glicolise

Metabolismo e oxidação de carboidratos:
Glicólise
Nutrientes:
Carboidratos
Lipídeos Proteínas
Catabolismo
ADP NAD+ NADP+ FAD
ATP NADH NADPH FADH2
Componentes
celulares
Proteínas
Polissacarídeos
Lipídeos
Ác.
nuclêicos
CO2 H2O
Anabolismo
Aminoácidos Açucares
Ác. Graxos
Bases
nitrogenadas
Glicólise:
(do grego glykys, que significa “doce”, e lysis, que significa “quebra”)
- Uma molécula de glicose é degradada em uma série de reações
catalizadas enzimaticamente liberando duas moléculas de piruvato e a
energia gerada é conservada na forma de ATP.
- Via central do metabolismo da glicose (Animais, vegetais e
microrganismos)
Vias da Respiração Celular
Cadeia
NADH
NADH2
transp.
elétrons
Ciclo de
Glicólise
Glicose
Krebs
Mitocôndria
Piruvato
Citosol
ATP
ATP
1 Sacarose gera cerca de 60 ATPs
ATP
Nos animais e vegetais superiores a glicose pode ter 3 destinos principais
O piruvato formado na glicólise pode tomar 3 vias:
Glicólise converte hexoses a piruvato
Sacarose
Amido
Glicose
ATP
Frutose
ADP +Pi
Glicose- 6-P
Frutose-6-P
ATP
ADP +Pi
Frutose-1, 6-BP
DHAP
PIRUVATO
G3P NAD+
NADH
1, 3 BPG
ATP
ATP
ATP
PEP
2-PGA
1 HEXOSE = 2 ATP + 2 NADH
3-PGA
Fermentação
(anaerobiose)
Glicose
Piruvato
Ciclo de Krebs
(aerobiose)
Fase preparatória
Fosforilação da glicose e sua
As duas fases da glicólise
conversão para gliceraldeido3-fosfato
Fase de pagamento
Conversão do gliceraldeido-3fosfato para piruvato e formação
acoplada de ATP
2.1 Fase Preparatória
1
fosforilação da glicose
doador de P = ATP
enzima hexoquinase (Mg2+)
2
conversão de glicose-6fosfato em frutose-6-fosfato
fosfoglicose-6-isomerase (Mg2+)
3 fosforilação de frutose-6-
fosfato a frutose-1,6-bisfosfato
doador de P = ATP
enzima fosfofrutoquinase-1 (PFK-1)
protistas, bactérias, plantas – PFK1
usa PPi
regulação glicólise PFK-1
Fosforilação da glicose (hexoquinases)
No fígado ocorre a glicoquinase:
- Glicoquinase é específica para a glicose
- não é inibida pela glicose-6-fosfato
- tem maior valor de km para glicose do que outra hexoquinase
- atua quando o nível de glicose no sangue está muito elevado
(glicose
glicose-6-fosfato
glicogênio)
2.1 Fase Preparatória
4
clivagem de frutose-1,6bisfosfato
gliceraldeído-3-fosfato
di-hidróxiacetona fosfato
rapidamente removidos passo 5
frutose-1,6-bisfosfato aldolase
microrganismos – Zn 2+
5
interconversão das triosefosfato
apenas gliceraldeído-3-fosfato
pode ser processado no passo 6
triose fosfato isomerase
2.2 Fase de Produção de Energia
6 oxidação de gliceraldeído-3fosfato a 1,3- bisfosfoglicerato
aceptor de H+ = NAD+
gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase
7 transferência do fosfato de 1,3bisfosfoglicerato para ADP,
formando 3-fosfoglicerato
formação de ATP
fosfoglicerato quinase
8 conversão de 3-fosfoglicerato
a 2-fosfoglicerato
fosfoglicerato mutase (Mg 2+)
mudança do grupo fosfato entre C-2
e C-3
2.2 Resumo da Fase Produção de Energia
2 gliceraldeído-3-fosfato (G3P)  2piruvato + 4 ATP + 2 NADH
 produz 4 moléculas de ATP
 oxidação Gliceraldeído-3P por NAD+
G3P desidrogenase
(www.sgc.utoronto.ca )
conversão de 2 moléculas de 1,3-bisfosfoglicerato em 2
moléculas de Piruvato – liberação de energia


