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.
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
Muitas reações químicas necessitam de energia para ocorrer, mesmo com o uso de enzimas (catalizadores) TRABALHO QUÍMICO
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
As concentrações intracelulares da maioria das moléculas e íons é diferente no interior das células e no seu meio ambiente próximo TRABALHO OSMÓTICO
Autotróficos Heterotróficos Obtenção de Energia Química catabolismo catabolismo
Etapas do catabolismo: Obtenção de energia
ATP e liberação de energia
Compostos fosforilados são importantes intermediários na condução de processos endergônicos
Outros compostos que têm o G 0 de hidrólise superior ao ATP são: Fosfoenolpiruvato PEP 1,3 bisfosfoglicerato 1,3 BPG
Outras formas de usar ATP: Intermediário ativado com fosfato
Outras formas de usar ATP: Intermediário ativado com AMP e quebra de pirofosfato
Há outras formas de energizar uma molécula além da fosforilação: CoA
Há outras moléculas que são equivalentes energéticos: NADH = 3 ATPs
Há outras moléculas que são equivalentes energéticos: FADH 2 = 2 ATPs
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
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;
Obtenção de Moléculas precursoras
Para que servem as moléculas precursoras?
Catabolismo x Anabolismo
Características gerais das vias metabólicas IRREVERSIBILIDADE EXISTÊNCIA DE UMA ETAPA COMPROMETIDA REGULAÇÃO
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.
Regulação da atividade enzimática por efetores alostéricos
Controle por modificação covalente (fosforilação)
Ativação das vias metabólicas pela comunicação ente células e meio ambiente: mecanismos de transdução de sinal
Transdução de sinal : características gerais
Transdução de sinal : características gerais
Transdução de sinal : tipos
Exemplo de receptor baseado em canal iônico: Receptor nicotínico de acetilcolina
Exemplo de receptor com atividade enzimática: Receptor de insulina
Exemplo de receptor ligado à proteína G: Receptor de epinefrina e 2o mensageiro
Exemplo de receptor intracelular
Respostas induzidas pela ativação de um receptor hormonal nuclear. RESPOSTA PRIMÁRIA AO HORMÔNIO ESTERÓIDE RESPOSTA SECUNDÁRIA TARDIA AO HORMÔNIO ESTERÓIDE