Metabolismo energético Respiração e fermentação Profª Reisila Mendes www.clickbio.pro.br

Respiração: quebra total da molécula de glicose. aeróbia: na presença de O2; anaeróbia: na ausência de O2. Fermentação: quebra parcial da molécula de glicose na ausência de O2 (anaeróbio). www.clickbio.pro.br

Respiração aeróbia ATP ADP + Pi Açúcar + O2 Mitocôndria CO2 + H2O www.clickbio.pro.br

Glicólise: é um processo exotérmico P ~ 3C ~ P 6C ATP ADP P ~ 6C ~ P 3C ~ P Pi NAD NADH2 P ~ 3C 3C C3H4O3 Glicose 2 ATPs ativam o processo; A glicose sofre uma cascata de reações, formando duas trioses (3C - ácido pirúvico); São liberados 2 NADH2; Formam-se 4 ATPs, logo o saldo energético é de 2 ATPs. 3C ~ P NAD ADP ATP Ácido pirúvico www.clickbio.pro.br

Glicose Gliceraldeído-3-fosfato Ácido pirúvico www.clickbio.pro.br

Produtos da glicólise Glicose 2 Ácidos pirúvicos + 2 NADH2 + 2 ATP A glicólise é uma via metabólica comum a respiração e a fermentação fato que sugere uma mesma base evolutiva. Talvez tenha sido o primeiro processo de obtenção de energia. Ocorre no citoplasma – procariontes e eucariontes. www.clickbio.pro.br

Destino do ácido pirúvico Citosol Ácido pirúvico Fermentação lática Ácido lático Álcool etílico Ácido acético Fermentação alcoólica Fermentação acética H2O NADH2 NAD CO2 Respiração celular www.clickbio.pro.br

Ácido pirúvico Matriz mitocondrial Acetil 2C Acetil-CoA 2C 4C 5C NADH2 Acetil 2C Acetil-CoA 2C Coenzima A Ácido oxalacético Ácido cítrico 6C 4C ATP FADH2 5C Ciclo de Krebs

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Cadeia respiratória Cristas mitocondriais ½ O2 NADH2 Cristas mitocondriais 2e FADH2 2e Citocromo b ATP 2e Citocromo c 2e Citocromo a ATP 2e 2H+ Citocromo a3 2e ATP ½ O2 H2O Os hidrogênios removidos do substrato pelo NAD/FAD reagem com o oxigênio proveniente do meio, formando água , liberando energia que será utilizada para refazer os ATPs. www.clickbio.pro.br

Visão geral do processo www.clickbio.pro.br

Localização na mitocôndria www.clickbio.pro.br

Balanço Energético da Respiração Citosol Glicólise: 4 ATPs – 2 ATPs = 2 ATP 2 NADH2 x 3 ATP = 6 ATP Rendimento total da glicólise 8 ATP Mitocôndria 1 Ácido pirúvico 1 ácido acético: 1 NADH2 = 3 ATP Ciclo de Krebs: 3 NADH2= x 3 ATP = 9 ATP 1 FADH2 = x 2 ATP = 2 ATP 1 ATP = 1 ATP Rendimento total do Ciclo de Krebs 15 ATP Rendimento total da respiração em procariontes 30 ATP + 8 ATP = 38 ATP Rendimento total da respiração em eucariontes 38 ATP – 2 ATP = 36 ATP www.clickbio.pro.br

Respiração anaeróbia Um tipo especial de respiração no qual algumas bactérias utilizam nitratos, nitritos, sulfatos ou carbonatos para oxidar a matéria orgânica. C6H12O6 Glicose 4 NO3 Nitrato 6 CO2 Gás carbônico 2 N2 Nitrogênio ATP www.clickbio.pro.br

Esquema geral da fermentação Álcool + CO2 + 2 ATP alcoólica acética Ácido acético+ H2O+ 2 ATP Glicose lática Ácido lático + 2 ATP www.clickbio.pro.br

Fermentação alcoólica www.clickbio.pro.br

Produção de pão Realizada pela leveduras Saccharomyces cerevisiae; Ocorre a hidrólise da sacarose (principalmente) e do amido da farinha de trigo em açucares simples e posterior transformação em álcool etílico e gás carbônico. O CO2 é o produto desejado, ele faz a massa crescer dando a textura porosa. A fermentação inicia-se com a adição das leveduras contidas no fermento biológico e termina com a morte das mesmas pela temperatura do forno. www.clickbio.pro.br

Produção de vinho Realizada pela leveduras Saccharomyces cerevisiae que existem na casca da uva; Ocorre a hidrólise do açúcar da uva em álcool etílico e gás carbônico. O CO2 é liberado para a atmosfera, pois no decorrer da fermentação ocorre aquecimento da mistura.. A concentração de álcool etílico, que o produto desejado, vai aumentando e torna-se tóxico para as leveduras, aí a fermentação termina. www.clickbio.pro.br

Produção de cerveja Realizada pela leveduras Saccharomyces cerevisiae ou S. carisbergensis; Fabricada com malte, algum material rico em amido – arroz, milho, cevada ou sorgo, lúpulo, água e leveduras. Após a fermentação, a cerveja é armazenada por alguns meses, durante os quais ocorre a precipitação das leveduras; Por fim, a cerveja é carbonatada, clarificada, filtrada e engarrafada. www.clickbio.pro.br

Fermentação acética ?! Consiste na oxidação do etanol a ácido acético. É realizada por bactérias denominadas acetobactérias e por alguns fungos, produzindo ácido acético e água. www.clickbio.pro.br

Produção de vinagre É tradicionalmente um subproduto da fabricação do vinho e da cerveja, porém qualquer mistura que sofreu fermentação alcoólica pode ser utilizado. Pode possuir de 4 até 14% se ácido acético. A fabricação consiste em adicionar leveduras ao substrato para conversão dos açucares em álcool etílico, depois acrescentam-se as acetobactérias. www.clickbio.pro.br

Fermentação lática www.clickbio.pro.br

Produção de iogurte É realizada por bactérias – Lactobacillus bulgaricus e Streptococus thermophillus. As bactérias produzem ácido lático a partir da lactose. Com fermentação, ocorre um alteração no ph (3 até 5 )do meio o que provoca a coagulação das proteínas do leite. www.clickbio.pro.br

Produção de queijo É realizada por bactérias – Proplonibacterium, Lactobacillus, Streptococus, Leuconostoc. Em culturas puras ou mistas as bactérias produzem ácido lático e outras substâncias que contribuem para o aroma dos diversos tipos de queijos. Com fermentação, ocorre um alteração no ph do meio o que provoca a coagulação das proteínas do leite. www.clickbio.pro.br

Fadiga muscular As células musculares em condições de anaerobiose liberam energia (ATP) para suas atividades através da fermentação lática. O ácido lático em concentrações elevadas no organismo provoca dor e contribuindo para a fadiga muscular como um mecanismo de defesa. www.clickbio.pro.br

Fermentação e produção de alimentos Fabricação de queijos e iogurtes Bactérias Microorganismo Fabricação de pão e bebidas alcoólicas Leveduras Fungos Tratamento de alguns queijos Bolores www.clickbio.pro.br

Biologia 1 – Uzunian e Birner; Conteúdo Biologia 1 – Uzunian e Birner; Bio 1 – Sônia Lopes Revisão final Reisila Mendes Realização www.clickbio.pro.br