+ 2

Resumo esquemático da glicólise
• Destino do
anaeróbicas
piruvato
em
condições
Fermentação
Glicólise
aeróbicas
e
Oxidação
completa
• Em condições aeróbicas o piruvato é oxidado a acetato que entra
no ciclo do ácido cítrico (TCA) sendo oxidado a CO2 e H2O ao
mesmo tempo que o NADH formado na glicólise é reoxidado a
NAD+ na cadeia transportadora de electrões.
•Em condições anaeróbicas (actividade muscular intensa; partes
submersas de plantas; bactérias lácticas; fermentação alcoólica em
leveduras) o NADH não pode ser reoxidado a NAD+ (aceitador
electrónico na reacção de oxidação do gliceraldeído 3-fosfato da
glicólise) pelo O2 .....e assim a glicólise parava!
•A maioria das células “actuais” retiveram a capacidade de gerar
energia em condições anaeróbicas! Elas regeneram o NADH
formando produtos como o ácido láctico e o etanol...........
• Destino do piruvato em condições anaeróbicas
• Fermentação láctica - o piruvato é convertido em lactato
gerando NAD+ que vai permitir que a glicólise continue
Por cada molécula de glicose catabolisada na glicólise
formam-se 2 moléculas de ácido láctico:
(2 moléculas)
(2 moléculas)
Lactato
desidrogenase
(2 moléculas)
(2 moléculas)
• Em condições de grande actividade, o músculo funciona em anaerobiose
até os níveis de ácido láctico baixarem o pH e este abaixamento prevenir a
formação excessiva de ácido láctico (através da inibição da enzima
fosfofrutocinase)
Reacção global
Glucose + 2 Pi + 2 ADP
2 lactato+ 2 ATP+ 2 H2O
• Fermentação alcoólica (leveduras e outros microorganismos):
o piruvato é convertido em etanol gerando NAD+ que vai
permitir que a glicólise continue.
Por cada molécula de glicose catabolisada na glicólise
formam-se 2 moléculas de etanol:
Piruvato
descarboxilase
Coenzima pirofosfato de tiamina
Alcool
desidrogenase
H
Glucose + 2 Pi + 2 ADP
2 etanol + 2 ATP + 2 H2O + 2 CO2
• A formação de lactato no músculo em actividade e nos eritrócitos
(não têm mitocôndrias logo não podem oxidar a glicose
completamente) constitui um “beco sem saída” em termos
metabólicos.
• O lactato tem que ser novamente convertido em piruvato para ser
metabolizado.
• Lactato e piruvato são exportados das células musculares e
eritrócitos para a corrente sanguínea até às células bem oxigenadas do
músculo cardíaco (entram através de transportadores na membrana
plasmática), onde são convertidas em piruvato e metabolizados pelo
ciclo dos ácidos tricarboxilicos e fosforilação oxidativa.
• O excesso de lactato entra no fígado onde é convertido em piruvato e
depois em glicose pela gluconeogénese
• O fígado repõe os níveis de glicose necessários às células activas
musculares que retiram a sua energia (ATP) da conversão (via
glicólise) da glucose em lactato. O músculo em contracção fornece
lactato ao fígado que o utiliza para sintetizar glicose
Ciclo de
Cori
Ciclo do ácido cítrico
• Oxidação do piruvato (glicólise) a CO2 e H2O com formação de
energia.
• Oxidação do acetil-CoA resultante da degradação dos ácidos gordos
e de produtos resultantes da degradação de aminoácidos.
• O ciclo fornece precursores para muitas vias biossintéticas
1º passo – Descarboxilação oxidativa
Matriz
Mitocôndrial
2º passo – ciclo do ácido cítrico
3º passo – oxidação do NADH e do FADH2 com libertação
de energia que é usada para sintetizar ATP (fosforilação
oxidativa)
Lipoamida
Cadeia polipeptídica da
E2 (di-hidrolipoato transacetilase)
Piruvato
descarboxilase
(enzimas e
grupos
prostéticos)
E1 – piruvato desidrogenase; TPP
E2 – di-hidrolipoato transacetilase;
lipoamida
E3 – di-hidrolipoato desidrogenase; FAD
‰ Ciclo dos ácidos tricarboxílicos (TCA)
(Este ciclo ocorre na matriz mitocôndrial)
• Oxidação de compostos de 2 carbonos com produção de 2 moléculas
de CO2 , uma de GTP e 8 electrões na forma de NADH e FADH2
Reacção global
Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP+ Pi + 2 H2O
2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + 2 H+ + CoA
Resumo ciclo dos ácidos tricarboxilicos
Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + ADP+ Pi + 2 H2O
2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + ATP + 2 H+ + CoA
Por cada molécula de glicose catabolisada formam-se duas de
acetil- CoA, logo
2 × (1 ATP) + 2 × (3 NADH) + 2 × (1 FADH2) =
= 2 ATP + 6 NADH + 2 FADH2
Resultado global da via da glicólise e do ciclo do ácido cítrico
CO2
produzido
NAD+
reduzido a
NADH
FAD
reduzido a
FADH2
2 piruvato
0
2
0
2 acetil CoA
2
2
0
4
6
2
6
10
2
Reacção
1 glicose
2 piruvato
2 acetil CoA
TOTAL
4 CO2
Os números correspondem ao número de moléculas totais de cada composto
formado.
Regulação do ciclo dos ácidos tricarboxilicos
(-) fosforilação
(kinase especifica)
Em geral substratos
activadores e produtos
inibidores
Etapas de regulação
Piruvato desidrogenase
• É regulada alostericamente:
- Produtos são inibidores (ATP, acetil-CoA, NADH)
- Substratos são activadores (AMP, CoA, NAD+)
• Regulação é covalente: o complexo enzimático é inibido por
fosforilação catalisada por uma cinase específica e desfosforilada
(activada) por uma fosfatase (dependente do Ca2+)
Regulação do ciclo TCA dá-se nos seus 3 passos exergónicos:
• Citrato sintase: É regulada alostericamente:
- Produtos inibidores (NADH,citrato, ATP, succinil-CoA);
- Substratos activadores ADP
• Isocitrase desidrogenase :
- ATP = inibidor
- Ca2+ e ADP = activadores,
• α-cetoglutarato desidrogenase:
- NADH e succinil-CoA = inibidores,
- Ca2+ = activadores
•A glicólise, TCA e cadeia respiratória são inter-reguladas:
inibição pelo ATP, NADH e pelo citrato
(O citrato é um inibidor alostérico da fosfofrutocinase-1 da glicólise)
Nos vertebrados o Ca 2+ é o sinal para a contracção muscular
logo necessidade de ATP