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1
PONTIFIacuteCIA UNIVERSIDADE CATOacuteLICA DE GOIAacuteS ndash PUCGO
DEPARTAMENTO DE BIOMEDICINA ndash CBB
APOSTILA I
BIOQUIacuteMICA III
DISCIPLINA CBB ndash 3243 ndash BIOQUIacuteMICA III
DOCENTE IVANISE CORREIA DA SILVA MOTA
2009
2
SUMAacuteRIO
1 Histoacuterico03
2 Glicoacutelise04
3 Ciclo de Krebs08
4 Via das Pentoses-fosfato11
5 Bibliografia14
3
HISTOacuteRICO
Em 1860 Loius Pasteur observou e descreveu o processo de fermentaccedilatildeo como um processo indissoluvelmente ligado agraves ceacutelulas vivas
Em 1897 Hans e Eduard Buumlchner pesquisavam como conservar extratos de levedura isento de ceacutelulas sem utilizar anti-seacutepticos Experimentaram entatildeo a sacarose como substacircncia conservadora e o resultado foi uma fermentaccedilatildeo com raacutepida produccedilatildeo de aacutelcool
Em 1905 Arthur Harden e William Young ao unirem glicose com extrato de leveduras observaram uma raacutepida e breve fermentaccedilatildeo contudo ao adicionarem fosfato inorgacircnico (Pi) o processo fermentado
continuava Posteriormente isolaram a frutose 16 bisfosfato chegando a outros compostos presentes na degradaccedilatildeo da glicose
A via glicolitica completa foi elucidada por volta de 1940 Vaacuterios foram os cientistas que contribuiacuteram para o esclarecimento da via entre eles Gustav Embdet Otto Meyerhof Carl Neuberg Jacob Parnas Otto Warburg Gerty Cori e Carl Cori
Nos organismos superiores o processo de produccedilatildeo de energia a partir da oxidaccedilatildeo dos alimentos eacute composto por 03(trecircs) estaacutegios de geraccedilatildeo de energia
1ordm As moleacuteculas maiores dos alimentos sofrem quebras na sua estrutura molecular ateacute se tornarem unidades
menores gerando entatildeo os ldquoosiacutedeosrdquo que seratildeo hidrolisados`a rdquoosesrdquo as proteiacutenas a aminoaacutecidos e os lipiacutedeos a glicerol e aacutecidos graxos
2ordm A glicoacutelise ndash numerosas moleacuteculas de glicose satildeo degradadas a unidades simples gerando energia utilizaacutevel na forma de alguns poucos ATP e exercem papel central no metabolismo
3ordm Ciclo de Krebs ou Ciclo do aacutecido ciacutetrico e fosforilaccedilatildeo oxidativa ndash Momento de degradaccedilatildeo dos alimentos de maior produccedilatildeo de energia(mais de 90 de ATP)
4
GLICOacuteLISE
A maioria dos tecidos tem alguma necessidade de glicose por esta razatildeo a glicoacutelise eacute a principal via do metabolismo da glicose ocorrendo no citosol de todas as ceacutelulas A capacidade da glicoacutelise de produzir ATP na falta de oxigecircnio permite que o muacutesculo esqueleacutetico trabalhe em niacuteveis elevados mesmo na falta de oxigecircnio
A concentraccedilatildeo de glicose na corrente sanguiacutenea eacute mantida a niacuteveis sensivelmente constantes A glicose entra nas ceacutelulas por difusatildeo facilitada Este processo natildeo permite a acumulaccedilatildeo na ceacutelula de concentraccedilotildees de glicose superiores agraves existentes no sangue consequentemente tem de manter glicose em seu interior sendo realizado por modificaccedilatildeo quiacutemica da glicose pela enzima hexoquinase
5
A membrana celular eacute impermeaacutevel agrave glicose-6-fosfato que pode por isso ser acumulada na ceacutelula A
glicose-6-fosfato seraacute utilizada na siacutentese do glicogecircnio (uma forma de armazenamento de glicose) para produzir outros compostos de carbono na via das pentoses fosfato ou degradada para produzir energia -
glicoacutelise
Para poder ser utilizada na produccedilatildeo de energia a glicose-6-fosfato eacute primeiro isomerizada a frutose-
