Metabolismo Celular, Respiração Celular aeróbia e anaeróbia.pdf

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Profa
Mayara Stefany S. Mariano
E-mail: mayara.mariano@sescgo.com.br
Introdução ao Metabolismo:
Respiração Celular e
Fermentação

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Profa
Introdução ao Metabolismo:
Respiração Celular aeróbia

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 Acompanhe no seu livro:

6/ 226
Como acertar questões em provas de Biologia?
Estudos comprovam que o que funciona é ALFABETIZAÇÃO
CIENTÍFICA!
E o que é isso? Por que influencia
o Enem?
Então vamos aprender
a linguagem das
Ciências!

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 Dicas para melhorar o aprendizado científico
●
Faça um GLOSSÁRIO com cada PALAVRA NOVA aprendida a cada
aula;
– Cada vez que essa palavra for repetida tente lembrar seu significado,
se não lembrar pergunte a professora (eu, eu mesma!) pergunte 1,
10, 100, 1000 vezes se preciso….
– Eu garanto que logo logo os termos científicos se tornarão comuns
e naturais, mas vocês NÃO podem sair da aula com dúvida;
– E mais uma vez, faça seu GLOSSÁRIO pessoal para revisar em casa;
●
Participe nas aulas;
– Faça perguntas 1, 10, 100, 1000 vezes se preciso…. A dúvida, a
dúvida que move o mundo, a curiosidade alimenta suas conexões
neurais!

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Citologia
M
etabolism
o
G
enética
Divisão
celular
Reprodução
Histologia, Anatom
ia
e
Fisiologia
hum
ana
Classificação
e
diversidade
de
seres
vivos
Botânica
Evolução
Ecologia
0
20
40
60
80
100
120
Série 1
 Assuntos mais cobrados no Enem desde 1998

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Como estas folhas fornecem ENERGIA para
que esta girafa sobreviva?
Reece et al., 2015.

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Se o objetivo é produzir ENERGIA (ATP),
por que se chama RESPIRAÇÃO celular?

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i
i
Na respiração fisiológica, PULMONAR,
inspiramos/consumimos O2
e
expiramos/liberamos CO2
→ mas não
produzimos ATP, essencialmente, pela respiração
pulmonar.
O2
CO2
O2
CO2

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Gartner; Hiatt, 2007; Reece et al., 2015.
Na RESPIRAÇÃO CELULAR, em nível celular,
acontece algo semelhante em alguns aspectos,
como por exemplo, durante a RESPIRAÇÃO
CELULAR o O2
também é consumido e o CO2
também é liberado. Mas a grande novidade
aqui, é a produção de ENERGIA na forma de
moléculas de ATP!
A RESPIRAÇÃO CELULAR tem outras
especificidades.
Além do consumo de O2
, consome C6H12O6
(glicose), produz/libera 6CO2, 6H2O,
~32ATPs, e calor. ATP

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 Introdução ao Metabolismo
Alberts et al., 2017., Reece et al., 2015.

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 A Adenosina Trifosfato
ATP: Adenosina Trifosfato
ADP: Adenosina Difosfato
AMP: Adenosina Monofosfato
Alberts
et
al.,
2011.
E
N
E
R
G
I
A

15/ 226
Gartner;
Hiatt,
2007;
Reece
et
al.,
2015.
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ~32ATPs (Energia + calor)
 Equação geral da Respiração Celular
Foco no CATABOLISMO da glicose!

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 Equação geral da Respiração Celular
●
De modo geral, quando estudamos respiração celular, estamos
falando da RESPIRAÇÃO AERÓBIA → metabolismo AERÓBIO;
– Nesse tipo de metabolismo, utiliza-se, em algum momento o
oxigênio (O2
)→metabolismo aeróbio → oxigênico;
●
A respiração celular tem como principal objetivo a síntese de
ATP e uma das etapas mais eficientes utilizam o oxigênio
como aceptor final de elétrons;
– O oxigênio é um PODEROSO AGENTE OXIDANTE!

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Nelson;
Cox,
2014.
 Rotas da Glicose

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 Outros combustíveis
Reece
et
al.,
2015.
●
O CATABOLISMO de diversas
moléculas do alimento geram energia
celular na forma de ATP;
– Carboidratos, gorduras e proteínas
podem ser utilizados como
combustível para respiração celular;
●
Monômeros dessas moléculas
entram na glicólise ou no ciclo do
ácido cítrico em diversos momentos;
– A GLICÓLISE e o Ciclo do Ácido
Cítrico são funis catabólicos pelos
quais os elétrons de todos os tipos de
moléculas orgânicas fluem em suas
quedas exergônicas até o oxigênio.

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 Carreadores de Elétrons

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NAD+
NADH
e-
NAD
-
H+
Entram 2 e-
e
1 próton
(junto com H)
Molécula está OXIDADA (possui mais cargas
positivas): tem ALTO POTENCIAL poder de
receber e- de outras moléculas.
Atua como AGENTE OXIDANTE: oxida outra
molécula recebendo elétrons dela →
aumenta as cargas positivas da molécula → a
molécula se torna oxidada (teve aumento no
número de cargas positivas)→
O agente oxidante se torna REDUZIDO (teve
redução em suas cargas positivas porque
recebeu elétrons);
Molécula está REDUZIDA: teve redução em
suas cargas positivas porque recebeu
elétrons;

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 Redox
Sadava
et
al.,
2020.

24/ 226
NAD+
NADH FAD FADH2

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ATENÇÃO para os locais de cada etapa:
i
i
i
i
 Respiração Celular: visão geral
Reece
et
al.,
2015.

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A prof maravilhosa vai seguir o esquema de cores da figura
abaixo para cada etapa, então use os códigos de cores pra
associações mentais de cada etapa:
i
i
i
i
Reece et al., 2015.
1.0) Glicólise
2.0) Oxidação do Piruvato
2.1) Ciclo do Ácido Cítrico
3.0) Fosforilação Oxidativa:
transporte de elétrons e
quimiosmose

27/ 226
●
Princípio fundamental da respiração celular:
– As células captam energia química GLICOSE (oxidando a glicose →
doa seus elétrons) para síntese de Adenosina Trifosfato (ATP);
●
A ATP fornece energia para todo TRABALHO CELULAR, que vai
desde a síntese de outras moléculas para construção dos tecidos,
enzimas digestivas, e todo e qualquer processo que precise de
energia! ATP é energia celular, energia biológica!
i
i
i
i
Reece
et
al.,
2015.

28/ 226
i
i
i
i
Fonte:
https://www.instagram.com/prof.aclerton.

29/ 226
Respiração celular (RC): rotas CATABÓLICAS que degradam a
GLICOSE e outros combustíveis orgânicos, com ALGUMAS
etapas na presença de O2
.
TODAS???
i
i
i
i
NÃO!
i

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 Glicólise: no citosol
Reece
et
al.,
2015.

