Glicólise e Ciclo do Acido Cítrico

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Metabolismo de carboidratos - SEM 2
-O metabolismo é uma rede de reações químicas que ocorre nas céls e essas reações são classificadas como CATABOLICAS (onde ocorre degradação de moleculas) ou ANABÓLICAS (síntese)
Reações catabolicas: quebram moléculas complexas (proteínas, polissacarídeos ou lipídeos) produzindo moléculas mais simples como C02 , NH3 (amônia) e água
Reações anabólicas: formam produtos finais complexos a partir de precursores simples como síntese de um polissacarídeo (a partir de proteína) e glicogênio (a partir de glicose).
 Proposito das reações catabólicas
-Captura de energia química, obtida da degradação de moléculas combustíveis ricas em energia para formar trifosfato de adenosina (ATP)
-Conversão de moléculas da dieta ou moléculas armazenadas nas nossas células para que isso se converta em blocos constitutivos necessários para a síntese de moléculas complexas
 Carboidratos, classificação e função
-Biomoléculas mais abundantes, formadas por C, H e O
Funções: fonte de energia, reserva de energia, estrutural, matéria prima para a biossíntese de outras biomoléculas 
Classificação
MONOSSACARÍDEOS: açúcares simples que NÃO são quebrados em unidades menores. Ex: Glicose, Frutose e Galactose
Glicose -> fonte de energia essencial 
Frutose -> encontrada em adoçantes e convertida em glicose
DISSACARÍDEOS: açúcares que, por hidrólise, produzem 2 monossacarídeos que ficam ligados um ao outro por ligações glicosídicas
Ex: Lactose (galactose + glicose), Maltose (glicose + glicose), Sacarose (glicose + frutose)
OLIGOSSACARÍDEOS: açúcares que, por hidrólise, produzem de 3 a 20 monossacarídeos. Exemplos: octassacarídeos (8 monossacarídeos)
POLISSACARÍDEOS: açúcares que, por hidrólise, fornecem mais de 20 monossacarídeos. Exemplos: amido, celulose, quitina, glicogênio
Por que não armazenamos glicose (monossacarídeo)?
-Porque a glicose é molecula osmoticamente ativa e isso leva muita água pra dentro da célula o que poderia fazer com nossas céls explodissem
-Então a forma mais compacta de armazenamento de energia é por meio do glicogênio que enrolamento de polímeros de glicose
 Glicólise 
· Principal via metabólica de energia para as células 
· Sequência de reações que matabolizam uma molécula de glicose em 2 de piruvato gerando 2 ATP e 2 molécula de NADH
· Pode ser um processo anaeróbico 
· Ocorre no citoplasma da célula
Fase preparativa
· Fosforilação da glicose e sua conversão a gliceraldeido-3-fosfato
1ª etapa: ocorre fosforilação, onde tem inserção de um grupo fosfato da glicose no sexto carbono pela hexocinase e com gasto de ATP
2ª etapa: a glicose é convertida em glicose-6-fosfato (isomerização) isso é irreversível, ela é convertida em frutose-6-fosfato pela fosfo-hexose-isomerase e isso é reversível 
3ª etapa: acontece nova fosforilação da frutose- 6-fosfato no grupo do carbono 1 e ela se transforma em futose-1,6-bisfofato, ocorre quebra de ATP gerando ADP pela enzima fosfofrutocinase-1 e isso é irreversível 
4ª etapa: frutose 1,6-bisfofato é clivada pela aldolase gerando 2molec de 3 carbono, o dihidroxiacetona-fosfato e o gliceraldeido 3-fosfato
Fase de pagamento 
· Conversão oxidativa do gliceraldeido-3-fosfato em piruvato e formação acoplada de ATP e NADH
5ª etapa: isomerização da Di-Hidroxiacetona-fosfato em gliceraldeido-3-fosfato através da triose-fosfato-isomerase (TIM)
-Ocorre em dose dupla, porque se tem 2molec de Gliceraldeido-3-fosfato
6º etapa: gliceradeído-3- -fosfato é oxidado e fosforilado por fosfato inorgânico (não por ATP) para formar 1,3-bifosfoglicerato
7ª-10ª etapa: ocorre liberação de energia quando as duas moleculas de 1,3-bifosfoglicerato é convertida em duas moléculas de piruvato
-A molecula de 1,3-bifosfoglicerato se transforma em 3 fosfoglicerato perdendo um fosfato que é importante para a geração de ATP através da fosfoglicerato cinase, essa é transformada em 2-fosfoglicerato pela fosfoglicerato mutase, esse é transformado em fosfoenolpiruvato pela enolase liberando agua, esse sofre ação da piruvato-cinase formando o piruvato e 2 ATP (irreversível)
Todos esses processos formam:
Estado alimentado da via glicolitica 
-Após alimentação, quando se tem um aumento da ingestão de glicose, a quantidade de glicose sanguínea aumenta aumentando a liberação de insulina, a atividade da proteína-fosfatase e aumenta a frutose-2,6-bisfofato ativando fosfofrutocinase 
Estado de jejum 
-Quando estamos sem alimentar, o nível de glicose sanguínea diminui aumentando a liberação de glucagon, aumentando AMPc e a atividade da proteína-cinase, que diminui futose-2,6-bisfofato e inibe fosfofrutocinase
Ponto de controle da Glicólise – Regulação da Fosfofrutocinase-1
· Participa da fosforilação da frutose-6-fosfato em frutose-1,6-bisfofato na fase preparativa sendo uma reação irreversível e o principal ponto de controle da via 
