MAPA II Vias metabólicas degradativas

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1 GLIÓLISE

2 MAPA II Vias metabólicas degradativas PLISSAARÍDIS PRTEÍNAS LIPÍDIS GLISE AMINÁIDS ÁIDS GRAXS Glicólise Fosfoenolpiruvato (3) Asp Gly Ala Ser ys Leu Ile Lys Phe Glu Piruvato (3) 2 Acetil-oA (2) 2 2 xaloacetato (4) itrato (6) Malato (4) iclo de Krebs Isocitrato (6) Fumarato (4) a etoglutarato (5) 2 Succinato (4) 2

3 GLIÓLISE Definição: É a via metabólica na qual UMA molécula de GLISE (6) é degradada em DUAS moléculas de PIRUVAT (3). Na glicólise são sintetizadas DUAS moléculas de ATP e produzidas DUAS moléculas de NADH (forma reduzida). A Glicólise ocorre no itoplasma de todas as células (itossol). A glicólise ocorre sem necessidade de xigênio (catabolismo anaeróbico). A glicose pode vir da alimentação, da degradação do glicogênio da reserva intracelular ou de outros componentes intracelulares.

4 GLISE (6) 2 ADP + Pi 2 NAD + 2 ATP 2 NADH 2 PIRUVAT (3)

5 H 2 H H H H H ATP Glicose ( 6 ) Visão Geral da Glicólise (ver estrutura dos compostos no Módulo 2) Lactato H NAD+ H 3 H ADP NADH Glicose 6-fosfato Piruvato Frutose 6-fosfato ATP H 3 ATP ADP Fosfoenolpiruvato ADP 2x 2 x Frutose 1,6 bisfosfato H H H 2 H NAD+ P P NADH H H P H 2 P ADP ATP 2-Fosfoglicerato 3-Fosfoglicerato Gliceraldeído 3-fosfato ( 3 ) 1,3 Bisfosfoglicerato P = P 3 2-

6 Ativação da Glicose Em algumas vias do atabolismo, antes da macromolécula ser degradada, ela precisa ser ATIVADA. No processo de ativação há gasto de ATP. Em duas etapas de ativação da glicólise há gasto de DUAS moléculas de ATP No fim da glicólise, há síntese de 4 moléculas de ATP Saldo = Rendimento líquido = 2 moléculas de ATP por molécula de Glicose.

7 Etapa 1- Ativação (G6P) Enzima: Hexoquinase (HK)

8 Etapa 2- Isomerização Fosfohexose isomerase

9 Etapa 3- Nova ativação F1,6P Enzima: Fosfofrutoquinase (PFK) (Regulação)

10 Etapa 4- livagem da F1,6P G3P DAP Enzima: Aldolase

11 Frutose-1, 6-bisfosfato (F1,6P) Aldolase Dihidroxiacetona Fosfato Gliceraldeído-3-Fosfato Etapa 5 Isomerização Dihidroxiacetona Fosfato DAP Isomerase Gliceraldeído-3-Fosfato G3P Enzima: Isomerase Resultado: 2 moles de Gliceraldeído-3-Fosfato formado por mol de Glicose

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13 TUD EM DBR DAQUI PARA FRENTE!!! Ver estruturas no Módulo 2. Gliceraldeído-3-Fosfato 1,3-Bisfosfoglicerato 3-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvato Piruvatoquinase (PK)

14 Reação final da Glicólise Enzima: Piruvatoquinase (PK)

15 1 H 2 H H H H H ATP Glicose ( 6 ) 1Glicose Glicólise Lactato H H 3 H 2 Piruvato, 2ATP, 2NADH NAD+ 1 Glicose ADP 6-fosfato 2 NADH Piruvato 1 1 Frutose 6-fosfato Frutose 1,6 bisfosfato 2 x H H H 2 H ATP ADP 2 NAD+ P P 2 NADH H H P H 2 P 2 ADP ATP ATP ADP H 3 Fosfoenolpiruvato 1 2-Fosfoglicerato 3-Fosfoglicerato Gliceraldeído 3-fosfato ( 3 ) 2 2 1,3 Bisfosfoglicerato P = P 3 2-