31/ 226
●
As reações da GLICÓLISE:
– Fosforilação em nível de substrato;
●
Nesse tipo de fosforilação parte do ATP é produzido pela
transferência direta de um grupo fosfato de um substrato
orgânico para ADP por uma enzima (acontece em muitas
fases da glicólise também) formando o ATP e algum
produto;
Reece et al., 2015.

32/ 226
●
A GLICÓLISE ocorre no CITOSOL → significa: glico = açúcar + lise =
dividido, quebrado→ “dividir o açúcar”;
– A glicose (C6H12O6), um açúcar de seis carbonos, é dividida em
DOIS açúcares de três carbonos → o PIRUVATO (C3
H4
O3
):
●
6 / 2 = 3;
1
2
3
Glicose
C6H12O6 Reece et al., 2015.

33/ 226
Por que a GLICOSE é foco?

34/ 226
●
Ao contrário dos ácidos graxos (lipídeos), a GLICOSE gera
ATP na ausência de oxigênio (em condições anaeróbias);
 A Glicose no organismo
O catabolismo de
LIPÍDEOS exige
oxigênio (O2
)!

35/ 226
●
Alguns tecidos e células utilizam exclusivamente a GLICOSE para obter
energia (na forma de ATP);
– O CÉREBRO consome diariamente 120g de glicose;
– As hemácias consomem diariamente 30g de glicose;
●
Para suprir a demanda, se não houver oferta, o corpo pode sintetizar a
partir de moléculas precursoras;
– O FÍGADO é um órgão central no controle da glicemia sanguínea;

36/ 226
●
O FÍGADO é um órgão central no controle da glicemia
sanguínea;

37/ 226
●
O CÉREBRO representa ~ 2% do total do peso corporal,
entretanto é o órgão que mais consome glicose!
– Além cerca de 15% do esforço cardíaco é direcionado para
enviar sangue para o CÉREBRO (contendo oxigênio, glicose e
demais moléculas requeridas pelo órgão)
●
Cerca de 20% de todo oxigênio obtido também fica com o cérebro!
– Da GLICOSE obtida na dieta, se ingerida 100g, cerca de 40%
(40g) são enviadas para o cérebro.

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●
A GLICÓLISE pode ser dividida em
duas fases: investimento energético e
compensação energética.
– Fase de INVESTIMENTO:
●
A célula gasta ATP
– O investimento é recompensado
na fase de compensação
energética, quando o ATP é
produzido pela fosforilação em
nível de substrato
– NAD+
também é reduzido a NADH
pelos elétrons liberados da
oxidação da glicose.

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Gastou:( Gastou:(
OBJETIVO: dividir o açúcar e gerar ATP!
C6H12O6

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Tá pago!
SOBROU!!!
OBJETIVO: dividir o açúcar e gerar ATP!
C6H12O6
C3
H4
O3
Açúcar dividido!
ATP
gerado!

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Atenção especial para NAD+
→ atua como agente oxidante

42/ 226
●
Os carbonos da glicose estão nas
duas moléculas de PIRUVATO;
– Nenhum CO2
é liberado na
glicólise.
●
A glicólise ocorre na presença OU
na ausência de O2
.

43/ 226
●
SALDO DA ETAPA PARA CADA UMA GLICOSE:
– 2 Piruvatos;
– 2 H2
O;
– 2 NADH;
– 2 H+
;
– 2 ATP. A Glicólise é dependente
de oxigênio?
Faça conexões!

44/ 226
●
– 2 Piruvatos;
– 2 H2
O;
– 2 NADH;
– 2 H+
;
– 2 ATP. Onde a Glicólise ocorre?
Faça conexões!

45/ 226
●
– 2 Piruvatos;
– 2 H2
O;
– 2 NADH;
– 2 H+
;
– 2 ATP.
Organismos sem
mitocôndrias podem
realizar Glicólise?
Faça conexões!

46/ 226
●
– 2 Piruvatos;
– 2 H2
O;
– 2 NADH;
– 2 H+
;
– 2 ATP.
E por que organismos que
tem mitocôndrias realizam
Glicólise?
Faça conexões!

47/ 226
OBJETIVO: síntese/produção de ATP;
Gasto/Consumo: 1C6H12O6 (glicose), 6O2 (oxigênio),
Produtos: 6CO2
+ 6H2
O + ~32ATPs (+ calor),
2 Piruvatos;
2 H2
O;
2 NADH;
2 H+
;
2 ATP.
2.0
2.1
 Saldo da Respiração Celular por Etapa

48/ 226
●
O piruvato gerado na glicólise entra na MITOCÔNDRIA por
transporte ATIVO para seguir o processo de catálise e
liberação de energia → até gerar ACETIL-COA.
Reece
et
al.,
2015.
 Oxidação do Piruvato: na mitocôndria

49/ 226
●
Na MITOCÔNDRIA o PIRUVATO é desmembrado em dois grupos,
um carboxila e um acetila no complexo piruvato desidrogenase;
– O grupo carboxila é liberado como CO2
;
Nelson; Cox, 2014.
●
Esse é o primeiro
passo em que o
CO2
é liberado
durante a
Respiração
Celular (RC);

50/ 226
●
O fragmento de dois carbonos restantes (do grupo acetila) é
oxidado por NAD+
formando e NADH;
– A Coenzima- A (CoA-SH), (que contem enxofre -S- derivado da
vitamina B) é anexado ao acetato (grupo acetila oxidado por NAD+
)
formando Acetil-CoA, que tem alto potencial energético;
Nelson; Cox, 2014.
Em procariontes
essa etapa pode
ocorrer no
citoplasma/citosol.

52/ 226
●
– 2 CO2
;
– 2 Acetil-CoA;
– 2 NADH;
– 2 H+
– 0 ATP
●
NÃO tem produção de ATP

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Produtos: 6CO2
+ 6H2
2 Piruvatos;
2 H2
O;
2 NADH;
2 H+
;
2 ATP.
2 Acetil-CoA;
2 CO2
;
2 NADH;
2 H+
;
0 ATP;
2.0
2.1

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 Ciclo do Ácido Cítrico: na mitocôndria

55/ 226
●
O Ciclo do Ácido Cítrico, ou Ciclo do Ácido Tricarboxílico
também é conhecido como Ciclo de Krebs;
– Produz ATP e produz moléculas armazenadoras de energia:
NADH e FADH2
;
Reece
et
al.,
2015.

56/ 226
●
O Ciclo do Ácido Cítrico, ou Ciclo
do Ácido Tricarboxílico também é
conhecido como Ciclo de Krebs;
– Trabalhos sobre o ciclo desde 1930;
– Publicação 1953 na revista Nature;
Hans Krebs
(1900 - 1981)
(cientista germano-
britânico - biólogo,
médico e bioquímico)
Nelson;
Cox,
2014.;
Reece
et
al.,
2015.

