Módulo III - Problema 5 Objetivos: 1. Compreender o metabolismo aeróbico da glicose (glicólise, ciclo de Krebs e cadeia transportadora de e-) 2. Co...

Módulo III - Problema 5
Objetivos:
1. Compreender o metabolismo aeróbico da glicose (glicólise, ciclo de Krebs e cadeia transportadora de e-)
2. Compreender o metabolismo anaeróbio da glicose (ATP livre, fosfocreatina, fermentação lática).
O metabolismo energético começa pela quebra da glicose pela glicólise que ocorre da seguinte forma:
❖ Na parte “a” são formadas duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato e ambas passam pela fase de pagamento
❖ O piruvato é o produto final da segunda fase
❖ Fosforilação da Glicose
➢ Reação reversível
➢ Fosforilação da glicose com produto a glicose-6-fosfato
➢ O grupo fosfato vem da molécula de ATP
➢ Reação mediada pela enzima hexoquinase.
▪ Cofator é o Mg++
● Verdadeiro substrato da enzima é o MgATP—
❖ Conversão da glicose-6-fosfato em frutose-6-fosfato
➢ Reação catalisada pela enzima fosfoexose isomerase
▪ Cofator também é o Mg++
❖ Fosforilação da frutose-6-fosfato em frutose-1,6-bifosfato
➢ Reação irreversível
➢ Catalisada pela enzima fosfofrutoquinase-1 (PFK-1)
▪ Enzima reguladora
▪ Representa o ponto principal de regulação da glicólise
● Atividade aumentada sempre que o suprimento de ATP na célula se torna baixo
❖ Clivagem da frutose-1,6-bifosfato
➢ Catalisada pela enzima frutose-1,6-bifosfato adolase
➢ Reação reversível
➢ Gera 2 trioses fosfato diferentes:
▪ Gliceraldeído-3-fosfato
▪ Diidroxiacetona fosfato
❖ Interconversão das trioses fosfato
➢ Triosefosfato isomerase converte a diidroxiacetona em gliceraldeído-3-fosfato
❖ Conversão do gliceraldeído-3-fosfato em 1,3-bifosfoglicerato
➢ Catalisada pela enzima gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase
➢ Reação que leva a formação de ATP
➢ NAD+ é o receptor de H+ da reação
▪ Liberar coezima reduzida NADH
❖ Transferência do fosfato do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP
➢ Catalisado pela enzima fosfoglicerato quinase
▪ Forma o 3-fosfoglicerato e ATP
❖ Conversão do 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato
➢ Catalisada pela enzima fosfoglicerato mutase
➢ Reação reversível
➢ Necessidade do Mg++ na reação
❖ Desidratação do 2-fosfoglicerato para fosfoenolpiruvato
➢ Catalisado pela enzima enolase
❖ Transferência do grupo fosforil do fosfoenolpiruvato para o ADP
➢ Reação catalisada pela piruvato quinase
▪ Cofatores podem ser K+, Mg++ ou Mn++
➢ Formação do Piruvato
❖ Balanço mostra um ganho líquido de 2 ATPs ao final da formação do Piruvato
❖ A partir da formação do piruvato, o metabolismo pode seguir por 3 vias:
1. Compreender o metabolismo aeróbico (glicólise, ciclo de Krebs e cadeia transportadora de e-).
❖ Respiração
➢ Oxidação completa do piruvado até H2O e CO2
❖ A respiração ocorre em 3 grandes estágios:
➢ Oxidação de moléculas de combustíveis orgânicos para liberar fragmentos de 2 átomos de carbono na forma do acetil do grupo acetil-CoA
➢ Introdução do grupo acetil no ciclo do ácido cítrico o qual eles são oxidados até CO2
▪ A energia liberada na oxidação é conservada nos transportadores de e- NADH e FADH2
➢ Oxidação das coenzimas desfazendo-se de H+ e e-
▪ Os e- são conduzidos através de uma cadeia transportadora de e-
▪ Formação de moléculas de H2O através do transporte de e-
▪ Formação de ATP com a grande quantidade de energia liberada no processo de transferência de e-
● Fosforilação oxidativa
❖ Oxidação do piruvato até a liberação do acetil-CoA
➢ Processo catalisado por enzimas do complexo piruvato desidrogenase
➢ 5 cofatores participam do mecanismo dessa reação, sendo todos eles vitaminas
▪ TPP- tiamina
▪ FAD- riboflavina
▪ NAD- niacina
▪ CoA- pantotenato
▪ Lipoato
➢ O complexo do piruvato desidrogenase contem 3 enzimas
▪ E1-Piruvato desidrogenase-TPP
▪ E2-Diidrolipoil transacetilase
▪ E3-Diidrolipoil desidrogenase-FAD
❖ Ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs)
❖ Fosforilação oxidativa
➢ Redução do O2 a H2O pelos e- doados pelo NADH e FADH2
➢ Reação ocorre nas mitocôndrias
▪ Membrana interna impermeável a maioria das moléculas pequenas, passando apenas aquelas que possuem transportadores específicos
▪ Membrana interna contém componentes da cadeia respiratória e a ATP sintase
➢ Os e- movem-se do NADH, succinato ou de outro doador de e- por meio de flavoproteínas, ubiquinona, proteínas ferro-enxofre, citocromo para o O2
▪ Complexo I: NADH até ubiquinona
▪ Complexo II: succinato até ubiquinona
▪ Complexo III: ubiquinona até o citocromo C
▪ Complexo IV: citocromo C até O2
➢ Para cada par de e- transferidos para o O2, 4 H+ são transferidos para fora pelo complexo I, 4 pelo complexo III e 2 pelo complexo IV
▪ Gera uma energia potencial na membrana interna
➢ A ATP sintase possui dois domínios
▪ Fo
● Proteína integral de membrana
● Possui um poro pelo qual tem um fluxo de prótons
▪ F1
● Proteína periférica de membrana
● ATP estabilizado em relação ao ATP na superfície de F1
2. Compreender o metabolismo anaeróbio (ATP livre; sistema creatina fosfato e ciclo do ácido lático).
❖ Quando os tecidos animais não possuem suprimento suficiente de O2, o NAD+ é regenerado a partir do NADH pela redução do Piruvato à Lactato
❖ Reação catalisada pela lactato desidrogenase
❖ O saldo da via anaeróbia é de 2 ATPs
❖ O lactato (C3H6O3) é mandado para a corrente sanguínea chegando até o fígado onde é convertido novamente em glicose (C6H12O6)
➢ Ciclo de Cori