6-fosfato A frutose-6-fosfato eacute depois fosforilada a frutose-16-bisfosfato Este eacute o ponto de natildeo-retorno desta via metaboacutelica a partir do momento em que a glicose eacute transformada em frutose-16-bisfosfato natildeo pode ser usada em nenhuma outra via
Seguidamente a frutose-16-bisfosfato eacute clivada em duas moleacuteculas de trecircs carbonos cada
6
Estas duas moleacuteculas (dihidroxiacetona fosfatada e gliceraldeiacutedo-3-fosfato) satildeo facilmente
interconvertiacuteveis por isomerizaccedilatildeo Portanto basta uma via metaboacutelica para degradar as duas Eacute por esta razatildeo que a glicose-6-P foi isomerizada a frutose-6-P Os aldeiacutedos tecircm potenciais de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo bastante baixos A reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo do gliceraldeiacutedo-3-fosfato pelo NAD+ eacute bastante espontacircnea Eacute uma reaccedilatildeo tatildeo exergoacutenica que pode ser usada para produzir ATP A produccedilatildeo de ATP eacute feita em dois passos No primeiro daacute-se a oxidaccedilatildeo do gliceraldeiacutedo-3-fosfato e a fosforilaccedilatildeo do aacutecido produzido
Os aacutecidos fosforilados (tal como os fosfoenoacuteis e os fosfoguanidinos) tecircm grupos fosfatos bastante energeacuteticos a saiacuteda do grupo fosfato daacute origem a espeacutecies muito mais estabilizadas por ressonacircncia O grupo fosfato do carbono 1 do 13-bisfosfoglicerato pode por isso ser transferido para ADP produzindo ATP
O 3-fosfoglicerato eacute isomerizado a 2-fosfoglicerato que depois de desidratado e perder H2O daacute origem a um fosfoenol
Devido ao seu elevado potencial de transferecircncia de fosfato o fosfoenolpiruvato pode transferir um fosfato o ADP
Na glicoacutelise gastam-se portanto dois ATP (primeira fase ateacute a formaccedilatildeo das duas moleacuteculas de gliceraldeiacutedo-3-fosfato) e produzem-se quatro ATP O NAD+ tem de ser regenerado caso contraacuterio a glicoacutelise paacutera uma vez que eacute substrato de uma das reaccedilotildees Em condiccedilotildees aeroacutebicas o NADH transfere os seus eleacutetrons
para a cadeia transportadora de eleacutetrons Na ausecircncia de O2 o NADH transfere os seus eleacutetrons para o proacuteprio
piruvato dando origem a lactato Eacute o que se denomina fermentaccedilatildeo um processo em que o aceitador final dos eleacutetrons provenientes da degradaccedilatildeo eacute um produto orgacircnico da proacutepria degradaccedilatildeo
7
Regulaccedilatildeo
Hexoquinase - Inibda pelo proacuteprio produto Glicose-6-fosfato
Fosfofrutoquinase - Principal enzima no controle da via glicoliacutetica altos niacuteveis de ATP e citrato exercem inibiccedilatildeo
Outro agente a inibi-la eacute H+ Eacute estimulada por frutose-6-fosfato AMP e ADP
Piruvatoquinase - Controla o final da via que gera ATP e piruvato O ATP e o acetil-CoA a inibe
8
CICLO DE KREBS
O piruvato produzido na glicoacutelise ainda conteacutem bastante poder redutor Este poder redutor vai ser
aproveitado pela ceacutelula no Ciclo de Krebs ou Ciclo do Aacutecido Ciacutetrico ocorrendo no interior mitocondrial Em
primeiro lugar o piruvato eacute utilizado para produzir acetil-CoA que eacute uma forma ativada de acetato
Nesta reaccedilatildeo interveacutem a piruvato desidrogenase Eacute uma enzima bastante complexa que conteacutem bastantes cofatores lipoamida FAD coenzima A A hidroacutelise do acetil-CoA eacute bastante exergoacutenica pelo que a sua
formaccedilatildeo exige energia Essa energia proveacutem da descarboxilaccedilatildeo do piruvato A energia proveniente de descarboxilaccedilotildees eacute frequentemente usada pela ceacutelula para empurrar um equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