57/ 226
i
i
Produto da GLICÓLISE
(no CITOSOL)
Produto da OXIDAÇÃO DO
PIRUVATO
(na MITOCÔNDRIA)
Que molécula entrou na
glicólise???
Como essa molécula
atravessou a membrana?

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i
i
Qual a 1ª molécula a entrar
na mitocôndria?
Entra por transporte ativo
ou passivo?
Qual molécula entra no
CAC?
Onde ocorre o CAC?

59/ 226
●
Dependência das Mitocôndrias:
– Em células eucarióticas, as enzimas do Ciclo do Ácido
Cítrico estão localizadas na matriz mitocondrial;

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 Retomando conhecimentos
ENDOSSIMBIOSE: do
grego, endo "dentro" e
simbiose “viver junto”
Um organismo vivendo
DENTRO de outro
organismo!
Um PROcarionte ancestral
vivendo DENTRO de um
EUcarionte ancestral!
Reece
et
al.,
2015.
Eucarionte ancestral

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Por que em PROCARIOTOS o
processo NÃO segue para o CAC
nas mitocôndrias???

63/ 226
●
Estrutura da fibra muscular cardíaca → observe a quantidade
de MITOCÔNDRIAS;
Ross,
2016.
 Faça conexões!

64/ 226
●
Micrografia eletrônica do músculo cardíaco:
Nelson; Cox, 2014.
– Nas mitocôndrias abundantes
no tecido cardíaco, o piruvato,
e os demais combustíveis
(obtidos da alimentação) são
oxidados para propiciar a
síntese de ATP;
– Este metabolismo aeróbio
permanente permite que o
coração humano bombeie
sangue a uma taxa de 6 L/min,
ou cerca de 350 L/h.

66/ 226
Alberts et al., 2017.; Nelson; Cox, 2014.
Membrana
externa
Espaço
intermembranas
Membrana
interna
Matriz
Mitocondrial
Cristas
Mitocondriais

67/ 226
Nelson; Cox, 2014.
●
MITOCÔNDRIAS tem participação em
outros processos importantes além da
síntese de ATP:
– Essa organela também age na
termogênese;
– Síntese de esteroides;
– Apoptose (morte celular programada);
– Captação e o armazenamento de cálcio
(na forma de Ca2+
)

68/ 226
Nelson;
Cox,
2014.
Maior teor de
TERMOGENINA
Especializado na
produção de calor →
desacopla reações de
síntese de ATP e libera
em CALOR!

69/ 226
Nelson; Cox, 2014.
A coloração do tecido é devido a quantidade de MITOCÔNDRIAS!

70/ 226
Nelson;
Cox,
2014.
●
Evidências da presença de gordura marrom (parda, multilocular) em adultos:
– Dados clínicos:
●
Mulher de 45 anos (injetada com F-desoxiglicose para detectar tecidos que
metabolizam GLICOSE rapidamente);
●
Tumores revelados no pulmão
esquerdo e, na glândula
suprarrenal direita e em uma
vértebra lombar (esquerda);
– O coração e a bexiga
também foram intensamente
marcados conforme esperado
(órgãos muito ativos);
●
Além disso houve atividade
metabólica nas regiões que
normalmente têm gordura
marrom nos bebês;
(A) (B)

71/ 226
Nelson;
Cox,
2014.
●
Quando a mesma paciente foi
aquecida por 48 horas antes do exame
(B), as áreas de gordura marrom NÃO
se mostraram ativas;
– Indicando que este adulto tem
depósitos de gordura
marrom, metabolicamente
ATIVOS; SOMENTE quando a
temperatura corporal está
relativamente baixa (>36,5 ºC);
●
O tecido pardo só se torna
ativo quando necessário →
quando a temperatura
corporal cai → hipotermia →
(>36,5 ºC);
(B)
(A)

77/ 226
●
APOPTOSE → morte celular programada:
– Mecanismo mediado pelo sistema
imune:
●
Sinais que desencadeiam a apoptose
podem ser mediados por fatores
(células e moléculas) externas;
●
As membranas celulares expressam
receptores extracelulares (para o
exterior da célula) receptores Fas e
TNFα e também expressam receptores
intracelulares (citosólicos), FADD e
TRADD;
Ligante Fas TNFα
Receptor
Fas
Receptor
TNFα
Membrana
plasmática
Nelson;
Cox,
2014.

78/ 226
– Os receptores extracelulares interagem
com os ligantes Fas e TNFα, ATIVANDO os
domínios de morte por forte INTERAÇÃO
dos receptores extracelulares e
intracelulares;
●
FADD e TRADD estimulam a síntese e
liberação das enzimas Caspases 8, que
estimulam as MITOCÔNDRIAS a
liberarem seu Citocromo c;
– A liberação do Citocromo c
MITOCONDRIAL é um ponto fundamental
na cascata de reações que levará a morte
celular programada → APOPTOSE.
●
Ligante Fas TNFα
Receptor
Fas
Receptor
TNFα
Membrana
plasmática
Nelson;
Cox,
2014.

79/ 226
Alberts
et
al.,
2017;
●

80/ 226
Alberts
et
al.,
2017.
●
Caspase 8 ativa mitocôndria a liberar citocromo C, ativando
uma cascata enzimática de morte → APOPTOSE

81/ 226
Morreu!
Alberts
et
al.,
2017.
●

82/ 226
●
Formação dos dedos na pata do camundongo
em desenvolvimento por APOPTOSE:
– (A) A pata, nesse feto de camundongo, foi
marcada com um corante que marca
especificamente as células que sofreram
apoptose;
●
As células apoptóticas aparecem como
pontos verdes brilhantes entre os dedos em
desenvolvimento;
– (B) A morte de células interdigitais eliminou o
tecido entre os dedos em desenvolvimento,
como visto um dia mais tarde, quando
existem poucas células apoptóticas.
Alberts et al., 2017.

87/ 226
Esqueceram de mim?
Nelson;
Cox,
2014.;
Reece
et
al.,
2015.

88/ 226
Acetil-CoA (produto da
oxidação do piruvato) tem
seu grupo ACETILA (com
DOIS carbonos - 2C)
adicionado/incorporado ao
OXALACETATO (4C)
produzindo CITRATO (6C).
Citrato-sintase catalisa essa
a primeira reação.
OXALACETATO é uma
molécula do CICLO
(cíclico!) que é sempre
RESTAURADA!

89/ 226
CITRATO (sua forma
ionizada é o ácido cítrico) é
a PRIMEIRA MOLÉCULA
produzida no CICLO (e da
nome a ele).
Produção de ATP,
NADH e FADH2
.

90/ 226
Fim de ciclo,
OXALACETATO
RESTAURADO!

