Glicólise

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Maria Eduarda Nóbrega 
FMP – 2º Período 2021.2 
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A via glicolítica é utilizada em todos os tecidos para a quebra da glicose, 
com o objetivo de fornecer energia (na forma de ATP) e intermediários 
para outras vias metabólicas. A glicólise é a oxidação parcial da glicose e 
por meio de sua oxidação, transforma-se energia potencial em energia 
útil e calor. 
Todas as células utilizam a glicose e fazem glicólise, podendo esta ser 
aeróbica ou anaeróbica. 
A glicólise é um processo citossólico que compreende 10 reações, as quais oxidam a glicose até o ácido pirúvico. Dessa 
forma, o produto final da glicólise é o ácido pirúvico (sua forma salina é o piruvato). 
A etapa seguinte é a transformação do piruvato em acetil-CoA, a qual vai ser oxidada no ciclo de Krebs. 
 
 
 
 
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Glicólise 
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ENZIMAS IMPORTANTES: 
Enzimas quinases - faz transferência de radical fosfato: 
 Hexoquinase – fosforiza moléculas de 6 carbonos. Distribuída em todas as células do organismo. 
 Glicoquinase – específica para a molécula da glicose. Concentra-se nas células do fígado e Beta-pancreáticas. 
 
As reações enzimáticas não são reversíveis. 
 
 
 
1. A glicose vai receber um radical fosfato (esse fosfato é proveniente da um ATP e essa fosforilação é feita por uma 
hexoquinase), no carbono 6, passando a ser chamada de glicose-6-fosfato. 
 
 
 
OBS: No fígado, a fosforilação só acontece quando as concentrações de glicose estão muito elevadas. Ex. pós 
refeição. 
OBS: A glicoquinase possui Km (kapa-M) muito maior do que a hexoquinase, fazendo com que seja necessária 
maior concentração plasmática de glicose para hemissaturação (atingir metade da velocidade máxima). A 
glicoquinase, então, possui alta velocidade máxima, permitindo que o fígado remova, eficientemente, o excesso 
de glicose fornecido pela circulação porta após o consumo de uma reação rica em carboidratos. Essa característica 
evita que grande quantidade de glicose chega à circulação sistêmica, minimizando a hiperglicemia após comer. 
Portanto, a GLICOSE É UM EFETOR ALOSTÉRICO DA HEXOQUINASE. 
Etapas da Glicólise 
OBS: O fígado não precisa de insulina para fosforizar a glicose, mas a ativação da glicoquinase é insulino-
dependenete. 
A insulina é liberada pelas células beta do pâncreas em situações em que a glicemia está maior do que a faixa 
normal no sangue (pós –brandial). 
OBS: A glicose 6P é um composto importante na junção de diversas vias metabólica: glicólise, gliconeogênese, via 
das pentoses-fosfato, glicogênese e glicogenólise. 
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2. A glicose 6P, então, sofre uma reação de isomerização, sendo convertida em frutose 6P a partir da enzima 
hexossemonofosfatoisomerase. 
Isomeria, pois, um a glicose 6P é um aldeído enquanto que a frutose é uma cetona. Fenômeno reversível. 
 
 
3. Essa frutose 6P é fosforilada pela enzima fosfofrutoquinase-1 (enzima que fosforila a frutose 6P), a qual introduz 
um radical fosfato na outra extremidade, criando a frutose-1,6-bifosfato. 
 
 
 
4. A frutose 1,6 bifosfato é quebrada pela enzima aldolase em diidroxicetona-P e gliceraldeido-3P. 
A diidroxicetona 3P é utilizada em outros processos sem ser a via glicolítica porém pode ser transformada em 
aetaldeido para permanecer na via. 
Aplicação Clínica: No caso de pacientes com diabetes mellitus, essa função hepática de tirar o excesso de glicose 
fica comprometida pela não funcionalidade ou não expressão da glicoquinase. Portanto, observa-se hiperglicemia 
em jejum. 
OBS: a fosfofrutoquinase-1 é a enzima reguladora principal da via glicolítica, sendo o passo limitante da reação. 
Por que a enzima reguladora não é a primeira hexoquinase? 
Porque a glicose 6-fosfato não é exclusiva para a via glicolítica, já que pode ser convertida em glicogênio, em 
pentoses, em lipídeos, etc. A partir da fosforilação da frutose, o processo passa a ser característico da via 
glicolítica, sendo assim a enzima fosfofrutoquinase a reguladora das etapas seguintes. 
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5. A partir daqui começam as reações de ganho (investment pays off e ganha atp). Como na glicólise utiliza-se o 
gliceraldeido 3P, a diidroxicetona-3P é convertida em gliceraldeído-6P, tendo, então, a partir de agora, duas 
moléculas de gliceraldeído-3-fosfato. 
 
 
6. Por intermédio de uma reação de desidrogenação, o gliceraldeido 3P é transformado pela enzima gliceraldeído-3P-
desidrogenase, em 1,3 bifosfato glicerato, utilizando um fosfato inorgânico. 
 
