12/11/2015. Disciplina: Bioquímica Prof. Dr. Vagne Oliveira

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1 Disciplina: Bioquímica Prof. Dr. Vagne Oliveira 2 1

2 ATP ADP Glicose (6C) C 6 H 12 O 6 ATP ADP P ~ 6 C ~ P 3 C ~ P 3 C ~ P Pi NAD NADH P ~ 3 C ~ P ADP P ~ 3 C ATP ADP ATP NAD Pi NADH P ~ 3 C ~ P ADP ATP P ~ 3 C ADP ATP 3 C Piruvato 3 C Piruvato 1. Duas moléculas de ATP são utilizadas para ativar uma molécula de glicose e iniciar a reação. 2. A molécula de glicose ativada pelo ATP divide-se em duas moléculas de três carbonos. 3. Incorporação de fosfato inorgânico e formação de NADH. 4. Duas moléculas de ATP são liberadas recuperando as duas utilizadas no início. 5. Liberação de duas moléculas de ATP e formação de piruvato. DESTINOS DO PIRUVATO 4 2

3 DESTINOS DO PIRUVATO 5 O piruvato é transformado em ácido lático. Realizada por bactérias, fungos protozoários e por algumas células do tecido muscular humano. Exemplos: Cãibra: fermentação devido à insuficiência de O 2 Azedamento do leite. Produção de conservas. 3

4 O piruvato é transformado em álcool etílico. Realizada por bactérias e leveduras. Exemplos: Sacharomyces cerevisiae produção de bebidas alcoólicas (vinho e cerveja) Levedo fabricação de pão. Fermentação Lática Glicose ácido lático + 2 ATP Fermentação Alcoólica Glicose álcool etílico + CO ATP Fermentação Acética Glicose ácido acético + CO ATP Respiração Glicose + O 2 CO 2 + H 2 O + 36 ou 38 ATP 4

5 DENOMINAÇÕES Ciclo dos ácidos tricarboxílicos Ciclo do ácido cítrico Ciclo de Krebs Visão geral do processo respiratório em célula eucariótica Citosol 1 ATP Glicose (6 C) C 6 H 12 O 6 1 ATP 1 NADH 1 NADH 6 O 2 32 ou 34 ATP Piruvato (3 C) Piruvato (3 C) 2 CO 2 4 CO 2 2 ATP 6 H 2 O Mitocôndria 2 NADH 6 NADH Total: 10 NADH 2 acetil-coa (2 C) Ciclo de Krebs 2 FADH 2 FADH 2 Crista mitocondrial 5

6 COMPLEXO PIRUVATO DESIDROGENASE E1: piruvato desidrogenase - TPP E2: diidrolipoil transacetilase - lipoil E3: diidrolipoil desidrogenase - FAD e NAD Proteína quinase Fosfoproteína fosfatase E1 E2 E3 11 OXIDAÇÃO DO PIRUVATO A ACETIL-CoA piruvato desidrogenase TPP, lipoato, FAD Descarboxilação oxidativa do piruvato Passagem irreversível entre a glicólise e o ciclo dos ácidos tricarboxílicos 12 6

7 12/11/2015 OXIDAÇÃO DO PIRUVATO A ACETIL-CoA 13 INIBIÇÃO DO METABOLISMO DO PIRUVATO - Intoxicação por arsenito e mercúrio - Deficiência dietética de tiamina (béribéri) - Inibição da absorção de tiamina (álcool) - Deficiência hereditária da piruvato desidrogenase - Distúrbios neurológicos (perda parcial de funções neurais) - Aumento do nível de piruvato no sangue 14 7

8 Deve estar na dieta BERIBÉRI A tiamina (vitamina B1) não é sintetizada nem armazenada em quantidades significativas pelos tecidos da maioria dos vertebrados. BERIBÉRI Doença que resulta da deficiência dietética de tiamina caracterizada pela perda parcial de funções neurais. Dor, paralisia e atrofia dos membros inferiores, falência cardíaca e edema fazem parte do quadro. Deficiência de tiamina Incapacidade de oxidar o piruvato Cérebro: obtém toda a sua energia pela oxidação aeróbica da glicose Populações que se alimentam de arroz branco (polido) ou indivíduos que ingerem grandes quantidades de bebidas alcoólicas. CICLO DOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS É uma sequência de reações que ocorrem nas mitocôndrias para oxidar a fração acetil da acetil-coa, enzimaticamente, até CO 2, reduzindo coenzimas que serão novamente oxidadas ao longo da cadeia transportadora de elétrons vinculada à formação de ATP. É a via final comum para a oxidação de carboidratos, lipídeos e proteínas, pois todos são metabolizados a acetil-coa ou intermediários do ciclo. É uma região central do metabolismo, com vias de degradação chegando até a ele e vias anabólicas principiando nele. É regulado de forma estrita em coordenação com outras vias. Suas enzimas estão localizadas na MATRIZ mitocondrial, sob formas livres ou fixas à membrana interna. 8

