Glicólise Profa. Alana Cecília.

Apresentação em tema: "Glicólise Profa. Alana Cecília."— Transcrição da apresentação:

1 Glicólise Profa. Alana Cecília

2 Metabolismo da Glicose
Nutrientes estocados Alimentos ingeridos Fótons solares Vias de reações catabólicas (exergônicas) Vias de reações anabólicas (endergônicas) Trabalho osmótico Trabalho mecânico Biomoléculas complexas outro trabalho celular Metabolismo: se refere a todas as reações químicas que ocorrem dentro de um organismo. As reações anabólicas e catabólicas ocorrem simultaneamente nas células.

3 Objetivos: Compreender a Glicólise e a Oxidação do Piruvato, como etapas da respiração celular Relacionar estas vias Metabólicas com a Produção de Energia Do Organismo

4 Introdução A Níveis Macroscópicos o atleta parte, corre e corta
a meta. E a Nível Microscópico o que é que acontece?

5 Introdução do cérebro (Cons. Energético moderado),
- Células do cérebro (Cons. Energético moderado), - Glóbulos vermelhos (não possuem mitocôndrias, apresentam necessidades energéticas elevadas)

6 Introdução Energia - alimentos. (Heterotróficos)
A Glicólise, funciona assim Como o primeiro e principal Processo de degradação da glicose, uma molécula potencialmente energética.

7

8 Glicólise

9 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 independemente das estruturas celulares 1905: Harden e Young identificam uma Hexose bisfofato como intermediaria 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

10 Definição:  Glycolysis tem a sua origem no Grego em que glyk = Doce + Lysis = Dissolução Atualmente podemos definir a Glicólise como a sequência de reações que converte a Glicose em Piruvato, havendo a produção de Energia sob a forma de ATP

11  Onde Ocorre A Glicólise?
Resposta: No Citoplasma das Células Anaerobiose  O produto final é Piruvato que posteriormente é fermentado em Acido Láctico ou Etanol Pode Ocorrer Em Dois meios diferentes  O produto final é o piruvato que depois, por processos posteriores à glicólise, é oxidado em CO2 e H2O Aerobiose

12 Esquema Geral da Glicólise
Glicose + NAD + 2ADP + 2Pi → 2Piruvato + NADH + H + 2ATP + 2H2O 1 açúcar de 6 C 2 açúcares de 3 C A partir deste ponto as reações são duplicadas Saldo 2 moléculas de ATP 2 moléculas de NADH 2 moléculas de Piruvato (3C)

13 Importância da Glicólise
Principais Razões: 1 – Principal meio de degradação da Glicose 2 – Obtenção de Energia mesmo em condições Anaeróbias 3 – Permite a degradação da Frutose e da Galactose 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

14 Etapas Da Glicólise - A Glicólise divide-se em duas partes principais:
1- Ativação ou Fosforilação da Glicose 2- Transformação do Gliceraldeído em Piruvato

15 Fosforilizão da Glicose
Nesta Primeira Fase temos: - Utilização de ATP (2 Moléculas) - Formação de duas Moléculas de Triose-Fosfato: Dihidroxicetona Fosfato e Gliceraldeído Fosfato

16 Glicose + ATP Glicose -6-Fosfato + ADP
Gasto de Energia  A Glicose é uma molécula quimicamente inerte, assim para se iniciar a sua degradação é necessário que seja ativada  Depois de entrar na Célula a Glicose é fosforilada pela Hexoquinase produzindo Glicose-6-P pela transferência do Fosfato Terminal do ATP para o grupo Hidroxila da Glicose  Reacção irreversível  Permite a entrada da Glicose no Metabolismo Intracelular dado que Glicose-6-P não é transportado através da membrana Plasmática

17 Glicose -6- Fosfato Frutose -6- Fosfato
Gasto de Energia Conversão da Glicose -6- Fosfato em Frutose -6- Fosfato pela Glicose 6P Isomerase

18 Frutose -6-P + ATP Frutose 1,6-BiFosfato + ADP
Gasto de Energia A Frutose -6-P é Fosforilada a Frutose -1,6-Bifosfato pela Fosfofrutoquinase

19 Frutose 1,6-BiFosfato Gliceraldeído 3-P + Dihidrocetona Fosfato
Gasto de Energia A Frutose 1,6- Bifosfato é dividida pela aldolase em duas trioses fosfatadas ficando cada uma com um fosfato As duas trioses são: Gliceraldeído 3-Fosfato e a Dihidroxicetona Fosfato

20 Gliceraldeído 3-P Dihidrocetona Fosfato
As Duas trioses são interconvertíveis por uma reação reversível catalizada pela Triose Fosfato Isomerase A Aldolase e a Isomerase estabelecem equilíbrio assinalado no Esquema da Esquerda: Só o Gliceraldeído é Substrato das reações seguintes, por isso o isômero assegura que todos os 6 Carbonos Derivados da Glicose podem Prosseguir na Via Glicolítica

21 Transformação do Gliceraldeído em Piruvato
Nesta Segunda Fase temos: - Formação de ATP - Oxidação da Molécula do Gliceraldeído 3-P - Redução do NAD+ - Formação do Ácido Pirúvico

