Metabolismo de carboidratos Parte II Profa. Gabriela Macedo

          Sacarose Cadeia Respiratória

Visão Geral Fase preparatória Fase do pagamento Glicose ATP ADP 1 Glicose-6-fosfato Fase preparatória 2 Frutose-6-fosfato ATP ADP 3 Frutose-1-6-bifosfato 4 Dihidroxiacetona-fosfato + Gliceraldeído-3-fosfato 5 2 NADH +H+ 2 NAD 2 Pi 6 1,3-Bifosfoglicerato (2) 2 ATP 2 ADP 7 3-Fosfoglicerato (2) 8 Fase do pagamento 2-Fosfoglicerato (2) 9 Fosfoenolpiruvato (2) 2 ATP 2 ADP 10 Piruvato (2)

O que veremos hoje Metabolismo da sacarose e lactose Via das pentose fosfato Metabolismo do glicogênio Gliconeogênese

1. Sacarose e Lactose Sacarose = Glucose e frutose Lactose = Glucose e galactose Metabolismo da frutose: Nos músculos e nos rins, a hexoquinase converte a frutose diretamente em frutose-6-P com o gasto de 1ATP. As duas primeiras vias são puladas, mas o balanço energético é o mesmo do uso da glicose. Frutose + ATP Frutose-6-P + ADP

No fígado, a frutose também rende o mesmo que a glicose, mas por uma via diferente: a frutose é primeiramente convertida a frutose-1-P pela frutoquinase hepática. A entrada só se dá então na fase de pagamento mas também com o gasto de 2 ATPs, como para a glicose novamente. frutoquinase hepática

Galactose na Glicólise A galactose só é transformada em glicose quando ligada ao UDP (o que por sua vez exige sua prévia fosforilação). Após isto, ela só será liberada com a entrada de uma segunda galactose para ligar-se a este UDP, liberando a primeira como glicose-1-P. A fosfoglicomutase é, mais uma vez a responsável pela conversão a glicose-6-P que de fato entra na glicólise. O UDP é utilizado, portanto, apenas na ativação da galactose.

O uso de nucleotídeos de açúcar é comum às vias de síntese de carboidratos"marcam" os açúcares destinados à síntese de polímeros, como no caso da síntese de glicogênio.

Metabolismo Galactose e Frutose

Galactosemia e intolerância à lactose 1. Galactosemia é uma deficiência que pode ocorrer em recém nascidos: galactose-1-fofato uridil. Ocorre o acúmulo de galactose que pode ser convertida a galactitol, tóxico ao organismo. Intolerância à lactose: deficiência da enzima lactase, que converte a lactose em glicose e galactose.

2. Via das Pentose Fosfato Rota alternativa de oxidação das hexoses, independente da glicólise. Ocorre no fígado. No músculo, onde os carboidratos são utilizados na geração de energia, estas enzimas não são encontradas. As funções principais são: produção de NADPH e ribose-5-P. Armazena energia em forma de NADPH e não ATP.

Via das pentose Fosfato A via ocorre em 2 etapas: uma oxidativa e a segunda não oxidativa. Oxidativa: produz NADPH Glicose-6-P Ribulose-5-P + CO2 Não oxidativa interconverte açúcares fosforilados

Via das Pentose Fosfato A via inicia a partir da oxidação da glicose-6-P a CO2 e um açúcar-P de 5 carbonos. Formação de ribulose-5-P, que, não possui a configuração certa para servir de substrato às enzimas da próxima etapa: transaldolase e transcetolase. A conversão da ribulose-5-P a ribose-5-P é uma simples isomerização cetose-aldose. Os carbonos das pentoses são então distribuídos em várias vias por duas enzimas que catalizam a transferência de pedaços de 2 e 3 carbonos entre as moléculas. Os produtos finais podem conter de 3 a 7 átomos de carbono.

Via as pentose Fosfato Etapas comuns à glicólise: Glicose-6-p Frutose-6-p Gliceraldeido-3-P Estes compostos em comum são importantes pois o organismos pode utilizar as duas vias em situações de acúmulo indevido de algum.

Via das Pentose Fosfato Alguns dos produtos formados e sua Importância biológica são: triose-P - pode alimentar a via glicolítica eritrose-4-P - utilizada na síntese se muitos aminoácidos 3. ribose-5-P - requerido na síntese de nucleotídeos.

Pentose Fosfato

3. Metabolismo do Glicogênio Polímero de reserva, do organismo. Degradação é rápida e eficiente pela ação das enzimas. Sempre sobra um núcleo na célula para resíntese que é realizada a partir da glicose e gasta 2 ATPs por molécula de glicose.

Degradação do Glicogênio A degradação do glicogênio, se dá com a retirada de unidades de glicose a partir de extremidades não redutoras:glicogênio fosforilase. 2. Ao quebrar as ligações glicosídicas a enzima adiciona um fosfato à Molécula, na posição C1,e após age a enzima fosfo-glicomutase para a conversão de glicose-1-P em glicose-6-P.