92/ 226
Produtos: 6CO2
+ 6H2
2 Piruvatos;
2 H2
O;
2 NADH;
2 H+
;
2 ATP.
2 Acetil-CoA;
2 CO2
;
2 NADH;
2 H+
;
0 ATP;
2.0
2.1
4 CO2
6 NADH
6 H+
2 FADH2
2 ATP
Degradação da
glicose foi
COMPLETADA!

95/ 226
 Fosforilação oxidativa: na mitocôndria
Reece et al., 2015.

96/ 226
● Vai utilizar as moléculas de NADH e FADH2
produzidas nas
etapas anteriores→ produz a MAIOR quantidade de ATP;
Reece et al., 2015.

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i
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O
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E
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I
V
I
D
A
D
E
MENOR afinidade e-
MAIOR afinidade e-
Olha quem apareceu! Digam “oi
sumido” para o oxigênio (O2
) gente!
H2
O
O2

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V
I
D
A
D
E
MENOR afinidade e-
MAIOR afinidade e-
H2
O
Na membrana mitocondrial existem
vários complexos multiproteicos que
vão receber os elétrons de NADH e
FADH2
→ serão reduzidos por eles

103/ 226
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G
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I
V
I
D
A
D
E
MENOR afinidade e-
MAIOR afinidade e-
Os complexos multiproteicos (complexo I, III
e IV) reduzidos por NADH e FADH2
ficam
ATIVADOS e passam a atuar como bomba
de prótons H+
. Bombeiam ativamente H+
para o espaço intermembranas gerando um
gradiente eletroquímico transmembrana
de prótons H+
.
H2
O

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V
I
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A
D
E
MENOR afinidade e-
MAIOR afinidade e-
Além do bombeamento, os elétrons não se
perdem. São puxados ladeira abaixo pelo O2
.
O O2
é o aceptor final de elétrons da CTE.
H2
O

105/ 226
i
O2
é reduzido a H2
O.
Madigan et al., 2016.; Reece et al., 2015.

106/ 226
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V
I
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A
D
E
MENOR afinidade e-
MAIOR afinidade e-
Devido o gradiente eletroquímico gerado, os
prótons H+
tendem a retornar a favor do ser
gradiente de concentração. Para isto, passam
pelo poro aberto da ATP-Sintase.
H2
O

107/ 226
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V
I
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D
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MENOR afinidade e-
MAIOR afinidade e-
A cada 4 H+
que retornam pela ATP-Sintase
ativam a catalise da enzima. Ela então faz a
ligação ADP+P (fosforilação do ADP) gerando
ATP. Para cada 1 Glicose = 28 ATPs por este
mecanismo!
H2
O

108/ 226
i
●
Característica da etapa → ACOPLAMENTO energético: tudo
acontecendo simultaneamente;
– Cadeia de transporte de elétrons;
– Quimiosmose;
– Fosforilação oxidativa (pela presença do O2
);
Reece
et
al.,
2015.

109/ 226
Característica da etapa → ACOPLAMENTO energético
Nelson;
Cox,
2014.
Substrato reduzido
doa e-
Complexos multiproteicos bombeiam H+
para fora
enquanto os e-
fluem pela cadeia até o O2
.
É o aceptor final
de elétrons
(recebe elétrons)
da respiração
aeróbia.

110/ 226
Etapa responsável pela
síntese de ~90% do ATP
da respiração celular.

113/ 226
Adaptado
de
Grundlingh
et
al.,
2011.;
Reece
et
al.,
2015.
 DINITROFENOL: o ladrão de H+
Matriz mitocondrial
Espaço intermembranas

114/ 226
Nelson; Cox, 2014.
●
Lembram da TERMOGENINA?
– Vamos ver como ela atua dentro das mitocôndrias dos
adipócitos marrons (do tecido adiposo marrom);

115/ 226
Junqueira;
Carneiro,
2012.
●
Mecanismos desacoplador da TERMOGENINA;

116/ 226
i
E
L
E
T
R
O
N
E
G
A
T
I
V
I
D
A
D
E
MENOR afinidade e-
MAIOR afinidade e-
H2
O
Alberts
et
al.,
2017.;
Reece
et
al.,
2015.
●
Característica do catabolismo da
glicose:
– A liberação de energia é GRADUAL
e por isso é EFICIENTE!
NADH e FADH2

119/ 226

120/ 226
Produtos: 6CO2
+ 6H2
2 Piruvatos;
2 H2
O;
2 NADH;
2 H+
;
2 ATP.
2 Acetil-CoA;
2 CO2
;
2 NADH;
2 H+
;
0 ATP;
2.0
2.1
4 CO2
6 NADH
6 H+
2 FADH2
2 ATP
10 NADH = 10 X 2,5 = 25 ATPs
2 FADH2
= 2 X 1,5 = 3 ATPs
=
28 ATPs
Total ATP: 2 ATP + 0 ATP + 2 ATP + 28 ATP = 32ATPs
1 NADH resulta em 10
H+
sendo bombeados
para fora da membrana
mitocondrial interna;
Para gerar 1 ATP é
necessário que 4 H+
retorne pela ATP-
sintase,
ENTÃO, 1 NADH gera
força motriz de prótons
suficiente para a síntese
de 2,5 ATP (10/4=2,5).

121/ 226
 Duração de cada etapa
●
Glicólise: rápida e de baixo rendimento de ATP;
●
Ciclo do Ácido Cítrico: rápida e de baixo rendimento de ATP;
●
Fosforilação oxidativa: mais lenta e alto rendimento de ATP;

122/ 226
 Integração metabólica
Nelson; Cox, 2014.
●
Rotas da glicose nos
hepatócitos (células do
fígado):
– As vias CATABÓLICAS na
descendente;
– As vias anabólicas são
representadas na
ascendente;
●
A distribuição para outros
órgãos na horizontal.

123/ 226
 Integrando e retomando conhecimentos
● Se o oxigênio (O2
) é o aceptor final de elétrons (receptor
final de elétrons) da respiração aeróbia, qual molécula
DOOU seus elétrons para a síntese de ATP?
Reece
et
al.,
2015.

124/ 226
● O oxigênio (O2
) é o aceptor final de elétrons (receptor final
de elétrons);
●
A GLICOSE é a doadora de elétrons!
Reece
et
al.,
2015.

125/ 226
Reece
et
al.,
2015.
(1) C6H12O6 + (6) O2 (6) CO2 + (6) H2O + ~32 ATPs (energia + calor)

132/ 226
Profa
Fermentação e
Respiração anaeróbia

133/ 226
Aguardem os próximos capítulos...

134/ 226
i
i
Reece
et
al.,
2015.
 Alternativas para Respiração Celular
Respiração Anaeróbia → CTE na MP
Fermentação → fosforilação de substrato
CITOSOL
X
● Síntese de ATP SEM oxigênio (O2
)→ condições anaeróbias;

135/ 226
Nelson;
Cox,
2014.
 Rotas da Glicose
C6H12O6

136/ 226
 Fermentação e Respiração anaeróbia
●
Visão geral: mecanismos geradores de ATP SEM uso de
oxigênio;
– Respiração ANaeróbia: POSSUI CADEIA DE TRANSPORTE
DE ELÉTRONS;
– FERMENTAÇÃO: NÃO possui cadeia de transporte de
elétrons;
Reece
et
al.,
2015.

