Glicólise e os Destinos do Piruvato

Prévia do material em texto

AMANDA	FARIA	
05/10/2020	–	2º	PERÍODO	
	
Glicólise e os Destinos do Piruvato 
VISÃO GERAL 
Na sequência do processo de glicólise, 
ocorre a continuidade do metabolismo 
glicolítico em metabolismo oxidativo para 
potencializar o ganho energético. Esse 
metabolismo oxidativo parte do produto 
gerado na glicólise que é o piruvato, sendo 
obtida duas moléculas de piruvato e 2 ATP 
de saldo. 
VIA FERMENTATIVA 
O piruvato em grandes quantidades tende 
a seguir pela via fermentativa, como nos 
atletas, os quais necessitam de grande 
demanda energética. 
Eles se situam armazenados na via 
fermentativa, porém caso a pessoa não 
precise de grande demanda energética ou 
se a maquinaria metabólica estiver 
funcionando normalmente, o piruvato é 
encaminhado para a via de oxidação 
completa. 
VIA DE OXIDAÇÃO 
A vida oxidativa utiliza o piruvato da melhor 
maneira possível a fim de gerar a maior 
quantidade energética possível. Para que 
ocorra a oxidação completa do piruvato, 
ele precisa passar pelo Ciclo de Krebs. 
CONVERSÃO DO PIRUVATO EM 
ACETIL-CoA 
O piruvato não entra no ciclo de Krebs no 
formato de piruvato, para que ele entre no 
Ciclo de Krebs, é fundamental que ele seja 
convertido em Acetil-CoA. 
Se tudo funciona corretamente, o piruvato 
não é facilmente acumulado, ele tem vias 
de escape que são: produção de lactato 
(via fermentativa) e a formação de acetil-
CoA (via oxidativa). 
A acetil-CoA é uma molécula muito 
importante no metabolismo. Ela, ao se 
associar ao oxalacetato, inicia o Ciclo de 
Krebs. 
PIRUVATO DESIDROGENASE 
A enzima piruvato desidrogenase é a 
responsável por converter o piruvato em 
acetil-CoA. Essa enzima realiza uma 
desidrogenação, recebendo um radical 
CoA, passando ser a estrutura acetil-CoA, 
que é a entra no Ciclo de Krebs permitindo 
com que a sequência dessa reação ocorra. 
CICLO DE KREBS 
O ciclo de Krebs é uma das etapas da 
glicólise, formado por um conjunto de 10 
reações. A ideia da oxidação completa da 
glicose tem como objetivo gerar mais 
energia que a glicólise, uma vez que ao 
transformar o piruvato em acetil-CoA e ela 
se unir ao oxalacetato, gera-se um maior 
número de reações, o que gera mais 
energia. 
ENERGIA NO CICLO DE KREBS 
No Ciclo de Krebs não há uma grande 
concentração de ATP formado, são 
formados 2 GTP, que é análogo ao ATP. 
Cada Ciclo de Krebs forma um GTP e 
ocorrem dois ciclos, uma vez que na 
glicólise formam-se dois piruvatos. 
Apesar de não ter uma grande 
concentração de ATP, no Ciclo de Krebs 
há uma grande quantidade de energia 
circulando e esse alto fluxo de energia está 
AMANDA	FARIA	
05/10/2020	–	2º	PERÍODO	
	
relacionado com intermerdiários 
energéticos, que são o NADH e o FADH2. 
Essas estruturas do NADH e do FADH2 são 
fundamentais para que posteriormente, na 
sequência do processo oxidativo, tenha 
muito mais produção de moléculas de 
energia. 
A relação de quantos ATPs são formados 
dependem de quanto NADH e FADH2 
existem. 
Cada molécula de NADH gera 3 ATP e 
cada molécula de FADH gera 2 ATP na 
estrutura da cadeia transportadora de 
elétrons. 
Sendo assim, no Ciclo de Krebs, são 
geradas 12 moléculas de ATP (3 NADH x 3 
+ 1 FADHx2 + GTP [ATP]). Essas 12 
moléculas são considerando apenas um 
ciclo, ou seja, metade de uma molécula de 
glicose. Considerando uma molécula de 
glicose inteira, são dois ciclos, o que 
resulta em 24 ATPs. 
Dois ciclos de Krebs (uma glicose) geram 
24 ATPs. 
Fora do Ciclo de Krebs também são 
formadas moléculas de NADH, sendo 
2NADH gerados na glicólise (fase de 
pagamento) e 1NADH na reação da 
piruvato desidrogenase. 
FUNÇÕES DA VIA GLICOLÍTICA 
(OXIDAÇÃO COMPLETA) 
As funções da glicólise são: 
1. Gerar ATP de forma rápida; 
2. Gerar intermediários para a síntese; 
3. Gerar NADH. 
Ao gerar o NADH, a via glicolítica gera 
energia para a cadeia transportadora de 
elétrons para que ela possa gerar muito 
mais ATP. 
 