Este tipo de quebra, que ocorre na Quando a glicose que entra na via glicolítica derivada do glicogênio, as reações já iniciam a partir de Glicose-6-P.  Este tipo de quebra, que ocorre na mobilização intracelular dos polímeros de carboidratos, dita fosforólise, é diferente da hidrólise que ocorre na degradação intestinal.

neoglicogênese

Introdução Via anabólica central Via diferente da glicólise Neoglicogênese Via anabólica central Via diferente da glicólise Apesar de terem várias reações em comum Enzimas regulatórias diferentes Regulação coordenada e recíproca Introdução

Neoglicogênese Comparação das vias

3 Desvios 1 Piruvato Fosfoenolpiruvato Os Processos: Neoglicogênese 3 Desvios 1 Piruvato Fosfoenolpiruvato DG0’ e DG negativos (-31.4 e -16.7) Compartimentalização Os Processos: Entrada de piruvato na mitocôdria Conversão a oxaloacetato Produção de NADH 2 vias ATP ADP+Pi +

Neoglicogênese 3 Desvios

3 Desvios Os Processos: 2 Frutose-1,6-bifosfato Frutose-6-fosfato Neoglicogênese 3 Desvios 2 Frutose-1,6-bifosfato Frutose-6-fosfato Enzimas diferentes Os Processos: Frutose-1,6-bifosfatase Fosfofrutoquinase

Os Processos: 3 Glicose-6-fosfato Glicose retículo endoplasmático de hepatócitos Os Processos: hexoquinase Glicose-6-fosfatase

Características Consumo de energia Pontos de entrada Acetil-CoA Neoglicogênese Características Consumo de energia 2 piruvatos, 4 ATP, 2 GTP, 2 NADH Pontos de entrada lactato, piruvato intermediários do CAC aminoácidos glicogênicos glicerol Acetil-CoA Não é usado na síntese de glicose Participa fornecendo energia

Regulação Recíproca Neoglicogênese Glicose Neoglicogênese Oxaloacetato Piruvato carboxilase Piruvato b-oxidação Piruvato desidrogenase Acetil-CoA Acúmulo CAC CTE Energia

Regulação Recíproca Neoglicogênese Citrato,ATP Frutose-1,6-bifosfatase Fosfofrutoquinase1 AMP ADP Frutose-2,6-bifosfato FBPase2 PFK2 Frutose-6-fosfato Complexo FBPase2/PFK2 fosforilado Proteína quinase Complexo FBPase2/PFK2 desfosforilado AMPc Glucagon

Regulação Recíproca Neoglicogênese Frutose-1,6-bifosfatase Fosfofrutoquinase1 Frutose-2,6-bifosfato

Síntese de Oligo e Polissacarídios Neoglicogênese Síntese de Oligo e Polissacarídios Nucleotídios de açucares Intermediários comuns às vias de síntese Favorecem interações enzimáticas “Marcam” os açúcares destinados à síntese de polímeros Condensação + NDP-açúcar-fosforilase + Ex.: UDP-glicose

Síntese de Glicogênio Neoglicogênese Glicose ingerida Glicólise nos eritrócitos Lactato Neoglico- gênese Glicose-6-P

Neoglicogênese

Neoglicogênese

Neoglicogênese

Neoglicogênese

4. Gliconeogênese A maioria dos tecidos consegue energia oxidando compostos como: açúcares, amac, ac graxos, etc. Alguns como o cérebro e as hemáceas só utilizam glicose. A glicose circulante é mantida constante no sangue por diversos mecanismos se síntese e degradação. GLICONEOGÊNESE: ocorre no fígado e consiste a síntese de glicose a partir de não carboidratos: Amac, glicerol e lactato

Gliconeogênese É o processo pelo qual sintetizamos glicose em nosso organismo a partir de piruvato ou lactato acumulado nos músculos e levado pelo sangue até o fígado. Forma-se a glicose que pode se polimerizar a glicogênio e se estoca no músculo. Via diferente da glicólise Apesar de terem várias reações em comum Enzimas regulatórias diferentes Regulação coordenada e recíproca

Características Consumo de energia Pontos de entrada Acetil-CoA 2 piruvatos, 4 ATP, 2 GTP, 2 NADH Pontos de entrada lactato, piruvato intermediários do CAC aminoácidos glicogênicos glicerol Acetil-CoA Não é usado na síntese de glicose Participa fornecendo energia

3 Desvios 1) Piruvato a Fosfoenolpiruvato Os Processos: DG0’ e DG negativos (-31.4 e -16.7) Os Processos: Entrada de piruvato na mitocôdria Conversão a oxaloacetato Produção de NADH 2 vias

3 Desvios Os Processos: 2) Frutose-1,6-bifosfato Frutose-6-fosfato Enzimas diferentes Os Processos: Fosfofrutoquinase Frutose-1,6-bifosfatase

3 Desvios Os Processos: 3) Glicose-6-fosfato Glicose retículo endoplasmático de hepatócitos Os Processos: hexoquinase Glicose-6-fosfatase

Energia 2 lactato + 6ATP +6H2O glicose + 6ADP+6Pi+4H 2 piruvato+ 6ATP +6H2O+2NADH glicose + 6ADP+6Pi+2NAD+ 2H 2 lactato + 6ATP +6H2O glicose + 6ADP+6Pi+4H