137/ 226
 Características gerais de metabolismo Anaeróbio
●
Metabolismos anaeróbios CONSOMEM/requerem uma
quantidade MAIOR de GLICOSE para sustentar o
metabolismo (ex.: fermentadores e organismos anaeróbios
(não usam O2
));
– REGRA GERAL: anaeróbios, requerem SUPRIMENTO de
glicose sempre ALTO e constante → são GASTADORES de
glicose! não são econômicos!
Lembram que a glicólise, que é uma via comum a maioria
dos organismos (e é anaeróbia), produz apenas 2 ATPs para
cada 1 glicose? Então pra sustentar o gasto de energia de
uma organismo só pela glicólise ele precisaria consumir
MUITA glicose, para quebrar a molécula (glicólise) e fazer, de
cada vez 2 ATPs.

138/ 226
 Características gerais de metabolismo Anaeróbio
● Alguns organismos fazem respiração anaeróbia (sem O2
) com
etapa de cadeia de elétrons em sua própria membrana;
– Para isto eles precisam de um ACEPTOR FINAL DE
ELÉTRONS no final da cadeia (que não será o O2
);
●
Existe uma infinidade de moléculas que atuam como
aceptoras finais de elétrons,
– Isso vai depender do modo de vida do organismo e da
disponibilidade dessas moléculas e o que vai representar o
motivo de terem sucesso evolutivo;
●
Aceptores de elétrons precisam ser: eletronegativos,
oxidantes, atuarem como agentes oxidantes numa
reação (recebendo elétrons de outra molécula);

139/ 226
Quem era mesmo o
aceptor final de
elétrons da
respiração celular
(aeróbia)?

140/ 226
 Fermentação e Respiração anaeróbia
Vias ANaeróbias requerem suprimento ALTO e
contínuo de glicose para sustentar a síntese de ATP. A
glicólise também ocorre sem necessidade de O2
e
tem baixa produção de ATP (2 ATPs).

142/ 226
2015
Foco na pergunta! Observar o
consumo de GLICOSE após
exposição ao O2
;
Organismos aeróbios são MAIS
eficientes/ECONÔMICOS no
uso da glicose!
P. 23
Q. 30

144/ 226
2019
Hormônio
GLICOPROTEICO.
Aumenta os eritrócitos
(hemácias) no sistema
circulatório carregadas de O2
para os tecidos que estão com
necessidade de alta produção
de ATP e portanto, precisam do
O2
nas suas cadeias de elétrons
para fosforilação oxidativa.

145/ 226
 Respiração anaeróbia: tem CTE na MP
●
Ocorre em certos organismos,
frequentemente procarióticos,
que vivem em ambientes
anóxicos.
●
Esses organismos
POSSUEM uma cadeia de
transporte de elétrons;
– O aceptor final de elétrons
dessa cadeia é OUTRA
molécula;
Reece et al., 2015.
X+
XH

149/ 226
●
Os organismos e a obtenção de energia :
– Organismos chamados de anaeróbios OBRIGATÓRIOS,
realizam SOMENTE fermentação ou respiração anaeróbia e
na
●
NÃO sobrevivem na presença de oxigênio, o oxigênio
costuma ser letal para estes organismos;

150/ 226
●
– Clostridium botulinum (bactéria) é um anaeróbio OBRIGATÓRIO;
●
Os seres humanos podem morrer de botulismo ao ingerir
alimentos contaminados com C. botulinum;
●
C. botulinum produz uma neurotoxina impede a transmissão de
impulsos nervosos, principalmente para células musculares,
resultando em paralisia;
Johnson,
2019.
Esporo de Clostridium botulinum.
 Anaeróbio obrigatório

151/ 226
●
– Clostridium botulinum (bactéria) é um anaeróbio
OBRIGATÓRIO;
●
Aminoácidos e carboidratos são utilizados como doadores
de elétrons e o ferro ferroso (Fe2+
) pode ser utilizado como
aceptor final de elétrons finais de elétrons na cadeia de
transporte de elétrons;
Johnson,
2019.
Esporo de Clostridium botulinum.
 Anaeróbio obrigatório

152/ 226
●
Arqueias METANOGÊNICAS são anaeróbias OBRIGATÓRIAS
cujo metabolismo está ligado à produção de METANO (CH4
);
– As metanogênicas produzem METANO (CH4
) reduzindo CO2
(utilizando H2
) a CH4
em condições anaeróbias;
Madigan
et
al.,
2016.

154/ 226
● O Metano (CH4
) tem alto potencial de COMBUSTÃO (queima),
e por isso, pode ser uma estratégia ecológica, para criadores de
animais de corte, utilizar o BIOGÁS;

159/ 226
2010
Na respiração anaeróbica,
o aceptor de elétrons é
diferente, normalmente tem
origem nitrogenada, como
o nitrato (NO3
-
), ou
enxofre (S).
Na respiração anaeróbica, H NUNCA
será o aceptor de elétrons, geralmente
ele é transferido durante as reações.
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ~32ATPs
P. 22
Q. 28

160/ 226
i
 Curiosidades
●
Loricíferos invertebrados marinhos que vivem ha ~3000 mil
metros de profundidade;
– Os Loricíferos (do latim, lorica, armadura, e ferre, portar) são
minúsculos animais que habitam sedimentos marinhos;
●
Eles podem projetar sua cabeça, pescoço
e tórax para dentro e para fora da
LORICA;
– A lorica é como uma bolsa formada por
SEIS placas envolta do abdome;
●
Embora a maior parte da história natural
dos Loricíferos seja um mistério, sabe-
se que algumas espécies se alimentam
de bactérias;
Reece
et
al.,
2015.
1mm

161/ 226
 Fermentação: expansão da Glicólise no citoplasma
●
Para que a fermentação seja possível deve existir um estoque
suficiente de NAD+
para receber os elétrons durante a etapa
de oxidação na glicólise.
– Sem mecanismos para reciclar NAD+
a partir do NADH, a
glicólise esgotaria rapidamente seu reservatório celular de
NAD+
pela total redução à NADH;
●
Se isso acontecesse, CESSARIA (pararia) por completo o
processo pela falta de um agente oxidante.
Quem é o agente
oxidante na fosforilação
oxidativa aeróbia?

162/ 226
●
Alcoólica e Lática;
Nelson; Cox, 2014.

