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MetabolismoMetabolismo
PRINCÍPIOS DE BIOENERGÉTICA
Células eorganismosnecessitamrealizar trabalhopara: amanutenção davida, crescimento e para suae para sua reprodução
Trabalho químico: síntese dos componente celulares Trabalho osmótico: acúmulo e retenção de sais e outros compostos contragradiente de concentração
Trabalho mecânico: contração muscular e movimentação de flagelos
BIOENERGÉTICA
Bioenergética descreve como os organismos vivoscapturam, transformam e usam energia
Todos osorganismos vivosderivam sua energiadireta ou indiretamente daindiretamente da energia radiante daluz solar^ Os organismosvivos sãointerdependentes,trocando energia ematéria através domeio ambiente
Metabolismo Energético
Alimentos
Carboidratos
Lipídios
Proteínas
Carboidratos
Lipídios
Proteínas
Térmica 60%
Mecânica 20% •^ Elétrica 10%
Química 10%
Metabolismo
Classificação das vias metabólicas:
Metabolismo de Carboidratos
Metabolismo de carboidrato
Glicólise, glicogenólise
catabolismo
Aeróbia
forma piruvato
CO2 e H2O
Anaeróbia
forma lactato ou etanol
Glicogênese e Gliconeogenese
anabolismo
Metabolismo de carboidrato
- GLICÓLISE - Quebra da molécula de glicose para produzirenergia ou fornecer carbonos para lipides e/ou aminoàcidosnão essenciais. Em aerobiose leva à gás carbônico e água eem anaerobiose leva à lactato.
Quebra do Glicogênio por fosforólise
Quebra do Glicogênio por fosforólise
dando glicose 1 fosfato que se converte em glicose 6 fosfato e,no fígado pode ser liberada no sangue como glicose ou serquebrada na via glicolítica até lactato ou gás carbônico.
- GLICONEOGÊNESE ( NEOGLICOGÊNESE) - Síntese de glicoseà partir de moléculas mais simples Aminoácidos (alanina) ouLactato.
- GLICOGÊNESE - Síntese de Glicogênio.
Vias de utilização da glicose em
vegetais e animais
Fases da glicólise
Fase 1
Ativação ou Fosforilação da Glicose
- Reações de 1 a 5– Etapa de preparo –
Consumo de 2 ATP
Consumo de 2 ATP
- Fase 2• Transformação do Gliceraldeído em Piruvato
Reações de 6 a 10
Fase de pagamento
Produção de 4 ATP
αααα−
−−−
D-Glicose
αααα−
−−−
D-Glicose-6-fosfato ββββ−
−−−
D-Frutose-6-fosfato
ATPADP
Mg
++
Fosfofrutocinase 1
Fosfoglicose
isomerase
ATP ADP
Mg
++ Hexocinase
2-Fosfoglicerato
H
2 O
Mg^ Piruvatocinase
++
Piruvato
Fosfo
-
Enolase
Fosfoenolpiruvato
^
2ATP 2ADP
Fosfofrutocinase 1 (PFK1)
ADP ββββ
-D-Frutose-1,6-bisfosfato
Aldolase
Di-hidroxi acetona fosfato Gliceraldeído-3-fosfato
Triose fosfato isomerase
Gliceraldeído-3-fosfato
Gliceraldeído 3-
fosfato
desidrogenase
2NAD
**+
i
2NADH
1,3-Bisfosfo-glicerato
2ATP 2ADP
Mg
++ Fosfoglicerato cinase
3-Fosfoglicerato
Fosfo
-
gliceratomutase
Nesta faseas reações são duplicadas
REGULAÇÃOREGULAÇÃO
DADADADA
GLICÓLISEGLICÓLISE
1. Fosforilação da glicose . No 1º passo da glicólise, a
glicose é ativada para as reações seguintes, através dasua fosforilação no C6 para formar glicose-6-fosfato, odoador de fosfato é o ATP
Glicose
Glicose 6- fosfato
hexoquinase
Ataque nucleofílico do grupo –OHdo C6 da glicose sobre o fosfato do complexo Mg2+
ATP
complexo Mg2+
ATP
- hexoquinase: emmúsculo, inibida porseu produto glicose-6-fosfato (inibição aloestérica
)
Regulação
aloestérica
)
Isozima
de hexoquinase
no fígado éhexoquinase D ouglicoquinase que tembaixa afinidade paraglicose
Frutose-6-P + ATP
Frutose-2,6-bis-P + ADP
(FFQ-2)
Fosfofrutoquinase- Frutose-2,6-bisfosfatase
(FBFase-2)
Ativadora deFFQ-
4. Clivagem (quebra) da frutose-1,6-bifosfato . A
enzima frutose-1,6-bifosfato aldolase (aldolase), catalisaa condensação reversível de grupos aldol. A frutose-1,6-bifosfato é quebrada para liberar 2 trioses diferentes:gliceraldeído-3-fosfato (aldose) e diidroxicetona fosfato(cetose)
Aldolase
Frutose 1,6- bifosfato
Diidroxiacetona
fosfato
Gliceraldeído 3-
fosfato
Frutose 1,6- bifosfato
Diidroxiacetona
fosfato Gliceraldeído 3-
fosfato
Ligação do substrato
- Formação de uma base de Schiff
entre o resíduo de Lys do sítiocatalítico da enzima e a FBP
- Clivagem do aldol
para formar ointermediárioenamina daenzima eaDHAP, com liberação da
- Hidrólise de base
de Schiff comliberação daDHAP
liberação da GAP
- Tautomerização e
protonação daforma imina dabase de Schiff
5. A interconversão das trioses fosfato . Somente o
gliceraldeído-3-fosfato
continuará
na
via
glicolítica.
