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Glicólise e fermentação 1
- 1. Moléculas envolvidas no metabolismo •Carboidratos • Lipídeos • Proteínas • Sais minerais • Vitaminas • Água
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- 4. Anabolismo • A fasedo 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 eo 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 dosProcessos CatabólicosVisão Geral dos Processos Catabólicos
- 7. • Na antiguidadesabia-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 – Lussacvai 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 fábricavinícula 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 aTeoria da ligação desistabilizante •Para fermentar precisa-se de vida organizada ... •Seres vivos podem viver sem oxigênio
- 11. Hans e EdwardBuchner •Derrubam a Teoria Vitalista •Cunham o termo Zimases •Nasce a Bioquímica ....
- 12. Glicólise Por que iniciaro 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!!!
- 15. Glicólise Primeira via metabólicaa 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
- 16. Fase preparatória Fase deprodução de energia (fase de pagamento)
- 17. Fase preparatória daGlicólise 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.
- 19. Fase de produçãode 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
- 21. Reações da Glicólise Balanço Saldode energia = 02 ATPs
- 22. 1. Fosforilação daGlicose1. Fosforilação da Glicose GlicoseGlicose ATPATP hexoquinasehexoquinase glicoquinaseglicoquinase ADPADP Glicose-6-Glicose-6-PP
- 23. Glicólise – FASEPREPARATÓRIA 2. Conversão G6P a F6P 3. Fosforilação da F6P Inibida por ATP Ativada por ADP e Pi
- 24. Reação que tornao açúcar comprometido com a glicólise. Reação altamente exergônica e irreversível. ∆G0 ’= -13,8 kJ/mol = 3. Fosforilação da F6P
- 25. Glicólise – FASEPREPARATÓRIA 4. Quebra da F1,6P 5. Interconversão DHAP e G3P
- 26. Glicólise – FASEPAYOFF 6. Oxidação do G3P a 1,3BPG 7. Transferência de PO3 2- para ADP
- 27. Glicólise – FASEPAYOFF 8. Conversão 3-PG para 2-PG 9. Desidratação do 2-PG para PEP
- 28. Glicólise – FASEPAYOFF 10. Transferência de PO4 para ADP
- 29. O destino dopiruvato pode variar significativamente Em nossas células, sob condições aeróbias, o piruvato é convertido a acetil-CoA nas mitocôndrias Destinos do Piruvato
- 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 condiçõesanaeróbicas utilizam o Piruvato como aceptor final de elétrons para fazer a regeneração de NAD+ , formando Lactato Fermentação a Lactato
- 33. O fígado podeconverter 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.
- 34. Destinos do Piruvato FermentaçãoAlcoólica
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- 36. Ex: inibição porfeedback Enzima possui um sítio alostérico ao qual se liga o produto final da via A B C D E Enzimas Alostéricas
- 37. Regulação Fosfofrutoquinase-1 Sítio AtivoSítio Ativo SítioAlosteriaSítio Alosteria
- 38. Aspectos clínicos -glicólise 1) Isquemia (Infarto do miocárdio):
- 39. 2) Células tumorais:Otto Warburg – 1920 Células tumores Ascites convertem glicose equivalente a 30% do peso seco em lactato/h. (Músculo esquelético humano = 6% do peso seco em lactato/h)