OBS: Utilização de ATP – benefícios: 
1. O uso de ATP ocorre como investimento para um saldo maior no final da reação inteira (glicólise). 
2. Um outro ponto benéfico da fosforilação é permitir o reconhecimento enzimático da molécula. 
3. Sem contar que quando essa molécula for quebrada na metade, cada molécula (isômero) permanece 
fosfatada. 
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8. O 3-fosfoglicerato é convertido por uma mutase em 2-fosfoglicerato, uma reação de isomerase, sendo reversível. 
Com essa mudança posicional, permite-se a desidratação. 
 
 
9. O 2-fosfoglicerato sofre uma reação de desidratação (catalisada por uma enolase, que é dependente de Mg+2 ou 
Mn+2), formando o fosfoenolpiruvato (PEP), que contém uma reação com fosfato de alta energia. 
Liberando água estabelece-se uma ligação dupla. Ou seja, com a liberação de elétrons cria-se outra ligação de alta 
energia. 
 
 
10. Na respiração aeróbica: O fosfato de alta energia quando quebrada permite a fosforilação de outro ADP por uma 
fosforilação a nível de substrato. Forma-se um ATP, sendo essa reação catalisada pela piruvato quinase. A molécula 
resultante é o ácido pirúvico (cujo sal se chama piruvato). 
 
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GLICOLISE ANAERÓBICA 
O receptor final de elétrons é o próprio ácido pirúvico, sendo transformado em um metabólito hidrozilado, chamado 
de ácido láctico (lactato). 
Quando o suprimento de oxigênio é fraco, a reoxidação mitocondrial do NADH formado durante a glicólise é 
prejudicada, então o NADH é reoxidado pela redução de piruvato para lactato, permitindo que a glicólise continue. 
Embora a glicólise possa ocorrer em condições anaeróbicas, isso tem um preço, pois o processo limita a quantidade 
de ATP formada por mol de glicose oxidada, de modo que uma quantidade muito maior de glicose precisa ser 
metabolizada em condições anaeróbias do que em condições aeróbias para se obter o mesmo saldo. 
 
 
 
 
 
OBS: HEMACIAS não tem mitocôndria, portanto eritrócitos fazem respiração anaeróbica e o produto final é o 
ácido láctico (ou lactato em sua forma salina). 
Aplicação Clínica: O ácido láctico consegue ser fisio-patológico: 
Causa isquemia (falha da circulação devido à falta de oxigênio), podendo até causar o infarto agudo do miocárdio. 
Ao se formar uma obstrução (coagulo) em uma coronária, a área fica isquêmica (sem oxigênio). Dessa forma, o 
coração precisa permanecer batendo, porém, seu metabolismo agora é anaeróbio pois não há oxigênio. Isto pode 
levar a um acumulo do ácido láctico, que causa dor. A dor e o acumulo acarreta no infarto agudo do miocárdio. 
Em um exame laboratorial, a quantidade de lactato pode servir como um prognóstico do problema. Quanto maior 
a obstrução mais ácido lático se forma, portanto, maior o risco de infarto. Acompanhando essa quantidade de 
lactato no sangue, há como ter uma ideia do grau de risco do paciente nos próximos dias. 
Nesse mesmo espectro, a presença da enzima lactato-desidrogenase no sangue indica lesão do miocárdio 
também, mostrando o mesmo prognóstico. 
OBS: Resumo da última etapa final: 
G. Aeróbica – O produto final de elétrons é o piruvato e o receptor final de elétrons, o oxigênio na fosforilaçãooxidativa (o NAD capta esses elétrons levando-os para a cadeia respiratória). Como o ácido pirúvico não tem 
fosfato, ele pode circular livremente pela célula. Assim, nos casos de respiração aeróbica, o ácido pirúvico é levado 
para a mitocôndria, onde continuará a via glicolítica através de processos de oxidação no ciclo de Krebs. 
G. Anaeróbica – Se não for utilizado o oxigênio (que é o aceptor final de elétrons na respiração aeróbica), o 
aceptor final de elétrons é o próprio piruvato, dando origem ao lactato ou ácido lático, no caso da respiração 
lática feita pelo músculo esquelético em condições anaeróbicas. 
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Alosteria – Ativação ou inibição da atividade enzimática. Permitindo que a via funcione normalmente ou parando 
ela. 
Glicose 6P 
Glicose 6-fosfato funciona como um efetor alostérico da hexoquinase, ou seja, a glicose-6-fosfato ativa ou inibe a 
atividade enzimática. Se uma célula diminui o consumo de glicose, logo no início da sua utilização, um produto da sua 
fosforilação inibe a sua utilização. 
 
ATP 
O próprio ATP atua como um regulador alostérico negativo. Lembrando que células não estocam ATP, e sim produzem 
à medida que há demanda. 
No repouso há regulação do tônus muscular e quando se faz exercício, há consumo de ATP. Porém se no consumo de 
ATP houver a necessidade de parada imediata (o musculo diminui o consumo de ATP), o ATP que não foi usado (que 
sobrou) inibe as enzimas 6-fosfotoquinase e o piruvatoquinase para parar de produzir ATP. 
O ATP funciona como um bloqueio da oxidação da glicose pois não há necessidade de energia. Funcionam como 
reguladores alostéricos das enzimas. Sempre se autorregulando. 
 
