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AMPA2003Azevedo,AMP
SINÔNIMOS:SINÔNIMOS:
Via Glicolítica de Embden-Via Glicolítica de Embden- Meyerhof-ParnasMeyerhof-Parnas
GlicóliseGlicólise
Via GlicolíticaVia Glicolítica
AMPA2003Azevedo,AMP
Roteiro da Aula1. Visão Geral do Metabolismo dos Glicídios
2. Glicólise: visão geral; funções e características
SumárioSumário
4. Seqüência de substratos
3. Relações com outras vias metabólicas
5. Controle da glicólise
7. Destino do Piruvato em anaerobiose
8. Destino do Piruvato em aerobiose
13. Descarboxilação Oxidativa do Piruvato
6. Inibição da glicólise
10. Balancete Energético
9. Mecanismos de lançadeira de elétrons
12. Metabolismo da Frutose
11. Glicólise nas hemácias
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Rotas Metabólicas da GlicoseRotas Metabólicas da GlicoseGlicogênio
Glicose
Lactato
GlicogenóliseGlicogênese
Glicólise
Gliconeogênese
Gli 6 P
Gli 1 P
Piruvato
Acetil CoACitrato
Ciclo de Krebs
Lipogênese
Ciclo dasPentoses
Ácidos Graxos
OxaloacetatoAminoácidos
Ribose 5 P
Fru 6 P
Fru 1,6 biP
P DHA 3P GliceraldeídoFosfato de glicerol
Lipo
gêne
se
CadeiaRespiratória
Pentose 5 P
NADPH
Nucleotídios
DNA e RNA
2,3 biP Glicerato
- Biossíntese de Colesterol eÁcidos graxos- Reações dedetoxicação- Defesas Antioxidantes
Glico-conjugados
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Via GlicolíticaVia Glicolítica
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
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• Fração SolúvelFração Solúvel
Localização do Sistema EnzimáticoLocalização do Sistema Enzimático
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Funções da Via GlicolíticaFunções da Via Glicolítica• Transformar glicose em piruvato.Transformar glicose em piruvato.
• Sintetizar ATP com ou sem oxigênio.Sintetizar ATP com ou sem oxigênio.
• Preparar a glicose para ser degradada totalmente Preparar a glicose para ser degradada totalmente em COem CO22 e H e H22O.O.
• Permitir a degradação parcial da glicose em Permitir a degradação parcial da glicose em anaerobiose.anaerobiose.
• Alguns intermediários são utilizados em diversos Alguns intermediários são utilizados em diversos processos biossintéticos.processos biossintéticos.
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Via Glicolítica todas as célulasVia Glicolítica todas as células
CérebroCérebro: Glic CO: Glic CO22 + H + H22OO
Glicólise aeróbicaGlicólise aeróbica
EritrócitosEritrócitos: Glicólise : Glicólise fonte de energia fonte de energia
Córnea, Cristalino e retinaCórnea, Cristalino e retina
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GLUT-1
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
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GLUT-3
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
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*GLUT-4
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
AMPA2003Azevedo,AMP
*GLUT-4
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
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GLUT 2
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
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Via Glicolítica -Seqüência de reaçõesVia Glicolítica -Seqüência de reaçõesGlicoseGlicose Gli-6-PGli-6-P Frut-6-PFrut-6-P Frut-1,6-PFrut-1,6-P
P- Diidroxiacetona Gliceraldeído. 3 P
NADoxNADoxNADredNADred
1,3 di P Glicerato
3 di P Glicerato
2 P Glicerato3 P enolpiruvato
Acetil CoA
Mit.
Aerobiose
C.K.
