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Bioquímica II – Prof. Júnior ENZIMAS Universidade Católica de Goiás Departamento de Biologia Bioquímica II.

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1 Bioquímica II – Prof. Júnior ENZIMAS Universidade Católica de Goiás Departamento de Biologia Bioquímica II

2 Bioquímica II – Prof. Júnior Transformação da matéria e da energia. A seqüência das reações enzimáticas são chamadas de rota ou via metabólica. Nas rotas metabólicas o produto de uma reação é o substrato da reação subseqüente. As reações metabólicas ocorrem essencialmente no citoplasma ou na mitocôndria (compartimentalização). Metabolismo

3 Bioquímica II – Prof. Júnior Metabolismo Processo geral por meio do qual os sistemas vivos adquirem e usam energia livre para realizarem suas Funções - - Catabolismo: reações que convertem energia para as formas biologicamente utilizáveis (Alimento = CO 2 + H 2 O + energia utilizável) - Anabolismo: necessitam de energia para ocorrerem (síntese de glicose, DNA, lipídeos)

4 Bioquímica II – Prof. Júnior Metabolismo – reações de oxi-redução

5 Bioquímica II – Prof. Júnior Metabolismo (co-enzimas)

6 Bioquímica II – Prof. Júnior Metabolismo (co-enzimas)

7 Bioquímica II – Prof. Júnior NAD + Nicotinaminda adenina dinucleotídeo Principal aceptor de elétrons NADH + H + NAD + forma reduzida (NADH+H+) Aceita 1 íon H e 2 elétrons.

8 Bioquímica II – Prof. Júnior Metabolismo (co-enzimas)

9 Bioquímica II – Prof. Júnior Metabolismo (co-enzimas)

10 Bioquímica II – Prof. Júnior Metabolismo (co-enzimas) Flavina adenina dinucleotídeo (FAD) FAD + aceptor de elétrons Aceita 2 hidrogênios (prótons e elétrons). Unidade FMN (Flavina Mononucleotídeo)

11 Bioquímica II – Prof. Júnior Metabolismo (co-enzimas)

12 Bioquímica II – Prof. Júnior ATP + H 2 O = ADP + Pi + H + G= - 7,3 kcal/mol ATP + H 2 O = AMP + PPi + H+ G= - 7,3 kcal/mol Condições fisiológicas G= - 12 kcal/mol

13 Bioquímica II – Prof. Júnior Metabolismo (co-enzimas)

14 Bioquímica II – Prof. Júnior Metabolismo (co-enzimas) Ácido pantotênico Adenosina b-mercaptoetilamina R – C – S - CoA " O Acil CoA (Acido graxo) H 3 C – C – S - CoA " O Acetil CoA (acetato)

15 Bioquímica II – Prof. Júnior Vitaminas e Co-enzimas Não possuem estrutura química específica comum Não produzem energia ou contribuem para a massa corporal Reguladoras das reações metabólicas Controlam processos de síntese óssea e tecidual Vitamina D única sintetizada no corpo 13 tipos de vitaminas: Lipossolúveis: A (Retinol), D (Calciferol), E (Tocoferol) e K (Menaquinona) Hidrossolúveis: B1(Tiamina), B2 (Riboflavina), B6 (Piridoxina), B12 (Cianocobalamina) e Vitamina C (Ácido Ascórbico) as principais, sendo importantes também Niacina, Ácido Fólico, Biotina, Ácido Pantotênico, Colina.

16 Bioquímica II – Prof. Júnior Vitaminas e Co-enzimas

17 Bioquímica II – Prof. Júnior Vitaminas e Co-enzimas

18 Bioquímica II – Prof. Júnior Vitaminas e Co-enzimas

19 Bioquímica II – Prof. Júnior Vitaminas e Co-enzimas

20 Bioquímica II – Prof. Júnior Vitaminas e Co-enzimas

21 Bioquímica II – Prof. Júnior Vias metabólicas

22 Bioquímica II – Prof. Júnior Metabolismo - regulação Sinais regulatórios: Hormônios Sistema Nervoso Disponibilidade de Nutrientes Sinais provenientes de dentro da célula: Ativado por substrato Inibidores e ativadores alostéricos Elicitam respostas rápidas – regulação momento a momento Sinais entre células: Elicitam respostas mais lentas Elicitam respostas mais lentas Mediada por contato superfícies Mediada por contato superfícies Sinalizaçãoquímica (hormônios ou neurotransmissores Sinalização química (hormônios ou neurotransmissores )

23 Bioquímica II – Prof. Júnior Vias metabólicas Consistem em uma série de reações enzimáticas relacionadas que produzem produtos específicos Os reagentes, os intermediários e os produtos são chamados metabólitos Há mais de 2 mil reações metabólicas conhecidas, cada uma catalisada por uma enzima diferente

