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GLICÓLISE. MAPA II – Vias metabólicas degradativas.

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Apresentação em tema: "GLICÓLISE. MAPA II – Vias metabólicas degradativas."— Transcrição da apresentação:

1 GLICÓLISE

2 MAPA II – Vias metabólicas degradativas

3 GLICÓLISE É o catabolismo anaeróbico da glicose. Ou seja, degradação da glicose sem necessidade de Oxigênio. A glicose pode vir da alimentação ou da degradação do glicogênio de reserva. A Glicólise ocorre no Citoplasma de todas as células (Citossol)

4 Definição: É a via metabólica na qual UMA molécula de GLICOSE (C6) é degradada em DUAS moléculas de PIRUVATO (C3). Neste processo são sintetizadas DUAS moléculas de ATP e produzidas DUAS moléculas de NADH (forma reduzida). GLICÓLISE

5 GLICOSE (C6) 2 PIRUVATO (C3) 2 ATP 2 ADP + Pi2 NAD + 2 NADH

6 O OH OH OH OH CH 2 OH CO O OH H C C H 2 O P O P O CO O O C C H 3 CO H O OH C C H 3 CO H OH H C P O P O P O = PO 3 2- NAD+ NADH Glicose 6-fosfato Gliceraldeído 3-fosfato 1,3 Bisfosfoglicerato 3-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvato Lactato Glicose Frutose 6-fosfato Frutose 1,6 bisfosfato ADP ATP ADP ATP ADP ATP NAD+ NADH C H 2 O (C 6 ) 3 ) 2 x Glicólise 2x

7 Em algumas vias do Catabolismo, antes da macromolécula ser degradada, ela precisa ser ATIVADA. No processo de ativação há gasto de ATP. Para ativar UMA molécula de glicose para ser degradada na glicólise há gasto de DUAS moléculas de ATP Ativação No fim da glicólise, há síntese de ATP

8 Glicose (G) Glicose-6-fosfato (G6P) Frutose-6-fosfato (F6P) Frutose-1, 6-bisfosfato (F1,6P) Hexoquinase (HK) Fosfofrutoquinase (PFK) Isomerase ATP ADP ATP ADP Gasto de DUAS moléculas de ATP

9 GLICOSE (C6) 2 PIRUVATO (C3) 4 ATP 4 ADP FRUTOSE 1,6 difosfato (C6) 2 ATP 2 ADP Saldo: DUAS moléculas de ATP

10 Frutose-1, 6-bisfosfato (F1,6P) Dihidroxiacetona Fosfato Gliceraldeído-3-Fosfato Aldolase Isomerase Resultado: 2 moles de Gliceraldeído-3-Fosfato por mol de Glicose

11

12 TUDO EM DOBRO DAQUI PARA FRENTE!!! Gliceraldeído-3-Fosfato Piruvato Fosfoenolpiruvato 2-Fosfoglicerato 3-Fosfoglicerato 1,3-Bisfosfoglicerato Piruvatoquinase (PK)

13 Piruvatoquinase C C Reação final da Glicólise

14 O OH OH OH OH CH 2 OH CO O OH H C C H 2 O P O P O CO O O C C H 3 CO H O OH C C H 3 CO H OH H C P O P O P O = PO 3 2- NAD+ NADH Glicose 6-fosfato Gliceraldeído 3-fosfato 1,3 Bisfosfoglicerato 3-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvato Lactato Glicose Frutose 6-fosfato Frutose 1,6 bisfosfato ADP ATP ADP ATP ADP ATP NAD+ NADH C H 2 O (C 6 ) 3 ) 2 x Glicólise Glicose 2 Piruvato, 2ATP, 2NADH

15 Passos irreversíveis Participação de ATP/ADP Redução de NAD + Hexoquinase (HK) Fosfofrutoquinase (PFK) Aldolase Piruvatoquinase (PK)

16 N H + C O NH 2 Nicotinamida (Vitamina B3) CH 2 OH O OH O - P - O - O _ O N N N N NH 2 CH 2 OH O O - P - O - _ O Ribose Adenina OH NAD + ESTRUTURA DO NAD + NAD + (forma oxidada) NA D Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo Uma dieta deficiente em vitamina B3 provoca glossite, dermatite, perda de peso, diarréia, depressão e demência (pelagra)

17 Nas reações de óxido-redução nas quais participa NAD ocorre a remoção de DOIS átomos de hidrogênio (H. ) (2 H + e 2e - ) do substrato. Dois elétrons e um próton vão para a coenzima (anel da nicotinamida) e um próton vai para o meio Substrato reduzido Substrato oxidado + 2H + + 2e - NAD + (oxidado) + 2H + + 2e - NADH (reduzido) + H + + N H C O NH 2 NAD + (oxidado) N HH C O NH 2 + H+ NADH (reduzido) 2H e NAD + / NADH + H +