Anaerobiose
Lactato
2 Piruvato
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Destino do NADred e do Piruvato Destino do NADred e do Piruvato em Anaerobioseem Anaerobiose
CHOCHOCH-OHCH-OHCHCH22-O-P-O-P
C-O-C-O-PPCH-OHCH-OHCHCH22-O-P-O-P
OO++PinPin
NADoxNADox NADredNADredaldeído-3-P-glicéricoaldeído-3-P-glicérico
1,3-difosfoglicerato1,3-difosfoglicerato
COOHCOCH3
piruvatopiruvato
COOHCOOHCH-OHCH-OHCHCH33L-LactatoL-Lactato
**
*LDH*LDH
Glicólise Anaeróbica na Contração MuscularGlicólise Anaeróbica na Contração Muscular
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Importância das Isoenzimas da LDHImportância das Isoenzimas da LDH
Tecido Tecido
MúsculoMúsculo
FígadoFígado
CoraçãoCoração
Inibição pelo Inibição pelo piruvatopiruvato
NenhumaNenhuma
++++++
++++++
KmKm(piruvato)(piruvato)
KmKm(lactato)(lactato)
AltoAlto
BaixoBaixo
BaixoBaixo
BaixoBaixo
AltoAlto
AltoAlto
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Destino do Piruvato em AnaerobioseDestino do Piruvato em AnaerobioseFermentação Alcoólica em LevedurasFermentação Alcoólica em Leveduras
CHOCHOCH-OHCH-OHCHCH22-O-P-O-P
C-O-C-O-PPCH-OHCH-OHCHCH22-O-P-O-P
OO++PinPin
NADoxNADox NADredNADred
aldeído-3-P-glicéricoaldeído-3-P-glicérico 1,3-difosfoglicerato1,3-difosfoglicerato
COOHCOCH3
piruvatopiruvatoCHCH22-OH-OH
CHCH33EtanolEtanol
COCO22 +
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Destino do Piruvato em AerobioseDestino do Piruvato em Aerobiose
glic-6-Pglic-6-P
aldeído-3-Paldeído-3-Pglicéricoglicérico piruvatopiruvato
acetila-CoAacetila-CoA
fosfato defosfato dedi-hidroxiacetonadi-hidroxiacetona
NADoxNADox NADredNADred
fosfato defosfato deglicerolglicerol
mitocôndriamitocôndria
mitocôndriamitocôndria
AMPA2003Azevedo,AMP
Lançadeira de ElétronsLançadeira de Elétrons mitocôndriamitocôndria
citosolcitosol
Aldeído-3-PGlicérico
NADoxNADox
NADredNADred
1,3-difosfoglicerato1,3-difosfoglicerato
CHCH22-O-P-O-P
COCOCHCH22-OH-OH
fosfato defosfato dedi-hidroxiacetonadi-hidroxiacetona
CHCH22-O-P-O-P
CH-OHCH-OHCHCH22-OH-OH
fosfato de glicerolfosfato de glicerolCHCH22-O-P-O-P
CH-OHCH-OHCHCH22-OH-OH
FADoxFADox
FADredFADred(C.R.)(C.R.)
CHCH22-O-P-O-P
COCOCHCH22-OH-OH
1,5ATP1,5ATP
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+ MúsculosCapturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
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mitocôndriamitocôndria
citosolcitosol
Lançadeira de ElétronsLançadeira de Elétrons
Gliceral-deído 3 P
NADoxNADox
OxaloacetatoOxaloacetato
CHCH22-COOH-COOH
CO - COOHCO - COOHNADredNADred
1,3-difosfoglicerato1,3-difosfoglicerato
MalatoMalato
CHCH22-COOH-COOH
HO-CH- COOHHO-CH- COOH
CHCH22-COOH-COOH
HO-CH- COOHHO-CH- COOHNADoxNADox
NADredNADred(C.R.)(C.R.)
2,5ATP2,5ATPCHCH22-COOH-COOH
CO - COOHCO - COOH
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Mitocôndria
NADox
NADred
C.R.
