GLIÓLISE
MAPA II Vias metabólicas degradativas PLISSAARÍDIS PRTEÍNAS LIPÍDIS GLISE AMINÁIDS ÁIDS GRAXS Glicólise Fosfoenolpiruvato (3) Asp Gly Ala Ser ys Leu Ile Lys Phe Glu Piruvato (3) 2 Acetil-oA (2) 2 2 xaloacetato (4) itrato (6) Malato (4) iclo de Krebs Isocitrato (6) Fumarato (4) a etoglutarato (5) 2 Succinato (4) 2
GLIÓLISE Definição: É a via metabólica na qual UMA molécula de GLISE (6) é degradada em DUAS moléculas de PIRUVAT (3). Na glicólise são sintetizadas DUAS moléculas de ATP e produzidas DUAS moléculas de NADH (forma reduzida). A Glicólise ocorre no itoplasma de todas as células (itossol). A glicólise ocorre sem necessidade de xigênio (catabolismo anaeróbico). A glicose pode vir da alimentação, da degradação do glicogênio da reserva intracelular ou de outros componentes intracelulares.
Resumo 1 GLISE (REDUZIDA 2 PIRUVAT (XIDAD) E ATABLISM oenzimas oxidadas (2NAD + ) Elétrons e Prótons oenzimas reduzidas (2NADH) E 2ADP + 2 Pi 2ATP
H 2 H H H H H ATP Glicose ( 6 ) Visão Geral da Glicólise (ver estrutura dos compostos no Módulo 2) Lactato H NAD+ H 3 H ADP NADH Glicose 6-fosfato Piruvato Frutose 6-fosfato ATP H 3 ATP ADP Fosfoenolpiruvato ADP 2x 2 x Frutose 1,6 bisfosfato H H H 2 H 2NAD+ P P 2NADH H H P H 2 P ADP ATP 2-Fosfoglicerato 3-Fosfoglicerato Gliceraldeído 3-fosfato ( 3 ) 1,3 Bisfosfoglicerato P = P 3 2-
Ativação da Glicose Em algumas vias do atabolismo, antes da macromolécula ser degradada, ela precisa ser ATIVADA. No processo de ativação há gasto de ATP. Em duas etapas de ativação da glicólise há gasto de DUAS moléculas de ATP No fim da glicólise, há síntese de 4 moléculas de ATP Saldo = Rendimento líquido = 2 moléculas de ATP por molécula de Glicose.
http://www.science.smith.edu/departments/biology/bio231/glycolysis.html
Etapa 1- Ativação (G6P) Enzima: Hexoquinase (HK)
Etapa 2- Isomerização c Fosfohexose isomerase Notar que a Glicose (6, piranose) é convertida em Frutose (6, furanose)
Etapa 3- Nova ativação F1,6P Enzima: Fosfofrutoquinase (PFK) (Regulação!!!)
