Via Glicolítica - Glicólise

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GLICÓLISE 
INTRODUÇÃO 
 A glicose é o principal substrato oxidável na 
maioria dos seres vivos. 
 A glicólise é a principal via de utilização na 
glicose. 
 Ocorre no citosol. 
 Pode ocorrer com a disponibilidade de 
oxigênio (aerobiose) ou sem a 
disponibilidade de oxigênio 
(anaerobiose). 
 Converte uma molécula de glicose em duas 
moléculas de piruvato. 
 Tem como produto final: 2 piruvatos + 2 ATPs + 
2 NADH. 
 Possui 10 reações divididas em 2 fases. 
PRINCIPAIS CAMINHOS METABÓLICOS QUE 
UTILIZAM GLICOSE 
Quatro vias mais significativas que utilizam a glicose, 
devido a quantidade da mesma que flui através dessas 
vias. 
 Síntese de polímeros estruturais: matriz 
extracelular e polissacarídeos da parede celular. 
 Oxidação via pentose-fosfato: ribose-5-fosfato. 
 Armazenamento: glicogênio, amido e sacarose. 
 Oxidação por glicose: piruvato. 
DESTINOS PARA O PIRUVATO 
Os destinos dependem da disponibilidade ou não 
disponibilidade de oxigênio. 
 Condições de hipóxia ou condições 
anaeróbicas: fermentação do piruvato até 
etanol. 
 Condições anaeróbicas: fermentação do 
piruvato até lactato. 
 Condições aeróbicas: ciclo de Krebs. 
CONSUMO DE ENERGIA 
 Ocorre através da hidrolise de ATP. 
 As etapas da glicólise podem ser endergônicas ou 
exergônicas: 
 Etapas endergônicas: há o preparo da 
molécula de glicose para ser clivada. 
 Etapas exergônicas: há a síntese de 
ATP, onde essas moléculas se formam a 
partir da energia liberada durante o 
processo oxidativo. 
VIA GLICOLÍTICA 
 A glicólise é dividida em dois estágios: 
 Estágio 1 (preparatório ou de 
investimento): há o gasto de 2 
moléculas de ATP e converte a glicose 
em gliceraldeído-6-fosfato. 
 Estágio 2 (compensação ou de 
pagamento): duas moléculas de 3 
carbonos (G3P) são convertidos em duas 
moléculas de piruvato. 
ESTÁGIO 1 – FASE PREPARATÓRIA OU DE 
INVESTIMENTO 
 Nessa fase dois ATPs são hidrolisados para 
fosforizar a molécula de glicose. 
 Produto: 2 gliceraldeído-3-fosfato. 
1° REAÇÃO 
FOSFORILAÇÃO DA GLICOSE 
 
 ΔG da reação é negativo e grande. 
 Dependente de energia, sendo acoplado à 
clivagem de uma molécula de ATP. 
 Catalisado pela enzima hexocinase. 
 A hexocinase é regulada, ou seja, é 
inibida alostericamente pelo produto 
(glicose-6-fosfato). Essa enzima está 
presente em baixas concentrações nos 
tecidos extra-hepáticos e possui baixo 
Km, ou seja, alta afinidade pelo seu 
substrato (glicose). Sua função é 
permitir o uso da glicose pelos tecidos 
mesmo quando os níveis de sangue no 
sangue forem baixos. 
 Nas células do parênquima hepáticos e 
ilhotas pancreáticas, a reação é 
catalisada pela glicocinase, que possui 
sua atividade induzida e afetada por 
mudanças nutricionais. Essa enzima 
possui alto Km, ou seja, baixa afinidade 
por seu substrato (glicose). Ela opera em 
ótimas condições em níveis elevados de 
glicose no sangue. Sua função é remover 
a glicose do sangue após a alimentação. 
 Após ser fosforilada, a glicose não pode mais sair 
da célula, mantendo o nível de glicose na célula 
mais baixo, em relação a concentração 
extracelular. 
 O produto final dessa reação (glicose-6-fosfato), 
além de ser usada nas próximas etapas da via, 
também é utilizada em outras vias metabólicas: 
gliconeagênese, via das pentoses, 
glicogenagênese e glicogenólise. 
2 ° REAÇÃO 
ISOMERAÇÃO DA GLICOSE 6P À FRUTOSE 6P 
 
 Reação reversível. 
 Reação de isomerização aldose-cetose. 
 Catalisada pela enzima fosfohexose-isomerase. 
3° REAÇÃO 
FOSFORILAÇÃO DA FRUTOSE-6-FOSFATO 
 
 ΔG da reação é negativo e grande. 
 Reação reversível nas condições celulares. 
 Catalisada pela enzima fosfofrutocinase (PFK). 
 Faz com que a reação seja altamente 
regulada. 
 Enzima alostérica: tem sua atividade 
aumentada quando a carga energética é 
baixa e diminuída quando a carga 
energética é alta. 
 Enzima induzível: sua síntese pode ser 
induzida em determinada situação 
metabólica. 
 A PKF possui papel importante na 
regulação da velocidade da via. 
 A molécula de frutose 6P é fosforilada na 
hidroxila do carbono 1, gerando uma frutose 
1,6-bifosfato. 
4° REAÇÃO 
QUEBRA DA FRUTOSE 1,6-BIFOSFATO EM DUAS 
TRIOSES 
 
