Ciclo de Krebs, gliólise, cadeia transportadora de elétrons e neoglicogênese

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Cicl� d� Kre�
Mecanismo de ação do Monofluoracetato:
Fluoracetato se liga à COA, formando
fluoracetil-CoA, que se liga ao Oxaloacetato,
formando Fluorocitrato.
O Fluorocitrato compete com o citrato para juntar-se
com a aconitase, e acaba ganhando, o que causa o
bloqueio do CK e não há produção de ATP, levando o
animal a óbito.
Glicólis�:
É a quebra de glicose para extrair energia.
Ocorre no citosol da célula.
Formam-se 2 ATP, 2 NADH e 2 piruvatos.
Os ATP já podem ser usados para o processo de
obtenção de energia do organismo, porém o NADH e o
piruvato ainda não.
Dessa forma, estes compostos precisam entrar no CK.
Como ocorre a oxidação do piruvato?
Antes do piruvato entrar no CK, ele precisa ser
oxidado (deve ter toda sua energia extraída).
Isso acontece com o piruvato perdendo CO2,
liberando o grupamento acetil, que se liga à
coenzima-A, formando acetil-CoA, entrando no CK.
Formam-se 1 NADH e 1 CO2. Isso com apenas 1
piruvato.
Ciclo de Krebs forma NADH e FADH2 que leva
elétrons para a cada de fosforilação oxidativa ou
cadeia transportadora de elétrons, que fosforila ADP
até ATP para ser usada de fonte de energia.
Maneiras de alimentar o CK: carboidratos- glicose
(forma acetil-coa que entra no CK), lipídios- ácido
graxo (forma Acetil coa que entra no CK) e proteínas-
aminoácidos (formam intermediários do CK).
Cicl� d� Kre�:
Ocorre dentro da mitocôndria, na matriz
mitocondrial.
Formam-se: 3 NADH, 1 FADH2, 1 ATP e 2 CO2. Isso
com um piruvato.
Localização enzimática:
- Membrana interna e externa: delimitação com
o citosol.
- Cristas mitocondriais: cadeia transportadora
de elétrons e fosforilação oxidativa.
- Matriz mitocondrial: ciclo de krebs.
Acúmulo de mitocôndrias:
Em músculo cardíaco e espermatozóide, pois precisam
de muita energia.
Descarboxilação oxidativa do piruvato:
É uma ponte entre a via glicolítica (anaeróbica) e o
ciclo de krebs (aeróbico).
Retira Co2 e forma Acetil-CoA, que entra no CK.
Transporte do piruvato:
Piruvato sai do citosol e entra na matriz mitocondrial.
Complexo da piruvato desidrogenase (PDH):
É formado por três enzimas, que possuem coenzimas.
Essas coenzimas resultam do complexo B.
Animal sadio (rúmen funcional): quantidades
adequadas de tiamina.
Animal confinado (dietas ricas em concentrado):
deficiência de tiamina (redução do pH ruminal).
Polioencefalomalacia (PEM):
Acontece em animais em confinamento, com
deficiência de tiamina.
Sinais neurológicos: apatia, opistótono, andar em
círculo, cegueira, falta de coordenação motora,
movimentos de pedalagem e morte.
Regulação do Complexo PDH:
Quando o animal tem um pouco de ATP, o complexo
PDH é ativado e o CK também.
Quando o animal tem bastante ATP, o complexo PDH é
desativado e o CK também.
- por reguladores alostéricos: que podem ser
positivos ou negativos (mudam a conformação
da molécula da enzima).
- por fosforilação.
Funções do CK:
- oxidar o Acetil-CoA em Co2 e água.
- fornecer elétrons para a cadeia
transportadora de elétrons.
- gerar ATP de forma direta e indireta.
- produzir intermediários que são precursores
de compostos bioquímicos importantes.
Características do CK:
- Ciclo metabólico: inicia com oxaloacetato
ligando-se a um acetil-CoA, e no final do ciclo
ele é regenerado.
- Ocorre em aerobiose.
- É comum ao metabolismo dos carboidratos,
lipídios e proteínas.
- Via anfibólica: degrada o acetil-CoA em
dióxido de carbono e água (catabolismo) e
intermediários são usados para síntese de
outros compostos (anabolismo).
Vias de desgaste do CK:
Retirada de intermediários para sintetizar outros
compostos.
Vias de reforço do CK:
Forma intermediários do CK.
Vias anapleróticas (de reposição) do CK:
Reações que aumentam a concentração de
oxaloacetato quando aumenta a produção de
acetil-CoA ou quando há desvio de intermediário do
CK para outras vias metabólicas.
