PRINCIPAIS VIAS METABÓLICAS

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1 PRINCIPAIS VIAS METABÓLICAS DEGRADAÇÃO DO GLIGOGÊNIO GLICÓLISE VIA DAS PENTOSES FOSFATO GLICONEOGÊNESE SÍNTESE DE CORPOS CETÔNICOS DEGRADAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA URÉIA CICLO DE KREBS Β-OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS SÍNTESE DE ÁCIDOS GRAXOS

2

3 RESPIRAÇÃO CELULAR

4 A Respiração celular aeróbica tem como objetivo principal produzir energia a partir da decomposição de glicídios, gorduras e aminoácidos, utilizando, para tal, o oxigênio.

5 A fonte de energia mais utilizada é a glicose (não a mais energética), os aminoácidos e os ácidos graxos fornecem mais energia mas são menos utilizados. C 6 H 12 O 6 + 6O 2 = 6CO 2 + 6H 2 O + 30 ATP (O processo de respiração celular é equivalente ao da combustão)

6 ETAPAS GLICÓLISE (CITOSOL) CICLO DE KREBS (MATRIZ MITOCONDRIAL) CADEIA RESPIRATÓRIA (CRISTAS MITOCONDRIAIS)

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10 Metabolismo de Carboidratos Carboidratos alimentares GLICOSE Glicólise Ácido pirúvico Glicogênio Glicose-1-fosfato Ciclo de Krebs PRODUÇÃO DE CO2 E H2O E ENERGIA (ATP) Cadeia respiratória

11 A glicose é o centro do metabolismo dos carboidratos, pois praticamente todos os glicídios podem ser convertidos em glicose. Quase todas as células são capazes de atender as suas demandas energéticas apenas a partir da glicose. A glicose constitui uma fonte de energia livre, que pode ser conservada como ATP, a principal forma de energia utilizável pelos seres vivos

12 Origem da Glicose Quebra de polissacarídeos 1) Dieta 2) Glicogênio hepático e muscular 3) Glicogênio da dieta - fígado e músculo (quantidade reduzida 4) Síntese a partir de precursores não glicídicos. Por exemplo: aminoácidos

13 TRANSPORTE DE GLICOSE PARA DENTRO DA CÉLULA Grupo de 14 transportadores de glicose encontrados nas membranas celulares (GLUT-1 a GLUT-14) que apresentam especificidade tecidual. A glicose extracelular liga-se ao transportador, que sofre alteração na sua conformação, transportando a glicose através da membrana - GLUT-1 eritrócitos - GLUT-3 cérebro - GLUT-4 células musculares e tecido adiposo - GLUT-2 - hepatócitos

14 Destinos da glicose na célula

15 Glicólise Principal via metabólica para produção de energia (grego, glycus, doce + lysis, romper). Definição: Sequência de 10 reações enzimáticas, que ocorre no citosol, nas quais uma molécula de glicose é convertida em duas moléculas de 3 carbonos (piruvato), com produção líquida de 2 moléculas de ATP

16 IMPORTÂNCIA DA GLICÓLISE 1. Foi um dos primeiros sistemas enzimáticos a ser esclarecido, contribuindo para a melhor compreensão dos processos enzimáticos e do metabolismo intermediário 2. Principal meio de degradação da glicose 3. Obtenção de energia mesmo em condições anaeróbicas 4. Permite a degradação da frutose e da galactose 5. Os tecidos têm necessidade de transformar a energia contida na glicose em ATP 6. A glicólise é fundamental para a produção de Acetil-CoA

17 Esquema Geral da Glicólise 1 açúcar de 6 C 2 açúcares de 3 C A partir deste ponto as reações são duplicadas 2 moléculas de Piruvato (3C) Saldo 2 moléculas de ATP 2 moléculas de NADH

18 As reações da Glicólise são divididas em duas fases: I. Fase de investimento de energia: fosforilação da glicose e quebra em triose fosfato Utilização de 2 moléculas de ATP Formação de duas moléculas de triosefosfato: Dihidroxicetona Fosfato e Gliceraldeído 3-Fosfato

19 II. Fase de produção de energia: conversão oxidativa de gliceraldeído-3-p a piruvato com formação acoplada de ATP e NADH Formação de duas moléculas de ATP Oxidação da molécula do gliceraldeído 3-P Redução do NAD+ Formação do Ácido Pirúvico

