METABOLISMO 06/04/15 VIAS METABÓLICAS FUNÇÕES DO METABOLISMO. ü Obter energia pela degradação dos nutrientes ricos em energia (endógenos e exógenos)

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1 INTRODUÇÃO METABOLISMO METABOLISMO - conjunto de reações químicas coordenadas que ocorrem com propósitos determinados METABOLISMO - é um conjunto de vias metabólicas onde cooperam inúmeros SME Metabolismo global envolve digestão, absorção e metabolismo intermediário (metabolismo celular) FUNÇÕES DO METABOLISMO ü Obter energia pela degradação dos nutrientes ricos em energia (endógenos e exógenos) ü Converter nutrientes em unidades monômeras precursoras de macromoléculas celulares ü Sintetizar macromoléculas e outras substâncias necessárias às funções especializadas das células VIAS METABÓLICAS - VIAS CATABÓLICAS 2- VIAS ANABÓLICAS 3- VIAS ANFIBÓLICAS -VIAS CATABÓLICAS -VIAS CATABÓLICAS - CATABOLISMO É a fase degradativa do metabolismo Ø Produção de Ø Convergem para poucos produtos finais Ø Ocorrem processos oxidativos Moléculas orgânicas (endógena ou exógena) são degradadas enzimaticamente a produtos finais mais simples (CO 2, e N 3 ) Ø Transferência de + e elétrons para o NAD + e FAD + produzindo NAD e FAD 2

2 -VIAS CATABÓLICAS - CATABOLISMO 2 - VIAS ANABÓLICAS Constituem as vias de biossíntese Ø NAD e FAD 2 na CR produzem e energia () Ø Moléculas menores são transformadas em macromoléculas Ø Produção de N - transportador de energia para os processos de biossíntese Monossacarídios Aminoácidos A + glicerol (BN + ribose + fosfato) n Polissacarídios Proteínas Lipídios Ácidos Nucleicos 2 - VIAS ANABÓLICAS 3 - VIAS ANFIBÓLICAS Ø Requer fornecimento de energia - asto de Ø Ocorrem processos redutivos - N é o doador de + e elétrons Ø Poucas moléculas precursoras produzem uma variedade de macromoléculas Ø Vias que participam do catabolismo e do anabolismo Ø Utilizada para completar a degradação Ø Fornecer moléculas precursoras para biossíntese de aa, A e carboidratos Ø Ex: ciclo do ácido cítrico - ciclo de Krebs REVERSIBILIDADE DAS VIAS METABÓLICAS ü Vias catabólicas e anabólicas correspondentes não são idênticas ü Para permitir que as duas vias sejam reguladas de forma independente REVERSIBILIDADE DAS VIAS METABÓLICAS Quanto a reversibilidade as vias anabólicas e catabólicas podem: Ø Seguir rotas independentes (rotas diferentes) Ex: degradação e biossíntese de A e prots Ø Seguir passos enzimáticos comuns - devem apresentar pelo um passo enzimático diferente para permitir a regulação das vias Ex: degradação e biossíntese da glicose 2

3 VIAS CENTRAIS E SECUNDÁRIAS DO METABOLISMO VIAS METABÓLICAS CENTRAIS: Vias onde o fluxo de metabólitos é grande Vias de degradação de C, lip, prot e AN Pequeno número e idênticas na maioria dos organismos animais VIAS CENTRAIS E SECUNDÁRIAS DO METABOLISMO VIAS METABÓLICAS SECUNDÁRIAS: Vias onde o fluxo de metabólitos é pequeno São vias bastante diversificadas Envolvidas na biossíntese de CoE, ormônios,neurotransmissores e outras VIAS ERAIS DO METABOLISMO DA LICOSE CARBOIDRATOS EXÓENOS TI DIESTÃO E ABSORÇÃO LICOSE SANUÍNEA AL MAN 8 2 2a R5P aa 5 LICOÊNIO EPATÓCITOS CITOPLASMA FRUTOSE P 8 7 LICEROL P LIPÍDIO 6P 6 ÁC.LICURÔNICO ÁC ASCÓRBICO 3 4 PIRUVATO X LACTATO PRINCIPAIS VIAS METABÓLICAS DA LICOSE DERADAÇÃO DA LICOSE Pyr licólise ou via licolítica CO 2 + Lac Degradação total da - Met aeróbico Fermentação anaeróbica Fermentação láctica PIRUVATO 3b NAD, FAD CK 2 3a O 2 + P 3c i 3d ACETIL CoA 2CO CR 2 FO ENERIA MITOCÔNDRIA 2 O R5P Via das Pentoses Shunt das Pentoses PRINCIPAIS VIAS METABÓLICAS DA LICOSE BIOSSÍNTESE DE LICOSE Compostos não glicídicos liconeogênese DERADAÇÃO DO n n- + licogenólise BIOSSÍNTESE DO n + n+ licogênese 3