22 Enzima: Gliceraldeído 3-P Desidrogenase
Gliceraldeído 3-P + NAD + Pi Bisfosfoglicerato + NADH + H Produção de Energia O Gliceraldeído 3-P é Convertido num Composto intermédiário potencialmente energético Enzima: Gliceraldeído 3-P Desidrogenase Grupo Aldeído (-CHO) oxidado em Grupo Carboxílico (-COOH) Grupo Carboxílico formado, forma uma ligação Anídrica com o fosfato O Grupo Fosfato deriva de um Fosfato Inorgânico O NADH intervirá na Formação de ATP

23 Nicotinamida adenina dinucleotídio
ESTRUTURA DO NAD Nicotinamida adenina dinucleotídio NAD+ (oxidada) NADH (reduzida)

24 Enzima: Fosfoglicerato Quinase
1-3 Bisfosfoglicerato ADP 3-Fosfoglicerato ATP Produção de Energia Formação de ATP Enzima: Fosfoglicerato Quinase Fosforilação ao Nível do Substrato

25 3-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato
Produção de Energia O 3-Fosfoglicerato é Isomerado a 2-Fosfoglicerato pela Fosfoglicerato Mutase

26 Há Desidratação e redistribuição da Energia
2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato + H O 2 Produção de Energia Há Desidratação e redistribuição da Energia A Enzima Responsável é a Enolase

27 É Catalizada pela Piruvato Quinase
Fosfoenolpiruvato + ADP Piruvato ATP Produção de Energia Ultima Reação É Catalizada pela Piruvato Quinase Reação Exorgónica Irreversível Transferencia do Grupo Fosfato do Fosfoenolpiruvato para o ADP Produto intermédio Enol-Piruvato que é Convertido à forma Ceto Piruvato

28 Controle Da Glicólise A necessidade glicolítica varia de acordo com os diferentes estados fisiológicos O grau de conversão de Glicose para o Piruvato é regulado, de acordo com as necessidades celulares

29 Controle Da Glicólise  O Controle a Longo Prazo da Glicólise, particularmente no fígado, é efetuado a partir de alterações na quantidade de Enzimas glicolíticas. Isto terá reflexos nas taxas de síntese e degradação  O Controle a Curto Prazo é feito por alteração alostérica (concentração de Produtos) reversível das enzimas e também pela sua fosforilação. As enzimas de controle são as que catalisam as reações irreversíveis: Hexoquinase Fosfofrutoquinase Piruvato quinase

30 O Piruvato pode seguir dois caminhos diferentes após a sua Formação, dependendo das conduções do meio: Em condições Anaeróbicas: - Formam-se produtos de Fermentação (Etanol e CO2 no caso da fermentação Alcoólica; Ácido Láctico na Fermentação Láctica). Em condições Aeróbicas: - Forma-se o Acetil-CoA que vai entrar no Ciclo de Krebs

31 Fermentação Feita por organismos anaeróbicos (o O2 é tóxico e mortal para eles). Os anaeróbios não possuem as enzimas responsáveis pelas reações químicas do ciclo de Krebs e da cadeia respiratória. Outros organismos, como o levedo da cerveja ou a célula muscular possuem esse aparato enzimático, mas na falta de O2 podem realizar a fermentação. São os anaeróbicos facultativos.

32 Fermentação Aqui, a quebra da glicose termina na glicólise. Não havendo O2 ou não sendo possível utilizá-lo, outra molécula terá de receber os átomos de hidrogênio. O produto final depende do aparato enzimático da célula e pode ser: álcool etílico, ácido acético, ácido lático ou ácido butírico.

33 Fermentação Aqui, a glicose não é totalmente oxidada a gás carbônico e água e a fermentação só libera 5% da molécula de glicose, produzindo apenas 2ATPs.

34 2C3H4O3 + NADH ---------> 2C3H6O3 + NAD+
Fermentação láctica Os lactobacilos fermentam a glicose a ácido láctico, que coagula o leite, formando uma coalhada ou iogurte. Esse ácido é formado quando os hidrogênios retirados da glicose são recebidos pelo ácido pirúvico. Fermentação láctica Após a Glicólise o ácido pirúvico é reduzido ao combinar-se com os hidrogenios transportados pelo NADH originando-se ácido láctico C3H6O3. 2C3H4O3 + NADH > 2C3H6O3 + NAD+

35 Fermentação láctica no músculo
Se a célula muscular estiver em exercício rigoroso, mais fermentação láctica será realizada; O produto final é o ácido láctico, que causa dor e fadiga muscular; Este ácido láctico é depois conduzido pela corrente sanguínea até o fígado, onde será transformada em ácido pirúvico e este é transformado em glicose (gliconeogênese).

36 Fermentação alcóolica
Realizado pelo Saccharomyces cerevisae; Aqui, o ácido pirúvico é descarboxilado antes de receber os hidrogênios do NADH + H+; Assim, são produzidos gas carbônico e álcool etílico; Se houver muito oxigênio, no entanto, a bactéria não realizará fermentação e não haverá formação de álcool para a cerveja e o champagne.

37