Assim a diidroxicetona é rápidamente e reversivelmenteconvertida em gliceraldeido-3-fosfato, através da enzimatriose fosfato isomerase
Diidroxiacetona
fosfato
Gliceraldeído 3-
fosfato
Triose fosfato
isomerase
Triose fosfato isomerase
6.
Oxidação
do
gliceraldeído-3-fosfato
em
1,3-
bifosfoglicerato
.
O
primeiro
passo
da
fase
de
pagamento da glicólise é a conversão do gliceraldeído-3-fosfato em 1,3-bifosfoglicerato, catalisado pela enzimagliceraldeído-3-fosfato desidrogenase
Gliceraldeído 3-
fosfato
Gliceraldeído 3-fosfato
desidrogenase
1,3 bifosfoglicerato
Fosfato inorgânico
7. Transferência do fosfato do 1,3-bifosfogliceratopara o ADP . A enzima fosfoglicerato quinase transfere o
grupo fosfato de alta energia do grupo carboxila do 1,3-bifosfoglicerato
para
o
ADP,
formando
ATP
e
3
fosfoglicerato
Fosfoglicerato
quinase
1,3 bifosfoglicerato
3- fosfoglicerato
Mecanismo da Fosfoglicerato
quinase
Fosfoglicerato
8.
Conversão
do
3-fosfoglicerato
em
2-
fosfoglicerato
. A enzima fosfoglicerato mutase catalisa
a transferência reversível do grupo fosforil entre C2 eC
do
glicerato.
O
íon
Mg
é
essencial
para
esta
reação.
Fosfoglicerato
mutase
3- fosfoglicerato
2- fosfoglicerato
Mecanismo da Fosfoglicerato
quinase
9.
Desidratação
do
2-fosfoglicerato
para
fosfoenolpiruvato
. A segunda reação da glicólise que
gera um composto com alto potencial de transferênciade grupo fosforil é catalisada pela enzima enolase. Essaenzima promove a remoção reversível de uma moléculade
água
do
2-fosfoglicerato
para
formar
fosfoenolpiruvato
enolase
2- fosfoglicerato
fosfoenolpiruvato
Mecanismo de ação da enolase
1 formação do carbânionpela remoção de umpróton do C
2 eliminação lenta de H2Opara formar fosfoenolpiruvato
10.
Transferência
do
grupo
fosforil
do
fosfoenolpiruvato
para
o
ADP
.
O
último
passo
na
glicólise
é
a
transferência
do
grupo
fosforil
do
fosfoenolpiruvato para o ADP, catalisada pela enzimapiruvato quinase, uma enzima que requer K
e ou Mg
ou Mn
Piruvatoquinase
fosfoenolpiruvato
piruvato
Mecanisno da piruvato quinase Ataque do ADP aofosfoenol piruvato
Formação de piruvato eATP
Glicólise Anaeróbica
(músculo na ausência de oxigênio)Células sem mitocôndrias
piruvato
Lactato
desidrogenase
L- lactato
Glicólise Anaeróbica
(fermentadores)
piruvato
Acetaldeído
Etanol
Piruvato
descarboxilase
Alcool
desidrogenase