4 I-DEFINIÇÃO LICONEOÊNESE Via anabólica onde a é sintetizada a partir de precursores não glicídicos LICONEOÊNESE Necessidade diária de um adulto humano cérebro: 20g glicose Tecidos que necessitam de suprimento contínuo de licose: Cerébro, hemácias, renal, cristalino, córnea e músculo em exercício licogênio hepático atende as necessidades de por 8-0h de jejum. Jejum prolongado o gg é exaurido e a é sintetizada pela LICONEOÊNESE LICONEOÊNESE II- LOCALIZAÇÃO CELULAR Ocorre no citossol e na mitocôndria das células Lactato LACTATO convertido em PIRUVATO PIRUVATO convertido em LICOSE (liconeogênese) III-COMPOSTOS LICONEOÊNICOS Lactato, piruvato, glicerol, aminoácidos gliconeogênicos (ex: alanina), intermediários do CK. Alanina Proteína Alanina PIRUVATO N 3 licerol Triacilglicerol (TA) glicerol DAP K 6P PI F6P PFK ALD,6FDP DAP TIM 3AP P i NAD + NAD+ +,3DP APD PK 3P PM licose PEP oxaloacetato citrato isocitrato α cetoglutarato 2P ENO PEP NAD + NAD+ + PK LAC LD PYR fumarato succinato succinil CoA 4

5 IV-CONSUMO DE liconeogênese consome energia () V- OCORRÊNCIA 90% da gliconeogênese ocorre no fígado e 0% nos rins. Bastante ativa nos diabéticos Jejum prolongado Recuperação do exercício muscular Diabéticos Degradam lipídios como fonte de energia () Degradam proteínas e utilizam os aminoácidos gliconeogênicos para síntese de licose Jejum prolongado Degradam lipídios como fonte de energia () Degradam proteínas e utilizam os aminoácidos gliconeogênicos para síntese de licose Recuperação da atividade física V- REAÇÕES ESPECÍFICAS DA LICONEOÊNESE Músculo esquelético LICOSE Fermentação anaeróbica LACTATO ATIVIDADE MUSCULAR 2 Fígado LICOSE RECUPERAÇÃO DA ATIVIDADE MUSCULAR LACTATO liconeogênese 6 liconeogênese não é simples reversão da glicólise Compartilham 7 passos enzimáticos e diferem em 3 outros passos (reações irreversíveis da glicólise) liconeogênese apresenta 3 desvios da glicólise (Desvios I, II e III) licólise e gliconeogênese são reguladas de forma independentes e opostas K 6P PI F6P PFK ALD,6FDP DAP TIM 3AP P i NAD + NAD++ APD,3DP PK 3P 2P PM ENO PEP NAD + NAD+ + PK LAC PYR LD NAD + NAD + + oxaloacetato + P i piruvato CO 2 carboxilase piruvato MITOCÔNDRIA NAD + NAD + + Frutose 6-fosfato+ P i LICONEOÊNESE I TP DP oxaloacetato fosfoenolpiruvato CO 2 fosfoenolpiruvato enolase carboxiquinase licose 6-fosfato glicose 6-fosfatase III glicose + P i frutose,6-difosfato II frutose,6-difosfatase AP LICERALDEIDO 3-POSFATO 2-FOSFOLICERATO fosfoglicerato mutase 3 -FOSFOLICERATO fosfoglicerato + P i quinase,3- DIFOSFOLICERATO NAD + + NAD + DIIDROXIACETONA FOSFATO aldolase FRUTOSE,6-DIFOSFATO II FRUTOSE 6 -FOSFATO fosfoglicoisomerase LICOSE 6- FOSFATO III LICOSE 5

