Visualização do documento 4ºaula de BioquímicaII2012.doc (987 KB) Baixar 10 10 D ISCIPLINA: Bioquímica II – CURSO de Ciências Biologicas Turma: 4ºA1 /Memorial/V.Maria - 2º Semestre/2012 AULA 04 – Glicólise aeróbica: Descarboxilação do piruvato e Ciclo de Krebs Tópicos da aula: Balanço energético da respiração celular aerobica Descarboxilação do piruvato em um processo aeróbico Ciclo de Krebs (Função, mecanismo e regulação) Roteiro de Estudos: 1. Descreva de forma sucinta as cinco etapas da descarboxilação do piruvato em acetilCoA. Em relação a descarboxilação oxidativa do piruvato, responda: 2. Neste processo ocorre produção de ATP. Explique. 3. Quem realiza a redução do NAD . Equacione a reação. 4. Qual o papel da vitamina B1 neste processo. Em relação ao ciclo de Krebs, responda: 5. Onde ocorre e sua principal função. 6. Quem é o aceptor da acetilCoA? Explique. 7. Equacione a 1º reação do ciclo, explicando a importância da enzima citrato sintetase. 8. Equacione o balanço energético global da glicose aerobica até CO e H O + 2 2 9. Comparar a energia armazenada (ATP) pela oxidação celular de 1,0 mol de glicose até CO e H O, com a energia liberada pela oxidação calorimétrica (-2840 kJmol/mol) e calcular o rendimento energético (percentagem de energia armazenada). 10. Qual a importância das reações anapleróticas para a regulação do ciclo do ácido cítrico? 11 . Comente as principais funções anabólicas do ciclo de krebs 12. Como os átomos de carbono provenientes de aminoácidos, carboidratos e ácidos graxos entram no ciclo de krebs? 13. Nas LACUNAS 1-10, preencha os espaços com os nomes dos intermediários do Ciclo de Krebs ou Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos, ou Ciclo do Citrato, que faltam no diagrama. 2 2 GABARITO DE ALGUMAS QUESTÕES DO ROTEIRO 4 – A vitamina B1 - Tiamina - participa na primeira etapa da produção de acetil CoA que envolve a descarboxilação oxidativa do piruvato, o qual reage com uma timina fosfato (TPP) ligada a enzima piruvato desidrogenase. O CO2 é liberado e o acetil liga-se a vit. B1 como um grupo hidroxietila, que numa segunda fase é transferido da vitamina B1 para o ácido lipóico da diidroxilipoil-transacetilase. 5 – Nas mitocôndrias. Uma das funções primordiais do ciclo é gerar equivalentes redutores que são empregados na produção de energia como ATP na cadeia respiratória. Nas reações enzimáticas do ciclo tricarboxílico, a introdução de unidade de 2 carbonos no ciclo - o acetil CoA - produz , após uma volta completa, 2 CO2, 1 ligação fosfato de alta energia (GTP), 4 equivalentes redutores (3 NADH e 1 FADH2). A partir do GTP, numa fosforilação a nível do substrato é convertido em ATP: GTP + ADP GDP + ATP A completa oxidação do grupo acetil produz de 10 a 12 ATP (dependo do tipo de célula) 7 - Temos na fase inicial do ciclo do ácido tricarboxílico a condensação do acetil CoA com o oxaloacetato para formação de citrato e coenzima A, em reação irreversível catalisada pela citrato sintetase. A condensação aldólica ocorre entre o grupo metílico da acetil CoA e o grupo carboxílico do oxaloacetato, com hidrólise da ligação tioéster e a produção de coenzima A livre. A enzima é inibida pelo ATP, NADH, succinil CoA e ésteres acil CoA graxos. A velocidade da reação é determinada pela disponibilidade de acetil CoA e oxaloacetato. O citrato resultante age como regulador em outras vias metabólicas e como fonte de carbono e os equivalentes redutores e os equivalentes redutores para vários processos de síntese. 8Mecanismo de reação Fosforilação da D-glicose (glicose glicose-6P) Fosforilação da D-frutose 6-fosfato 2 (gliceraldeido-3-P 1,3-difosfoglicerato ) (2NAD+ 2NADH) 2 (1,3-difosfoglicerato 3-fosfoglicerato) 2 (fosfoenolpiruvato piruvato) 2 (piruvato acetil CoA + CO2) (2NAD+ 2NADH) 2 (acetilCoA CO2 + H2O) (3NAD+ 3NADH)/ (FAD+ FADH2) (GTP) 9ATP Saldo de ATP - ATP - ATP + 5 ATP + 2 ATP + 2 ATP +5 ATP +10 ATP=32ATPs C6H12O6 + 6 O2 + 32 ADP ===> 6 CO2 + 6 H2O + 32 (6glicose 6CO2 + 6 H2O) energia dissipada G =2840 kJ/mol (32 ADP 32 ATP ) energia armazenada G = 992 kJ/mol armazenada Saldo 35 % de energia 11 -O fluxo de metabólitos através do ciclo do ácido cítrico está sob regulação estrita, porém não complexa. Três fatores governam a velocidade do fluxo através do ciclo: disponibilidade de substratos, inibição por acúmulos de produtos e inibição alostérica retroativas das primeiras enzimas da via pelos últimos intermediários. No ciclo, três passos são altamente exergônicos; aqueles catalisados pela citrato sintase, isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase. Sob determinadas circunstâncias, cada um deles pode se tornar o passo limitante da velocidade global . A disponibilidade de substratos para a citrato sintase varia com as condições metabólicas e algumas vezes limita a velocidade de formação do citrato. O NADH, um produto do oxidação do citrato e do a-cetoglutarato, acumula-se sob determinadas condições, e quando a relação [NADH]/[NAD+] torna-se grande, as