Na primeira reaccedilatildeo do ciclo de Krebs o acetil-CoA eacute adicionado a oxaloacetato dando origem a citrato numa reaccedilatildeo de adiccedilatildeo aldoacutelica A hidroacutelise do tioeacutester ajuda a deslocar o equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
9
O citrato eacute depois isomerizado a isocitrato Este eacute entatildeo descarboxilado a a-cetoglutarato Se o citrato natildeo tivesse sido isomerizado a isocitrato antes da descarboxilaccedilatildeo esta produziria um composto de carbono ramificado mais difiacutecil de metabolizar
Tal como o piruvato o α-cetoglutarato eacute um α-cetoaacutecido ie possui um grupo carbonilo adjacente ao
grupo aacutecido carboxiacutelico Eacute portanto de prever que reaja exactamente como o piruvato ie que a sua
descarboxilaccedilatildeo forneccedila energia suficiente para que se forme uma ligaccedilatildeo tioeacutester com a coenzima A A enzima responsaacutevel por esta reaccedilatildeo a α-cetoglutarato desidrogenase
A ligaccedilatildeo tioeacutester do succinil-CoA eacute bastante energeacutetica A sua hidroacutelise vai constituir o uacutenico ponto do ciclo de Krebs onde ocorre produccedilatildeo direta de ATP (ou equivalente)
10
O succinato eacute tal como o oxaloacetato um produto com quatro carbonos A parte final do ciclo de Krebs consiste em regenerar o oxaloacetato a partir do succinato O succinato eacute primeiro oxidado a fumarato pelo
complexo succinato desidrogenase (tambeacutem denominado complexo II) que se encontra na face matricial da
membrana interna da mitococircndria A oxidaccedilatildeo de ligaccedilatildeo simples a dupla (alcanos a alcenos) tem um potencial demasiado elevado para que os eleacutetrons possam ser aceites pelo NAD+ A ceacutelula utiliza portanto FAD como aceitador destes eleacutetrons A hidrataccedilatildeo do fumarato produz malato que depois eacute oxidado a oxaloacetato completando o ciclo Uma sequumlecircncia semelhante de reaccedilotildees ocorre na β-oxidaccedilatildeo dos lipiacutedeos
O resultado do ciclo de Krebs eacute portanto
Acetil-CoA + oxaloacetato + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD oxaloacetato + 2 CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP
Regulaccedilatildeo
Piruvato desidrogenase ndash Inibida pelo proacuteprios produtos acetil-CoA e NADH estimulada pelo iacuteon caacutelcio
Citrato sintase ndash Inibida pelo citrato NADH e succinil-CoA
Isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase ndash Inibidas por NADH e succinil-CoA e estimuladas por iacuteon caacutelcio A isocitrato desidrogenase eacute tambeacutem inibida por ATP e estimulada por ADP
11
VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
Para realizar o seu anabolismo a ceacutelula natildeo precisa apenas de energia (ATP) tambeacutem precisa de poder
redutor sob a forma de NADPH O NADPH eacute produzido durante a oxidaccedilatildeo da glicose-6-fosfato por uma via
distinta da glicoacutelise a via das pentoses-fosfato ou desvio da hexose-monofosfato Esta via eacute muito ativa em tecidos envolvidos na biossiacutentese de colesterol e de aacutecidos gordos (fiacutegado tecido adiposo coacutertex adrenal
glacircndulas mamaacuterias) Esta via tambeacutem produz ribose-5-P o accediluacutecar constituinte dos aacutecidos nucleicos
A glicose-6-fosfato eacute primeiro oxidada no seu carbono 1 dando origem a uma lactona (um aacutecido carboxiacutelico ciacuteclico) Os eleacutetrons libertados satildeo utilizados para reduzir uma moleacutecula de NADP+ O anel eacute entatildeo aberto por reaccedilatildeo com aacutegua
A descarboxilaccedilatildeo do gluconato liberta dois eleacutetrons que vatildeo reduzir outra moleacutecula de NADP+ Obteacutem-se assim um accediluacutecar de 5 carbonos a ribulose-5-fosfato que por isomerizaccedilatildeo eacute transformado em ribose-5-P