(3ATP)
CH2
C
COOH
O
COOH
(2)
NADox
NADred
glic6 P
3-Fosfogliceraldeído
1,3-difosfoglicerato
DESTINO DO NADred DA VIA GLICOLÍTICA EM AEROBIOSEMECANISMO LANÇADEIRA DE ELÉTRONS DO MALATO / ASPARTATO
CH2
C
COOH
COOH
HHO
CH2
C
COOH
COOH
HHO
CH2
C
COOH
O
COOH
-cetoglutarato
Aspartato
Glutamato
Glutamato
Aspartato
-cetoglutarato
Citosol
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Controle da Via GlicolíticaControle da Via Glicolítica
• Ativação ou inibição alostérica
• Ligações covalentes
• Controle da síntese enzimática
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Controle da Via GlicolíticaControle da Via GlicolíticaEfetores NegativosEfetores Negativos
Efetores Negativos EnzimaEfetores Negativos Enzima
ATP, CitratoATP, CitratoAMPAMPATP, NADH,ATP, NADH,Acetila-SCoA,Acetila-SCoA,Ácidos graxos,Ácidos graxos,L-fenilalanina,L-fenilalanina,L-alanina.L-alanina.
FosfofrutoquinaseFosfofrutoquinaseFosfatase de frutoseFosfatase de frutose
1-6-difosfato1-6-difosfato
Fosfoenol piruvatoFosfoenol piruvatoquinasequinase
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Controle da Via Glicolítica Controle da Via Glicolítica Efetores Positivos Enzima Efetores Positivos Enzima
AMP,AMP,Frut-2,6-PFrut-2,6-P
ATPATP
Glic-6-P,Glic-6-P,Frut-1,6-P,Frut-1,6-P,Aldeído-3-Aldeído-3-fosfoglicéricofosfoglicérico
FosfofrutoquinaseFosfofrutoquinase
Fosfatase de frutoseFosfatase de frutose1-6-difosfato1-6-difosfato
Fosfoenol piruvatoFosfoenol piruvatoquinasequinase
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Glicose
Glicose 6 fosfato
Frutose 6 fosfato
Frutose 1,6 bifosfato
Fosfoenolpiruvato (PEP)
Piruvato
hexoquinase
fosfofrutoquinaseFosfatase da Fru1,6P
PEPquinase(+)
+(+) AMP
Fru 2,6 PATP
(-) Gli 6 P
Fru 1,6 P
Gli 6 P
Ald 3 P glicérico
ATP, NADH,ATP, NADH,
Acetila-SCoA,Acetila-SCoA,
Ácidos graxos,Ácidos graxos,
L-fenilalanina,L-fenilalanina,
L-alaninaL-alanina
ATP, CitratoATP, Citrato(-)
(-)
(-)AMP
(+)
(+)
Fru 2,6 P
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Regulação enzimática por ligações ou modificações covalentes
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
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Regulação enzimática por ligações ou modificações covalentes
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
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Regulação enzimática por ligações ou modificações covalentes
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
AMPA2003Azevedo,AMP
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
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Mecanismo de Inibição da Glicóliseinduzida pelo Glucagon e Epinefrina
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Fígado
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Velocidade da Glicólise
Glucagon e Epinefrina
Insulina
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
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Controle da Via GlicolíticaControle da Via Glicolítica
Ligações covalentes
Piruvato Quinase (ou PEP quinase)
inativaAtiva
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Controle da Via GlicolíticaControle da Via Glicolítica Controle da síntese enzimática
Refeição rica em glicídiosAdministração de insulina
Aumenta atranscriçãogenética
Aumenta a síntese de enzimas da V.G. Glicoquinase - Fosfofrutoquinase - Piruvato quinase
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Inibição daInibição daVia GlicolíticaVia Glicolítica
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Inibição da Via GlicolíticaInibição da Via Glicolítica
Inibidor:Inibidor:Ácido monoiodo acético ICHÁcido monoiodo acético ICH22-COOH-COOH
Enzima inibida:Enzima inibida:Aldeído 3-P-glicérico Aldeído 3-P-glicérico desidrogenasedesidrogenase O ácido monoiodo acético reage com o O ácido monoiodo acético reage com o grupo -SH do centro ativo da enzima.grupo -SH do centro ativo da enzima.