16 Ativação: gasto de ATP 2 ATP 2 ADP GLISE (6) FRUTSE 1,6 difosfato (6) 2 Gliceraldeído-3-Fosfato (3) Produção de ATP 4 ADP 4 ATP 2 PIRUVAT (3) Saldo: DUAS moléculas de ATP

17 Hexoquinase (HK) Fosfofrutoquinase (PFK) Aldolase Passos irreversíveis Participação de ATP/ADP Redução de NAD + Piruvatoquinase (PK) Enzimas Importantes!

18 ESTRUTURA D NAD + NAD + (forma oxidada) Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo _ - P - -H 2 H H + N H NH 2 Nicotinamida (Vitamina B3) Ribose N NH 2 N Adenina N N Uma dieta deficiente em vitamina B3 provoca glossite, dermatite, perda de peso, diarréia, depressão e demência (pelagra) _ - P - -H 2 H H NAD + Ribose

19 ESTRUTURA D NADH H H NH 2 _ - P - -H 2 H N H Nicotinamida (Vitamina B3) Ribose N NH 2 N Adenina N N _ - P - -H 2 Ribose H H NADH

20 Nas reações de óxido-redução nas quais participa NAD ocorre a remoção de DIS átomos de hidrogênio (H. ) do substrato. ada átomo de H tem (2H + e 2e - ) Substrato reduzido Substrato oxidado + 2H + + 2e - NAD + (oxidado) + 2H + + 2e - NADH (reduzido) + H + Dois elétrons e um próton vão para a coenzima (anel da nicotinamida) e um próton vai para o meio celular NAD + (oxidado) NADH (reduzido) H + + N NH 2 + 2H e - H N H NH 2 + H+ NAD + / NADH + H +

21 Nota: utros monossacarídios (frutose, galactose, etc.) também são degradados por este conjunto de reações, dando duas moléculas de PIRUVAT

22 Doçura relativa s açúcares conferem sabor doce aos alimentos. A sensação de doçura é sentida na região da extremidade da língua (sal e acidez sentidos nas laterais e amargo no fundo da língua). Alguns açúcares como a ß-D-manose são amargos. sabor deles A doçura relativa é uma propriedade intrínseca e subjetiva. oncentrações mínimas para serem detectados: sacarose 0,01 M (0,3%), glicose 0,037 M (0,07%) e frutose 0,012 M (0,2%). Substance Sweetness rating Fructose 1.16 Mais doce! Sucrose 1.00 Glucose 0.64 Galactose 0.67 D-mannose 0.59 Lactose 0.38

23 Destinos do Piruvato formado na Glicólise PLISSAARÍDIS PRTEÍNAS LIPÍDIS GLISE AMINÁIDS ÁIDS GRAXS Asp Gly Leu Glu Ala Ile Fosfoenolpiruvato (3) Ser Lys ys Phe Piruvato (3) 2 Acetil-oA (2) 2 2 xaloacetato (4) itrato (6) Malato (4) Fumarato (4) iclo de Krebs a Isocitrato (6) 2 etoglutarato (5) Lactato Succinato (4) 2 Etanol

24 Destinos do Piruvato Em situação de Aerobiose (Disponibilidade de xigênio) Piruvato Acetil-oA atabolismo xaloacetato Síntese de alguns AA A formação de Acetil-oA e a síntese de AA serão vistas em aulas futuras

25 Piruvato Aerobiose Acetil-oA Quando há suprimento de 2 suficiente, o piruvato formado na glicólise é transformado predominantemente em Acetil-oA (próxima aula), sendo totalmente oxidado a 2 e H 2. NADH formado na glicólise é oxidado a NAD + na mitocôndria pelo xigênio, com formação de H 2

26 Destinos do Piruvato Em situação de Anaerobiose Piruvato Lactato Leveduras Etanol

27 Anaerobiose Piruvato Lactato Quando não há suprimento de 2 suficiente, o piruvato formado na glicólise é transformado em Lactato, que se acumula na célula Nesta reação o NADH formado na glicólise é convertido a NAD + A oxidação do NADH garante que a glicólise continue a ocorrer, resultando na formação de ATP em anaerobiose.