 Reação reversível. 
 ΔG da reação é alto. 
 Mesmo com o ΔG alto, a reação é 
reversível (in vivo) pois há uma rápida 
remoção dos produtos pelas reações 
subsequentes. 
 Catalisada pela enzima aldose. 
 A frutose 1,6-bifosfato é clivada pela aldose e 
gera duas moléculas isômeras de 3 carbonos: 
glirealdeído 3P (3P) e dihidroxiacetona 
fosfato (DHAP). 
5° REAÇÃO 
INTERCONVERSÃO DE GAP E DHAP 
 
 Reação reversível. 
 Até essa reação a molécula de glicose foi 
parcialmente quebrada em 2 moléculas de 
gliceraldeido-3-fosfato. 
 Catalisada pelas enzimas aldolase e triose 
fosfato isomerase (TPI). 
FASE 2 – FASE DE PAGAMENTO OU DE 
COMPENSAÇÃO 
 Produção de 4 ATPs. 
 Formação de dois intermediários fosfatados 
(compostos de alta energia): 1,3-
bifosfaglicerato e fosfoenolpiruvato. 
 Saldo líquido: 2 ATPs + 2 NADH + 2 piruvatos. 
 Produto: 2 piruvatos + 2 NADH (+H+) + 4 ATPs. 
6° REAÇÃO 
OXIDAÇÃO DO GAP E REDUÇÃO DO NAD+ 
 
 Reação reversível. 
 Catalisada pela enzima glirealdeído-3-fosfato 
desidrogenase. 
 Oxidação e fosforilação simultânea do G3P, 
formando uma molécula 1,3-bifosfaglicerato. 
 Formação da primeira molécula de alta 
energia na glicólise. 
 O fosfato inorgânico (Pi) é usado como doador de 
fosfato. 
REDUÇÃO DO NAD+ 
 Gera energia para a formação da ligação 
covalente entre G3P e o Pi. 
 A reação de oxidação reduz a molécula de NAD+ a 
NADH. 
 O NADH nessa reação pode gerar ATO, a partir da 
reoxidação pela cadeia transportadora de 
elétrons. 
7° REAÇÃO 
FOSFORILAÇÃO DA 1° MOLÉCULA DE ATP 
 
 Síntese de ATP a partir de um fosfato de alta 
energia. 
 Fosforilação em nível de substrato: 
formação de 2 moléculas de triose 
fosfato a partir da glicose, gerando 2 
moléculas de ATP. 
 Catalisada pela enzima fosfoglicerato-cinase. 
8° REAÇÃO 
TRANSFERÊNCIA DO FOSFATO DO CARBONO 3 PARA 
O CARBONO 2 
 
 Reação reversível. 
 Catalisada pela enzima fosfoglicerato-mutase. 
 Conversão do 3-fosfoglicerato em 2-
fosfoglicerato. 
9° REAÇÃO 
PRODUÇÃO DO 2° FOSFATO DE ALTA ENERGIA 
 
 Reação reversível. 
 Catalisada pela enzima enolase. 
 Essa enzima reorganiza a molécula para 
que fique de uma forma em que mais 
energia seja liberada na sua hidrólise. 
 Desidratação e redistribuição de energia 
dentro da molécula. 
 Formação do fosfoenolpiruvato (PEP), que é o 
2° composto de alta energia gerado na glicólise. 
 Essa formação acontece devido à 
proximidade do grupo hidroxila com o 
íon fosfato. 
10° REAÇÃO 
PRODUÇÃO DA 2° MOLÉCULA DE ATP 
 
 ΔG da reação é grande e negativo. 
 Reação é irreversível nas condições celulares. 
 Ocorre a síntese de ATP. 
 Fosforilação em nível do substrato: o 
PEP transfere seu grupo fosfato para o 
ADP, formando uma molécula de ATP. 
 Reação regulada. 
 Catalisada pela enzima piruvato-cinase. 
EQUAÇÃO GERAL DA GLICÓLISE 
 
 
REGULAÇÃO DA VIA GLICOLÍTICA 
 A glicólise possui 3 reações irreversíveis e 
exergônicas, que são os principais sítios de 
regulação da via. 
 As reações reguladoras: 
 1° reação: catalisada pela hexocinase. 
 3° reação: catalisada pela enzima 
fosfofrutocinase. 
 10° reação: catalisada pela enzima 
piruvato-cinase. 
 Princípio de máxima economia: quando o 
balanço de ATP for positivo (se houver muito 
ATP nas células), a via será inibida; já em baixas 
concentrações de ATP, a via é ativada. 
A via nunca está parada, mas sim acontece em 
maior ou menor velocidade, se a via glicolítica for 
paralisada, o organismo é levado à morte. 
FERMENTAÇÃO 
 Em condições anaeróbicas o piruvato será 
reduzido pelo NADH, formando: 
 Lactato: fermentação lática. 
 Etanole CO2: fermentação alcoólica. 
FERMENTAÇÃO LÁTICA 
 
 A reação é catalisada pelo complexo enzimático 
lactato-desidrogenase. 
 A molécula de NAD+ é regenerada e pode ser 
reutilizada na via. 
 Ocorre no músculo, hemácias, em algumas outras 
células e em alguns microrganismos. 
FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA 
 
 Conversão do piruvato em etanol e CO2. 
 Duas reações sucessivas: 
 1° reação (reação de 
descarboxilação): o piruvato é 
convertido em acetaldeído, com 
liberação de CO2. Essa reação é 
catalisada pela piruvato-
descarboxilase. 
 2° reação (reação de reoxidação): 
conversão do acetaldeído em etanol pela 
reoxidação do NADH a NAD+. Essa 
reação é catalisada pela álcool-
desidrogenase. 
 
VISÃO GERAL DA GLICOLISE