CK e seu balanço geral:
Oxidação de 1 glicose: 2 piruvatos: 2 acetil-CoA
Saldo do CK (1 acetil-CoA):
3 NADH, 1 FADH e 1 GTP (ATP) X2:
Saldo da oxidação de 1 glicose / Saldo final do
CK: 6 NADH, 2 FADH e 2 GTP (ATP).
CK em etapas:
1° etapa: Acetil-coA + oxaloacetato = citrato.
2° etapa: libera H2O do citrato e depois é
acrescentada em lugar diferente, formando seu
isômero= isocitrato.
3° etapa: liberação de CO2, produção de NADH,
formação de alfa-cetoglutarato.
4° etapa: liberação de CO2, produção de NADH,
formação de succinil-CoA.
5° etapa: forma fumarato.
6° etapa: succinato perde H , formando FADH2.
7° etapa: fumarato recebe H2O, formando Marato.
8° etapa: malato doa H, formando NADH, formando
oxaloacetato.
Cálculo do balanço energético:
NADH= 2,5 ATP
FADH= 1,5 ATP
- Glicólise: glicose (2 piruvatos + 2 NADH + 2
ATP).
2 x (2,5 ATP) + 2 ATP = 7 ATP.
- Oxidação do piruvato: 1 piruvato: acetil-CoA +
CO2 + NADH.
2 piruvatos: 2 acetil-CoA + 2 CO2 + 2 NADH
2 x (2,5 ATP)= 5 ATP.
- Ciclo de Krebs: 1 acetil-CoA: 2 CO2 + 3 NADH
+ 1 FADH2 + 1 ATP (GTP).
2 acetil- CoA: 4 CO2 + 6 NADH + 2 FADH2 +
2 ATP
6 x (2,5 ATP) + 2X (1,5 ATP) + 2 ATP = 15
ATP + 3 ATP 2 ATP = 20 ATP.
Uma molécula de glicose: 7 ATP + 2 NADH + 20 ATP =
32 ATP.
Regulação do CK:
Intermediários relacionados com energia: inibem CK,
porque já tem energia o suficiente.
Intermediários relacionados com energia gasta: ativa
o CK, porque tem pouca energia.
Cadei� transportador� d� elétron� / f�forilaçã�
�idativ�:
NADH e FADH2: têm energia que precisa ser
retirada.
Localização enzimática dos processos:
- Citosol: ocorre a glicólise.
- Matriz mitocondrial: CK e PDH (descarboxila
o piruvato em acetil-coa).
- Membrana externa: permeável ao piruvato.
- Membrana interna: precisa de canais
transportadores de moléculas que levam o piruvato a
matriz mitocondrial.
Extração de energia das macromoléculas:
- Carboidratos: formados por glicose (processo
de glicólise).
- Lipídios: formados por ácidos graxos (lipólise)
- Proteínas: formados por aminoácidos
(proteólise).
Elétrons são liberados aos poucos (em etapas)/
Estratégias celulares para síntese de ATP:
Os elétrons não podem passar diretamente para o
aceptor final da cadeia transportadora de elétrons,
haveria menos energia produzida. Por isso passa para
os complexos proteicos de membrana.
Componentes da cadeia respiratória (nível celular):
Espaço intermembranas (entre a membrana
mitocondrial externa e interna).
Há influxo de H em: CI, CIII e CIV.
Porque NADH produz 2,5 ATP e FADH2 1,5 ATP:
Mais H para voltar do espaço intermembrana para
matriz mitocondrial no caso do NADH, então ele é
responsável por formar mais ATP.
Complexo 1:
Recebe elétrons do NADH.
Coenzima Q:
Transporta transitoriamente elétrons.
Complexo 2:
Recebe elétrons do FADH2.
Complexo 3:
Leva elétrons dos complexos I e II para o III.
Complexo 4:
Entrega ao aceptor final (que é um oxigênio (O2).
Sítios de fosforilação:
NADH vai para o C1 (forma 1 ATP), vai para o C3
(forma 1 ATP) e vai para o C4 (0,5 ATP)
FADH2 vai para o C2 (não forma ATP), vai para o C3
(forma 1 ATP) e vai para o C4 (0,5 ATP).
Ponte entre a cadeia transportadora de elétrons e
a fosforilação oxidativa: ATP sintase (leva H de
volta à matriz mitocondrial).
Fosforilação oxidativa:
Fosforilação do ADP em ATP utilizando a energia
proveniente da cadeia transportadora de elétrons.
O que é um ATP:
Adenina + ribose + grupo fosfato.
Quebra do grupo fosfato: serve para obter energia.
Neoglicogênese:
Síntese de glicose a partir de fontes não glicídicas
(aminoácidos, lactato e glicerol).
Glicogenólise:
Quebra do glicogênio, liberando glicose.
OBS.: glicólise: oxidação da glicólise (glicose em
piruvato).