12
O que se passa a seguir depende das necessidades da ceacutelula se a ceacutelula soacute precisar de NADPH e natildeo precisar de ribose-5-P esta poderaacute ser reaproveitada Isto eacute feito atraveacutes de 3 reaccedilotildees Na primeira a ribose-5-P recebe dois carbonos da xilulose-5-P (obtida por epimerizaccedilatildeo da ribulose-5-P)
Seguidamente satildeo transferidos trecircs carbonos da sedoeptulose-7-P para o gliceraldeiacutedo-3-P
13
Por transferecircncia de dois carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P forma-se outra moleacutecula de frutose-6-P e uma moleacutecula de gliceraldeiacutedo-3-P
O balanccedilo destas uacuteltimas reaccedilotildees eacute
2 xilulose-5-P + ribose-5-P -----gt 2 frutose-6-P + gliceraldeiacutedo-3-P
A frutose-6-P e o gliceraldeiacutedo-3-P podem ser utilizados na glicoacutelise para produccedilatildeo de energia ou reciclados pela gliconeogeacutenese para formar novamente glicose-5-P Neste uacuteltimo caso atraveacutes de seis ciclos
da via das pentoses-fosfato e da gliconeogeacutenese uma moleacutecula de glicose-6-P pode ser completamente oxidada a seis moleacuteculas de CO2 com produccedilatildeo simultacircnea de 12 moleacuteculas de NADPH Quando as necessidades de ribose-5-P satildeo superiores agraves de NADPH esta pode ser produzida por estas reaccedilotildees a partir de frutose-6-P e gliceraldeiacutedo-3-P
Regulaccedilatildeo
O fluxo eacute determinado pela velocidade da reaccedilatildeo da glicose-6-fosfato-desidrogenase que eacute controlada pela disponibilidade de NADP+
14
BIBLIOGRAFIA
CAMPBELL MARY K Bioquiacutemica 3 ed Porto AlegreArtmed 2000
CHAMPE P C HARVEY R A FERRIER D R Bioquiacutemica Ilustrada 3 edPorto Alegre Artmed 2006
CONN E E STUMPF P K Introduccedilatildeo a bioquiacutemica 4 ed Traduccedilatildeo de J R Magalhatildees L Mennucci Satildeo Paulo Edgard Bluumlcher 2001 525 p Traduccedilatildeo de Outlines of biochemistry
DEVLIN TM Manual de Bioquiacutemica com Correlaccedilotildees Cliacutenicas 4 ed Satildeo PauloEdgard Bluumlcher Ltda 2000
KOZLOSKI G V Bioquiacutemica dos ruminantes Santa Maria UFSM 2002
LEHNINGER A L NELSON D L COX M M Princiacutepios de bioquiacutemica Traduccedilatildeo de WR Loodi e AA Simotildees Satildeo Paulo Sarvier 2003 839 p Traduccedilatildeo de Principles of biochemistry
VIEIRA EC GAZZINELLI G MARES-GUIA M Bioquiacutemica celular e biologia molecular 2 ed Satildeo Paulo Atheneu 2006 360 p
2
SUMAacuteRIO
1 Histoacuterico03
2 Glicoacutelise04
3 Ciclo de Krebs08
4 Via das Pentoses-fosfato11
5 Bibliografia14
3
HISTOacuteRICO
Em 1860 Loius Pasteur observou e descreveu o processo de fermentaccedilatildeo como um processo indissoluvelmente ligado agraves ceacutelulas vivas
Em 1897 Hans e Eduard Buumlchner pesquisavam como conservar extratos de levedura isento de ceacutelulas sem utilizar anti-seacutepticos Experimentaram entatildeo a sacarose como substacircncia conservadora e o resultado foi uma fermentaccedilatildeo com raacutepida produccedilatildeo de aacutelcool
Em 1905 Arthur Harden e William Young ao unirem glicose com extrato de leveduras observaram uma raacutepida e breve fermentaccedilatildeo contudo ao adicionarem fosfato inorgacircnico (Pi) o processo fermentado
continuava Posteriormente isolaram a frutose 16 bisfosfato chegando a outros compostos presentes na degradaccedilatildeo da glicose
A via glicolitica completa foi elucidada por volta de 1940 Vaacuterios foram os cientistas que contribuiacuteram para o esclarecimento da via entre eles Gustav Embdet Otto Meyerhof Carl Neuberg Jacob Parnas Otto Warburg Gerty Cori e Carl Cori
