Resumo esquemático da glicólise

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1 Resumo esquemático da glicólise

2 Destino do piruvato em condições aeróbicas e anaeróbicas Glicólise Fermentação Oxidação completa Em condições aeróbicas o piruvato é oxidado a acetato que entra no ciclo do ácido cítrico (TCA) sendo oxidado a CO 2 e H 2 O ao mesmo tempo que o NADH formado na glicólise é reoxidado a NAD + na cadeia transportadora de electrões. Em condições anaeróbicas (actividade muscular intensa; partes submersas de plantas; bactérias lácticas; fermentação alcoólica em leveduras) o NADH não pode ser reoxidado a NAD + (aceitador electrónico na reacção de oxidação do gliceraldeído 3-fosfato da glicólise) pelo O 2...e assim a glicólise parava! A maioria das células actuais retiveram a capacidade de gerar energia em condições anaeróbicas! Elas regeneram o NADH formando produtos como o ácido láctico e o etanol...

3 Destino do piruvato em condições anaeróbicas Fermentação láctica - o piruvato é convertido em lactato gerando NAD+ que vai permitir que a glicólise continue Por cada molécula de glicose catabolisada na glicólise formam-se 2 moléculas de ácido láctico: (2 moléculas) Lactato desidrogenase (2 moléculas) (2 moléculas) (2 moléculas) Em condições de grande actividade, o músculo funciona em anaerobiose até os níveis de ácido láctico baixarem o ph e este abaixamento prevenir a formação excessiva de ácido láctico (através da inibição da enzima fosfofrutocinase) Reacção global Glucose + 2 Pi + 2 ADP 2 lactato+ 2 ATP+ 2 H 2 O

4 Fermentação alcoólica (leveduras e outros microorganismos): o piruvato é convertido em etanol gerando NAD+ que vai permitir que a glicólise continue. Por cada molécula de glicose catabolisada na glicólise formam-se 2 moléculas de etanol: Piruvato descarboxilase Coenzima pirofosfato de tiamina Alcool desidrogenase H Glucose + 2 Pi + 2 ADP 2 etanol + 2 ATP + 2 H 2 O + 2 CO 2

5 A formação de lactato no músculo em actividade e nos eritrócitos (não têm mitocôndrias logo não podem oxidar a glicose completamente) constitui um beco sem saída em termos metabólicos. O lactato tem que ser novamente convertido em piruvato para ser metabolizado. Lactato e piruvato são exportados das células musculares e eritrócitos para a corrente sanguínea até às células bem oxigenadas do músculo cardíaco (entram através de transportadores na membrana plasmática), onde são convertidas em piruvato e metabolizados pelo ciclo dos ácidos tricarboxilicos e fosforilação oxidativa. O excesso de lactato entra no fígado onde é convertido em piruvato e depois em glicose pela gluconeogénese O fígado repõe os níveis de glicose necessários às células activas musculares que retiram a sua energia (ATP) da conversão (via glicólise) da glucose em lactato. O músculo em contracção fornece lactato ao fígado que o utiliza para sintetizar glicose Ciclo de Cori

6 Ciclo do ácido cítrico Oxidação do piruvato (glicólise) a CO2 e H2O com formação de energia. Oxidação do acetil-coa resultante da degradação dos ácidos gordos e de produtos resultantes da degradação de aminoácidos. O ciclo fornece precursores para muitas vias biossintéticas 1º passo Descarboxilação oxidativa Matriz Mitocôndrial

7 2º passo ciclo do ácido cítrico 3º passo oxidação do NADH e do FADH2 com libertação de energia que é usada para sintetizar ATP (fosforilação oxidativa)

8 Lipoamida Cadeia polipeptídica da E2 (di-hidrolipoato transacetilase) Piruvato descarboxilase (enzimas e grupos prostéticos) E1 piruvato desidrogenase; TPP E2 di-hidrolipoato transacetilase; lipoamida E3 di-hidrolipoato desidrogenase; FAD

9 Ciclo dos ácidos tricarboxílicos (TCA) (Este ciclo ocorre na matriz mitocôndrial) Oxidação de compostos de 2 carbonos com produção de 2 moléculas de CO 2, uma de GTP e 8 electrões na forma de NADH e FADH 2 Reacção global Acetil-CoA + 3 NAD + + FAD + GDP+ Pi + 2 H 2 O 2 CO NADH + FADH 2 + GTP + 2 H + + CoA

10 Resumo ciclo dos ácidos tricarboxilicos Acetil-CoA + 3 NAD + + FAD + ADP+ Pi + 2 H 2 O 2 CO NADH + FADH 2 + ATP + 2 H + + CoA Por cada molécula de glicose catabolisada formam-se duas de acetil- CoA, logo 2 (1 ATP) + 2 (3 NADH) + 2 (1 FADH2) = = 2 ATP + 6 NADH + 2 FADH2

11 Resultado global da via da glicólise e do ciclo do ácido cítrico Reacção CO 2 produzido NAD+ reduzido a NADH FAD reduzido a FADH 2 1 glicose 2 piruvato piruvato 2 acetil CoA acetil CoA 4 CO TOTAL Os números correspondem ao número de moléculas totais de cada composto formado.

12 Regulação do ciclo dos ácidos tricarboxilicos (-) fosforilação (kinase especifica) Em geral substratos activadores e produtos inibidores

13 Piruvato desidrogenase Etapas de regulação É regulada alostericamente: - Produtos são inibidores (ATP, acetil-coa, NADH) - Substratos são activadores (AMP, CoA, NAD+) Regulação é covalente: o complexo enzimático é inibido por fosforilação catalisada por uma cinase específica e desfosforilada (activada) por uma fosfatase (dependente do Ca2+) Regulação do ciclo TCA dá-se nos seus 3 passos exergónicos: Citrato sintase: É regulada alostericamente: - Produtos inibidores (NADH,citrato, ATP, succinil-coa); - Substratos activadores ADP Isocitrase desidrogenase : - ATP = inibidor -Ca 2+ e ADP = activadores, α-cetoglutarato desidrogenase: - NADH e succinil-coa = inibidores, - Ca2+ = activadores A glicólise, TCA e cadeia respiratória são inter-reguladas: inibição pelo ATP, NADH e pelo citrato (O citrato é um inibidor alostérico da fosfofrutocinase-1 da glicólise) Nos vertebrados o Ca 2+ é o sinal para a contracção muscular logo necessidade de ATP

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