METABOLISMO. Nesta 3 a parte da disciplina nosso principal objetivo é compreender os mecanismos pelos quais as células regulam o seu metabolismo

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1 METABOLISMO Nesta 3 a parte da disciplina nosso principal objetivo é compreender os mecanismos pelos quais as células regulam o seu metabolismo Mas o que é metabolismo? Metabolismo é o nome que damos ao conjunto das reações químicas que ocorrem dentro das células.

2 O conjunto de reações químicas que ocorrem dentro das células é chamado de METABOLISMO e visa: Obter energia química pela degradação de nutrientes Converter os nutrientes em precursores de macromoléculas Organizar as pequenas moléculas em polímeros ou em moléculas complexas Formar e degradar moléculas necessárias a funções especializadas das células A energia obtida pela degradação de nutrientes (organismos heterotróficos) ou pela fotossíntese (organismos autotróficos) é utilizada para realizar 3 tipos de trabalho: Trabalho químico Trabalho mecânico Trabalho osmótico

3 Muitas reações químicas necessitam de energia para ocorrer, mesmo com o uso de enzimas (catalizadores) TRABALHO QUÍMICO

4 Muitos processos celulares exigem energia, como a movimentação de flagelos ou contração de proteínas motoras para reorganização do citoesqueleto e movimentação de vesículas TRABALHO MECÂNICO

5 As concentrações intracelulares da maioria das moléculas e íons é diferente no interior das células e no seu meio ambiente próximo TRABALHO OSMÓTICO

6 Autotróficos Heterotróficos Obtenção de Energia Química catabolismo catabolismo

7 Etapas do catabolismo: Obtenção de energia

8 ATP e liberação de energia

9 Compostos fosforilados são importantes intermediários na condução de processos endergônicos

10 Outros compostos que têm o G 0 de hidrólise superior ao ATP são: Fosfoenolpiruvato PEP 1,3 bisfosfoglicerato 1,3 BPG

11

12 Outras formas de usar ATP: Intermediário ativado com fosfato

13 Outras formas de usar ATP: Intermediário ativado com AMP e quebra de pirofosfato

14 Há outras formas de energizar uma molécula além da fosforilação: CoA

15 Há outras moléculas que são equivalentes energéticos: NADH = 3 ATPs

16 Há outras moléculas que são equivalentes energéticos: FADH 2 = 2 ATPs

17 PRINCIPAIS PROCESSOS ONDE OCORRE CONSUMO DE ATP 1 Estágios iniciais da degradação de nutrientes Glicose + ATP Glicose-6P + ADP palmitato + ATP + CoA palmitoil CoA + AMP + 2 P i 2 Interconversão de nucleosídios tri- fosfato ATP + NDP ADP + NTP 3 Processos fisiológicos tais como: Transporte ativo Contração muscular Biossíntese de proteínas Replicação e reparo do DNA 4 Garantindo reações altamente endergônicas

18 PRINCIPAIS PROCESSOS ONDE OCORRE PRODUÇÃO DE ATP 1. Fosforilação ao nível do substrato 2. Fosforilação oxidativa 3. Fotofosforilação 4. Reação da adenilato quinase ADP ATP + AMP ATP NÃO É ESTOCADO O tempo de meia vida do ATP varia de alguns minutos a segundos, dependendo da célula; O suprimento de ATP do cérebro é suficiente para poucos segundos de atividade celular;

19 Obtenção de Moléculas precursoras

20 Para que servem as moléculas precursoras?

21 Catabolismo x Anabolismo

22 Características gerais das vias metabólicas IRREVERSIBILIDADE EXISTÊNCIA DE UMA ETAPA COMPROMETIDA REGULAÇÃO

23 REGULAÇÃO A velocidade das reações que acontecem dentro das células pode ser regulada por: 1. Fluxo de substrato; 2. Atividade do catalisador; 3. Quantidade do catalisador; São muitas as forma de regular a atividade dos catalisadores biológicos: 1. Ação de efetores; 2. Modificação covalente; 3. Ativação por proteólise.

24 Regulação da atividade enzimática por efetores alostéricos

25

26 Controle por modificação covalente (fosforilação)

27 Ativação das vias metabólicas pela comunicação ente células e meio ambiente: mecanismos de transdução de sinal

28 Transdução de sinal : características gerais

29 Transdução de sinal : características gerais

30 Transdução de sinal : tipos

31 Exemplo de receptor baseado em canal iônico: Receptor nicotínico de acetilcolina

32 Exemplo de receptor com atividade enzimática: Receptor de insulina

33 Exemplo de receptor ligado à proteína G: Receptor de epinefrina e 2o mensageiro

34

35 Exemplo de receptor intracelular

36 Respostas induzidas pela ativação de um receptor hormonal nuclear. RESPOSTA PRIMÁRIA AO HORMÔNIO ESTERÓIDE RESPOSTA SECUNDÁRIA TARDIA AO HORMÔNIO ESTERÓIDE

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