Neoglicogênse: síntese de glicose (piruvato em
glicose).
Quando sintetizar glicose a partir da
Neoglicogênese?
Quando a glicerina estiver baixa (entre as refeições,
exercício físico vigoroso e jejum prolongado.
Ruminantes: precisam obter mais glicose.
Onde ocorre:
Fígado, córtex renal e intestino delgado.
Onde ocorre em nível celular:
No citosol,mesmo local da glicólise, pois compartilham
de diversas enzimas.
Glicólise e neoglicólise são vias reversas:
As enzimas que não são compartilhadas fazem o
controle do processo metabólico.
Glicólise e neoglicólise não são reversíveis:
Por conta da primeira, terceira e décima reação.
São reações exergônicas, há muita variação de
energia, e inverter a reação precisaria de muita
energia.
Caminhos alternativos da Neoglicogênese:
10. Formação do piruvato a partir do
fosfoenolpiruvato:
Duas reações: na matriz mitocondrial e no citosol.
Importância da biotina para a enzima piruvato
carboxilase:
Transporta transitoriamente o CO2 obtido do
bicarbonato para o piruvato e formar oxaloacetato.
Vías (piruvato para fosfoenol piruvato):
Ruminantes:
Precursor neoglicogênico: propionato.
Perguntas:
1- Como ocorre o bloqueio do CK a partir do
Monofluoracetato?
2- Causa dos sinais neurológicos encontrados nos
animais?
R: deficiência de tiamina, devido a dietas ricas em
concentrado.
3- Importância da reação catalisada pelo complexo
PDH para o contexto metabólico?
R: Descarboxila o piruvato e dá origem a acetil-coa,
que dá início ao CK.
4- Relação do CK com outras vias metabólicas?
R: Produz energia que pode ser usada em vias
metabólicas e produz intermediários metabólicos.
5- Qual o balanço final do CK?
R: 6 NADH, 2 FADH2, 4 CO2 e 2 ATP.
6- O que são reações anapleróticas e qual sua
importância?
R: aumentam a concentração de oxaloacetato quando
aumenta a produção de acetil-CoA.
7- Qual a lógica do processo de inibição e ativação do
CK?
R: Inibição: ocorre por intermediários relacionados
com energia, pois já tem o suficiente.
Ativação: ocorre por intermediários relacionados com
a energia gasta, pois tem pouca energia.
8- Explique a oxidação completa da glicose seguindo o
roteiro abaixo: glicose - piruvato - acetil-coa - CK -
NADH e FADH2 - cadeia transportadora de elétrons.
R: A Glicose sofre glicólise para extrair energia,
transformando-se em 2 piruvatos.
Piruvato é oxidado, perdendo CO2, liberando
grupamento acetil, que se liga à coenzima-A,
formando acertil-CoA.
O acetil-CoA entra no CK, realizando as 8 etapas, que
produz NADH e FADH2.
O NADH e o FADH2 levam elétrons à cadeia
transportadora de elétrons, que fosforila ADP em
ATP.
9- Calcule o saldo final em ATP, discriminando cada
uma das etapas:
R: Glicólise: 2 NADH x (2,5 ATP) + 2 ATP: 7 ATP.
Oxidação de 2 piruvatos: 2 NADH (2,5 ATP): 5 ATP.
CK com 2 acetil-CoA: 6 NADH (2,5 ATP) + 2 FADH2
(1,5 ATP) + 2 ATP: 20 ATP.
Saldo final em ATP: 32 ATP.
10- Por que o NADH forma 2,5 ATP e o FADH2
resulta na formação somente de 1,5 ATP?
NADH liga-se ao c1 (forma 1 ATP), liga-se ao C3
(forma 1 ATP) e liga-se ao c4 (forma 0,5 ATP).
FADH2 liga-se ao C3 (1 ATP) e liga-se ao C4 (o,5
ATP).
11- Quais órgãos são responsáveis pela
neoglicogênese?
R: Fígado, rim e intestino delgado.
12- Localização em nível celular da neoglicogênese?
R: No citosol.
13- Por que a glicólise e a neoglicogênese ocorrem na
mesma localização celular?
R: Compartilham de várias enzimas.
14- Quais as reações da neoglicogênese não são
reversíveis? Qual a importância disso?
R: A primeira, a terceira e a décima.
Isso faz com que haja o controle do processo
metabólico.
15- Como ocorre a regulação da neoglicogênese?
R: Por meio de enzimas que não são compartilhadas
entre glicólise e neoglicogênese.
16- Por que a neoglicogênese é importante para os
ruminantes e quais são os principais precursores
desse processo?
Pois os ruminantes precisam de mais glicólise, pois a
pouca na corrente sanguínea.
Principais precursores: Propionato e proteínas.