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Disciplina de Biociências I Unidade 3 – Metabolismo Celular GLICÓLISE Profa. Cínthia P. Machado Tabchoury Metabolismo: se refere a todas as reações Nutrientes estocados outro trabalho celular Alimentos ingeridos Biomoléculas complexas Fótons solares Trabalho mecânico Trabalho osmótico químicas que ocorrem dentro de um organismo. As reações anabólicas e catabólicas simultaneamente células. ocorrem nas Vias de reações catabólicas (exergônicas) Vias de reações anabólicas (endergônicas) enzima 1 enzima 2 enzima 3 enzima 4 enzima 5 enzima 1 treonina isoleucina Amino Ácidos ácidos graxos glicose Estágio 1 produção de acetil-CoA glicólise Complexo da piruvato desidrogenase Acetil-CoA Acetil-CoA Estágio 2 oxidação de acetil-CoA Ciclo do ácido cítrico Transportadores de ereduzidos Transportadores de e- reduzidos Cadeia respiratória (transferência de elétrons) Estágio 3 transferência de elétrons e fosforilação oxidativa Via Glicolítica a) Fase Preparatória b) Fase de Pagamento Destinos do piruvato Vias afluentes Glicogenólise glicose é o principal combustível na maioria dos organismos e em certos tecidos e células é a principal fonte de E metabólica; glicólise ocupa uma posição central no metabolismo; como pode ser produzida energia (ATP) a partir de moléculas como a glicose? O que acontece com a glicose adquirida a partir da dieta? glicogênio, amido e sacarose armazenagem ribose-5fosfato GLICOSE piruvato Glicólise “Glykys” “Lysis” É o processo através do qual a molécula de glicose é degradada por uma seqüência de 10 reações a 2 moléculas de piruvato. GLICÓLISE - FASE PREPARATÓRIA glicose hexoquinase glicose-6-fosfato frutose-6-fosfato FOSFOFRUTOQUINASE frutose-1,6-difosfato gliceraldeído-3-fosfato diidroxiacetona fosfato ATP glicose Mg+ hexoquinase frutose 6-fosfato ATP + + ADP glicose 6-fosfato Mg+ FOSFOFRUTOQUINASE-1 ADP frutose 1,6-bifosfato hexoquinase glicose glicose 6-fosfato fosfoglico isomerase glicose 6-fosfato frutose 6-fosfato fosfofrutoquinase-1 frutose 6-fosfato frutose 1,6-bifosfato aldolase frutose 1,6-bifosfato diidroxiacetona fosfato gliceraldeído 3-fosfato triose fosfato isomerase diidroxiacetona fosfato gliceraldeído 3-fosfato frutose 1,6-bifosfato aldolase diidroxiacetona fosfato gliceraldeído 3-fosfato triose fosfato isomerase hexoquinase: - enzima reguladora; - é inibida pela G6P; - catalisa também fosforilação de outras hexoses. glicoquinase: age após refeição rica em açúcar. fosfofrutoquinase-1: passo limitante ADP, AMP, F6P, F2,6P ATP, citrato, NADH, ácidos graxos, PEP, baixo pH glicose Fase Preparatória Fosforilação da glicose e sua conversão em gliceraldeído 3-fosfato glicose 6-fosfato frutose 6-fosfato frutose 1,6-bifosfato gliceraldeído 3-fosfato diidroxiacetona fosfato gliceraldeído-3-fosfato Fase de Pagamento 1,3-bifosfoglicerato 3-fosfoglicerato 2-fosfoglicerato ENOLASE fosfoenolpiruvato PIRUVATO QUINASE piruvato Composto de fosfato de alta energia gliceraldeído 3-P NAD+ NADH + H+ Pi gliceraldeído P desidrogenase 1,3-bifosfoglicerato Oxidação e fosforilação por fosfato inorgânico 1,3-bifosfoglicerato ADP Mg+ + ATP fosfoglicerato quinase 3-fosfoglicerato gliceraldeído fosfato desidrogenase gliceraldeído 3-fosfato fosfato inorgânico 1,3-bifosfoglicerato fosfoglicerato quinase 1,3-bifosfoglicerato ADP 3-fosfoglicerato ATP fosfoglicero mutase 3-fosfoglicerato 2-fosfoglicerato Composto de fosfato de alta energia 2-fosfoglicerato Mg+ fosfoenolpiruvato ADP + + H2O ENOLASE fosfoenolpiruvato Enolase é pelo flúor inibida Mg+ ATP PIRUVATO QUINASE piruvato enolase 2-fosfoglicerato fosfoenolpiruvato piruvato quinase fosfoenolpiruvato ADP piruvato ATP [ ]s ATP, acetil-CoA, ácidos graxos Fase de Pagamento gliceraldeído 3-fosfato (2) oxidação e fosforilação 1,3-bifosfoglicerato (2) primeira reação de formação de ATP (fosforilação a nível do substrato) 3-fosfoglicerato (2) 2-fosfoglicerato (2) fosfoenolpiruvato (2) segunda reação de formação de ATP (fosforilação a nível do substrato) piruvato (2) Conversão oxidativa do gliceraldeído 3-fosfato a piruvato e a formação acoplada de ATP e NADH Composto de fosfato de alta energia 1,3-bifosfoglicerato ADP Mg+ + ATP fosfoglicerato quinase 3-fosfoglicerato Composto de fosfato de alta energia 2-fosfoglicerato Mg+ fosfoenolpiruvato ADP + + H2O ENOLASE fosfoenolpiruvato Enolase é inibida pelo flúor Mg+ ATP PIRUVATO QUINASE piruvato Balanço Final Glicose + 2ATP + 2NAD+ + 4ADP + 2Pi 2 piruvato + 2ADP + 2NADH + 2H+ + 4ATP + 2H2O Glicose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2piruvato + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O http://www.johnkyrk.com/glycolysis.swf Três tipos de transformações químicas são notáveis na glicólise: 1. Degradação do esqueleto carbônico da glicose para produzir piruvato; 2. Fosforilação de ADP a ATP pelos compostos de fosfato de alta energia formados durante a glicólise; 3. Transferência de átomos de H ou elétrons para o NAD+ formando NADH. Glicose Condições anaeróbicas Piruvato O2 Etanol + 2CO2 Condições aeróbicas Condições anaeróbicas 2CO2 acetil-CoA O2 Ciclo do ácido cítrico 4 CO2 + 4H2O Lactato piruvato lactato desidrogenase lactato piruvato piruvato descarboxilase acetaldeído álcool desidrogenase etanol lactose trealose Vias Afluentes glicogênio; amido galactose fosforilase sacarose glicose 1fosfato glicose UDP-glicose hexoquinase glicose 6fosfato manose frutose hexoquinase frutose 1-fosfato gliceraldeído diidroxiacetona fosfato frutose 6fosfato frutose 1,6bifosfato gliceraldeído 3fosfato hexoquinase manose 6-fosfato Ponta não-redutora Cadeia de glicogênio (glicose)n Ponta não-redutora Cadeia de glicogênio (glicose)n glicogênio fosforilase Ponta não-redutora glicose 1-fosfato glicogênio encurtado em um resíduo (glicose)n-1 Pontas nãoredutoras ligação (16) glicogênio Fosforilase do glicogênio Glicose 6-fosfato moléculas de glicose 1-fosfato Pontas nãoredutoras ligação (16) glicogênio Fosforilase do glicogênio moléculas de glicose 1-fosfato Atividade de transferase da enzima de desramificação Pontas nãoredutoras ligação (16) glicogênio Fosforilase do glicogênio moléculas de glicose 1-fosfato Atividade de transferase da enzima de desramificação Atividade (16) glicosidase da enzima de desramificação glicose Polímero não ramificado (14); substrato para ação da fosforilase Músculo serina fosforilada Sítios alostéricos vazios inibe Ca++ fosforilase a (ativa) fosforilase b quinase fosforilase a fosfatase adrenalina H adrenalina H Regulação hormonal fosforilase b (forma menos ativa) 2 AMP 2 AMP Regulação alostérica fosforilase b AMP AMP ativa (forma ativa) Fígado Sítios alostéricos vazios fosforilase a (ativa) ativa fosforilase b quinase 2 glicose Glucagon: regulador hormonal Fosforilase a fosfatase fosforilase b (menos ativa) fosforilase do glicogênio músculo: controle hormonal – adrenalina controle alostérico – AMP e cálcio fígado: controle hormonal – glucagon controle alostérico - glicose aumenta atividade da enzima diminui atividade da enzima Referências Bibliográficas NELSON, D.L., COX, M.M. Lehninger Principles of Biochemistry. 3a edição, New York: Worth Publishers, 2000, 1152p. LEHNINGER, A.L., NELSON, D.L., COX, M.M. Princípios de Bioquímica. 2a edição, São Paulo: Sarvier, 1995, 839p. STRYER, L. Biochemistry. 3a edição, New York: Freeman, 1988, 1089p. http://www.johnkyrk.com/glycolysis.swf NADPH Nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato Diferença fundamental entre NADPH e NADH NADH é um doador de elétrons na cadeia respiratória NADPH é um doador de elétrons na biossíntese redutora, como por exemplo, biossíntese de ácidos graxos. A produção de NADPH é bastante ativa na glândula mamária, tecido adiposo, córtex adrenal, fígado. Nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD+) piruvato lactato desidrogenase lactato