24 Bioquímica II – Prof. Júnior Vias metabólicas

25 Bioquímica II – Prof. Júnior Vias metabólicas

26 Bioquímica II – Prof. Júnior Controle da rota metabólica

27 Bioquímica II – Prof. Júnior Controle da rota metabólica

28 Bioquímica II – Prof. Júnior Controle da rota metabólica

29 Bioquímica II – Prof. Júnior Respiração Celular/ Glicólise

30 Bioquímica II – Prof. Júnior A célula necessita, para produzir energia, de oxigênio e de nutrientes Na respiração celular a célula utiliza o oxigênio e liberta energia contida nos nutrientes, produzindo dióxido de carbono, vapor de água e outros produtos tóxicos Respiração Celular/ Glicólise

31 Bioquímica II – Prof. Júnior Como a energia é armazenada na célula? Resp.: Nas ligações fosfato da molécula de ATP. Respiração Celular/ Glicólise

32 Bioquímica II – Prof. Júnior ATP Essa molécula é formada pela união de uma adenina e uma ribose aderida a três radicais fosfato Respiração Celular/ Glicólise

33 Bioquímica II – Prof. Júnior processo pelo qual a glicose é degradada em CO 2 e H 2 O na presença de oxigênio. Rendimento é maior do que na fermentação 38 ATPs por molécula de glicose quebrada. Respiração Celular/ Glicólise RESPIRAÇÃO AERÓBICA

34 Bioquímica II – Prof. Júnior RESPIRAÇÃO AERÓBICA Fases: 1.Anaeróbica ( glicólise ): não necessita de oxigênio para ocorrer e é realizada no citoplasma. 2.Aeróbica ( ciclo de Krebs e cadeira transportadora de elétrons ): requer e presença de oxigênio e ocorre dentro das mitocôndrias C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + 38 ATP Respiração Celular/ Glicólise

35 Bioquímica II – Prof. Júnior Rendimento final Glicólise: 2 ATPs + 2 NADH Formação do Acetil-CoA: 2 NADH + 2 CO 2 Ciclo de Krebs: 6 NADH + 2FADH + 2 ATPs + 2 CO 2 Cadeia Transportadora de Elétrons: - NADH 3 ATPs - FADH 2 ATPs - 10 NADH 30 ATPs - 2 FADH 4 ATPs 4 ATPs 38 ATPs Respiração Celular/ Glicólise RESPIRAÇÃO AERÓBICA

36 Bioquímica II – Prof. Júnior Glicólise/Histórico Glicólise/Histórico 1. Algumas Considerações Históricas: No decurso da primeira metade do séc. XX, a Glicólise foi estudada por alguns dos mais renomeados Bioquímicos: 1860: Pasteur postula que a Fermentação é catalisada por enzimas indissociáveis das estruturas celulares 1897: Buchner descobre que as enzimas da fermentação podem atuar independentemente das estruturas celulares 1905: Harden e Young identificam uma Hexose-bisfosfato como intermediária da Glicólise e verificaram a necessidade de certas coenzimas (NAD, ADP e ATP) Anos 30: Embden postulou a separação da Frutose 1,6 - bisfosfato 1938 – Warburg et al. Demonstraram a capacidade de conservar energia sob a forma de ATP

37 Bioquímica II – Prof. Júnior Glycolysis glykLysis Glycolysis tem a sua origem no Grego em que glyk = Doce + Lysis = Dissolução seqüência de reacções que converte a Glicose em Piruvato, havendo a produção de Energia sob a forma de ATP Na atualidade podemos definir a Glicólise como a seqüência de reacções que converte a Glicose em Piruvato, havendo a produção de Energia sob a forma de ATP Glicólise/Definição Glicólise/Definição

38 Bioquímica II – Prof. Júnior Ocorre em todos os tecidos (exceto fígado em jejum) Início do processo de oxidação de carboidratos Principal substrato = GLICOSE Substratos 2ários = Frutose e Galactose Possui 2 Fases: - Investimento de Energia (-2 ATPs) - Pagamento de Energia (+ 4ATPs + 2NADH) Glicólise/Definição Glicólise/Definição

39 Bioquímica II – Prof. Júnior 2 açúcares de 3 C 1 açúcar de 6 C A partir deste ponto as reações são duplicadas 2 moléculas de Piruvato (3C) Saldo 2 moléculas de ATP 2 moléculas de NADH Glicose + NAD + 2ADP + 2Pi 2Piruvato + NADH + H + 2ATP + 2H 2 O Glicólise/Reação Final Glicólise/Reação Final