Etapa 4- livagem da F1,6P G3P DAP Enzima: Aldolase
Etapa 5 Isomerização Dihidroxiacetona Fosfato DAP Isomerase Gliceraldeído-3-Fosfato G3P Resultado: 2 moles de Gliceraldeído-3-Fosfato formado por mol de Glicose
TUD EM DBR DAQUI PARA FRENTE!!! Até este ponto não foi extraída nenhuma energia da Glicose. Duas moléculas de ATP foram gastas para ativar os compostos. Etapa 6 onversão de G3P em 1,3-Bisfosfoglicerato Gliceraldeído-3-Fosfato 1,3-Bisfosfoglicerato
Nota: Em condições anaeróbicas NAD+ deve ser suprido Geração de 2 NADH
TUD EM DBR DAQUI PARA FRENTE!!! Ver estruturas no Módulo 2. Gliceraldeído-3-Fosfato 1,3-Bisfosfoglicerato 3-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvatoquinase (PK) Piruvato
Reação final da Glicólise Enzima: Piruvatoquinase (PK)
1 H 2 H H H H H ATP Glicose ( 6 ) 1Glicose Glicólise Lactato H H 3 H 2 Piruvato, 2ATP, 2NADH NAD+ 1 Glicose ADP 6-fosfato 2 NADH Piruvato 1 1 2 Frutose 6-fosfato Frutose 1,6 bisfosfato 2 x H H H 2 H NAD+ P 2 P Gliceraldeído 3-fosfato ( 3 ) ATP ADP 2 2 NADH 2 H H P H 2 P 1,3 Bisfosfoglicerato 2 ADP 2 2 2 ATP ATP ADP H 3 Fosfoenolpiruvato 1 2-Fosfoglicerato 3-Fosfoglicerato P = P 3 2-2 2 2
Ativação: gasto de ATP 2 ATP 2 ADP GLISE (6) FRUTSE 1,6 difosfato (6) 2 Gliceraldeído-3-Fosfato (3) Produção de ATP 4 ADP 4 ATP 2 PIRUVAT (3) Saldo: DUAS moléculas de ATP
Hexoquinase (HK) Fosfofrutoquinase (PFK) Aldolase Passos irreversíveis Participação de ATP/ADP Redução de NAD + Piruvatoquinase (PK) Enzimas Importantes!
ESTRUTURA D NAD + NAD + (forma oxidada) Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo _ - P - -H 2 H H + N H NH 2 Nicotinamida (Vitamina B3) Ribose N NH 2 N Adenina N N Uma dieta deficiente em vitamina B3 provoca glossite, dermatite, perda de peso, diarréia, depressão e demência (pelagra) _ - P - -H 2 H H NAD + Ribose
ESTRUTURA D NADH H H NH 2 _ - P - -H 2 H N H Nicotinamida (Vitamina B3) Ribose N NH 2 N Adenina N N _ - P - -H 2 Ribose H H NADH
Nas reações de óxido-redução nas quais participa NAD ocorre a remoção de DIS átomos de hidrogênio (H. ) do substrato. ada átomo de H tem (2H + e 2e - ) Substrato reduzido Substrato oxidado + 2H + + 2e - NAD + (oxidado) + 2H + + 2e - NADH (reduzido) + H + Dois elétrons e um próton vão para a coenzima (anel da nicotinamida) e um próton vai para o meio celular NAD + (oxidado) NADH (reduzido) H + + N NH 2 + 2H + + 2 e - H N H NH 2 + H+ NAD + / NADH + H +
Nota: utros monossacarídios (frutose, galactose, etc.) também são degradados por este conjunto de reações, dando duas moléculas de PIRUVAT
Doçura relativa s açúcares conferem sabor doce aos alimentos. A sensação de doçura é sentida na extremidade anterior da língua (sal e acidez sentidos nas laterais e amargo no fundo da língua). Alguns açúcares como a ß-D-manose são amargos. A doçura relativa é uma propriedade intrínseca e subjetiva. oncentrações mínimas para serem detectados: sacarose 0,01 M (0,3%), glicose 0,037 M (0,07%) e frutose 0,012 M (0,2%). Substance Sweetness rating Frutose 1.16 Mais doce! Sacarose 1.00 Glicose 0.64 Galactose 0.67 D-manose 0.59 Lactose 0.38
Destinos do Piruvato formado na Glicólise PLISSAARÍDIS PRTEÍNAS LIPÍDIS GLISE AMINÁIDS ÁIDS GRAXS Asp Gly Leu Glu Ala Ile Fosfoenolpiruvato (3) Ser Lys ys Phe Piruvato (3) 2 Acetil-oA (2) 2 2 xaloacetato (4) itrato (6) Malato (4) Fumarato (4) iclo de Krebs a Isocitrato (6) 2 etoglutarato (5) Lactato Succinato (4) 2 Etanol
Destinos do Piruvato Em situação de Aerobiose (Disponibilidade de xigênio) Piruvato Acetil-oA atabolismo xaloacetato Síntese de alguns AA A formação de Acetil-oA e a síntese de AA serão vistas em aulas futuras
Piruvato Aerobiose Acetil-oA Quando há suprimento de 2 suficiente, o piruvato formado na glicólise é transformado predominantemente em Acetil-oA (próxima aula), sendo totalmente oxidado a 2 e H 2. NADH formado na glicólise é oxidado a NAD + na mitocôndria pelo xigênio, com formação de H 2
Destinos do Piruvato Em situação de Anaerobiose Piruvato Lactato Leveduras Etanol
Anaerobiose Piruvato Lactato Quando não há suprimento de 2 suficiente, o piruvato formado na glicólise é transformado em Lactato, que se acumula na célula Nesta reação o NADH formado na glicólise é convertido a NAD + A oxidação do NADH garante que a glicólise continue a ocorrer, resultando na formação de ATP em anaerobiose.
