producaodeenergiaatravesdasviascatabolicas (4)

Aula de bioquímica
Tema
Produção de energia através de vias
catabólicas
Dra. Adriane M. F. Milagres
[email protected]
Metabolismo : catabolismo e anabolismo
Catabolismo – processo oxidativo
que libera energia
Anabolismo – processo redutivo
que requer energia
Catabolismo:
1° estágio – Hidrólise de moléculas complexas
2° estágio – Conversão dos blocos constitutivos em intermediários mais simples: Os
blocos constitutivos diversos são posteriormente degradados em acetil-CoA e em
umas poucas outras moléculas simples. Parte da energia é capturada como ATP, porém
essa quantidade é pequena, comparada com a energia produzida durante o terceiro
estágio do catabolismo.
3° estágio – Oxidação da acetil-CoA: o ciclo dos ácidos tricarboxílicos é a via final
comum da oxidação de moléculas combustíveis, como a acetil-CoA. Grandes
quantidades de ATP são geradas na fosforilação oxidativa, a medida que elétrons fluem
de NADH e do FADH2 para o oxigênio.
Vias metabólicas de produção de energia
Os organismos liberam e
armazenam
energia
de
moléculas orgânicas
Responda sim (S) ou não (N)
a) É obrigatória a ingestão
desses 3 nutrientes?
b) Alguns deles pode ser
sintetizado a partir do outro?
c) Quais os imprescindíveis?
Observe que há reações
reversíveis e irreversíveis
Espontaneidade e reversibilidade
A+BC+D
Espontaneidade – reação pode
ocorrer sem adição de energia
Estado de transição
Reação não
catalisada
K eq 
C  D
A B
G = Go – RTln Keq
no equilibrio G =0
Go   RT ln K eq
Energia
Uso da constante de equilíbrio para
determinar G
Energia
de
ativação
Reação
catalisada
Progresso da reação
Reversilibilidade – se G tem apenas 1 kcal/mol (~4 KJ/mol) em qualquer sentido
Agora responda:
a) Glicose pode
ser sintetizada
a partir de
proteínas?
b) Acido graxo
pode ser
sintetizado a
partir de
proteínas?
Reações irreversíveis:
-Piruvato - acetil coA
-Acetil coA + AOA --citrato + coA
-Alfa-ceto glutarato -- succinato
-Ile, Leu, Lys, Phe, etc --- Acetil CoA
c) Acido graxo
pode ser
sintetizado a
partir de
glicose?
d) Proteína pode ser sintetizada a partir de glicose?
e) Glicose pode ser sintetizada a partir de ácido graxo?
f) Proteína pode ser sintetizada a partir de ácido graxo?
As reações catabólicas têm o propósito de capturar a energia química obtida da
degradação de moléculas ricas em energia, formando ATP.
Adenosina trifosfato
ATP + H2O --- ADP + Pi + H+
G = -7,3 Kcal/mol (4 cargas negativas)
Energias livres de alguns organofosforados
Produção de ATP de forma indireta
Reações redox: moléculas carreadoras de elétrons
Visão geral da oxidação de carboidratos
Por que uma célula se dá ao trabalho de
arrancar elétrons da glicose, transferindoos para carreadores de elétrons e
passando-os por uma cadeia de transporte
de elétrons (ou cadeia respiratória) em
uma longa série de reações redox?
R. Para obter energia fora da
molécula de glicose
Visão Geral do Ciclo do Ácido Cítrico
Oxidação de coenzimas libera
grande quantidade de energia
NAD+/NADH = -0,32V
O2/H2O = +0,82v
A transferência de 2 e- do NADH para o oxigênio
Gº = -220kJ.mol-1
Se a transferência de e- das coenzimas reduzidas fosse
feita direta para o oxigênio, toda a energia do processo
seria liberada na forma de calor
COMO APROVEITAR ESSA ENERGIA P/ SINTETIZAR DE ATP?
(Gº = - 31 kJ.mol-1)
Geração de ATP
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
• Os elétrons transferidos do
composto
orgânico
a
carreadores
de
elétrons
(NAD+) são passados a uma
série
de
diferentes
carreadores a molécula de
O2 ou outras moléculas
orgânicas.
• a cadeia de transporte de
elétrons é a última etapa da
respiração.
Ocorre
na
membrana
plasmática de procariontes e
na membrana mitocondrial
interna de eucariontes.
Produção de energia a partir de um mol de glicose
Oxidação de coenzimas libera
grande quantidade de energia
NAD+/NADH = -0,32V
O2/H2O = +0,82v
A transferência de 2 e- do NADH para o oxigênio
Gº = -220kJ.mol-1
Se a transferência de e- das coenzimas reduzidas fosse
feita direta para o oxigênio, toda a energia do processo
seria liberada na forma de calor
COMO APROVEITAR ESSA ENERGIA P/ SINTETIZAR DE ATP?
(Gº = - 31 kJ.mol-1)
Reação exergônica para oxidação completa da glicose:
Reação endergônica para a fosforilação:
32 ADP + 32Pi ---- 32 ATP G= 233,5 Kcal/mol
Equação global: Glicose + 6O2 + 32 ADP + 32 Pi -- 32 ATP + 6CO2 + 6 H2) + 32 ATP
G = -686 + 233,5 = - 452,5 kcal/mol (reação espontanea)
Eficiencia: 233,5/686 = 34%
Em anaerobiose:
Glicose --- 2 lactato G=-184,5 KJ/mol
2 ADP + 2Pi --- 2 ATP G= 64 KJ/mol
G=-184,5 + 61 = -123,5 KJ/mol
Eficiencia: 61/123 – 33%
Exercicios:
1) A interconversão abaixo ocorre durante a glicólise e a gliconeogenese:
Frutose 6 P --- glicose 6 P. A 25 oC, a relação entre as concentrações de produtos e
reagentes no equilíbrio é:
[glicose 6-P] /[frutose 6-P] = 1,97
a) Qual o valor da constante de equilibrio Keq da reação?
b) Qual o valor de Go’ ?
c) Se a concentração de frutose 6 – P for ajustada para 1,5 M e a da glicose 6-P para 0,5
M, qual será o valor de G?
d) Por que G e Go’ são diferentes?
2) Escrever a equação balanceada completa da glicolise.
3) Calcular o saldo liquido de ATP na via glicolitica quando uma molecula dos substratos
abaixo for metabolizada até piruvato:
a) Gliceraldeido 3-P
b) 1,3 bifosfoglicerato
c) Frutose 1,6 bifosfato
4) A respiração celular ocorre em 3 estágios. Quais são e quais as localizações
intracelulares?
5) Por que o acido citrico é considerado parte do metabolismo aeróbio, embora o oxigênio
molecular não apareça em nenhuma reação?