18 Nota: Outros monossacarídios (frutose, galactose, etc.) também são degradados por este conjunto de reações, dando duas moléculas de PIRUVATO

19 REGULAÇÃO DA VIA GLICOLÍTICA Moduladores alostéricos Enzima chave: FOSFOFRUTOQUINASE (PFK)

20 REGULAÇÃO DA VIA GLICOLÍTICA Na glicólise há produção de 2 moles de ATP por mol de Glicose. Quando na célula há bastante ATP, a via glicolítica é INIBIDA. Acumula-se glicose-6P, que será armazenado sob forma de glicogênio (polímero de glicose - próximas aulas). Na célula, a concentração dos nucleotídios ATP, ADP e AMP está em equilíbrio. Quando a concentração de ATP é elevada, a concentração de ADP e AMP é baixa, e vice-versa ATP ADP AMP

21 A via glicolítica é controlada principalmente pela atividade da enzima alostérica FOSFOFRUTOQUINASE GLICOGÊNIO ATP

22 Fosfofrutoquinase (PFK) Frutose-6-fosfato + ATP Frutose-1,6-bisfosfato + ADP Fosfofrutoquinase (PFK) Frutose-6-fosfato + ATP Frutose-1,6-bisfosfato + ADP Sítio ativo – F6P e ATP Sítio alostérico – Modulador negativo - ATP Sítio alostérico – Modulador positivo - AMP Quando há muito ATP na célula, o ATP liga-se ao sítio alostérico (negativo) e inibe a atividade da PFK. A velocidade da glicólise diminui muito. PFK é uma enzima alostérica (Tetrâmero)

23 Como resultado: - a concentração de ATP diminui e ele se desliga do sítio alostérico negativo Quando o ATP é utilizado pela célula para realizar trabalho, o ATP é hidrolisado a ADP e este em AMP ATP ADP + Pi ADP AMP + Pi ATP ATP se desliga - a concentração de AMP aumenta e ele liga-se ao sítio alostérico positivo. - A via glicolítica volta a funcionar AMP AMP se liga

24 POLISSACARÍDIOS PROTEÍNAS LIPÍDIOS GLICOSEAMINOÁCIDOS ÁCIDOS GRAXOS Acetil-CoA (2) Oxaloacetato (4) Citrato (6) Isocitrato (6) Cetoglutarato (5) Succinato (4) Fumarato (4) Malato (4) Gly Ala Ser Cys Leu Ile Lys Phe GluAsp Piruvato (3) CO Fosfoenolpiruvato (3) CO 2 Ciclo de Krebs Lactato Etanol Destinos do Piruvato

25 PiruvatoAcetil-CoA Aerobiose Síntese de alguns AA Anaerobiose Lactato Catabolismo A formação de Acetil-CoA e a síntese de AA serão vistas em aulas futuras Anaerobiose Etanol Oxaloacetato

26 Quando há suprimento de O 2 suficiente, o piruvato formado na glicólise é transformado em Acetil-CoA (próxima aula), sendo totalmente oxidado a CO 2 e H 2 O. O NADH formado na glicólise é oxidado a NAD + pelo Oxigênio, com formação de H 2 O Piruvato Acetil-CoA Aerobiose

27 Piruvato Anaerobiose Lactato Quando não há suprimento de O 2 suficiente, o piruvato formado na glicólise é transformado em Lactato, que se acumula na célula Nesta reação o NADH formado na glicólise é convertido a NAD +.

28 Formação de Lactato (músculo) Piruvato + NADH + H + Lactato + NAD + Enzima: Desidrogenase lática ou Lactato desidrogenase CH 3 -C-COO - O OH H Notar a oxidação do NADH formado na glicólise

29 Lactato NAD +

30 No esforço físico intenso - Acúmulo de lactato nos músculos Em qual atividade haveria maior produção de lactato no músculo: prova de 400m (1,5 minutos) ou maratona (2 horas)? Conclusão

31 Problema do Módulo 2 pag. 5 - Produção de lactato no esforço físico. Para ser entregue dia 29/04 Lactato + NAD + Piruvato + NADH + H + Enzima: Desidrogenase lática ou lactato desidrogenase O lactato produzido no músculo vai sendo liberado para a circulação. O lactato é captado pelo fígado e lá sofre a reação inversa.