163/ 226
●
A GLICÓLISE ocorre no CITOSOL → significa: glico = açúcar + lise =
dividido, quebrado→ “dividir o açúcar”;
– A glicose (C6H12O6), um açúcar de seis carbonos, é dividida em
DOIS açúcares de três carbonos → o PIRUVATO (C3
H4
O3
):
●
6 / 2 = 3; 1
2
3
Glicose
C6H12O6 Reece et al., 2015.

164/ 226
●
Para reciclar NAD+
a partir do NADH em condições ANaeróbias
os elétrons do NADH são transferidos para o PIRUVATO
(C3
H4
O3
), que é o produto final da glicólise;
– Vamos RELEMBRAR e REFORÇAR alguns conhecimentos!
●
A glicólise exige oxigênio?
●
Quantos ATPs ela produz?
●
Onde ela ocorre?

167/ 226
●
Visão geral: o PIRUVATO é convertido em ETANOL (álcool
etílico) em duas etapas:
– Primeira etapa:
●
Libera dióxido de carbono
(CO2
) do Piruvato, por
clivagem ENZIMÁTICA;
– Gera ACETALDEÍDO;
Observe que o Piruvato que entra p/
FERMENTAÇÃO veio da glicólise.
 Fermentação Alcoólica

168/ 226
– Segunda etapa:
●
O NADH reduz
Acetaldeído a ETANOL.
– Isso regenera o
suprimento de NAD+
necessário para a
continuação da
glicólise e da própria
fermentação.

169/ 226
Teve produção
adicional de ATP?

170/ 226
Biocombustível, energia RENOVÁVEL???
Madigan et al., 2016.

171/ 226
i
i
●
Síntese e a clivagem dos polímeros
pela H2
O:
– A DESIDRATAÇÃO é o processo no qual
a perda de uma molécula de H2
O dos
polímeros em solução deixa
extremidades livres para que se unam e
formem um polímero maior;
– A HIDRÓLISE (do grego, hydro, água, e
lysis, quebra); utiliza a molécula de H2
O
para separar polímeros em seus
monômeros;
●
A ligação entre os monômeros é
clivada (quebrados/divididos) pela
adição de uma molécula de H2
O,
separando os monômeros do polímero;

172/ 226
i
i
●
Síntese e a clivagem dos
polímeros pela H2
O:
– Com o hidrogênio da molécula
de H2
O se liga a um dos
monômeros;
– E o outro grupo hidroxila (HO)
se ligando ao outro monômero;
●
A hidrólise é a clivagem de
moléculas pela água (H2
O);
– Hidrólises são frequentes no
processo de digestão de
mamíferos;

173/ 226
i
i
●
polímeros pela H2
O:
– A maior parte das moléculas
ingeridas na alimentação são
grandes demais para entrar para
entrar nas células e gerar energia
(ATP);.
●
No interior do estômago e
intestino delgado, diversas
enzimas ACELERANDO a
HIDRÓLISE (ex.: hidrolases);

174/ 226
i
i
●
polímeros pela H2
O:
– Os monômeros, produto da
hidrólise, (partes menores)
podem ser absorvidos pela
corrente sanguínea e
distribuídos (intestino grosso)
por todas as células do corpo;
Nossas células também utilizam
reações de desidratação para
agrupar os monômeros em novos e
distintos polímeros, que podem
desempenhar funções específicas,
necessárias para a célula.

175/ 226
O Ministério da Saúde e o Estatuto da Criança e do
Adolescente e demais dispositivos legais estão em
concordância com o que segue abaixo, assim como a
PROFESSORA desta aula e PRODUTORA deste conteúdo:
A Lei 8.069, de 13 de julho de 1990 - Estatuto da Criança e
do Adolescente -ECA- (com a atualização da Lei nº 13.106,
de 17 de março de 2015), considera CRIME os atos de
vender, fornecer, servir, ministrar, incitar ou entregar bebida
alcoólica a criança ou a adolescente, e prevê pena de
detenção de dois a quatro anos, além de multa […].
A saber, segundo o ECA, é considerado criança quem tem
até 12 anos incompletos.
E adolescentes quem tem entre 12 e 18 anos.

177/ 226
●
Importância da Fermentação Alcoólica:
– Diversas bactérias e leveduras conduzem fermentação
alcoólica sob condições anaeróbias;
●
Desde a antiguidade os seres humanos utilizam leveduras na
fabricação de cerveja, vinhos e pães;
– As bolhas de CO2
, geradas por este processo permite que as
massas de pães CRESÇAM durante a fermentação alcoólica;
Quem é PROCARIONTE e
quem é EUCARIONTE?

178/ 226
●
Fermento biológico:
– Saccharomyces cerevisiae (fungo);
Madigan et al., 2016.

179/ 226
●
Fermentadores biológicos:
– Gêneros Acetobacter spp. e Gluconobacter spp. (bactérias);
●
Produção de vinhos e cervejas;
Madigan
et
al.,
2016.

182/ 226
●
Fermentação natural:
Silva; Fríscio, 2020.
Faça conexões!
– Fermentação mais
demorada;
– Pães mais macios;
– Crosta mais espessa;
– Mais nutritivo;
●
Os pães são feitos assim
ha mais de 6 mil anos.

183/ 226
●
Faça conexões!
– Ingredientes:
●
Farinha;
●
Água;
●
Microrganismos (fungos e
bactérias) que estão
naturalmente dispersos no
ambiente;
– E paciência!

184/ 226
●
Faça conexões!
– É conhecido por diversos nomes:
●
Levain (fermento natural em
francês,);
●
Sourdough (fermento natural em
inglês);
●
Lievito madre (fermento natural
em italiano);
●
Masa madre (fermento natural em
espanhol);
●
Massa mãe (fermento natural em
Portugal) e por assim vai...

195/ 226
 Fermentação Lática
●
Na fermentação do ÁCIDO LÁCTICO, o PIRUVATO é reduzido
diretamente pelo NADH para formar LACTATO como um produto
final, SEM a liberação de CO2
.
– LACTATO é a forma ionizada do ácido láctico;

196/ 226
●
Fungos e bactérias realizam esse tipo de fermentação;
– É utilizada na indústria de laticínios para produzir queijos e
iogurtes;

197/ 226
 Faça seu próprio iogurte!
●
Utilize 1 (um) litro leite previamente fervido OU leite UHT (não
use leite desnatado ou semidesnatado, isso afeta a textura do
iogurte);
●
Deixe o leite a temperatura de 43-46 ºC;
●
Adicione as bactérias lácticas
ou um 250ml de um iogurte já
pronto (isca) e mexa
LENTAMENTE;
●
Tampe a vasilha e aguarde 8h;
●
Após 8h, verifique se adquiriu
textura, se ainda estiver
líquido, deixe por até 12h.
– Não use vasilhas metálicas.