SALDO DE NADH 
1. Glicólise: formam-se 2 NADH; 
2. Piruvato Desidrogenase: 1 NADH; 
3. Ciclo de Krebs: 6 NADH e 2 FADH. 
Ao total, entram na cadeia transportadora 
9 NADH. 
CADEIA TRANSPORTADORA DE 
ELÉTRONS 
A cadeia transportadora é por onde há a 
passagem de energia. As moléculas de 
NADH e FADH transferem energia para 
uma sequência de citocromos ou 
complexos enzimáticos que estão na 
membrana, na camada intramembranar da 
mitocôndria, na membrana interna da 
mitocôndria. 
A cadeia transportadora foi descoberta 
pelo Dr. Peter D. Mitchell, o qual ganhou o 
prêmio Nobel por essa descoberta. Ele 
mostrou como ocorre a transferência de 
energia dos próprios elétrons em energia 
química, que é a energia que permite a 
associação de ADP em ATP. Ele criou a 
Teoria Quimiomótica. 
ESQUEMA GERAL DA CTE 
As enzimas na membrana interna da 
mitocôndria são as principais responsáveis 
pela produção de ATP. 
O NADH transfere energia para o 
complexo I, permitindo que ele abra a sua 
passagem e jogue 4 H+ para o espaço 
intra-membranar. Esse complexo I 
transfere energia para o complexo II, o qual 
não é um poro, não passando nada para o 
espaço, mas transfere energia para o 
AMANDA	FARIA	
05/10/2020	–	2º	PERÍODO	
	
complexo III. O complexo III, que é um 
poro, ele por ter recebido energia, ele joga 
4 H+ para o espaço intra-membranar, além 
de transferir energia para o citocromo c, do 
complexo IV. O complexo IV também é um 
poro, permitindo a passagem de 2 H+ para 
fora. 
GRADIENTE 
Os complexos que funcionam como poros, 
eles abrem um canal para a passagem de 
íons de H nesse espaço intra-mebranar. 
Isso ocorre contra o gradiente, o espaço 
intra-membranar é carregado 
positivamente e se for forçado a entrada de 
mais íons, em algum momento por excesso 
de carga, eles tendem a ser transportados 
de volta para dentro. 
Esse transporte para o interior da 
membrana ocorre na enzima ATPsintase, 
que é a enzima F1/F0. Com a passagem de 
H por essa enzima, essa passagem gera 
um movimento da enzima, transferindo 
energia a ela para que ela possa unir o 
ADP a um Pi, gerando ATP. 
Para que se tenha energia suficiente na 
enzima, são necessários 3 íons de H 
passando por ela. 
A cada 3 íons, forma-se 1 ATP. 
 
QUANTIDADE EM SALDO 
A energia que o NADH passa para os 
complexos é a energia que ele recebeu no 
Ciclo de Krebs. 
Ao total, contando todas as moléculas de 
H+ que saíram pelos poros são 10 íons de 
H+. 
Considerando que a cada 3 H+ formam-se 
1 ATP, tendo 10 H+, são formados 3 ATP, 
sobrando 1 H+, isso a cada molécula de 
NADH. 
Como são 9 moléculas de NADH, formam-
se 27 ATP, porém em cada molécula de 
NADH sobra um H, ou seja, sobrando 9 H+, 
forma-se 3 ATP. 
Com isso, há um total de 30 ATPs. 
FADH2 
O FADH2 ao invés de transferir energia 
para o complexo I, transfere para o 
complexo II. Ao se associar ao complexo II, 
ele transfere energia, a coenzima Q 
transfere energia do complexo III, 
permitindo a ida de 4 H+ para o espaço 
intra-membranar. O complexo III, por sua 
vez, transfere energia para o complexo IX, 
permitindo a ida de mais 2 H+. 
Para cada molécula de FADH2 há a ida de 
6 H+, resultando em 2 ATPs. 
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 
O papel o O2 é produzir a água, quando ele 
se liga aos H+, que passam pelas enzimas. 
Na respiração celular, é fundamental a 
presença de O2, uma vez que ele é o 
aceptor final de elétrons da cadeia 
transportadora de elétrons. 
Sem o O2 para realizar essa função, esse 
sistema para uma vez que ele fica 
sobrecarregado devido à presença de H+ 
dentro dele. Se esse elétron não sair, não 
há esse engarrafamento, 
consequentemente, não há H+ saindo e 
não terá H+ voltando. 
CIANETO E A CTE 
O cianeto impede o transporte de oxigênio 
nas hemácias, se ligando as hemoglobinas. 
Com isso, ele impede o funcionamento da 
cadeia transportadora de elétrons por falta 
AMANDA	FARIA	
05/10/2020	–	2º	PERÍODO	
	
de oxigênio, uma vez que o oxigênio é 
essencial para a continuidade e 
funcionamento da cadeia. 
Se isso ocorre em todas as células do 
corpo, a produção de ATP é pausada em 
qualquercélula do corpo, parando de 
transferir energia. 
Assim que o individuo morre na injeção 
letal de cianeto na pena de morte dos 
EUA, há uma completa paralisação da 
utilização do oxigênio. 
 
REGULAÇÃO DA VIA GLICOLÍTICA 
Na via glicolítica, da glicólise até a 
oxidação total tem como principais pontos 
de controle os pontos iniciais: a enzima 
hexocinase, fosfofrutocinase (primeira e 
terceira enzima em pontos em que a 
glicose é mobilizada para ser quebrada) e 
piruvato cinase (formação do piruvato no 
fim da via, que permite ele ser direcionado 
para outra série de vias, majoritariamente 
aceil-CoA). 
Outra regulação importante é a dos níveis 
de ATP e níveis de substratos. Quando a 
acetil-CoA entra no ciclo de Krebs ele vai 
formar vários NADH, mas pra isso tem que 
ter disponível o NAD+ (ele tem que ficar 
disponível para o H ser liberado e os dois 
se juntarem). Além do NAD, é necessário o 
FAD. 
Os níveis de ATP regulam as velocidades 
das reações, para começar a reação já há 
um gasto de ATP. Para regular a 
velocidade de direção e reação é feita com 
o nível de ATP. Se há muito ATP, não é 
necessário estimular a produção de ATP, a 
via foca em gerar outros processos que 
utilizam esse ATP.