20 1. FOSFORILAÇÃO DA GLICOSE HEXOQUINASE A glicose é uma molécula quimicamente inerte, assim, para se sua degradação é necessário que seja ativada iniciar a Depois de entrar na célula a glicose é fosforilada pela hexoquinase produzindo glicose-6-p pela transferência do fosfato terminal do ATP para o grupo hidroxila da glicose Reação irreversível faz com que a glicose-6-p permaneça dentro da célula, uma vez que não é transportada através da membrana plasmática Glicose + ATP Glicose -6-Fosfato + ADP HEXOQUINASE

21 2. CONVERSÃO DE GLICOSE-6-FOSFATO A FRUTOSE-6-FOSFATO PELA GLICOSE-6-FOSFATO ISOMERASE Glicose -6- Fosfato Frutose -6- Fosfato

22 3. CONVERSÃO DE FRUTOSE-6-FOSFATO A FRUTOSE-1,6-BIFOSFATO PELA FOSFOFRUTOQUINASE Frutose -6-P + ATP Frutose 1,6-BiFosfato + ADP

23 4. A FRUTOSE 1,6- BIFOSFATO É DIVIDIDA PELA ALDOLASE EM DUAS TRIOSES FOSFATADAS FICANDO CADA UMA COM UM FOSFATO Frutose 1,6-BiFosfato Gliceraldeído 3-P + Dihidrocetona Fosfato

24 5. AS DUAS TRIOSES SÃO INTERCONVERTÍVEIS POR UMA REAÇÃO REVERSÍVEL CATALISADA PELA TRIOSE FOSFATO ISOMERASE - Só o gliceraldeído é substrato das reações seguintes, por isso a reação assegura que todos os 6 carbonos derivados da glicose possam prosseguir na via glicolítica - A aldolase e a isomerase estabelecem equilíbrio. Gliceraldeído 3-P Dihidrocetona Fosfato

25 6. OXIDAÇÃO DA GLICERALDEÍDO-3-FOSFATO A 1,3-BIFOSFOGLICERATO - O Gliceraldeído 3-P é convertido num composto intermediário, potencialmente energético, pela enzima gliceraldeído 3-P desidrogenase - O grupo fosfato deriva de um fosfato inorgânico - O NADH intervém na formação de ATP Gliceraldeído 3-P + NAD + Pi 1-3 Bisfosfoglicerato + NADH + H

26 ESTRUTURA DO NAD Nicotinamida adenina dinucleotídio NAD+ (oxidada) NADH (reduzida)

27 7. TRANSFERÊNCIA DE UM GRUPAMENTO FOSFATO DO 1,3- BIFOSFOGLICERATO PARA O ADP PELA ENZIMA FOSFOGLICERATO QUINASE Formação de ATP 1-3 Bisfosfoglicerato + ADP 3-Fosfoglicerato + ATP

28 8. O 3-FOSFOGLICERATO É ISOMERADO A 2-FOSFOGLICERATO PELA FOSFOGLICERATO MUTASE 3-Bisfosfoglicerato 2-Fosfoglicerato

29 9. O 2-FOSFOGLICERATO É DESIDRATADO A FOSFOENOLPIRUVATO, E A ENERGIA É REDISTRIBUÍDA. A ENZIMA RESPONSÁVEL É A ENOLASE. 2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato + H 2 0

30 10. TRANSFERÊNCIA DE UM GRUPAMENTO FOSFATO DO FOSFOENOLPIRUVATO PARA O ADP, CATALISADA PELA PIRUVATO QUINASE. Fosfoenolpiruvato + ADP Piruvato + ATP

31 Equação geral: Produtos da Glicólise: 1 ATP: Fase de investimento com a utilização de 2 ATP e fase de produção com formação de 4 ATP Saldo líquido 2 ATP/glicose. 2 NADH: Redução de 2 NAD + a 2 NADH. Em aerobiose, são oxidados na cadeia transportadora de elétrons e em anaerobiose são oxidados na fermentação 3 Piruvato: Produção de 2 moléculas. Em aerobiose é oxidado a Acetil-CoA e vai para o Ciclo de Krebs. Em anaerobiose, sofre fermentação lática ou alcoólica.

32 DESTINOS DO PIRUVATO

33 REGULAÇÃO DA GLICÓLISE A necessidade glicolítica varia de acordo com os diferentes estados fisiológicos Há uma ativa degradação deste açúcar após uma refeição rica em hidratos de carbono, assim como uma acentuada redução durante o jejum. Deste modo, o grau de conversão de Glicose para o Piruvato é regulado, de acordo com as necessidades celulares. Os principais pontos de regulação são as enzimas responsáveis pelas reações irreversíveis da via glicolítica Hexoquinase alta afinidade pela glicose e inibida pela glicose-6-fosfato Piruvatoquinase alta concentração de ATP inativa a enzima Fosfofrutoquinase ponto chave de regulação da glicólise

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