Aula e exercícios metabolismo

1. Existem alguns
intermediários-chave
no metabolismo
energético
1) Glicogênio
2) Piruvato
3) Acetil—CoA
4) Ácido graxo
Observações:
Seis delas se agrupam em pares
Glicogênese (1) X glicogenólise (2)
Glicólise (3) X Gliconeogênese (4)
Síntese de ác. Graxo (8) X Ox. ác.
Graxo (9)
Duas são cíclicas:
Ciclo de krebs (6)
Ciclo da uréia (11)
Vias do
metabolismo
energético
Glicose
Piruvato
Ribose
Acetil—CoA
Ácid
o
grax
o
glicólise
gliconeogêneseglicogênese
glicogenólise
Glicogênio
Fosforilação
oxidativa
Ciclo da
uréia
Aminoácidos
1 2
34
5
Ciclo de
Krebs
6
7
8
9
10
11
NH
3(amônia)
CO
H
v
v
uréia O
2
H O
AD
P
ATP

2. Glicólise

3. Generalidades sobre a via glicolítica
Nome: Glico  glicose
Lise  quebra
via catabólica
principal via de metabolismo da glicose
ocorre no citosol de virtualmente todas as
células.
Papel central no metabolismo

4. Estado metabólico em que a via
glicolítica é a principal fonte de
energia
A prática do velocismo requer uma fonte de energia que possa ser rapidamente acessada
O metabolismo anaeróbico de glicose provê tal fonte de energia para exercícios curtos e
intensos
A prova de 100 metros rasos
•menos de 10 segundos
•45 passadas
•36 km/h.
Recorde mundial
Homens
U. Bolt
Jamaica
9,58 s
2009,
Mulheres
F.G. Joyner
Estados
Unidos
10,49 s
1988,

5. Destinos da Glicose
Glicose
PiruvatoRibose 5-fosfato
Glicogênio
Amido
Sacarose
Amino açúcares
Vitamina C
Outros açúcares
(Galactose, frutose...)
NADP
NADPH
ADP + Pi;
ATP
GTP
GDP + Pi
Nucleotídeos
Lactato
Etanol
Acetil-CoA
NADH
NAD+

6. GlicóliseGlicose
Glicose 6-fosfato
Frutose 6-fosfato
Frutose 1,6-bisfosfato
Gliceraldeído 3-fosfato
Dihidroxiacetona fosfato
+
2 Gliceraldeído 3-fosfato
j Hexoquinase
k Fosfohexose
isomerase
l Fosfofrutoquinase
m Aldolase
n Triose fosfato
isomerase
Fosforilação da glicose
e sua conversão em
gliceraldeído 3-fosfato
Gasto de 2 ATPs
ATP
ADP
ATP
ADP
(fase preparatória)

7. q Fosfoglicerato
mutase
p Fosfoglicerato
quinase
Gliceraldeído 3-fosfato
1,3-bisfosfoglicerato
3-fosfoglicerato
2-fosfoglicerato
Fosfoenol piruvato
Piruvato
ADP
ATP
ADP
ATP
NAD+
NADH
Pi
H2O
o Gliceraldeído
3-fosfato
desidrogenase
r Enolase
s Piruvato
quinase
Glicólise (fase de “pagamento”)
Síntese de 2 ATPs (por triose)
Redução de 1 NAD+ (por triose)
Consome gliceraldeído 3-P
Produz piruvato

8. A via glicolítica em três estágios
As três etapas da fase 1
começa com a fosforilação da
glicose pela hexoquinase.
Dois fragmentos de três
carbonos são produzidos de
um açúcar de seis carbonos.
A oxidação dos
fragmentos de três
carbonos rende de ATP

9. Balanço (saldo) da via glicolítica
O saldo da glicólise é simples:
a glicose é quebrada em
duas moléculas de piruvato
além disso duas moléculas
de ATP e duas de NADH e dois
prótons (H+) são formados.
glicose
2 piruvato
NAD+
2 NADH
ADP + Pi
2 ATP
10reações(10enzimas)

10. Destinos do Piruvato
Rotas catabólicas.
Piruvato
Glicose
2 Acetil—CoA
4CO2 + 4H2O
Etanol + CO2 Lactato
Animais, plantas e
muitas células microbianas
em condições aeróbias
Fermentação a etanol
em leveduras (ex.: cerveja)
Fermentação à lactato: músculos
em contração vigorosa; em
eritrócitos; em microorganismos
(ex.: iogurte)
CO2
Condições
aeróbicas
Condições
anaeróbicas
Hipóxia ou
anaerobiose
Glicólise
OBS - O piruvato também
serve como um precursor em
muitas reações anabólicas
não mostradas aqui.
Ácido acético
(vinagre)

11. Glicólise com O2 e sem O2
Na presença de oxigênio, o piruvato e
NADH vão para a mitocôndria onde são
utilizados
Em condições anaeróbicas, produtos da
fermentação, tais como lactato tem que ser
formados no citoplasma a partir do piruvato e
NADH para regenerar o NAD+ (NAD oxidado)
No estado anaeróbio a glicólise é
o único meio de obtenção de ATP
que as células animais possuem.
Glicólise anaeróbica
(fermentação lactica)
Glicólise aeróbica

12. Localização das etapas equilíbrio redox. A
geração e o consumo de NADH, na via glicolítica.
Diversos destinos do piruvato. Etanol e lactato podem
ser formados por reações envolvendo NADH.
Alternativamente, uma unidade de dois carbonos pode
ser acoplada a coenzima A , a partir do piruvato.

