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GLICÓLISE OU VIA GLICOLÍTICA Profa. Maria Júlia Manso Alves.

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1 GLICÓLISE OU VIA GLICOLÍTICA Profa. Maria Júlia Manso Alves

2 Metabolismo: catabolismo & anabolismo Vias metabólicas: produto(s) inicial e final definidos Enzimas como catalizadores Presença de cofatores- orgânicos (coenzimas, grupos prostéticos) ou inorgânicos (Mg2+, Zn, etc) Regulação da via (etapas irreversíveis)

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4 [ATP + ADP + AMP] - constante

5 ATP

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8 Glicólise Glicólise: glyky- doce; lise- quebra Primeira via metabólica elucidada. Eduard Buchner (1897)- fermentação em extratos de levedura Fritz Lipmann & Herman Kalchar (1941)- papel de compostos ricos em energia- ATP Via desvendada- ~40- Embden, Meyerhof, Neuberg, Parnas, Warburg, G. Cori, C. Cori Glicólise é universal e tem papel central no catabolismo de glicose. Em alguns organismos ou células é preferencial ou exclusiva: cérebro, retina, hemácias, córnea(mamíferos), tubérculos de batata e outras plantas aquáticas, alguns microorganismos aeróbicos. Poucas mitocôndrias: medula renal, leucócitos, testículo, fibras musculares brancas Aeróbicos facultativos: levedos, bactérias

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11 Via glicolítica Fase preparatória- gasto de energia (ATP) Fase de produção de energia: ou na formação de ATP Etapa de comprometimento

12 Via glicolítica- hexoquinase (1)- etapa de comprometimento Hexoquinase- cataliza a fosforilação de outras hexoses (frutose, galactose, manose) Hexoquinase D ou glucoquinase- hepatócitos Solúvel, citosólica

13 Isomerase (2)

14 Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) (3) Algumas bactérias e protistas utilizam pirofosfato (PPi) e não ATP nessa etapa como doador de fosfato. PFK-1 é importante enzima regulatória dessa via

15 Aldolase (4) Aldolase de alguns microorganismos é dependente de Zn 2+

16 Triose fosfato isomerase (C-1, C-2, C-3) = (C-6, C-5, C-4) da glicose

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19 Gliceraldeido-3-fosfato desidrogenase (6) Primeira reação que leva a conservação de energia como ATP Anidrido- acilfosfato

20 Formação de 1,3 bisfosfoglicerato (6)

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22 Fosfoglicerato quinase (7) Fosforilação em nível de substrato (x fosforilação oxidativa)

23 Fosfoglicerato mutase (8) Reação em duas etapas- com formação de 2,3- bisfosfoglicerato- BPG- traços nas células Eritrócitos- 5mM BPG- regula afinidade de Hb a O2

24 Enolase (9)

25 Piruvato quinase (10)

26 Enzimas após quebra de células- diluição de x Complexos multienzimático s (ligação não covalente)- fosfofrutoquinas e e aldolase- ligam-se a actina- aproximação

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28 Equação geral da glicólise Glicose + xNAD + + xP i + xADP Piruvato + xNADH + xH+ xATP + xH2O Rendimento: Glicose = CO 2 + H 2 O -2840kJ/mol ATP= ADP + P i -146kJ/mol

29 Glicólise em células tumorais Tumor sólido- transporta e consume mais glicose (~10 x) Hipóxia (suprimento de oxigênio baixo)- antes da formação de novos vasos (angiogênese)- células a mais de µm dos capilares dependem de glicólise Alguns tumores aumentam enzimas da via, inclusive de hexoquinase (não inibida por glicose-6-fosfato)

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31 Fermentação lática Lactato no músculo- vai para o fígado Lactobacilos, estreptococos- lactato- queda de pH, precipitação de caseina no leite- em condições controladas, yogurt, queijo.

32 Fermentação alcoólica

33 Fermentação alcoólica Fermentação lática Clostridium acetobutyricum- fermenta amido a butanol e acetona (Chaim Weizmann 1910) Produtos de microorganismos- fórmico, acético, propiônico, butírico, succínico,glicerol, etanol, isopropanol, butanol

34 Regulação do catabolismo de carboidratos

35 Organismo não em equilíbrio com o ambiente- mas em steady state - composição do organismo constante- homeostase

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37 Regulação da glicólise Piruvato quinase:fosfoenolpiruvato piruvato Pelo menos 3 isoenzimas. Inibição: ATP, acetil CoA, ácidos graxos de cadeia longa. Ativação: fru 1,6-bisfosfato (fígado) Hexoquinase: hexose hexose-6P Km 0,1 mM, inibida por Glc-6-P Glucoquinase (fígado): Glc Glc-6-P Km 10 mM, inibida por Fru-6-P. Km 10 mM, inibida por Fru-6-P. Nota: Glc sangue- 5mM Fosfofrutoquinase-1: Fru-6-P Fru-1,6 bis-P Fosfofrutoquinase-1: Fru-6-P Fru-1,6 bis-P

38 Fosfofrutoquinase-1 4 subunidades Cada subunidade com atividade enzimática independente

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41 Fosfofrutoquinase-2/frutose 2,6- bisfosfatase 2 ações enzimáticas em domínios diferentes, na mesma enzima Fosfofrutoquinase 2 para distinguir da fosfofrutoquinase 1 (glicólise) Frutose 6-fosfato + ATP Fosfofrutoquinase 2 (desfosforilada) Frutose 2,6 bisfosfato + ADP Frutose 2,6-bisfosfato + H 2 O Frutose 2,6-bisfosfatase (fosforilada) Frutose 6- fosfato + Pi Frutose 6- fosfato + Pi

42 Digestão de polissacarídios da dieta α-amilase (boca)- quebra ligações internas de amido: pequenos polissacarídios a oligossacarídios. Inativa a baixo pH. α-amilase (intestino delgado), secretada pelo pâncreas- hidroliza até maltose (Glc α1,4 Glc), dextrinas (fragmentos de amilopectina contendo ramos α1,6Glc) Epitélio intestinal-(brush border)- digere maltose, dextrinas e outros dissacarídios até monossacarídios:dextrinase, maltase, lactase, sucrase, trealase.

43 Células epiteliais do intestino Dextrina + nH2O n D-Glc (dextranase) Maltose + H2O 2D-Glc (maltase) Lactose + H2O D-Gal + D- Glc (lactase) Sacarose + H2O D-Fru + D-Glc (sucrase) Trealose + H2O 2D-Glc (trealase)

44 Lactase Anti-lactase: células epiteliais do intestino. Tolerante/não tolerante (b) Lactose no Intestino grosso transformado por bactérias em produtos que dão dor e diarréia

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46 Degradação de outros carboidratos

47 galactose

48 frutose

49 Reações de descarboxilação ou de fixação de CO2

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51 TPP- coenzima derivada de vitamina B1 Papel na quebra de ligações adjacentes a grupo carbonila- descarboxilação de cetoácidos

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56 Qual o produto inicial e final da via glicolítica? Forneça a equação geral. Quais as etapas irreversíveis? Quais as reações de óxido-redução que envolvem NAD/NADH? Quais as reações que ocorrem com gasto de ATP? Quais produzem ATP? Qual o rendimento da via glicolítica? Quais os produtos de fermentação lática e de alcoólica? Forneça as reações. Como a via é regulada? Forneça as reações. Quais as vitaminas envolvidas? Como outros acúcares entram na via glicolítica?

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