os elétrons captados pelo 
NADH. O mesmo processo, chamado fermentação lática, 
ocorre nos eritrócitos já que estes não dispõem de 
mitocôndria. Também ocorre em células cartilaginosas e 
adiposas. 
 Outra via que pode ser seguida pelo piruvato é a da 
reação catalisada pela piruvato descarboxilase que vai 
gerar aldeído acético. Este, ao receber os elétrons 
captados pelo NADH, reduz-se e forma o etanol. Assim, 
ao ser oxidado, o NAD+ pode voltar à via glicolítica 
garantindo sua continuidade. Esse processo é chamado 
de fermentação alcóolica e não ocorre no organismo 
humano.