Utilização de glicose pelas células. A glicólise é a via metabólica mais conservada nos sistemas biológicos

Transcrição

1 Utilização de glicose pelas células A glicólise é a via metabólica mais conservada nos sistemas biológicos A glicose é o combustível preferencial e mais versátil disponível nas células vivas.

2 Principais caminhos metabólicos que utilizam glicose

3 Glicólise e Fermentação

4 Utilização de glicose por diferentes tipos de células

5 Utilização de glicose por diferentes tipos de células

6 Utilização de glicose por diferentes tipos de células

7 Visão geral da via glicolíca

8 Visão geral da via

9 1 a Reação da via: fosforilação da glicose. Enzima: hexoquinase Reação irreversível nas condições celulares Hexoquinase Algumas células convertem G-6P em glicose. Nesse caso a enzima envolvida é a glicose 6 P Fosfatase e a reação é: G-6P + H 2 O glicose + Pi

10 No fígado, a glicose é fosforilada pela glicoquinase A glicoquinase não é inibida por G-6P e tem Km alto

11 2 a Reação da via: isomerização da glicose-6p a frutose-6p. Enzima: fosfohexose isomerase Fosfohexose isomerase

12 3 a Reação da via: fosforilação da frutose-6p Enzima: fosfofrutoquinase - PFK Reação irreversível nas condições celulares; Etapa mais lenta da via; Etapa comprometida da via glicolítica; ATP é ao mesmo tempo substrato e efetor alostérico Algumas células produzem F-6P a partir de F 1,6 BP, a enzima é Frutose 1,6 bip fosfatase F-16BP + H 2 O F-6P + Pi

13 4 a Reação da via: quebra da frutose-1,6bp em duas trioses Enzima: aldolase Apresar do alto valor do DG 0 esta reação é prontamente reversível in vivo devido à rápida remoção dos produtos pelas reações subseqüentes

14 5 a Reação da via: interconversão de GAP e DHAP Enzima: triose fosfato isomerase

15 6 a Reação da via: oxidação do GAP e redução do NAD + Formação do 1 o fosfato de alta energia Enzima: gliceraldeído 3P desidrogenase GA3P + H 2 O 3 PGA + NADH + H + DG 0 = - 43 kj/mol 3 PGA + H 3 PO 4 1,3 BPG + H 2 O DG 0 = 49,3 kj/mol

16 Nicotinamida Adenina Dinucleotídio é a co-enzima da maioria das oxidações biológicas

17 7 a Reação da via: fosforilação da 1 a molécula de ATP Enzima: fosfoglicerato quinase

18 Reação da fosfoglicerato mutase Reação da enolase: produção do 2 o fosfato de alta energia

19 10 a reação da glicólise: produção da 2 a molécula de ATP Enzima: piruvato quinase Esta reação é irreversível nas condições celulares. Balanço da via glicolítica: fosforilação de 2 ADP e redução de 2 NAD +

20 RESUMINDO O QUE FOI VISTO ATÉ AGORA: A glicólise é uma via quase que universal, onde uma molécula de glicose é oxidada a 2 moléculas de piruvato sendo a energia liberada conservada em duas moléculas de ATP e duas moléculas de NADH Todas as enzimas da via glicolítica são citoplasmáticas e seus intermediários são moléculas fosforiladas de 3 ou 6 átomos de carbono Na fase preparatória da glicólise 2 moléculas de ATP são consumidas Na 2 a parte da glicólise a energia liberada pela oxidação do C1 do GAP é conservada permitindo a produção de 2 moléculas de NADH e de 2 ATP para cada triose.

21 O QUE AINDA NÃO VIMOS 1. Que a velocidade da glicólise é regulada de forma coordenada com a de outros caminhos de produção de ATP, de modo a assegurar o suprimento de ATP paras as células em qualquer condição metabólica; 2. Que as enzimas Fosfofruto quinase e Piruvato quinase têm sua atividade modulada por efetores alostéricos; 3. Que a velocidade e o sentido das demais reações são regulados pela lei de ação das massas.

22 Caminhos metabólicos que alimentam a glicólise

23 A degradação do glicogênio e do amido são fosforólises

24 Os açúcares complexos e os dissacarídeos são hidrolisados antes de serem absorvidos

25 A via glicolítica pode ocorrer tanto em aerobiose quanto em anaerobiose, desde que exista um sistema eficiente de reoxidação do NADH produzido na via. Havendo condições aeróbicas E mitocôndrias operantes o NADH será re-oxidado pela transferência de seus elétrons até o oxigênio Em ausência de uma destas condições as células irão fermentar, ou seja, transferir os elétrons do NADH para uma molécula orgânica que será reduzida e então excretada Alguns tipos de células sobreviverão bem fermentando, pois serão capazes de ajustar a velocidade da via glicolítica e produzir ATP suficiente. Outras morrerão se privadas de oxigênio.

26 Glicólise Aeróbica

27 Fermentação lática Ocorre em músculo, nas hemácias em outras células dos animais e ainda em alguns microrganismos. O lactato ionizado acidifica o tecido e o meio de cultura.

28 Fermentação alcoólica:

29 A Biotecnologia não é utopia...

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32 A regulação da via glicolítica Um dos pontos importantes de regulação da via glicolítica no fígado á a inibição da HK hepática por g6p No fígado, a glicose é fosforilada pela glicoquinase A glicoquinase não é inibida por G-6P e tem Km alto

33 A regulação da via glicolítica Regulação da Fosfofruto quinase (PFK) por ATP

34 Frutose 2,6 bisfosfato ativa a via glicolítica

35 A frutose 2,6 bisfosfato é produzida pela PFK2, que no fígado é regulada por fosforilação e desfosforilação

36 JEJUM ALIMENTADO Regulação da PFK1 - Hepatócito ATIVA INIBIDA