28 Formação de Lactato (músculo) Piruvato + NADH + H + Lactato + NAD + Enzima: Desidrogenase lática ou Lactato desidrogenase H H H H Notar a oxidação do NADH formado na glicólise!!!

29 Em anaerobiose, se não houver a oxidação de NADH, a glicólise para. Lactato + NAD +

30 onclusão No esforço físico intenso ocorre o acúmulo de lactato nos músculos Em qual atividade haveria maior produção de lactato no músculo: prova de 400m (1,5 minutos) ou maratona (2 horas)?

31 lactato produzido no músculo vai sendo liberado para a circulação. lactato é captado pelo fígado e lá sofre a reação inversa. Lactato + NAD + Piruvato + NADH + H + Enzima: Desidrogenase lática ou lactato desidrogenase

32 Algumas leveduras transformam piruvato em ETANL (Fermentação alcoólica) Piruvato (3) 2 Anaerobiose NADH NAD + Acetaldeído (2) Enzima: Álcool desidrogenase Etanol (2) Bebidas alcoólicas Notar que aqui também há oxidação de NADH

33 Homem não sintetiza etanol, mas degrada o etanol ingerido nas bebidas alcoólicas (vinho, cerveja, whisky, etc) etanol ingerido vai para a circulação e é prontamente absorvido pelas células. No FÍGAD, o etanol é convertido em Acetil-oA (precursor de gordura ver nas próximas aulas) Por isto, etanol engorda!!! Em quantidades elevadas pode dar cirrose hepática, câncer do fígado, etc!!!

34 REGULAÇÃ DA VIA GLILÍTIA Enzima chave: FSFFRUTQUINASE (PFK) Moduladores alostéricos

35 REGULAÇÃ DA VIA GLILÍTIA Na glicólise há produção de 2 moles de ATP por mol de Glicose. Na célula, a concentração dos nucleotídios ATP, ADP e AMP está em equilíbrio. Quando a concentração de ATP é elevada, a concentração de ADP e AMP é baixa, e vice-versa ATP ADP AMP Quando na célula há bastante ATP, a via glicolítica é INIBIDA. Acumula-se glicose-6p, que será armazenada sob forma de glicogênio (polímero de glicose - próximas aulas).

36 A via glicolítica é controlada principalmente pela atividade da enzima alostérica FSFFRUTQUINASE GLIGÊNI Síntese PFK ATP ATP = Modulador negativo da PFK

37 Fosfofrutoquinase (PFK) Frutose-6-fosfato + ATP Frutose-1,6-bisfosfato + ADP PFK é uma enzima alostérica (Tetrâmero) Sítio ativo F6P e ATP Sítio alostérico Modulador positivo - AMP Sítio alostérico Modulador negativo - ATP Quando há muito ATP na célula, o ATP liga-se ao sítio alostérico (negativo) e inibe a atividade da PFK. A velocidade da glicólise diminui muito.

38 Quando o ATP é utilizado pela célula para realizar trabalho, o ATP é hidrolisado a ADP e este em AMP ATP ADP + Pi ADP AMP + Pi omo resultado: a concentração de ATP diminui e o ATP se desliga do sítio alostérico negativo a concentração de AMP aumenta e AMP liga-se ao sítio alostérico positivo. - A via glicolítica volta a funcionar ATP ATP AMP AMP ATP se desliga AMP se liga