1) O documento descreve os principais aspectos da via glicolítica, incluindo suas etapas, enzimas-chave e mecanismos de regulação. 2) A via glicolítica converte uma molécula de glicose em duas moléculas de piruvato, gerando dois ATPs e duas moléculas de NADH no processo. 3) As enzimas hexoquinase, fosfofrutokinase e piruvato quinase são cruciais para a regulação da via em resposta aos níveis de energia celular.

1. Marilvia Dansa - 2014

2. Sede extrema Fome Dor de cabeça
Ir ao banheiro
com frequência
Visão borrada Pele seca
Sonolência
Dor de
estômago
fraqueza
cansaço
Dor de
cabeça
Fome
tontura
sudorese

4. Glicogênio, amido e
sacarose
Via das
pentoses
fostato
Oxidação:
catabolismo
Ribose 5-fosfato piruvato
Estoque:
anabolismo
GLICOSE
glicólise

5. ou via de Embden-Meyerhoff
É a quebra parcial de uma molécula de glicose
Principal via metabólica dos processos fermentativos
Fermentação alcoólica ou fermentação láctica
Leveduras, bactérias, músculo e outras células do corpo
Primeira etapa do processo de respiração celular

8. “A fermentação é um movimento intestino de partículas ou princípios de cada corpo,
tendendo para a perfeição ou para a transformação em outro. As partículas
elementares postas em movimento, devido à sua própria natureza ou ocasionalmente
vibrando maravilhosamente, são aprisionadas e transformam-se em outras: as sutis e
mais ativas esforçam-se na tentativa de escapar suavemente, mas estando
entrelaçadas com outras mais espessas são impedidas de fazê-lo. Também as mais
espessas são mantidas unidas pelo intento e expansão das mais sutis e são
enfraquecidas até que cada uma alcance sua própria grandeza e exaltação. Elas fixam
em si a devida perfeição ou completam as alterações e mutações designadas pela
natureza.”
Willis, 1684

9. A fermentação é uma conseqüência da vida sem oxigênio

10. Com apenas 26 anos de idade, Pasteur fez uma descoberta sobre o desvio no plano de
polarização da luz que lhe valeu a concessão da Légion d'Honneur Francesa" .
Algum tempo após, atendeu a solicitação de alguns dos vinicultores e cervejeiros da
região que lhe pediram para descobrir como os vinhos e a cervejas azedavam.
Durante sua investigação, através do uso de microscópio, ele pôde constatar que a
levedura ocasionava este processo. Solucionou este problema através de um processo
que originou a atual técnica de pasteurização dos alimentos.
A partir desta nova descoberta, ficou constatado que tanto nos processos de
fermentação quanto nos de decomposição orgânica, há a ação de microorganismos.

11. “O levedo de cerveja, quando disperso em água, quebra-se em um número infinito de
pequenas esferas. Se estas esferas são transferidas para uma solução aquosa de açúcar,
elas desenvolvem-se em pequenos animais. Estes animais são dotados de uma espécie de
trompa de sucção com a qual eles devoram o açúcar da solução. A digestão é reconhecível
clara e imediatamente por causa da descarga de excrementos. Estes animais evacuam
álcool etílico dos seus intestinos e dióxido de carbono dos seus órgãos urinários. Deste
modo pode-se observar que um fluido especificamente mais claro é exudado de seu ânus e
ascende verticalmente, ao passo que um jato de dióxido de carbono é ejetado em intervalos
muito curtos dos seus genitais enormemente grandes.”
Friedrich Woehler and Justus von Liebig (1893) Annals of Chemistry, vol. 29)

13. Eduard Buchner. 1o
prêmio Nobel de Química
em 1907 [Der Einfluss des Sauerstoffs auf
Gärungen (A influência do oxigênio na
fermentação) publicado em 1885.
*1860, † 1917

14. No. Água
(mL)
Suco
fervido
(mL)
Resíduo
(mL)
Dialisado
(mL)
Tempo
(horas)
Dióxido de
carbono
(grama)
1
2
25
0
0
25
0
0
25
0
0
0
0
0
25
0
0
0
0
0
0
25
48
48
48
48
48
0,253
0,561
0,264
0,154
0,251