Formação de Lactato (músculo) Piruvato + NADH + H + Lactato + NAD + Enzima: Lactato desidrogenase Notar a oxidação do NADH formado na glicólise!!!
Em anaerobiose, se não houver a oxidação de NADH, a glicólise para. Lactato + NAD +
onclusão No esforço físico intenso ocorre o acúmulo de lactato nos músculos Em qual atividade haveria maior produção de lactato no músculo: prova de 400m (1,5 minutos) ou maratona (2 horas)?
lactato produzido no músculo vai sendo liberado para a circulação. lactato é captado pelo fígado e lá sofre a reação inversa. Lactato + NAD + Piruvato + NADH + H + Enzima: lactato desidrogenase
Algumas leveduras transformam piruvato em ETANL (Fermentação alcoólica) Piruvato (3) 2 Anaerobiose NADH NAD + Acetaldeído (2) Enzima: Álcool desidrogenase Etanol (2) Bebidas alcoólicas Notar que aqui também há oxidação de NADH
Homem não sintetiza etanol, mas degrada o etanol ingerido nas bebidas alcoólicas (vinho, cerveja, whisky, etc) etanol ingerido vai para a circulação e é prontamente absorvido pelas células. No FÍGAD, o etanol é convertido em Acetil-oA (precursor de gordura ver nas próximas aulas) Por isto, etanol engorda!!! Em quantidades elevadas pode dar cirrose hepática, câncer do fígado, etc!!!
REGULAÇÃ DA VIA GLILÍTIA Enzima chave: FSFFRUTQUINASE (PFK) Moduladores alostéricos
REGULAÇÃ DA VIA GLILÍTIA Na glicólise há produção de 2 moles de ATP por mol de Glicose. Na célula, a concentração dos nucleotídios ATP, ADP e AMP está em equilíbrio. Quando a concentração de ATP é elevada, a concentração de ADP e AMP é baixa, e vice-versa ATP ADP AMP Quando na célula há bastante ATP, a via glicolítica é INIBIDA. Acumula-se glicose-6p, que será armazenada sob forma de glicogênio (polímero de glicose - próximas aulas).
Fosfofrutoquinase (PFK) Frutose-6-fosfato + ATP Frutose-1,6-bisfosfato + ADP PFK é uma enzima alostérica (Tetrâmero) Sítio ativo F6P e ATP Sítio alostérico Modulador positivo - AMP Sítio alostérico Modulador negativo - ATP Quando há muito ATP na célula, o ATP liga-se ao sítio alostérico (negativo) e inibe a atividade da PFK. A velocidade da glicólise diminui muito.
Quando o ATP é utilizado pela célula para realizar trabalho, o ATP é hidrolisado a ADP e este em AMP ATP ADP + Pi ADP AMP + Pi omo resultado: a concentração de ATP diminui e o ATP se desliga do sítio alostérico negativo a concentração de AMP aumenta e AMP liga-se ao sítio alostérico positivo. - A via glicolítica volta a funcionar ATP ATP AMP AMP ATP se desliga AMP se liga