Produção de energia através de vias catabólicas

Apresentação em tema: "Produção de energia através de vias catabólicas"— Transcrição da apresentação:

1 Produção de energia através de vias catabólicas
Aula de bioquímica Tema Produção de energia através de vias catabólicas Dra. Adriane M. F. Milagres

2 Metabolismo : catabolismo e anabolismo
Catabolismo – processo oxidativo que libera energia Anabolismo – processo redutivo que requer energia Catabolismo: 1° estágio – Hidrólise de moléculas complexas 2° estágio – Conversão dos blocos constitutivos em intermediários mais simples: Os blocos constitutivos diversos são posteriormente degradados em acetil-CoA e em umas poucas outras moléculas simples. Parte da energia é capturada como ATP, porém essa quantidade é pequena, comparada com a energia produzida durante o terceiro estágio do catabolismo. 3° estágio – Oxidação da acetil-CoA: o ciclo dos ácidos tricarboxílicos é a via final comum da oxidação de moléculas combustíveis, como a acetil-CoA. Grandes quantidades de ATP são geradas na fosforilação oxidativa, a medida que elétrons fluem de NADH e do FADH2 para o oxigênio.

3 Vias metabólicas de produção de energia
Os organismos liberam e armazenam energia de moléculas orgânicas Responda sim (S) ou não (N) É obrigatória a ingestão desses 3 nutrientes? Alguns deles pode ser sintetizado a partir do outro? Quais os imprescindíveis? Observe que há reações reversíveis e irreversíveis

4 Espontaneidade e reversibilidade
A + B  C + D Espontaneidade – reação pode ocorrer sem adição de energia Uso da constante de equilíbrio para determinar G Progresso da reação Energia Estado de transição Reação não catalisada Reação catalisada Energia de ativação G = Go – RTln Keq no equilibrio G =0 Reversilibilidade – se G tem apenas 1 kcal/mol (~4 KJ/mol) em qualquer sentido

5 Glicose pode ser sintetizada a partir de proteínas?
Agora responda: Glicose pode ser sintetizada a partir de proteínas? b) Acido graxo pode ser sintetizado a partir de proteínas? c) Acido graxo pode ser sintetizado a partir de glicose? Reações irreversíveis: Piruvato - acetil coA Acetil coA + AOA --citrato + coA Alfa-ceto glutarato -- succinato Ile, Leu, Lys, Phe, etc --- Acetil CoA d) Proteína pode ser sintetizada a partir de glicose? e) Glicose pode ser sintetizada a partir de ácido graxo? f) Proteína pode ser sintetizada a partir de ácido graxo?

6 As reações catabólicas têm o propósito de capturar a energia química obtida da degradação de moléculas ricas em energia, formando ATP. Adenosina trifosfato ATP + H2O --- ADP + Pi + H G = -7,3 Kcal/mol (4 cargas negativas)

7 Energias livres de alguns organofosforados

8 Produção de ATP de forma indireta
Reações redox: moléculas carreadoras de elétrons

9 Visão geral da oxidação de carboidratos
Por que uma célula se dá ao trabalho de arrancar elétrons da glicose, transferindo-os para carreadores de elétrons e passando-os por uma cadeia de transporte de elétrons (ou cadeia respiratória) em uma longa série de reações redox? R. Para obter energia fora da molécula de glicose

10 Visão Geral do Ciclo do Ácido Cítrico

11 Oxidação de coenzimas libera grande quantidade de energia
NAD+/NADH = -0,32V O2/H2O = +0,82v A transferência de 2 e- do NADH para o oxigênio Gº = -220kJ.mol-1 Se a transferência de e- das coenzimas reduzidas fosse feita direta para o oxigênio, toda a energia do processo seria liberada na forma de calor COMO APROVEITAR ESSA ENERGIA P/ SINTETIZAR DE ATP? (Gº = - 31 kJ.mol-1)

12 FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Geração de ATP FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Os elétrons transferidos do composto orgânico a carreadores de elétrons (NAD+) são passados a uma série de diferentes carreadores a molécula de O2 ou outras moléculas orgânicas. a cadeia de transporte de elétrons é a última etapa da respiração. Ocorre na membrana plasmática de procariontes e na membrana mitocondrial interna de eucariontes.

13 Produção de energia a partir de um mol de glicose

14 Oxidação de coenzimas libera grande quantidade de energia
NAD+/NADH = -0,32V O2/H2O = +0,82v A transferência de 2 e- do NADH para o oxigênio Gº = -220kJ.mol-1 Se a transferência de e- das coenzimas reduzidas fosse feita direta para o oxigênio, toda a energia do processo seria liberada na forma de calor COMO APROVEITAR ESSA ENERGIA P/ SINTETIZAR DE ATP? (Gº = - 31 kJ.mol-1)

15

16 Reação exergônica para oxidação completa da glicose:
Reação endergônica para a fosforilação: 32 ADP + 32Pi ---- 32 ATP G= 233,5 Kcal/mol Equação global: Glicose + 6O ADP + 32 Pi -- 32 ATP + 6CO2 + 6 H2) + 32 ATP G = ,5 = - 452,5 kcal/mol (reação espontanea) Eficiencia: 233,5/686 = 34%

17 Em anaerobiose: Glicose --- 2 lactato G=-184,5 KJ/mol 2 ADP + 2Pi --- 2 ATP G= 64 KJ/mol G=-184, = -123,5 KJ/mol Eficiencia: 61/123 – 33%

18 Exercicios: A interconversão abaixo ocorre durante a glicólise e a gliconeogenese: Frutose 6 P --- glicose 6 P. A 25 oC, a relação entre as concentrações de produtos e reagentes no equilíbrio é: [glicose 6-P] /[frutose 6-P] = 1,97 Qual o valor da constante de equilibrio Keq da reação? Qual o valor de Go’ ? Se a concentração de frutose 6 – P for ajustada para 1,5 M e a da glicose 6-P para 0,5 M, qual será o valor de G? Por que G e Go’ são diferentes? Escrever a equação balanceada completa da glicolise. Calcular o saldo liquido de ATP na via glicolitica quando uma molecula dos substratos abaixo for metabolizada até piruvato: Gliceraldeido 3-P 1,3 bifosfoglicerato Frutose 1,6 bifosfato 4) A respiração celular ocorre em 3 estágios. Quais são e quais as localizações intracelulares? 5) Por que o acido citrico é considerado parte do metabolismo aeróbio, embora o oxigênio molecular não apareça em nenhuma reação?