15. Mistura da reação: 25 mL de suco de levedura + 20 mL de água + 5 g de glicose.
Curva A: representa a fermentação na ausência de fosfato adicionado;
Curvas B e C: representam o efeito da adição sucessiva de duas quantidades de 5 mL de fosfato de
sódio (0.3 M)
C
A
B

16. “É uma fração termossensível, porque o aquecimento a 50o
C por somente um minuto
resulta um considerável grau de inativação. (...) O ativador tem as propriedades de
uma enzima. Eu proponho, portanto, designá-la “hexoquinase”, pois ela atua
especificamente em hexoses fermentáveis. (...) Com certas variações, a velocidade
inicial de formação de ácido lático é proporcional à quantidade de hexoquinase.
Levedura é o único material do qual foi possível isolar o ativador. (...) A procura da
“hexoquinase” em leveduras lisadas foi baseada na idéia de que extratos de levedura
apresentam uma esterificação rápida das hexoses fermentáveis, com subseqüente
fermentação. Extrato de músculos, ao contrário, não apresenta qualquer acumulação
de ésteres. Esta diferença deve ser devido ao fato de o fator essencial para a
esterificação da glicose ser mais concentrada em leveduras. A validade desta hipótese é
ilustrada por observações simultâneas da formação de ácido lático e esterificação de
hexoses em extratos de músculo ativados.”
Otto Meyerhoff (1930) Conversion of fermentable hexoses with a yeast catalyst
(hexokinase)

17. Droga Efeito
1. Fluoreto de Sódio
2. Cloro-acetal-fosfato (CAP)
3. Iodoacetato
Acúmulo de 2-fosfoglicerato e, a
seguir, de 3-fosfoglicerato
Acúmulo de dihidroxicetona
fosfato e, a seguir, de frutose1,6
bisfosfato
Um súbito acúmulo de
gliceraldeído 1,3 bisfosfato
seguido de desaparecimento e
de um grande acúmulo de
frutose 1,6 bisfosfato

18. A partir desta experiência, usando apenas os
intermediários conhecidos na época, Embden
propôs a primeira versão da via glicolítica.

19. Quebra parcial de uma molécula de glicose
é uma via catabólicacatabólica
é a via dos processos fermentativos
é passagem obrigatória para outras vias
É uma etapa da respiração aeróbica
é uma via universal !!!universal !!!
além da glicose, manose, galactose e frutose podem ser usados
como substrato

20. Glicólise ou via glicolítica ou via de Em bde n-
Me ye rho f
Pode ser definida como a quebra parcial de uma
molécula de glicose
Dez reações - as mesmas em todas as células - mas
a velocidade difere
Convergência adaptativa

21. Dez reações divididas em duas fases:
Primeira fase ou fase de investimento:
converte uma molécula de glicose (6C) em duas moléculas de
gliceraldeído 3-fosfato (G3P) (3C)
Segunda Fase ou fase de pagamento:
produz duas moléculas de piruvato, duas moléculas de ATP e 2
moléculas de NADH.H+

22. Na fase de investimento a molécula de glicose é
fosforilada e quebrada em 2 moléculas de
gliceraldeído 3P

23. Fosforilação da
glicose e sua
conversão a
gliceraldeído 3-
fosfato

24. É uma reação ” preparatória” - ATP é consumido aqui
para mais tarde ser recuperado
Acoplamento de reações - ATP produz a fosforilação
espontânea da glicose
Hexoquinase (ou glicoquinase) age para fosforilar a
glicose e mantê-la dentro da célulaGlicose + ATP Glicose 6-fosfato +
ADP

25. R1: Glicose + ATP Glicose 6-fosfato + ADP

29. Hexoquinase é regulada - alostericamente inibida pela glicose-6-P
(produto)
Duas enzimas: hexoquinase e glicoquinase
Km para glicose é 0.1 mM; célula tem 4 mM glucose
Portanto a hexoquinase normalmente está ativa!
Glicoquinase (Km
glucose
= 10 mM) somente é ativada quando a célula está
rica em glicose
Primeiro passo da glicólise; ∆G negativo

