T02 - Glicólise

Disciplina de Biociências IUnidade 3 – Metabolismo

Celular

GLICÓLISE

Profa. Cínthia P. Machado Tabchoury

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.

enzima 1 enzima 2 enzima 3 enzima 4 enzima 5

enzima 1

treonina isoleucina

Estágio 1 produção de acetil-CoA

Aminoácidos

Ácidos graxos glicose

glicólise

Complexo da piruvato

desidrogenase

Acetil-CoA

Estágio 2 oxidação de acetil-CoA

Acetil-CoA

Transportadores de e- reduzidos

Ciclo do ácido cítrico

Transportadores de e- reduzidos Estágio 3 transferência de

elétrons e fosforilação oxidativa

Cadeia respiratória (transferência de elétrons)

Via Glicolítica

a) Fase Preparatória

b) Fase de Pagamento

Destinos do piruvato

Vias afluentes

Glicogenólise

glicose é o principal combustível na maioria dos organismos e em certos tecidos e células é a principal fonte de E metabólica;

glicólise ocupa uma posição central no metabolismo;

como pode ser produzida energia (ATP) a partir de moléculas como a glicose?

O que acontece com a glicose adquirida a partir da dieta?

GLICOSE

glicogênio, amido e sacarose

piruvatoribose-5-fosfato

armazenagem

Oxidação pela

via glicolíticaOxid

ação

pela

via da

s

pent

oses

fosfat

o

Glicólise

“Glykys” “Lysis”

É o processo através do qual a molécula de glicose é degradada

por uma seqüência de 10 reações a 2 moléculas de piruvato.

GLICÓLISE - FASE PREPARATÓRIA

glicose

glicose-6-fosfato

frutose-6-fosfato

frutose-1,6-difosfato

gliceraldeído-3-fosfato diidroxiacetona fosfato

hexoquinase

FOSFOFRUTOQUINASE

glicose frutose 6-fosfato

glicose 6-fosfato frutose 1,6-bifosfato

hexoquinase

FOSFOFRUTOQUINASE-1

ATP

AD

P

ATP

AD

P

Mg+

+

Mg+

+

glicose glicose 6-fosfato

hexoquinase

frutose 6-fosfatoglicose 6-fosfato

fosfoglicoisomerase

frutose 6-fosfato

fosfofrutoquinase-1

frutose 1,6-bifosfato

aldolase

frutose 1,6-bifosfato diidroxiacetona fosfato

gliceraldeído 3-fosfato

diidroxiacetona fosfato

gliceraldeído 3-fosfato

triose fosfato isomerase

aldolase

frutose 1,6-bifosfato

diidroxiacetona fosfato

gliceraldeído 3-fosfato

triose fosfato isomerase

hexoquinase: - enzima reguladora;- é inibida pela G6P;

- catalisa também fosforilação de outras hexoses.

glicoquinase: age após refeição rica em açúcar. fosfofrutoquinase-1: passo limitante

ADP, AMP, F6P, F2,6P ATP, citrato, NADH, ácidos graxos, PEP, baixo

pH

glicose

glicose 6-fosfato

frutose 6-fosfato

frutose 1,6-bifosfato

gliceraldeído 3-fosfato

diidroxiacetona fosfato

Fase PreparatóriaFosforilação da glicose e sua conversão em

gliceraldeído 3-fosfato

gliceraldeído-3-fosfato

1,3-bifosfoglicerato

3-fosfoglicerato

2-fosfoglicerato

fosfoenolpiruvato

piruvatoPIRUVATO QUINASE

ENOLASE

Fasede

Pagamento

gliceraldeído 3-P 1,3-bifosfoglicerato

1,3-bifosfoglicerato 3-fosfoglicerato

fosfoglicerato quinase

NAD+

NADH + H+

AD

P

ATP

Pi Mg+

+gliceraldeído P desidrogenase

Oxidação e fosforilação por

fosfato inorgânico

Composto de fosfato de alta energia

gliceraldeído 3-fosfato

gliceraldeído fosfato

desidrogenasefosfato

inorgânico1,3-

bifosfoglicerato

fosfoglicerato quinase

1,3-bifosfoglicerato

3-fosfogliceratoADP ATP

fosfoglicero mutase

3-fosfoglicerato 2-fosfoglicerato

2-fosfoglicerato fosfoenolpiruvato

fosfoenolpiruvato piruvato

PIRUVATO QUINASEH2O

AD

P

ATP

Mg+

+

Mg+

+ENOLASE

Enolase é inibida pelo flúor

Composto de fosfato de alta energia

enolase

2-fosfoglicerato fosfoenolpiruvato

[ ]s ATP, acetil-CoA, ácidos graxos

piruvato quinase

fosfoenolpiruvato piruvatoADP

ATP

gliceraldeído 3-fosfato (2)

1,3-bifosfoglicerato (2)

3-fosfoglicerato (2)

2-fosfoglicerato (2)

fosfoenolpiruvato (2)

piruvato (2)