 
A partir da enzima Aldolase, tudo se multiplica por dois, logo o número de ATPs produzidos são 4 ATPs, porém a célula 
usou 2 ATPs nas reações iniciais, portanto o saldo é 2 ATP. 
Entretanto, na presença do Oxigênio os hidrogênios são transferidos para o O, e durante o transporte , quando iniciado 
pelo NAD. Há três complexos com a capacidade de gerar energia (ver os complexos na parte de fosforilação oxidativa) 
 
 
Alta taxa da glicólise em tumores sugere alvos para quimioterapia e facilita o diagnóstico 
Em muitos tipos de tumores encontrados em humanos e em outros animais, a captação e a degradação de glicose 
ocorrem cerca de 10 vezes mais rápido do que em tecidos normais, não cancerosos. A maior parte das células tumorais 
cresce em condições de hipóxia. Devido à falta, pelo menos inicialmente, das redes capilares que suprem com oxigênio 
suficiente. Portanto, para fazer a mesma quantidade de ATP, as células tumorais devem captar muito mais glicose do 
que as células normais, convertendo-a a piruvato e depois a lactato enquanto reciclam NADH. Provável que as duas 
etapas iniciais na transformação de uma célula normal em uma célula tumoral sejam (1) a mudança para a 
dependência da glicólise na produção de ATP, e (2) o desenvolvimento de tolerância a pH baixo no fluido extracelular 
(causado pela liberação do produto final da glicólise, o ácido láctico). Em geral, quanto mais agressivo e o tumor, maior 
e a taxa de glicólise. 
Essa dependência maior dos tumores pela glicólise em comparação aos tecidos normais sugere uma possibilidade de 
terapia anticâncer: inibidores da glicólise poderiam atingir e matar tumores por esgotar seu suprimento de ATP. 
Inibidores da hexocinase mostram-se promissores como agentes quimioterápicos. 
Por impedir a formação de glicose-6-fosfato, esses compostos não apenas privam as células tumorais de ATP 
glicoliticamente produzido, mas tambem evitam a formação de pentoses-fosfato pela via das pentoses-fosfato, que 
Reguladores Alostéricos da Glicólise 
Balanço Energético 
Aplicação Clínica 
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tambem inicia com glicose 6P. Na ausência de pentoses-fosfato, a célula não consegue sintetizar os nucleotídeos 
essenciais para a síntese de DNA e de RNA, e assim não consegue crescer nem se dividir. 
A alta taxa glicolítica em células tumorais tambem tem utilidade para diagnósticos. As taxas relativas em que os 
tecidos captam glicose podem ser usadas em alguns casos para identificar a localização de tumores. Em tomografia 
por emissão de pósitrons (PET, de pósitron emission tomography), injeta-se nos pacientes um análogo inofensivo da 
glicose isotopicamente marcado que é captado, mas não metabolizado pelos tecidos. Esse composto é captado pelos 
transportadores GLUT, sendo um bom substrato para a hexoquinase, mas não pode ser convertido ao intermediário 
enediol na reação da fosfo-hexose-isomerase e consequentemente se acumula. A extensão do seu acumulo depende 
da sua taxa de captação e fosforilacao, que, como citado anteriormente, costuma ser 10 ou mais vezes maior em 
tumores do que em tecidos normais. O decaimento do isótopo libera pósitrons que podem ser detectados por uma 
série de detectores sensíveis localizados ao redor do corpo, o que permite a localização acurada do produto 
acumulado. 
Ao lado vemos a imagem de uma paciente adulto do sexo masculino que sofreu 
remoção cirúrgica de um câncer de pele primário (melanoma maligno). O painel 
da esquerda é uma varredura por PET após o paciente ter ingerido 2-flúor-2-
desoxiglicose (FdG) marcada com 18F (isotopo mencionado acima). Os pontos 
escuros indicam regiões de alta utilização da glicose. Como esperado, o cérebro 
e a bexiga estão fortemente marcados – o cérebro porque utiliza a maior parte 
da glicose consumida pelo corpo, e a bexiga porque o 6-fosfo-FdG marcado com 
18F é excretado na urina. 
Quando a intensidade da marcação na varredura por PET é traduzida em cor falsa 
(a intensidade aumenta de verde para amarelo para vermelho) e a imagem é 
sobreposta à varredura por TC, a imagem resultante (direita) revela câncer nos 
ossos da coluna vertebral superior, no fígado e em algumas regiões musculares, 
todos resultantes da propagação do melanoma maligno primário. 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA: 
MORAN; HORTON; SCRIMGEOUR; PERRY. Bioquímica. 5ª. edição. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 
2013 
LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed. 
Capitulo 14:Glicólise, Gliconeogenese e a Via das Pentoses-Fosfato.