9 RESUMO DAS REAÇÕES DA VIA METABÓLICA 17 9

10 19 PASSO 1: FORMAÇÃO DO CITRATO CONDENSAÇÃO 20 10

11 21 PASSO 2: CONVERSÃO DO CITRATO EM ISOCITRATO ISOMERIZAÇÃO DESIDRATAÇÃO E HIDRATAÇÃO Fe +2 Fe

12 23 PASSO 3: OXIDAÇÃO DO ISOCITRATO A α-cetoglutarato E CO 2 DESCARBOXILAÇÃO OXIDATIVA Mg +2 ou Mn

13 25 PASSO 4: OXIDAÇÃO DE α-cetoglutarato A SUCCINIL-CoA E CO 2 DESCARBOXILAÇÃO OXIDATIVA TPP lipoil FAD Fisiologicamente unidirecional 26 13

14 27 PASSO 5: CONVERSÃO DE SUCCINIL- CoA EM SUCCINATO FOSFORILAÇÃO A NÍVEL DO SUBSTRATO ADP ATP (succinato tioquinase) 28 14

15 29 PASSO 6: OXIDAÇÃO DE SUCCINATO A FUMARATO DESIDROGENAÇÃO 30 15

16 SUCCINATO DESIDROGENASE

17 PASSO 7: HIDRATAÇÃO DO FUMARATO HIDRATAÇÃO

18 PASSO 8: OXIDAÇÃO DO MALATO A OXALOACETATO DESIDROGENAÇÃO 35 18

19 RESUMO DA CONSERVAÇÃO DA ENERGIA QUÍMICA NO CICLO 1 volta: 2 CO 2 3 NADH 1 FADH 2 1 GTP (ATP) 37 Resumo do Ciclo de Krebs 19

20 REDUÇÃO DE COENZIMAS E FORMAÇÃO DE ATP A PARTIR DE 1 MOLÉCULA DE GLICOSE 39 O PAPEL-CHAVE DAS VITAMINAS NO CICLO Riboflavina FAD Succinato desidrogenase Niacina NAD Isocitrato, α-cetoglutarato e malato desidrogenases Tiamina TPP α-cetoglutarato desidrogenase Ácido pantotênico CoA 40 20

21 DESTINO DOS COFATORES PRODUZIDOS POR QUE A OXIDAÇÃO DO ACETATO É TÃO COMPLICADA? Porque: A função do ciclo dos ácidos tricarboxílicos não se resume à oxidação do acetato O ciclo é, acima de tudo, uma via central do metabolismo. Produtos finais com 4 e 5 átomos de carbono de diversos processos metabólicos são lançados no ciclo para serem utilizados como combustível. Em determinadas situações metabólicas, os intermediários dos ciclos podem ser retirados para serem empregados como precursores biossintéticos. O CICLO DOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS É UMA VIA ANFIBÓLICA 42 21

22 43 O CARÁTER ANFIBÓLICO DO CICLO Síntese de ácidos graxos Gliconeogênese Transaminações e desaminações Em vermelho: REAÇÕES ANAPLERÓTICAS 22

23 Reações anapleróticas REGULAÇÃO DO CICLO CONTROLE RESPIRATÓRIO A regulação do ciclo depende primariamente do suprimento de co-fatores oxidados (NAD + ) respiração = gasto de ATP gasto de ATP = [NAD + ] [NAD + ] = velocidade do ciclo 46 23

24 REGULAÇÃO DO CICLO REGULAÇÃO ENZIMÁTICA Piruvato desidrogenase Citrato sintase Isocitrato desidrogenase α-cetoglutarato desidrogenase Modulação alostérica Ca +2 desidrogenases ATP / ADP NADH / NAD + 47 Para onde vai os produtos gerados? As coenzimas reduzidas são oxidadas pela cadeia respiratória envolvida na formação de ATP. Assim, o ciclo é a principal via para formação de ATP e está localizado na matriz mitocondrial, adjacente às enzimas da cadeia respiratória e da fosforilação oxidativa

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