198/ 226
 Faça seu próprio iogurte!
●
Aproveite seu iogurte, puro,
com frutas, mel, com as
combinações que você
quiser!
– Ahh, e seu próprio iogurte
serve de isca para fazer
mais e mais iogurte, então
antes de acabar, retire
250ml (um copo pequeno)
e separe para fazer mais!
Mas como o leite vira iogurte?

199/ 226
●
Fungos e bactérias realizam esse tipo de fermentação;
– Lactococcus spp.; Pediococcus spp. (bactérias) e Rhizopus
oryzae (fungo).
Madigan et al., 2016.; Londono-Hernández et al., 2017.

200/ 226
●
Como o leite vira iogurte?
– Quando as bactérias são adicionadas ao leite, elas usam a lactose (o açúcar
do leite, ao invés da glicose) e produzem ÁCIDO LÁCTICO;
●
O ácido lático aumenta a acidez (reduz o pH);
●
A acidez altera a conformação das proteínas e faz com que elas se
aglutinem, processo denominado de COAGULAÇÃO;
– Principalmente as caseínas, que compõe 80% do conteúdo proteico do
leite;
– A coagulação das proteínas dá o aspecto mais espesso do iogurte;
●
Além da coagulação, bactérias liberam uma goma polissacarídica que
também contribui para a consistência final do iogurte.
– Ao final do processo é necessário REFRIGERAR.
●
O iogurte deve ser resfriado para reduzir ou interromper o processo de
fermentação.
Lactose é um carboidrato
que também é fonte de
ATP!

201/ 226
●
Como o leite vira iogurte?
Forsythe, 2013.; Reece et al., 2015.
Lactato ou Ácido lático
Lactose do leite
Piruvato
i
i
Etapa
antecede a
redução do
Piruvato a
Lactato
pelo NADH

202/ 226
●
Células musculares humanas PODEM produzem ATP por
FERMENTAÇÃO ácido LÁCTICA;
– Isso ocorre quando o oxigênio NÃO chega aos músculos –
condições anóxicas - com a rapidez suficiente para oxidar o
PIRUVATO
Kierszenbaum,
2008.
Vias ANaeróbias requerem
suprimento ALTO e contínuo de
glicose para sustentar a síntese de
ATP. A glicólise também ocorre sem
necessidade de O2
e tem baixa
produção de ATP (2 ATPs). São vias
consideradas rápidas e de ALTO
consumo de glicose.

203/ 226
●
Células musculares podem
realizar fermentação lática em
situação de hipoxia;
– Eritrócitos também tem
metabolismo anaeróbio;
Nelson; Cox, 2014.
Por que eritrócitos
(hemácias) tem
metabolismo
anaeróbio?

204/ 226
●
Os organismos e a obtenção de energia:
– Células do cérebro (NEURÔNIOS) de vertebrados realizam
APENAS oxidação AERÓBIA do PIRUVATO;
Junqueira;
Carneiro,
2013.
● Utilizam oxigênio (O2
) em seu
metabolismo;
●
NÃO realizam fermentação;
●
NÃO podem ficar SEM suprimento de
O2
;

205/ 226
●
Os organismos e a obtenção de energia:
– NEURÔNIOS necessitam de oxigênio (O2
);
Junqueira;
Carneiro,
2013.
●
Em casos de morte por parada cardíaca
ou cardiorrespiratória o sistema
nervoso pode continuar funcionando por
um tempo, pois ainda pode haver O2
circulante;
– Quando o suprimento de O2
acabar, o
sistema nervoso também morrerá e a
morte cerebral é declarada.

206/ 226
Por que a GLICOSE é foco?

207/ 226
●
Ao contrário dos ácidos graxos (lipídeos), a GLICOSE gera
ATP na ausência de oxigênio (em condições anaeróbias);
O catabolismo de
LIPÍDEOS exige
oxigênio (O2
)!

208/ 226
●
Alguns tecidos e células utilizam exclusivamente a GLICOSE para obter
energia (na forma de ATP);
– O CÉREBRO consome diariamente 120g de glicose;
– As hemácias consomem diariamente 30g de glicose;
●
Para suprir a demanda, se não houver oferta, o corpo pode sintetizar a
partir de moléculas precursoras;
– O FÍGADO é um órgão central no controle da glicemia sanguínea;

209/ 226
●
O CÉREBRO representa ~ 2% do total do peso corporal,
entretanto é o órgão que mais consome glicose!
– Além cerca de 15% do esforço cardíaco é direcionado para
enviar sangue para o CÉREBRO (contendo oxigênio, glicose e
demais moléculas requeridas pelo órgão)
●
Cerca de 20% de todo oxigênio obtido também fica com o cérebro!
– Da GLICOSE obtida na dieta, se ingerida 100g, cerca de 40%
(40g) são enviadas para o cérebro.

210/ 226
●
O FÍGADO é um órgão central no controle da glicemia
sanguínea;

221/ 226
 Metabolismo
●
– Organismos chamados de anaeróbios FACULTATIVOS
utilizam o oxigênio se ele estiver presente (realizam
respiração aeróbia) e, na ausência de O2
, realizam os
processos anaeróbios.
●
Saccharomyces cerevisiae (fungo leveduriforme) é
anaeróbios FACULTATIVOS.
Madigan
et
al.,
2016.

222/ 226
 Metabolismo
●
Cianobactérias:
– Procarionte fotossintético;
– Metabolismo aeróbio;
Tortora
et
al.,
2017.

223/ 226
 Metabolismo
●
Bactérias Rhizobium spp.
– Anaeróbias;
– Fixadoras de Nitrogênio
Tortora
et
al.,
2017.
Glycine max (Soja - família
Fabaceae)

224/ 226
 Metabolismo
●
Bactérias Rhizobium spp.
– Frequentemente anaeróbias;
– Fixadoras de Nitrogênio → DNA, Proteínas;
Tortora
et
al.,
2017.
Glycine max (Soja - família Fabaceae)
N2 atmosférico NH3 (amônia)
NO3- (nitrato)
No solo

225/ 226
 Metabolismo
●
Fungo Penicillium spp.
– Metabolismo aeróbio;
Tortora
et
al.,
2017.

226/ 226
 Metabolismo
Tortora et al., 2017.

233/ 226
 O significado evolutivo da Glicólise

234/ 226
 Conexão entre rotas metabólicas
●
Todas as moléculas orgânicas
obtidas da ALIMENTAÇÃO podem
ser utilizadas pela respiração celular
para produzir ATP;
Reece
et
al.,
2015.

235/ 226
 Alimentação saudável de acordo com a safra
MS,
2023.
Vegetais como
alface, berinjela,
chicória, beterraba,
cenoura, chuchu,
mandioca, batatas
doce e inglesa,
cará, inhame, milho
verde e grande parte
das demais
hortaliças
apresentam época
de safra durante
todo o ano.

236/ 226
MS,
2023.
Frutas como banana, mamão
e laranja são encontradas em
todas as épocas do ano.

237/ 226
MS,
2023.