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Inibição da Via Glicolítica:Inibição da Via Glicolítica:reagentes sulfidrílicosreagentes sulfidrílicos
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Inibição da Via GlicolíticaInibição da Via Glicolítica
Inibidor:Inibidor:Fluoreto de Sódio NaFFluoreto de Sódio NaFEnzima inibida:Enzima inibida:EnolaseEnolase O fluoreto de sódio forma um complexoO fluoreto de sódio forma um complexo(fluoro fosfato de magnésio) que inibe a enzima.(fluoro fosfato de magnésio) que inibe a enzima.A enolase tem como cofatores o MgA enolase tem como cofatores o Mg++++ ou Mn ou Mn ++++..
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Arsenato desacopla Arsenato desacopla a oxidação da a oxidação da fosforilação na fosforilação na reação catalisada reação catalisada pela gliceraldeído pela gliceraldeído 3-fosfato 3-fosfato desidrogenasedesidrogenase
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
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Via Glicolítica nas HemáciasVia Glicolítica nas Hemácias
As hemácias não possuem mitocôndrias, As hemácias não possuem mitocôndrias, por isso a Via Glicolítica é vital para:por isso a Via Glicolítica é vital para:
• Sintetizar ATP para manter a integridadeSintetizar ATP para manter a integridadeda membrana e a fosforilação da glicose.da membrana e a fosforilação da glicose.• Formar NADred para transformar meta-Formar NADred para transformar meta-hemoglobina em hemoglobina.hemoglobina em hemoglobina.• Formar 2-3-difosfoglicerato que regula aFormar 2-3-difosfoglicerato que regula aafinidade da hemoglobina pelo Oafinidade da hemoglobina pelo O22..
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Erros metabólicos hereditáriosErros metabólicos hereditáriosda Via Glicolíticada Via Glicolítica
DoençaDoença
EsferocitoseEsferocitose(1 em 20.000)(1 em 20.000)
Anemia hemolíticaAnemia hemolíticahereditáriahereditária
Enzima deficienteEnzima deficiente
EnolaseEnolase
Piruvato quinasePiruvato quinase
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Balancete EnergéticoBalancete Energético
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Balancete Energético:AnaerobioseBalancete Energético:Anaerobiose 2 aldeído-3-fosfoglicérico2 aldeído-3-fosfoglicérico
1,3-difosfoglicerato1,3-difosfoglicerato
3-fosfoglicerato3-fosfoglicerato
fosfoenolpiruvatofosfoenolpiruvato
piruvatopiruvato
lactatolactato
glicoseglicose
Gli-6-PGli-6-P
Frut-6-PFrut-6-P
Frut-1,6-PFrut-1,6-P
-1 ATP-1 ATP
-1ATP-1ATP
NADoxNADoxNADredNADred
+1 ATP+1 ATP
+1ATP+1ATPTotal: Total: 2ATP2ATP(x2)(x2) -2ATP-2ATP 2ATP2ATP
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Balancete Energético:AerobioseBalancete Energético:Aerobioseglicoseglicose
Gli-6-PGli-6-P
Frut-6-PFrut-6-P
Frut-1,6-PFrut-1,6-P
-1 ATP-1 ATP
-1ATP-1ATP
aldeído-3-fosfoglicéricoaldeído-3-fosfoglicérico
1,3-difosfoglicerato1,3-difosfoglicerato
3-fosfoglicerato3-fosfoglicerato
fosfoenolpiruvatofosfoenolpiruvato
piruvatopiruvato
acetil-SCoAacetil-SCoA
NADoxNADoxNADredNADred
+1 ATP+1 ATP
+1ATP+1ATPTotal: (Total: (2 x2)+(3x 2)ATP2 x2)+(3x 2)ATP -2ATP-2ATP 8ATP8ATP
C.R.C.R.FADFAD
+2ATP+2ATP
C.R.C.R.NADNAD
+3ATP+3ATP
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Metabolismo da Frutose
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
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Metabolismo da Frutose
Deficiência da Aldolase da Fru1PAcúmulo de Fru 1 P
Depleção de Pin e ATPFígadoDanos às células: gradientes iônicos
Deficiência da FrutoquinaseErro metabólico benignoretidos 90% da Fru ingerida e excretado 10% na urina
Hepatomegalia, icterícia, hemorragia e doença renal
lise osmótica
Doenças autossômicas recessivas raras
AMPA2003Azevedo,AMP
Descarboxilação Descarboxilação Oxidativa do Oxidativa do Ácido PirúvicoÁcido Pirúvico
AMPA2003Azevedo,AMP
Funções:Funções:• É uma ponte entre a via glicolítica É uma ponte entre a via glicolítica
e o ciclo de Krebs. Descarboxila, e o ciclo de Krebs. Descarboxila, oxidativamente, o ácido pirúvico oxidativamente, o ácido pirúvico
formando acetila-CoA, com formando acetila-CoA, com liberação de COliberação de CO22. A acetila-CoA . A acetila-CoA
será oxidada no ciclo de Krebs para será oxidada no ciclo de Krebs para formar ATP.formar ATP.