Fase de PagamentoConversão oxidativa

do gliceraldeído 3-fosfato a piruvato e a formação acoplada de

ATP e NADHoxidação e fosforilaçã

o

primeira reação de

formação de ATP

(fosforilação a nível do

substrato)

segunda reação de

formação de ATP

(fosforilação a nível do

substrato)

1,3-bifosfoglicerato

3-fosfoglicerato

fosfoglicerato quinase

AD

P

ATP

Mg+

+

Composto de fosfato de alta energia

2-fosfoglicerato fosfoenolpiruvato

fosfoenolpiruvato piruvato

PIRUVATO QUINASEH2O

AD

P

ATP

Mg+

+

Mg+

+ENOLASE

Enolase é inibida pelo flúor

Composto de fosfato de alta energia

Balanço Final

Glicose + 2ATP + 2NAD+ + 4ADP + 2Pi 2 piruvato + 2ADP + 2NADH + 2H+ + 4ATP +

2H2O

Glicose + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi

2piruvato + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O

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Três tipos de transformações químicas são notáveis na glicólise:1. Degradação do esqueleto carbônico da

glicose para produzir piruvato;2. Fosforilação de ADP a ATP pelos compostos

de fosfato de alta energia formados durante a glicólise;

3. Transferência de átomos de H ou elétrons para o NAD+ formando NADH.

Glicose

Piruvato

Etanol + 2CO2

Lactatoacetil-CoA

4 CO2 + 4H2O

Condiçõesanaeróbicas

Condiçõesanaeróbicas

Condiçõesaeróbicas

O2

2CO2

O2 Ciclo doácido cítrico

lactato desidrogenase

piruvato

lactato

piruvato descarboxilase

piruvato

acetaldeído

álcool desidrogenase

etanol

glicose

lactosetrealose

sacarose

glicogênio; amido galactose

frutosemanose

glicose 1-fosfato

UDP-glicose

glicose 6-fosfato

frutose 6-fosfato

manose 6-fosfato

frutose 1-fosfato

frutose 1,6-bifosfato

gliceraldeído diidroxiacetona fosfato

gliceraldeído 3-fosfato

fosforilase

hexoquinase

hexoquinase

hexoquinase

Vias Afluentes

Cadeia de glicogênio (glicose)n

Ponta não-redutora

glicogênio fosforilase

Cadeia de glicogênio (glicose)n

glicose 1-fosfato glicogênio encurtado em um resíduo (glicose)n-1

Ponta não-redutora

Ponta não-redutora

Fosforilase do glicogênio

Glicose 6-fosfato

fosfoglicomutase

glicogênio

Pontas não-redutoras ligação

(16)

moléculas de glicose 1-

fosfato

Atividade de transferase da enzima

de desramificação

Fosforilase do glicogênio

glicogênio

Pontas não-redutoras ligação

(16)

moléculas de glicose 1-

fosfato

Atividade de transferase da enzima

de desramificação

Atividade (16) glicosidase da

enzima de desramificação

Fosforilase do glicogênio

glicogênio

Pontas não-redutoras ligação

(16)

moléculas de glicose 1-

fosfato

glicose

Polímero não ramificado (14);

substrato para ação da fosforilase

MúsculoSítios alostéricos

vazios

fosforilase a fosfatase

serina fosforilada

H H

fosforilase b quinase

fosforilase b(forma menos ativa)

adrenalina adrenalina

fosforilase b(forma ativa)

AMP AMP

2 AMP 2 AMP

Regulação hormonal

Regulação alostérica

inibe

ativa

Ca++

fosforilase a (ativa)

FígadoSítios

alostéricos vazios

Fosforilase a fosfatase

Glucagon: regulador hormonal

ativa

fosforilase a (ativa)

2 glicose

fosforilase b (menos ativa)

fosforilase b quinase

fosforilase do glicogênio músculo: controle hormonal – adrenalina

controle alostérico – AMP ecálcio

fígado: controle hormonal – glucagon

controle alostérico - glicose

aumenta atividade da

enzima

diminui atividade da

enzima

Referências Bibliográficas

NELSON, D.L., COX, M.M. Lehninger Principles of Biochemistry. 3a edição, New York: Worth Publishers, 2000, 1152p.

LEHNINGER, A.L., NELSON, D.L., COX, M.M. Princípios de Bioquímica. 2a edição, São Paulo: Sarvier, 1995, 839p.

STRYER, L. Biochemistry. 3a edição, New York: Freeman, 1988, 1089p.

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NADPH Nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato Diferença fundamental entre NADPH e NADH

NADH é um doador de elétrons na cadeia respiratória

NADPH é um doador de elétrons na biossíntese redutora, como por exemplo, biossíntese de ácidos graxos.

A produção de NADPH é bastante ativa na glândula mamária, tecido adiposo, córtex adrenal, fígado.

Nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD+)

lactato desidrogenase

piruvato

lactato