4. Anabolismo
• A fase do metabolismo (requerente de energia)
que concerne a biossíntese dos componentes
celulares a partir de precursores pequenos.
Catabolismo
• A fase do metabolismo que envolve a produção
de energia por meio da degradação das
moléculas dos nutrientes.
5. A alimentação e o jejum alternam o metabolismo
entre os estados Anabólico e Catabólico
Complexa rede de interações entre as vias bioquímicas
Metabólitos originados de uma via de degradação podem ser utilizados para a
síntese de compostos
Reversibilidade parcial das principais vias do metabolismo de carboidratos e
lipídeos – o catabolismo é substituído pelo anabolismo em resposta à ingestão do
alimento
No estado alimentado: vias ativas são a glicólise, síntese de glicogênio,
lipogênese e síntese de proteínas
No estado de jejum (poucas horas após a alimentação): glicogênio e lipídeos
armazenados são degradados, a proteína é convertida em glicólise
(gliconeogênese), outros processos biossintéticos se tornam lentos.
6. Visão Geral dos Processos CatabólicosVisão Geral dos Processos Catabólicos
7. • Na antiguidade sabia-se que a comida
exposta ao ar apodrecia (liberava bolhas).
Deram o nome de fermentação por analogia
com a fervura – que também liberava bolhas
• Séc XIX – Napoleão – Mr. Appert
• Adicionar grandes quantidades de açúcar às
frutas e ferver os alimentos, que deveriam ser
imediatamente tampados e selados com
parafina
• Livro: “A arte de preservar os alimentos de
origem vegetal e animal” – 10
Livro de
Bioquimica
FERMENTAÇÃO
8. Gay – Lussac vai pesquisar a
fermentação ...
Para isso testa “os experimentos” de Mr.
Appert.
O ar era necessário para a fermentação
Interação entre O2 e nitrogênio dos
alimentos liberava “as bolhas” (CO2 e N2)
– Ligação desistabilizante – Reação
Química
“As substâncias em contato com
o ar, adquirem prontamente uma tendência
para a putrefação ou fermentação mas
quando submetidas a temperatura de água
fervida em vasos bem fechados, o oxigênio
absorvido produz uma nova combinação
que não é mais capaz de exitar
fermentação ou putrefação, ou se torna
coagulada pelo calor da mesma maneira
que a albumina”
9. • Uma fábrica vinícula contrata Louis Pasteur
• Estudava a capacidade dos ácidos orgânicos de
desviar o plano de luz
• Centrifugação – Amostra concentrada –
Microscópio
• Teoria Vitalista
• Fermentação pode ser utilizada pelos seres
vivos ...
• “Eu acredito que não há fermentação alcoólica
sem que, ao mesmo tempo haja organização,
desenvolvimento e multiplicação dos glóbulos”
Louis Pasteur
• Por volta de 1850 os vinhos da França estavam muito ruins. Na
quela época já se sabia que a qualidade do vinho dependia
essencialmente da qualidade da uva e do repique
10. Pasteur ...
•Derruba a Teoria da ligação desistabilizante
•Para fermentar precisa-se de vida organizada ...
•Seres vivos podem viver sem oxigênio
11. Hans e Edward Buchner
•Derrubam a Teoria Vitalista
•Cunham o termo Zimases
•Nasce a Bioquímica ....
12. Glicólise
Por que iniciar o estudo do metabolismo dos compostos combustíveis
pela glicólise?
Via metabólica universal (passos idênticos nas nossas células cerebrais
e nas bactérias anaeróbicas) para metabolizar a glicose e produzir
energia.
Permite introduzir os mecanismos de regulação das vias metabólicas por
pequenos efetores alostéricos, por modificações químicas reversíveis de
enzimas e pelo controle da expressão gênica.
13. Glicose
Principal carboidrato combustível; forma de
carboidrato circulante no sangue
Finamente regulado: manutenção de uma concentração
normal de 5 mmol/L é essencial para sobrevivência
< 2,5 mmol/L → coma hipoglicêmico
> 7 mmol/L → diabetes e riscos de doenças renais, vasculares e
oculares.
Nos vegetais superiores e nos animais tem 3 destinos principais:
Oxidação completa a CO2 e água ocorre com uma variação de energia
livre padrão de -2.840 kJ/mol!!!
14.
15. Glicólise
Primeira via metabólica a ser elucidada e, provavelmente, a melhor compreendida.
Ocorre no citoplasma
Primeiro estágio do catabolismo de carboidratos
Açúcares simples são metabolisados a piruvato
Processo anaeróbico – não necessita de oxigênio
17. Fase preparatória da Glicólise
de Glicose a Gliceraldeído-3- P
Aumenta o conteúdo de energia livre dos intermediários
Requer o investimento de duas moléculas de ATP e resulta na clivagem
da cadeia de hexose em duas trioses fosfato.
Ocorrem duas reações de fosforilação. Isto é importante para que a célula
não perca nenhum intermediário do ciclo após já ter investido energia na
glicose, pois os compostos fosforilados (como o são todos os
intermediários da glicólise) não atravessam as membranas livremente.
18.
19. Fase de produção de energia
de Gliceraldeído-3-P a Piruvato
Produção de 4 moléculas de ATP (ganho líquido de 2 ATP)
Recuperação do “investimento” tem mais de 60% de eficiência
Ocorrem duas reações de fosforilação em nível de substrato, assim
denominadas porque a reação transfere não só energia livre ao ADP, mas
também o próprio fosfato necessário à síntese de 1ATP.
É importante notar que apenas 5,2% da energia de oxidação da glicose
foram liberados ao fim da glicólise, permanecendo todo o restante na
forma de piruvato
São formados dois NADH
29. O destino do piruvato pode variar significativamente
Em nossas células, sob condições aeróbias, o
piruvato é convertido a acetil-CoA nas
mitocôndrias
Destinos do Piruvato
30.
31. Destinos do Piruvato
Fermentação – termo geral que denota a degradação
anaeróbica da glicose ou de outros nutrientes
orgânicos em vários produtos
Em nosso organismo é usada para produzir NAD+ quando
não há oxigênio suficiente
NAD+ deve ser regenerado a NADH, caso contrário a
glicólise é interrompida
Vejamos rapidamente 02 tipos de fermentação
Lactato Etanol
32. Células animais sob
condições anaeróbicas
utilizam o Piruvato como
aceptor final de elétrons para
fazer a regeneração de
NAD+
, formando Lactato
Fermentação a Lactato
33. O fígado pode converter o lactato a uma “nova glicose” e reenviá-la para outro ciclo
da glicólise no músculo, chamada gliconeogênese. Pode também ser sintetizada a
partir do piruvato combinado com moléculas do ciclo do ácido cítrico.
A gliconeogênese é importante para suprir o cérebro, que possui poucas reservas.