AMPA2003Azevedo,AMP
Localização:Localização:
• MitocôndriasMitocôndrias
Sistema enzimático da Sistema enzimático da Piruvato DesidrogenasePiruvato Desidrogenase
AMPA2003Azevedo,AMP
Enzimas doEnzimas doComplexoComplexo CoenzimasCoenzimas
Vitaminas daVitaminas daCoenzimaCoenzima
Piruvato Piruvato DesidrogenaseDesidrogenase
Di-hidrolipoatoDi-hidrolipoatotransacetilasetransacetilase
Di-hidrolipoilDi-hidrolipoildesidrogenasedesidrogenase
TiaminaTiaminaPirofosfato(TPP)Pirofosfato(TPP)
Ác. Lipóico,Ác. Lipóico,HS-CoAHS-CoA
FAD,FAD,NADNAD
BB11
ÁcidoÁcidopantotênicopantotênico
BB22, PP, PP
AMPA2003Azevedo,AMP
Seqüência de substratosSeqüência de substratos
CHCH33-CO-COOH-CO-COOH
Ácido pirúvicoÁcido pirúvico
TPP-HTPP-H
Piruvato desidrogenasePiruvato desidrogenase
COCO22
TPPTPP--CCHH..OH-CHOH-CH33
LLSS
SS****
**Di-**Di-hidrolipoato hidrolipoato transacetilasetransacetilase
CHCH33-CO-CO-S-S
HHSSLL
HS-CoAHS-CoA****
CHCH33-CO-CO--SCoASCoA
Acetila-CoAAcetila-CoA
HHSS HHSS
LL
Di-hidrolipoil Di-hidrolipoil desidrogenasedesidrogenase
FADoxFADox
FADredFADred NADoxNADox
NADredNADred
C.R. C.R.
~3 ATPs~3 ATPs
AMPA2003Azevedo,AMP
Controle da descarboxilaçãoControle da descarboxilação
PiruvatoPiruvato Acetila CoAAcetila CoA
(+)(+)PiruvatoPiruvato
ADPADP
Acetila-CoA/HS-CoAAcetila-CoA/HS-CoANADred/NADoxNADred/NADox
(-)(-)
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Lesão bioquímicaLesão bioquímicaAvitaminose BAvitaminose B1 1 (beri-beri)(beri-beri)
Deficiência deDeficiência deVit. BVit. B11 Deficiência de TPPDeficiência de TPP
Aumento da conc. deAumento da conc. deÁc. pirúvico e ác. láticoÁc. pirúvico e ác. láticono sangue.no sangue. Inibição da 1Inibição da 1aa
fase da descarboxilaçãofase da descarboxilaçãodo Ácido pirúvico.do Ácido pirúvico.
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Balancete energéticoBalancete energético
Descarboxilação oxidativaDescarboxilação oxidativado Ác. pirúvico (aerobiose)do Ác. pirúvico (aerobiose)
1 NADred1 NADred
~ 3 ATPs~ 3 ATPs
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