13. A via glicolítica no contexto do
metabolismo energético
Glicose-6P
Ribose
5-fostato
PiruvatoLactato
Acetil—S—CoA
Glicogênio
Ácido Graxo
Ciclo dos ác.
tricarboxílicos
elétrons
Fosforilação
oxidativa
ADP + Pi ATP
H2O O2
CO2
Glicose
Frutose 1,6BP
Biossíntese
de lipídeos
Degradação
de lipídeos
(b-oxidação)
Via
glicolítica
Via das
pentoses
fosfato
Biossíntese de glicogênio

14. Os tecidos cancerosos tem o
catabolismo da glicose descontrolado
A captação da glicose e a glicólise é cerca de dez
vezes mais rápida nos tumores sólidos do que em
tecidos não-cancerosos
As células tumorais geralmente experiênciam
hipóxia (fornecimento limitado de oxigênio), porque não
tem uma rede capilar para suprir o tumor com o oxigênio.
células cancerosas mais do que 100 a
200 m de distância do capilar mais próximo dependem da
glicólise anaeróbica para grande parte da sua produção
de ATP.

15. Fosfomanose
isomerase
Como outros açúcares entram na glicólise
Entrada de glicogênio,
dissacarídeos, e
hexoses na glicólise.
Glicose
Glicose 6-fosfato
Frutose 6-fosfato
Frutose 1,6-bisfosfato
Gliceraldeído 3-fosfato
Sacarose
Frutose
Manose
Glicogênio
Trealose
Lactose
Frutose 1-fosfato
Gliceraldeído + dihidroxiacetona fosfato
sacarase
Triose quinase
Triose fosfato
isomerase
Frutose 1-P
aldolase
Frutoquinase
Hexoquinase
Hexoquinase
Trealase Galactose
Glicose 1-fosfato
Fosforilase
Pi
Fosfoglicomutase
Fosfofruto
quinase
ATP
ATP
ATP
Lactase
Aldolase
Fosfohexose
isomerase
Manose 6-fosfato
Hexoquinase ATP
UDP-galactose
UDP-glicose
H2O
H2O
ATP

16. Variações de energia nas reações
glicolíticas
Note: DG´o is the standard free-energy change, as defined in Chapter 13 (p. 491). DG is the free-energy change
calculated from the actual concentrations of glycolytic intermediates present under physiological conditions in
erythrocytes, at pH 7. The glycolytic reactions bypassed in gluconeogenesis are shown in red. Biochemical equations
are not necessarily balanced for H or charge (p. 506).

17. Um ponto de Regulação da
Glicólise
A fosfofrutoquinase, que catalisa o passo
comprometido na glicólise é o ponto de controle
mais importante dessa via
ATP é tanto um substrato para transferência de
grupamento fosforil como uma molécula
regulatória
Alto nível de ATP inibe a fosfofrutoquinase
O sítio regulador é diferente do sítio do
substrato e tem _____ (maior/menor) afinidade
pelo nucleotídeo
Esse efeito inibitório é aumentado por citrato e
revertido por AMP
A velocidade da glicólise depende da relação
ATP/AMP e do nível de citrato.
No fígado o principal regulador da
fosfofrutoquinase é a frutose 2,6-bisfosfato
Glicose 2,6-fosfatase é estimulada por glucagon
menor

18. Ativação da fosfofrutocinase pela frutose
2,6-bisfosfato e sua modulação pelo ATP.

19. Inibida por iodoacetato,
que reage com
sulfidrilas (--SH)
Mecanismo de oxidação do gliceraldeído 3-fosfato.
(Enz, gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase).
Arsenato e Fosfato

20. Revisão da Glicólise
Redução do piruvato a
lactato pode regenerar NAD+
(na fermentação)
Localização subcelular: citossol
Objetivos:
•produzir ATP,
•fornecer combustível para o
ciclo de Krebs (Acetil-)
•fornecer “esqueletos de
carbono” para biossíntese
(piruvato, glicerol)
entra sai
Glicose Piruvato
ADP ATP
NAD+ NADH
Via resumida
2NADH

21. Questões
1. Qual a importância da redução do piruvato a lactato para o funcionamento da
via glicolítica em anaerobiose?
2. Que efeito a frutose 2,6-bisfosfato tem sobre a a fosfofrutoquinase? E sobre a
via glicolítica?
3. Que efeito o APT tem sobre a fosfofrutoquinase e sobre a via glicolítica? Diga
qual o significado metabólico desse efeito.
4. Qual o mecanismo da toxicidade do iodoacetato? Que efeito você acha que ele
teria sobre uma cisteíno protease (enzima que hidrolisa proteínas e que tem
uma cisteína no sítio ativo)?
5. Explique por que o arsenato é tóxico.
6. A via glicolítica pode ser dividida em uma fase composta por hexoses e uma
fase composta por trioses. Do ponto de vista energético, o que difere essas
duas fases?
7. Como fica o balanço final da via glicolítica nas condições de aerobiose e
anaerobiose?
8. Quais os principais pontos de conexão da via glicolítca com outras vias
metabólicas?
9. A bactéria E.coli (coliforme fecal) pode viver na presença ou na ausência de O2.
Sua necessidade por ATP e a mesma em ambos os casos. Diga em que
situação ela vai consumir mais glicose para atender essa necessidade e
explique porquê?