Metabolismo de Carboidratos. Profa.Dra. Leticia Labriola Abril 2011

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2 Metabolismo de Carboidratos. Profa.Dra. Leticia Labriola Abril 2011

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7 Funções da Via Glicolítica Gerar ATP (rápido); Gerar intermediários para síntese; Regenerar NADH;

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10 2 ATP em anaerobiose Rendimento da Oxidação da Glicose 36 ATP em aerobiose GLICÓLISE glicose Respiração Celular 1 NADH = 3 ATP 1 FADH 2 = 2 ATP 2 Piruvatos Citossol ciclo de Krebs cadeia de transporte de elétrons e fosforilação oxidativa Mitocôndria Rendimento Energético Total 38

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13 Primeira reação da via glicolítica Reação irreversível 13

14 Segunda reação da via glicolítica

15 Terceira reação da via glicolítica Reação irreversível ATP e citrato(-) F-2,6, bisfosfato e AMP (+)

16 Quarta reação da via glicolítica

17 Quinta reação da via glicolítica Reações termodinamicamente desfavoráveis. O conjunto leva àformação de gliceraldeido3p por retirada continua do produto. A diidroxiacetona fosfato não é substrato da Gliceraldeido 3P desidrogenase

18 Sétima reação via glicolítica A oxidação do carbono torna a entrada do P i favorável... Substrato se liga a SH da enzima e, por reação com Pi, forma-se uma ligação anidrido fosfórico, ricaemenergia, e reduz-se um NAD+ fortemente ligado à enzima. (inhibidores específicos para SH- EX: iodoacetato)

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20 Oitava reação da via glicolítica Transferência intramolecular do fosfato. Envolve a foramaçãointermediária de 1 composto bifosforilado(2-3 bifosfoglicerato) originado por doação de um grupo P da própria enzima ao substrato.

21 Nona reação da via glicolítica

22 Grupo P do fosfoenolpiruvatoérico em energia. Pode ser transferido, em forma irreversível ao ADP produzindo ATP.

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26 Hexoquinase/ Glicoquinase Glicose ATP -G6P hexoquinase ADP G6P -Hexoquinase:Km = 0,1 mm -HexoquinaseIV ou Glicoquinase(fígado):Km = 10 mm -[Glicoquinase] aumenta com insulina -Glicoquinasenão éinibida por G6P

27 PiruvatoQuinase (+ insulina no fígado) (- glucagon no fígado) - alanina(no fígado) -ATP + Frutose 1,6P PEP Piruvato quinase ADP ATP PYR -A insulinaaumentaa conc. e atividadedapyr.quinase

28 Fosfofrutoquinase Frutose6P + AMP + Frutose 2,6P -ATP -citrato Fosfofrutoquinase 1 ATP ADP Frutose1,6 P

29 Fosfofrutoquinase Frutose6P + AMP + Frutose 2,6P -ATP -citrato Fosfofrutoquinase 1 ATP ADP Frutose1,6 P Frutose 6P Frutose 2,6 P + AMP -citrato Fosfofrutoquinase 2 ATP ADP Pi Frutose 2,6 bisfosfatase + PEP (+ glucagon no fígado) (+ insulina no fígado) Frutose 2,6 P Frutose 6P

30 Resumo 4 Etapas principais: I. Dupla fosforilaçãode hexose, àcusta de 2ATP, originando uma hexose com 2 grupos fosfato. (reações 1-3) II. Clivagem da hexose, produzindo 2 trioses fosforiladas(reação 4-5). III. Oxidação e nova fosforilação, desta vez por fosfato inorgânico(pi) das trioses fosfato, formando moléculas de um intermediário com 2 grupos fosfato (reação 6). IV. Transferência dos grupos fosfato deste intermediário para ADP, formando 4 ATP e 2 piruvato(reações 7-10).

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32 Processos auto-suficientes por serem independentes de outras vias para regenerar as coenzimas que utilizam.

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35 Glicose: principal substrato oxidável para a maioria dos organismos.

36 Hemácias - Não possuem mitocôndrias - Não metabolizam aminoácidos ou lipídeos - Produzem lactato constantemente - Não respondem a insulina

37 Cérebro - Oxida glicose com grande preferência - Não tem glicogênio(gliconeogênese hepática) - Alta atividade mitocondrial- não gera lactato

38 Fígado - Glicoquinase(baixa afinidade por glicose) - Insulina ativa FFQ2 e piruvato quinase - Glucagon ativa frutose 2,6 bisfosfatase(inibe glicólise) - Piruvato quinase é inibida por alanina

39 Músculo - Entrada de glicose é estimulada por insulina - Glucagon não inibe a glicólise - Piruvato quinase não é inibida por alanina - Em atividade intensa faz glicólise anaeróbica

40 FalhasdaVia Glicolítica - Deficiências enzimáticas- não descritas - Diabetes Mellitus - falta de insulina ou resposta à insulina - diminuição de glicose no músculo - diminuição da atividade de glicoquinase - estímulo à gliconeogênese - acidose(corpos cetônicos) - Acidose lática - diminuição da glicólise aeróbica - aumento lactato sangüíneo, acidose - exercício físico intenso, sepsis, def. vent. - Cárie dentária - placa = colônia bactérias - metabolismo anaeróbico gera lactato - destrói esmalte, permite acesso à dentina

41 FalhasdaVia Glicolítica -Infartocardíaco -faltade O 2, glicóliseanaeróbica -faltade glicose - acidificação, dor - Tumores - crescimento maior que vascularização - indução do fator de transcrição HIF-1 - aumento de enzimas da via glicolítica - localização com glicose marcada

42 1. Indicar a localização celular das enzimas da via glicolítica e os passos irreversíveis da glicólise. 2. Em um tubo de ensaio contendo todas as enzimas da via glicolítica, citar os compostos que devem ser fornecidos para iniciar sua atividade e para mantê-la funcionando. 3. Cite os compostos que apresentam ligações do tipo fosfoenol, anidrido fosfórico e éster fosfórico. Citar as vitaminas necessárias para a conversão de glicose em piruvato. 4. a) Escrever as reações globais da via glicolíticacom a conversão de glicose a lactatoe a piruvato. b) Qual a quantidade de energia que a célula armazena a partir de um mol de glicose, após a sua degradação a lactato( G 0 ATP = 8000 cal/mol)? Calcule a porcentagem de energia armazenada após a glicólise, sabendo que a degradação de glicose a lactato libera cal/mol. 5. Qual a enzima que catalisa a fosforilaçãode glicose no tecido extra-hepático e seu regulador alostérico? Quais as diferenças entre essa enzima e a enzima presente no fígado? 6. Descrever a regulação da piruvatoquinase, citando condições em que háacúmulo de fosfoenolpiruvato. 7. Esquematizar as reações catalisadas pela fosfofrutoquinase2 e frutose 2,6 bisfosfatase. Descrever a importância deste sistema na regulação da via glicolítica. 8. Descrever a atividade da via glicolítica no músculo em função da relação ATP/ADP. 9. Explicar, detalhando os mecanismos de regulação de metabolismo envolvidos, porque o consumo de glicose muscular aumenta em situações em que háfalta de O O arseniatoage sobre a gliceraldeido-3-fosfato desidrogenase, modificando seu funcionamento e catalisando a seguinte reação: gliceraldeído 3 P 3 fosfoglicerato NAD + NADH A intoxicação por arseniatopode resultar em extensa hemólise (destruição de hemáceas), sem grande acometimento de outros tecidos. Explique porque.