Energia conservada em 4 moléculas ATP
Energia conservada em 2 moléculas NADH
fosfoglicerato mutase
(www.sgpp.org)
Regulação
hormonal
da
fosforilase do glicogênio para
formação de glicose-1-fosfato
Anaerobiose - Fermentação
Glicose
ADP + Pi
NAD+
Glicólise
NADH
ATP
Piruvato
NADH
Ciclo de Krebs e
Fosforilação Oxidativa
NADH
O2
NAD+
H2O
Fermentação
NAD+
Na ausência de O2, a fermentação
regenera o NAD+ para a glicólise
Gliceraldeído 3-fosfato
NAD+
Gliceraldeído 3-P desidrogenase
NADH
1, 3-Bisfosfoglicerato
CO2
Piruvato descarboxilase
Piruvato
NADH
Lactato desidrogenase
Acetaldeído
NADH
NAD+
Etanol
NAD+
Lactato
Álcool desidrogenase
Fermentação
Fermentação
Substratos iniciais
Produtos finais
amido
Polissacarídeos:
glicogênio
1. Acido láctico (C3H6O3)
rafinose
maltotriose
Oligossacarídeos
maltose
- Tecidos musculares
ATP
- Lactobacillus sp. (leite
azedo, yogurte, chucrute)
sacarose
lactose
2. Etanol (C2H5OH) e CO2
glicose
Monossacarídeos
frutose
galacotose
manose
- Fermentação alcoólica
(Saccharomyces sp.)
4. Fermentação Lática
Fermentação Lática
piruvato  lactato
lactato desidrogenase
(www.csrri.iit.edu)
 O2 para oxidar NADH  NAD+

alternativa reduzir piruvato a lactato

sem ganho / perda de energia

relação H:C é constante
 1 molécula de glicose consumida
produz 2 moléculas de ATP (glicólise)
4. Fermentação Lática
Ocorrência
vertebrados (eritrócitos,
medula renal, músculos em
contração rápida, retina,
cérebro)
 plantas (agrião, tubérculos
de batata)
 microrganismos
(Lactobacilos, Streptococos)
celacanta
crocodilo
Músculo
6. Outras Fermentações
Fermentação de Amido
Clostridium acetobutyricum
C. Weizmann (1910)
butanol
 acetona
ácidos fórmico, acético, propiônico,
butírico, succínico
glicerol
isopropanol
butanediol
Fermentações Microbianas
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Alto valor econômico
Formação do ATP
2 lactato + 2 H+ +2 ATP + 2 H2O
glicose + 2 Pi +2 ADP
glicose
2Pi + 2ADP
2 lactato + 2H+
2ATP + 2H2O
G´ = -47 Kcal/mol
G´ = 14,6 Kcal/mol
Dois processos simultâneos; G´ Total
G´T = G´1 + G´2 = -47 + 14,6 = -32,4 Kcal/mol
Calculo de rendimento (R):
47.000 ----------------- 100%
2 x 8.000 --------------- R
R = 100 x 2 x 8.000 = 34%
47. 000
O rendimento energético vem a ser o percentual da energia colocada em
disponibilidade, que é utilizada para a síntese de ATP. A energia restante é
dissipada na forma de calor, aquecendo o meio onde se processa a reação.
100%  47.000 calorias (energia colocada em disponibilidade)
34% 
16.000 calorias (energia utilizada para a síntese de ATP)
66% 
31.000 calorias (energia dissipada como calor)
Rendimento energético em anaerobiose
Degradação anaeróbica processada pelas células do tecido muscular durante a
transformação da glicose em ácido lático:
C6H12O6
ATP + H2O
2C3H6O3; G = -47.000 cal/mol
ADP + Pi; G = -8.000 cal/mol
n° de ATP gastos: 1ATP/glicose (pela hexoquinase)
1ATP/glicose (pela fosfofrutoquinase)
2 ATP/glicose
n° de ATP formados:
2 ATP/glicose (pela fosfogliceroquinase)
2 ATP/glicose (pela quinase pirúvica)
4 ATP/glicose
n° de ATP líquido formado: 4 - 2 = 2 ATP/glicose
PROBLEMA: Calcular o rendimento energético quando da degradação
anaeróbica do glicogênio pela célula muscular.
Dados: (C6H1206)n
ATP
(C6H1206)n-1 + 2C3H603 ; G = - 52.000 cal/mol
ADP + Pi; G = -8.000 cal/mol
n° de ATP gastos: 1 ATP/resíduo de glicose (pela fosfofrutoquinase)
n° de ATP formados:
2 ATP/resíduo de glicose (pela fosfogliceroquinase)
2 ATP/resíduo de glicose (pela quinase pirúvica)
4 ATP/resíduo de glicose
n° de ATP líquido formado = 4 - 1 = 3 ATP/resíduo de glicose do glicogênio
Cálculo de rendimento (R)
100% ------------- 52.000 cal
R ---------------- 3 x 8.000 cal
R = 100 x 3 x 8.000 = 46%
52.000
O rendimento obtido pela célula quando degrada o glicogênio é maior que
aquele obtido pela degradação de glicose. Isto porque a fosforilase adiciona um
radical fosfato à extremidade não redutora do glicogênio sem gasto de ATP.
Quando se adiciona bisulfito (HSO3-) aumenta
a [glicerol]
acetaldeído
HSO31a. Grande Guerra:
Glicerol + Ac. Nítrico (HNO3-)
Nitroglicerina
Piruvato
Aplicações
práticas
da
glicólise,
fermentação
fermentação alcoólica
- Abate de animais cansados ou descansados
- Produção de ácido lático
- Produção de bebidas alcoólicas e álcool carburante
láctica
e