31. R2: Glicose-6-P Frutose-6-P
Asclepias meadii ( Asclepiadaceae)

32. PFK é o passo limitante da glicólise!
A segunda reação preparatória
Etapa limitante e ∆G muito negativo significa que a PFK é altamente
regulada
ATP inibe, AMP reverte a inibição
Citrate é também um inibidor alostérico
Frutose-2,6-bifosfato é um ativador alostérico
atividade da PFK aumenta quando o status energético (ou a carga
energética) está baixo
atividade da PFK diminui quando o status energético está alto

36. C6 quebrada em 2 C3s (DHAP, Gli-3-P)
Aldolases animais são aldolases da classe I
Aldolases da classe I formam ligações covalentes (base de Schiff)
intermediárias entre o substrato e uma lisina do sítio ativo da
enzima

37. 6C 3C 3C+

38. DiHidroxicetona-P é convertida a Gli-3-P

39. Fosforilação da
glicose e sua
conversão a
gliceraldeído 3-
fosfato
2x
GLICERALDEIDO3P

41. Fase de pagamento ou síntese de ATP
Nesta fase as 2 moléculas de gliceraldeído 3P
são convertidas em 2 moléculas de piruvato

42. Conversão oxidativa do
gliceraldeído 3P a
piruvato e a formação
acoplada de ATP e
NADH

43. A energia liberada na quebra da glicose é convertida em 4 ATPs
O saldo de ATP na glicólise é de 2 ATP
A segunda fase envolve dois intermediários de alta energia
1,3 BPG
Fosfoenolpiruvato

44. Gli-3P é oxidado a 1,3-BPG
A energia formada da conversão de um aldeído em um ácido carboxílico é usada
para produzir 1,3-BPG e NADH.H+
1,3-bisfosfoglicerato – primeiro composto de alta energia1,3-bisfosfoglicerato – primeiro composto de alta energia

45. Síntese de ATP a partir de um fosfato de alta energia
Reação conhecida como “ fosforilação no nível do substrato”

47. Transferência do grupo fosforil do C-3 para C-2
Racional desta enzima - reposicionar o fosfato para produzir
PEP (composto de alta energia)
Formação de um intermediário fosfo-histidina!

48. 2-P-Gli a PEP
Enolase catalisa o rearranjo da molécula = mais energia pode ser
liberada por hidrólise
PEP é o segundo composto de alta energia

49. PEP a Piruvato produzindo ATP
Estes dois ATPs (de uma molécula de glicose) podem ser vistos
como o “pagamento” da glicólise
∆G - negativo - regulação!
Alostericamente ativado por AMP, F-1,6-biP
Alostericamente inibido por ATP e acetil-CoA

54. • ∆G nas células:
A maior parte dos valores são próximos de zero
3 das 10 reações têm ∆ G negativos
∆∆ G muito negativos são os sítios de regulaçãoG muito negativos são os sítios de regulação

56. A velocidade da via glicolítica pode ser regulada de várias maneiras:
1. Disponibilidade de substratos
2. Concentração de enzimas responsáveis pelos passos limitantes da
via
3. Regulaçao alostérica das enzimas3. Regulaçao alostérica das enzimas
4. Modificação covalente das enzimas (fosforilação)4. Modificação covalente das enzimas (fosforilação)

57. 3 pontos de regulação, 3 enzimas-chaves
Hexoquinase
Fosfofrutokinase (PFK1)
Piruvato kinase (PK)

58. Hexoquinase – regulada pelo produto G6P (feed-back
Fosfofrutokinase (PFK1) – carga energéticaFosfofrutokinase (PFK1) – carga energética
Piruvato kinase (PK) – carga energéticaPiruvato kinase (PK) – carga energética