238/ 226
 Introdução a Termogênese
●
Primeira lei da termodinâmica:
– A ENERGIA pode ser transferida
ou transformada, mas não pode
ser criada nem destruída;
●
Na imagem do urso se
alimentando, estamos vendo o
processo de conversão da
energia química armazenada
no peixe (alimento) em outros
tipos de energia (ATP, cinética,
calor);

239/ 226
●
Segunda lei da termodinâmica:
– Cada transferência ou
transformação de energia
AUMENTA a desordem
(ENTROPIA) do universo;
●
A medida que as reações
metabólicas ocorrem, entre as
transferências de energia ocorre
aumento de entropia, agitação
molecular e produção de
CALOR!

240/ 226
●
Segunda lei da termodinâmica:
– No nível macroscópico, à medida
que o urso-pardo corre, a
desordem é aumentada ao redor
dele;
●
Ocorre liberação de moléculas
subprodutos do metabolismo e
liberação de CALOR;
~60% do calor corporal é
gerado é oriundo de todo o
metabolismo corporal;
~30 a 35% gerados dos
movimentos involuntários;
~5 a 10% da catálise dos
alimentos.

241/ 226
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ~32ATPs (energia + CALOR)

242/ 226
●
CALOR é uma forma de energia que pode ser medida como
temperatura e é expresso em unidades chamadas de calorias;
– Uma caloria (cal) é definida como a quantidade de calor
necessária para elevar a temperatura de um grama de água
em 1°C.
●
Caloria é uma unidade relativamente pequena, então para
medir taxas metabólicas corporais e expressar a energia
contida nos alimentos utilizamos como medida as
QUILOCALORIAS (kcal) ou Calorias (Cal - sempre escrita com
C maiúsculo);
Se aparecer Kilojoules (kJ) faça a
conversão!
1 kcal = ~4,1 kJ

243/ 226
●
Uma quilocaloria (kcal = Cal) = 1.000 calorias;
– Para manter as taxas de metabolismo basais (TMB) constantes
é necessário consumir através da alimentação cerca de 1.200 a
1.800 kcal/dia em adultos não praticantes de atividades
físicas;

259/ 226
 Fluxo de energia
●
A energia que nos mantém
vivos é liberada, mas não
produzida pela respiração
celular (CATABOLISMO);
– Estamos utilizando a energia
armazenada nos alimentos
pela FOTOSSÍNTESE.
●
Fotossíntese é um processo
de ANABOLISMO,
BIOSSÍNTESE, construção
de moléculas e
armazenamento de
energia.
Reece
et
al.,
2015.

260/ 226
 Fluxo de energia
●
Visão geral da FOTOSSÍNTESE – processo ANABÓLICO
(BIOSSINTÉTICO) → construção de moléculas orgânicas:
Reece et al., 2015.

270/ 226
O que é ENERGIA de modo geral,
uma definição simples, como vocês
explicariam?

271/ 226
É suficiente, em biologia, entender
energia como a capacidade de realizar
TRABALHO.
Onde vocês conseguem ver a
energia entrar nos sistemas
biológicos?

272/ 226
É suficiente, em biologia, entender
energia como a capacidade de realizar
TRABALHO.
O que é TRABALHO para
os organismos vivos?

273/ 226
 Requerimentos da produção de ATP
●
(1) A produção de ATP requer
uma fonte de energia (doador
de elétrons);
●
(2) A transferência de elétrons
a um carreador durante uma
reação de oxidação-redução;
●
(3) A transferência de elétrons
a um aceptor final.

276/ 226
 Revisão
Alberts et al., 2017., Reece et al., 2015.

277/ 226
 Fermentação X Respiração: aeróbia X ANaeróbia
●
Diferenças importantes:
– Na FERMENTAÇÃO, pode ser entendida como uma extensão da
glicólise;
●
Fermentadores NÃO possuem cadeia transportadora de elétrons!
– A RESPIRAÇÃO CELULAR AERÓBIA E ANAERÓBIA possui cadeia
de transporte de elétrons; porém com aceptores finais de elétrons
distintos:
● Aeróbia é o oxigênio (O2
) → as reações acontecem nas cristas
mitocondriais;
●
Anaeróbia, qualquer molécula com potencial oxidante (que possa
receber elétrons de um substrato) exceto O2
→ as reações podem
ocorrer na própria membrana plasmática;

278/ 226
 Fermentação X Respiração: aeróbia X ANaeróbia

279/ 226
Dúvidas????
Sr Krebs adoraria responder,
mas na falta dele estou
disponível!

280/ 226
Profa
Metabolismo:
ENZIMAS

281/ 226
 Enzimas
●
A maioria das enzimas são PROTEÍNAS, mas nem todas
enzimas são proteínas (ex.: ribozimas);
– Aumentam a velocidade das reações;
– Geralmente não são alteradas após as reações;
– Podem quebrar ligações químicas, fazer ligações químicas…
●
Umas infinidade de funções que exploraremos aos poucos

282/ 226
 Enzimas
●
São afetadas fortemente por:
– Temperatura;
– Ph;
– Concentração dos reagentes;

283/ 226
 Enzimas
Nelson; Cox, 2014.

284/ 226
 Enzimas
Nelson; Cox, 2014.
DESNATURAÇÃO → reversível em muitos casos

287/ 226
2002
A SACAROSE é que
da o sabor
adocicado!
P. 17
Q.08

288/ 226
 Enzimas
●
Para ENZIMAS que são PROTEÍNAS, podemos classificar quanto a sua
estrutura:
– Estrutura PRIMÁRIA: uma descrição de todas as ligações covalentes
(principalmente ligações peptídicas e ligações dissulfeto) ligando resíduos
de aminoácidos em uma cadeia polipeptídica é a sua estrutura primária.
●
É quase que um “retrato” da tradução;
– A estrutura SECUNDÁRIA se refere a arranjos particularmente estáveis dos
aminoácidos, originando padrões estruturais importantes;
– A estrutura TERCIÁRIA descreve todos os aspectos do ENOVELAMENTO
(dobramentos) tridimensional de um polipeptídeo;
●
Quando uma proteína tem DUAS ou mais subunidades polipeptídicas,
seus arranjos no espaço são chamados de ESTRUTURA QUATERNÁRIA;
– As máquinas, complexos e bombas proteicas transmembrana consistem
em dezenas de milhares de subunidades proteicas;

292/ 226
Quais palavras novas você aprendeu?
●
Faça seu GLOSSÁRIO!
●
Pode ser ilustrado, com seus desenhos.
– Exemplo:
Mitocôndria: organela (acessório) que fica dentro
da célula eucarionte. É uma organela autônoma,
com DNA circular próprio. Ela é responsável
pela produção de energia. Essa energia é
produzida na forma de moléculas de ATP.
ATP: é abreviação de Adenosina Trifosfato. É
uma molécula que fornece energia para a célula.

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