6 DESVIO I DESVIO II Piruvato Carboxilase PEP Carboxiquinase O O O O C O O C + P i C O TP DP C C O C 2 C OPO 3 C 3 CO 2 3 C CO 2 C 2 O O piruvato oxaloacetato PEP 6 CPO 3 O 5 O 2 Frutose-,6-bisfosfatase,6-difosfatase CPO 3 CPO 3 O O 4 3 frutose-,6-bisfosfate Frutose,6-difosfato frutose-6-fosfate Frutose 6-fosfato C + P i DESVIO III lucose-6-phosphatase licose 6-fosfatase 6 CPO 3 C 5 O 2 O O glucose-6-phosphate licose 6-fosfato glucose licose + P i LICOSE LICOSE 6- FOSFATO FRUTOSE 6 -FOSFATO FRUTOSE,6-DIFOSFATO LICONEOÊNESE e LICÓLISE LICERALDEIDO DIIDROXIACETONA NAD + + NAD + 3-POSFATO FOSFATO NAD + + oxaloacetato TP NAD +,3- DIFOSFOLICERATO + P i 3 -FOSFOLICERATO 2-FOSFOLICERATO FOSFOENOLPIRUVATO I PIRUVATO II III fosfoenolpiruvato carboxiquinase CO 2 DP fosfoenolpiruvato I NAD + NAD + + oxaloacetato + P i piruvato CO 2 carboxilase piruvato mitocôndria frutose 6-fosfato + P i II glicose + P i III glicose 6-fosfatase glicose 6-fosfato frutose,6-bifosfatase frutose,6 difosfato ASTO ENERÉTICO DA LICONEOÊNESE liconeogênese é muito despendiosa Transformação de Pyr a Piruvato oxaloacetato -2 Oxaloacetato PEP -2 3 fosfoglicerato,3 difosfoglicerato -2 ASTO ENERÉTICO DA LICONEOÊNESE Transformação de Lac a Lactato piruvato +5 Piruvato oxaloacetato -2 Oxaloacetato PEP -2 3 fosfoglicerato,3 difosfoglicerato -2,3 difosfoglicerato liceraldeído 3-fosfato TOTAL -5 -,3 difosfoglicerato liceraldeído 3-fosfato TOTAL

7 VI-REULAÇÃO ORMONAL lucagon - Ativa a gliconeogênese Inibe a glicólise Insulina - Ativa a glicólise Inibe a gliconeogênese VII-EQUAÇÃO ERAL DA LICONEOÊNESE 2Pyr TP + 2NAD DP +2NAD + +6P i SUNT DAS PENTOSES (VIA DAS PENTOSES) 2Pyr ASTO DE 2Lac TP DP + 6P i 2Lac ASTO DE 6 SUNT DAS PENTOSES VIA DAS PENTOSES Via alternativa da degradação da A é transformada em Ribose 5-fosfato (R5P) com produção de N FUNÇÃO DA RIBOSE 5-FOSFATO R5P é empregada na síntese de: Nucleotídeos Ocorre no citoplasma das células Ácidos nucleicos Via muito ativa nos eritrócitos, tecido adiposo, fígado, glândulas mamárias, córtex adrenal Ausente no músculo esquelético Coenzimas- NAD, FAD, CoA, etc. 5 O C O P O FUNÇÃO DO N N é CoE das enzimas redutivas que participa na biossíntese de lipídios, colesterol, hormônios, etc PROTEÇÃO DOS ERITRÓCITOS N: - Mantém o átomo de Fe da b no estado reduzido (Fe +2 ) - evita a metahemoglobinemia - Degrada o 2 e impede a lipoperoxidação da membrana das hemácias - evita a hemólise LICOSE 6 P VIA DAS PENTOSES VIA OXIDATIVA- Produz molécula de R5P 2 moléculas de N - C=O - O-C=O N + N+ + N + N+ + - C glicose 6 P -P -C -P CO 2 6 fosfogliconato C=O ribulose fosfato isomerase -P -C=O -P 6 FOSFOLICONATO RIBULOSE 5 P RIBOSE 5 P 7

8 VIA DAS PENTOSES Em alguns tecidos só ocorre a via oxidativa e a equação final é: licose 6-fosfato + 2N + + Função da VIA NÃO OXIDATIVA Células que utilizam mais N do que R5P O acúmulo de R5P é reconvertido em 6P através de enzimas (transcetolases e transaldolases) Nessa via 6 C 5 são convertidas em 5 C 6 Ribose 5-fosfato + CO 2 + 2N Pentoses 5 exoses Ribulose 5-fosfato licose 6-fosfato (6) Via não oxidativa Via não oxidativa 6 N 6 N (6 ) 6P (6) 6Plc (6) RU5P 6CO 2 epimerase isomerase epimerase (6) XU5P R5P XU5P transcetolase (6) 3 transcetolase S7P 3 AP 2 transaldolase epimerase 3AP F6P E4P F6P 6P 6P 6P 6 PENTOSES 5 LICOSES 6 P 6 C 5 5 C 6 8