40 Bioquímica II – Prof. Júnior 1 – Principal meio de degradação da Glicólise 2 – Obtenção de Energia mesmo em condições Anaeróbias 3 – Permite a degradação da Frutose e da Galactose Principais Razões: Outras Razões: -Os tecidos têm necessidade de transformar a energia contida na glicose em ATP -A Glicólise é fundamental para a produção de Acetil-CoA -A Glicólise foi um dos primeiros sistemas enzimáticos a ser esclarecido, contribuindo o seu estudo para a melhor compreensão dos processos enzimáticos e de metabolismo intermediário Glicólise/Importâncias Glicólise/Importâncias

41 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICÓLISE - importância GLICÓLISE - importância Etapas da Glicólise - A Glicólise divide-se em duas partes principais: 1- Ativação ou Fosforilação da Glicose 2- Transformação do Gliceraldeído em Piruvato

42 Bioquímica II – Prof. Júnior

43 Glicólise/Fases Glicólise/Fases Glicose + ATP Glicose -6-Fosfato + ADP Glicose + ATP Glicose -6-Fosfato + ADP Glicose -6- Fosfato Frutose -6- Fosfato Glicose -6- Fosfato Frutose -6- Fosfato

44 Bioquímica II – Prof. Júnior Frutose -6-P + ATP Frutose 1,6-BiFosfato + ADP Frutose -6-P + ATP Frutose 1,6-BiFosfato + ADP Frutose 1,6-BiFosfato Gliceraldeído 3-P + Dihidrocetona Fosfato Frutose 1,6-BiFosfato Gliceraldeído 3-P + Dihidrocetona Fosfato Glicólise/Fases Glicólise/Fases

45 Bioquímica II – Prof. Júnior Gliceraldeído 3-P Dihidrocetona Fosfato Gliceraldeído 3-P Dihidrocetona Fosfato Glicólise/Fases Glicólise/Fases

46 Bioquímica II – Prof. Júnior Gliceraldeído 3-P + NAD + Pi 1-3 Bisfosfoglicerato + NADH + H Gliceraldeído 3-P + NAD + Pi 1-3 Bisfosfoglicerato + NADH + H 1-3 Bisfosfoglicerato + ADP 3-Fosfoglicerato + ATP 1-3 Bisfosfoglicerato + ADP 3-Fosfoglicerato + ATP Glicólise/Fases Glicólise/Fases

47 Bioquímica II – Prof. Júnior 3-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato 3-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato + H O 2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato + H O2 Glicólise/Fases Glicólise/Fases

48 Bioquímica II – Prof. Júnior Fosfoenolpiruvato + ADP Piruvato + ATP Fosfoenolpiruvato + ADP Piruvato + ATP Última Reação Última Reação Glicólise/Fases Glicólise/Fases

49 Bioquímica II – Prof. Júnior Fase de investimento Glicólise: x Glyceraldehyde 3-phosphate Glicoquinase ou hexoquinase fosfohexose isomerase fosfofrutokinase 1 aldolase triose fosfato isomerase 5 (6C) (2x 3C)

50 Bioquímica II – Prof. Júnior Glyceraldehyde 3-phosphate + Dihydroxyacetone phosphate Fase de pagamento Glicólise: 5 triose fosfato isomerase gliceraldeído 3P deidrogenase Fosfoglicerato quinase Fosfoglicerato mutase enolase piruvato kinase

51 Bioquímica II – Prof. Júnior A necessidade glicolítica varia de acordo com os diferentes estados fisiológicos Há uma activa degradação deste açúcar após uma refeição rica em hidratos de carbono, assim como uma acentuada redução durante o Jejum. Deste Modo, o grau de conversão de Glicose para o Piruvato é regulado, por forma a satisfazer as necessidades celulares Glicólise/Controle Glicólise/Controle

52 Bioquímica II – Prof. Júnior Longo Prazo O Controle a Longo Prazo da Glicólise, particularmente no fígado, é efetuado a partir de alterações na quantidade de Enzimas glicolíticas. Esta ação refletirá nas taxas de síntese e degradação Curto Prazo O Controlo a Curto Prazo é feito por alteração alostérica (concentração de produtos) reversível das enzimas e também pela sua fosforilação. As enzimas mais propensas a serem locais de controle são as que catalisam as reações irreversíveis: -Hexocinase -Fosfofrutocinase -Cinase do Piruvato Glicólise/Controle Glicólise/Controle

53 Bioquímica II – Prof. Júnior Glicólise/Anaeróbica Glicólise/Anaeróbica Glicólise anaeróbia

54 Bioquímica II – Prof. Júnior Fermentação alcoólica Leveduras utilizadas na fabricação de cerveja e de pão Podem ser chamados de anaeróbicos facultativos Fermentação alcoólica - produz álcool Produtos Finais: etanol, CO2 e 2 ATPs

55 Bioquímica II – Prof. Júnior Fermentação láctica Realizada por bactérias do leite que é empregada na preparação de iogurtes e queijos Também ocorre em nossos músculos em situações de grande esforço físico


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