59. Fosfofrutokinase (PFK1)Fosfofrutokinase (PFK1) – inibida por ATP e citrato;
ativada por ADP e frutose2,6bisfosfato(F2,6bisP)
Piruvato kinase (PK)Piruvato kinase (PK) – inibida por acetil-CoA, ATP,
alanina e acidos graxos; ativada por frutose 1,6P

61. Regulação por hormônios:
Fosfofrutokinase (PFK1) –Fosfofrutokinase (PFK1) –
Piruvato kinase (PK) –Piruvato kinase (PK) –

62. A frutose 2,6 bisfosfato ativa a PFK1 e consequentemente a glicólise
A frutose 2,6 bisfosfato é convertida a frutose 6P em resposta a altos
niveis de glucagon (baixo niveis de glicose sanguinea)

70. Caminho anaeróbico ou
aeróbico?

71. NADH.HNADH.H++
é energia - dois possíveis destinos
metabólicos:
Em condições anaeróbicas, NADH.H+
é re-oxidado
fornecendo NAD+
para mais glicólise
Em condições aeróbicas, NADH.H+
é re-oxidado na cadeia
transportadora de elétrons, produzindo ATP por
fosforilação oxidativa

72. PiruvatoPiruvato também é energia - dois destinos metabólicos
possíveis:
Em condições anaeróbicas: transformação em um dos
produtos finais da fermentação (lactato ou etanol e CO2 )
Em condições aeróbicas: transformação em CO2 e H2O

79. Summary of relevant variations in the glucose-degrading pathways of archaea, as compared with the classical bacterial/eukaryal pathways. Pyr:Fd
OR, pyruvate ferredoxin oxidoreductase; TCA, trichloroacetic acid. Adapted from Archives of Microbiology, Comparative analysis of the
Embden–Meyerhof and Entner–Doudoroff glycolytic pathways in hyperthermophilic archaea and the bacterium Thermologa, Selig, M., Xavier, K.
B., Santos, H. and Schönheit, P., 167, p. 230, Figure 11, 1997 © Springer-Verlag GmbH & Co. [5].

81. Frutose, manose e galactose
Frutose e manose entram na glicólise diretamente
Galactose - a via de Leloir "converte" galactose em glicose

84. A glicólise constitui a maior parte das reações que compõem os processos
fermentativos
A glicólise é essencial para obtenção de energia em organismos anaeróbicos
A glicólise sustenta boa parte do aporte de energia muscular em atividade intensa
(anaerobicamente)
A glicólise é a primeira das 3 etapas que compõem a respiração celular
Alguns intermediários da via glicolítica são comuns a várias outras vias metabólicas
O piruvato é um dos principais pontos de convergência das vias catabólicas

85. Glicose, frutose, manose ou galactose

87. Nas duas linhagens
celulares, o consumo
de glicose é reduzido
na presença de
oxigênio – o efeito
Pasteur (P).
Entretanto, a
linhagem celular
mais agressiva,
MDA-MB-231, tem
um consumo de
glicose muito maior
na presença de
oxigênio que a celula
MCF-7 de fenótipo
não invasivo – o

88. Oncogene (2006) 25, 4633–4646

89. 1. Hexoquiinase, gliceraldeído-3-P desidrogenase
(GAPDH), e enolase – enzimas envolvidas com
regulação transcricional de proteína
(Niederacher and Entian, 1991; Herrero et al., 1995; Feo et al., 2000; Rodriguez
et al., 2001; Zheng et al., 2003).
2. Hexokinase e GAPDH podem regular apoptose
(Ishitani and Chuang, 1996; Shashidharan et al., 1999; Tajima et al., 1999;
Dastoor and Dreyer, 2001; Gottlob et al., 2001; Pastorino et al., 2002;
Rathmell et al., 2003; Majewski et al., 2004),

90. 1. Quais os substratos da glicólise?
2. Quais os produtos da glicólise?
3. Quais as enzimas chaves da glicólise?
4. Como a carga energética da célula regula a
glicólise?
5. Por que organismos anaeróbicos fazem
fermentação?
6. Em que circunstâncias organismos aeróbicos