· A fosfofrutocinase-1 é inibida: ATP, frutose-6-fosfato e Citrato (intermediário do ciclo do ácido cítrico)
· A fosfofrutocinase-1 é ativada: AMP e frutose-2,6-bifosfato
Pontos de controle: Modulação da Piruvato Cinase
-Se eu diminuo a glicose no sangue eu vou ter pouco ATP mas muito AMPc e glucagon indicando que preciso de energia
-Levando à fosforilação e inativação da piruvato-cinase e interrupção da via glicolitica porque não tem glicose para ser quebrada 
Anemia Hemolítica (lise prematura de eritrócitos)
-Deficiência de Piruvato-Cinase nos Eritrócitos → redução da velocidade da glicólise → na produção de ATP
-Alterações na membrana do eritrócito, resultantes dessa condição → mudanças no formato da célula → fagocitose por macrófagos do baço
A via glicolitica é rigidamente controlada 
Glicólise → controlada principalmente pelas enzimas hexocinase, fosfofrutoquinase, piruvato cinase
Músculo → a atividade da enzima aumenta quando baixa a relação ATP/AMP ou seja quando o AMP está alto e o ATP baixo indicando que precisa acelerar via glicolítica 
-No excesso de acido lático, como quando a via esta acelerada ou quando se está fazendo atividade fisicia, isso leva um efeito inibidor, mostrando que tenho que inibir essa glicólise devido ao excesso dessa moléculas de ac lático que vem da quebra do piruvato 
Destino do piruvato 
 Ciclo do Ácido Cítrico / Ciclo de Krebs
-Ciclo COMUM para oxidação de moléculas energéticas(carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos)
- Maior parte das vias catabólicas do organismo converge para o ciclo do ácido cítrico
-Ocorre na matriz mitocondrial na presença de oxigênio (aeróbia) 
-Oxidação total da glicose a CO2 e H2O gerando ATP
-Produção de CO2 e captura elétrons na forma de NADH e FADH
-O piruvato sai do citoplasma entra na matriz mitocondrial e sofre descarboxilação oxidativa pela piruvato desidrogenase, o produto disso é o acetil-CoA sendo uma reação irreversível
-Ocorre condensação do oxalacetato e acetil-CoA feito pela enzima citrato-cintase gerando o citrato (ele regula a atividade dessa enzima, ele pode inibir ou controlar a velocidade da via glicolitica através da ativação ou inativação da enzima fosfofruto-cinase)
-Posteriormente ocorre desidratação com perda de agua e depois uma reidratação no isocitrato preparando para a descarboxilação oxidativa que ocorre pela isocitrato desidrogenase e forma o alfa cetoglutarato, é a primeira vez que forma um NADH e perde um CO2
-Posteriormente acontece outra descarboxilação perdendo mais CO2 e gerando outra molecula de NADH e é outro ponto de controle que acontece pelo complexo alfa cetoglutarato desidrogenase formando o Succinil-CoA e ocorre fosforilação e o GDP ganha um fosfato e gera o GTP ou ATP isso geram um succinato pela succil-CoA sintetase 
-Ocorre desidrogenação, formando um FADH controlado pela enzima succinato-desidrogenase e isso forma o fumarato que passa por uma hidratação e pela fumarase é formado o malato e então ocorre desidrogenação pela malato desidrogenase e forma o oxalacetato formado a ultima molecula de NAH
Regulação da velocidade do ciclo
-É ajustada de acordo com as necessidades de ATP e a velocidade é reduzida quandoa célula tem altos níveis de ATP
-Individuo em repouso o ciclo é lento 
Pontos primários de controle -> citrato sintase, isocitrato desidrogenase, alfa-cetoglutarato desidrogenase (enzimas geradoras de elétrons de alta energia do ciclo)
-Em altas quantidade de ATP, acetil-CoA, NADH, ac graxos bloqueiam a transformação do piruvato pela piruvato desidrogenase em acetil-CoA
-Grande quantidades de AMP, CoA, NAD, cálcio estimula 
Produtos de uma rodada do ciclo 
 
Saldo
-3 moléculas de NADH
 - 1 de FADH2 
- 1 de GTP (ATP)
 - 2 de CO2
Saldo energético na mitocôndria 
· 1 NADH produz 2,5 ATP e 1 FADH2 produz 1,5 ATP
Fosforilação oxidativa – cadeia de transporte de elétrons
Fosforilação: doação de um fosfato para o ADP para geração de ATP (ADP + Pi → ATP)
Oxidativa: presença de oxigênio (aceptor final de elétrons)
-Formação de ATP → transferência de elétrons do NADH ou FADH2 para 02 através de transportadores de elétrons
-Ocorre na membrana interna das mitocôndrias
-Fonte principal de ATP em organismos aeróbios
-Este processo finaliza a oxidação da glicose a CO2 e H2O
Cadeia de Transporte de Elétrons
-O fluxo de elétrons do NADH (principalmente pq doa 2 eletrons) e FADH2 doa életrons para o oxigênio (que é aceptor final de elétrons) através dos complexos 1,3,4 que possuem ferro, esse fluxo não resulta diretamente na síntese de ATP, então é necessário bombas de prótons que fazem o transporte de elétrons para fora da matriz mitocondrial 
-Essa transferência cria um gradiente de elétrons na membrana mitocondrial interna e um gradiente de pH, o meio externo fica com o pH mais baixo que o interno, isso gera a movimentação dos elétrons, ativando ATP sintase para produzir ATP 
-Citocromo C acoplado ao ferro e Ubiquinona também são carreadores de elétrons 
Balanço energético da oxidação completa da glicose