32 Piruvato (C3) Acetaldeído (C2) CO 2 Etanol (C2) NADH NAD + Algumas leveduras transformam piruvato em ETANOL a partir de Piruvato (Fermentação alcoólica) Notar que aqui também há oxidação de NADH Enzima: Álcool desidrogenase Anaerobiose

33 O Homem não sintetiza etanol, mas degrada o etanol ingerido nas bebidas alcoólicas (vinho, cerveja, whisky, etc) O etanol ingerido vai para a circulação e é prontamente absorvido pelas células. No FÍGADO, o etanol é convertido em Acetil-CoA (precursor de gordura – ver nas próximas aulas) Por isto, etanol em baixas quantidades, engorda !!! Em quantidades elevadas pode dar cirrose hepática, câncer do fígado, etc !!!

34 GLICONEOGÊNESE ou NEOGLICOGÊNESE

35 GLICONEOGÊNESE OU NEOGLICOGÊNESE Definição: é a via de biossíntese de Glicose a partir de Piruvato Esta via faz parte do ANABOLISMO A Gliconeogênese ocorre no CITOSSOL e principalmente no FÍGADO

36 A síntese de glicose é importante pois esta é a única fonte de energia utilizada pelo cérebro, eritrócitos e medula renal. NÓS SINTETIZAMOS GLICOSE !

37 A Gliconeogênese inicia com o Piruvato Que pode ser originado a partir de: - Lactato - Certos aminoácidos (Ex: Ala, Cys, Gly, Ser)

38 Hexoquinase Fosfofrutoquinase Piruvatoquinase Glicose Frutose 1,6 bisfosfato A neoglicogênese é o REVERSO da glicólise, EXCETO no que se refere a três reações IRREVERSÍVEIS

39 1. Obtenção de Piruvato a partir de Lactato Lactato + NAD + Piruvato + NADH + H + Enzima: Desidrogenase lática Piruvato é o ponto de partida 2. A obtenção de Piruvato a partir de aminoácidos será vista mais adiante

40 1 Reações diferentes Glicólise x Gliconeogênese 23

41 Reação 1: Transformação de Piruvato a Fosfoenolpiruvato (PEP) Na síntese de 2 moléculas de Fosfoenolpiruvato (PEP) a partir de 2 moléculas de piruvato há gasto de 2 moléculas de ATP e 2 moléculas de GTP 2 Piruvato 2 Oxaloacetato 2 Foesfoenolpiruvato Atuam duas enzimas: Piruvato Carboxilase e PEP Carboxiquinase

42 1 Reações diferentes Glicólise x Gliconeogênese 2

43 Frutose-1,6-bisfosfato + H 2 O Frutose-6-fosfato + P i Reação 2: Hidrólise da F1,6 P

44 1 Reações diferentes Glicólise x Gliconeogênese 23

45 glicose-6-fosfato + H 2 O glicose + P i Reação 3: Hidrólise da G6 P

46 NOTAS: 1- A glicose-6-fosfatase só está presente no fígado e rins. 2- Nestes órgãos, a glicose atravessa a membrana plasmática e é liberada na circulação. 3- A glicose exportada corrige a glicemia. 4- Nas demais células, a Glicose-6-fosfato permanece no citossol 5- Deficiência na G-6-Pase causa uma doença chamada de von Gierke (grave hipoglicemia). Glicemia = Concentração de Glicose no sangue; valores normais mg/dl.

47 Resumo Enzimas que diferem entre a Glicólise e Gliconeogênese Hexoquinase Glicose + ATP Glicose-6-fosfato + ADP Glicose-6-fosfatase Glicose-6-fosfato + H 2 O Glicose + P i Fosfofrutoquinase (PFK) Frutose-6-fosfato + ATP Frutose-1,6-bisfosfato + ADP Frutose-1,6-bisfosfatase Frutose-1,6-bisfosfato + H 2 O Frutose-6P + P i

48 Piruvato quinase Posfoenolpiruvato +ADP Piruvato + ATP Piruvato Carboxilase Piruvato + HCO ATP Oxaloacetato + ADP + P i PEP Carboxiquinase Oxaloacetato + GTP Fosfoenolpiruvato + GDP + CO 2

49 Glicólise Glicose + 2 NAD ADP + 2 P i 2 piruvato + 2 NADH + 2 ATP Gliconeogênese 2 piruvato + 2 NADH + 4 ATP + 2 GTP glicose + 2 NAD ADP + 2 GDP + 6 P i Glicólise GERA 2 ligações P do ATP. Gliconeogênese GASTA 6 ligações P do ATP e GTP. Gasta-se muito mais para sintetizar um mol de glicose Vejam uso de NAD + e NADH


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