duas reações de desidrogenaçào são severamente inibidas pela lei da ação das massas. De forma similar, a reação da malato desidrogenase está essencialmente em equilíbrio na célula , e quando [NADH] é grande, a concentração de oxaloacetato é pequena, desacelerando o primeiro passo do ciclo: a succinil-CoA inibe a a-cetoglutarato desidrogenase (e também a citrato sintase); o citrato bloqueia a citrato sintase; enquanto o produto final, ATP, inibe ambas: a citrato sintase e a isocitrato desidrogenase. A inibição da citrato sintase é aliviada pelo ADP, um ativador alostérico desta enzima. Os íons cálcio , que nos músculos dos vertebrados dão sinal para contração e o aumento da demanda por ATP, ativam ambas as enzimas, isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase, assim como o complexo da piruvato desidrogenase. Brevemente as concentrações de substratos e intermediários do ciclo do ácido cítrico regulam o fluxo através desta via em uma velocidade que fornece concentrações ótimas de ATP e NADH. 13- piruvato ,isocitrato,CO2 + NADH ,alfa-cetoglutarato + CoA-SH,,CO2 + NADH,succinil-CoA + GDP ,succinato + GTP ,FADH2 ,NADH ,oxaloacetato Obs: Todas as notas de aula cedidas pelo professor devem ser utilizadas APENAS como ORIENTAÇÃO para uma pesquisa mais detalhada, de acordo à Bibliografia indicada, para cada aula ministrada. Profª MsC Gisele Ribeiro Felix 1 – Descarboxilação do piruvato O piruvato, em condições aeróbias, será desidrogenado e descarboxilado, originando o grupo acetil da acetil-CoA e dióxido de carbono, que irá posteriormente entrar no ciclo de Krebs. Esta descarboxilação oxidativa é catalisada pelo complexo piruvatodesidrogenase Complexo piruvato desidrogenase - matriz das mitocôndrias nas células eucariontes e citoplasma nas células procariontes (elevadas concentrações no músculo cardíaco e rim). Constituído: Enzimas distintas - E1 (piruvato desidrogenase), E2 (dihidrolipoilo transacetilase) e E3 (dihidrolipoilo desidrogenase) Coenzimas: tiamina pirofosfato (TPP), flavina adenina dinucleótido (FAD), Coenzima A (CoA), nicotinamida adenina dinucleótido (NAD) e Lipoato. São também componentes vitais deste sistema em cada um destes grupos prostéticos as vitaminas tiamina (no TPP), riboflavina (no FAD), niacina (no NAD) e pantotenato (na CoA). - Mecanismo da descarboxilação 1º Passo; Descarboxilação do piruvato pelo TPP da enzima E1, formando-se hidroxietilo TPP e CO2. 2º Passo; Oxidação do grupo hidroxietilo a acetato que se liga a um dos grupos tiol do lipoato E2, ficando o outro reduzido a SH, liberando a enzima E1. 3º Passo; O lipoato transporta então o acetato até à coenzima A, ligando-se este ao grupo tiol desta coenzima e retornando a forma E2(reduzida) 4º Passo; Reoxidação dos grupos tiol do lipoato E2,, para iniciar nova ronda de oxidação do piruvato. Esta reoxidação dos grupos tiol dá-se por redução do FAD a FADH2 (presente na E3) 5º Passo; O FADH2 da E3 oxida o NAD+ á NADH liberando a produção da acetilCoA. A reação de oxidação do piruvato é ativada em situações de maior exigência energética, encaminhando mais acetil-CoA para o Ciclo de Krebs. (2 mols de piruvato produzem 2 mols de NADH – 5 mols de ATP) CICLO DE KREBS 2.1 – Historico Em 1937 Hans Krebs propos o ciclo do acido tricarboxilico (1º estagio do catabolismo celular com a produção de acetilCoA) Em 1948 – Albert Lehninger descobriu que o ciclo de krebs ocorria na matriz mitocondrial ( Degradação da acetilCoA) Importância: Seqüência cíclica de reações enzimáticas, que é executada na matriz mitocondrial dos eucariontes e no citoplasma dos procariontes com a finalidade de fornecer substratos que serão desidrogenados e descaboxilados. O ciclo de Krebs é uma rota anfibólica. Desidrogenação - ativação da cadeia respiratória - síntese de H O e ATP (armazena energia liberada) 2 Descarboxilação - liberação de CO - principal metabólito do ciclo de Krebs. 2 2.2 -Mecanismo enzimático 1º Etapa: O inicio do ciclo de krebs começa com a entrada de acetil-coA para dentro da mitocôndria, que se condensa com o oxaloacetato através de uma enzima chamada de citrato sintetase, formando citrato e água. A hidrólise do tioéster intermediário de alta energia faz com que a reação seja altamente exergônica neste sentido. (G = – 32 kJmol). 2º Etapa: O citrato é isomerizado em isocitrato pela enzima cis-aconitase (uma hidratase).. (G = 13,3kJmol) 3º Etapa: A isocitrato desidrogenase catalisa a descarboxilação oxidativa do isocitrato para formar o alfa-cetoglutarato, CO e NADH. . (G = – 20,9 kJmol) 2 4º Etapa: O O ... Arquivo da conta: sitiogaucho Outros arquivos desta pasta: Aula 1 (respostas).docx (12 KB) Aula 4 (respostas).docx (144 KB) 10ºaula de BioII2012.doc (66 KB) 11ºaula de BioII2012.doc (938 KB) 1ºaula de BioquímicaII 2012.doc (395 KB) Outros arquivos desta conta: Relatar se os regulamentos foram violados Página inicial Contacta-nos Ajuda Opções Termos e condições Política de privacidade Reportar abuso Copyright © 2012 Minhateca.com.br