Nos organismos superiores o processo de produccedilatildeo de energia a partir da oxidaccedilatildeo dos alimentos eacute composto por 03(trecircs) estaacutegios de geraccedilatildeo de energia
1ordm As moleacuteculas maiores dos alimentos sofrem quebras na sua estrutura molecular ateacute se tornarem unidades
menores gerando entatildeo os ldquoosiacutedeosrdquo que seratildeo hidrolisados`a rdquoosesrdquo as proteiacutenas a aminoaacutecidos e os lipiacutedeos a glicerol e aacutecidos graxos
2ordm A glicoacutelise ndash numerosas moleacuteculas de glicose satildeo degradadas a unidades simples gerando energia utilizaacutevel na forma de alguns poucos ATP e exercem papel central no metabolismo
3ordm Ciclo de Krebs ou Ciclo do aacutecido ciacutetrico e fosforilaccedilatildeo oxidativa ndash Momento de degradaccedilatildeo dos alimentos de maior produccedilatildeo de energia(mais de 90 de ATP)
4
GLICOacuteLISE
A maioria dos tecidos tem alguma necessidade de glicose por esta razatildeo a glicoacutelise eacute a principal via do metabolismo da glicose ocorrendo no citosol de todas as ceacutelulas A capacidade da glicoacutelise de produzir ATP na falta de oxigecircnio permite que o muacutesculo esqueleacutetico trabalhe em niacuteveis elevados mesmo na falta de oxigecircnio
A concentraccedilatildeo de glicose na corrente sanguiacutenea eacute mantida a niacuteveis sensivelmente constantes A glicose entra nas ceacutelulas por difusatildeo facilitada Este processo natildeo permite a acumulaccedilatildeo na ceacutelula de concentraccedilotildees de glicose superiores agraves existentes no sangue consequentemente tem de manter glicose em seu interior sendo realizado por modificaccedilatildeo quiacutemica da glicose pela enzima hexoquinase
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A membrana celular eacute impermeaacutevel agrave glicose-6-fosfato que pode por isso ser acumulada na ceacutelula A
glicose-6-fosfato seraacute utilizada na siacutentese do glicogecircnio (uma forma de armazenamento de glicose) para produzir outros compostos de carbono na via das pentoses fosfato ou degradada para produzir energia -
glicoacutelise
Para poder ser utilizada na produccedilatildeo de energia a glicose-6-fosfato eacute primeiro isomerizada a frutose-
6-fosfato A frutose-6-fosfato eacute depois fosforilada a frutose-16-bisfosfato Este eacute o ponto de natildeo-retorno desta via metaboacutelica a partir do momento em que a glicose eacute transformada em frutose-16-bisfosfato natildeo pode ser usada em nenhuma outra via
Seguidamente a frutose-16-bisfosfato eacute clivada em duas moleacuteculas de trecircs carbonos cada
6
Estas duas moleacuteculas (dihidroxiacetona fosfatada e gliceraldeiacutedo-3-fosfato) satildeo facilmente
interconvertiacuteveis por isomerizaccedilatildeo Portanto basta uma via metaboacutelica para degradar as duas Eacute por esta razatildeo que a glicose-6-P foi isomerizada a frutose-6-P Os aldeiacutedos tecircm potenciais de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo bastante baixos A reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo do gliceraldeiacutedo-3-fosfato pelo NAD+ eacute bastante espontacircnea Eacute uma reaccedilatildeo tatildeo exergoacutenica que pode ser usada para produzir ATP A produccedilatildeo de ATP eacute feita em dois passos No primeiro daacute-se a oxidaccedilatildeo do gliceraldeiacutedo-3-fosfato e a fosforilaccedilatildeo do aacutecido produzido
Os aacutecidos fosforilados (tal como os fosfoenoacuteis e os fosfoguanidinos) tecircm grupos fosfatos bastante energeacuteticos a saiacuteda do grupo fosfato daacute origem a espeacutecies muito mais estabilizadas por ressonacircncia O grupo fosfato do carbono 1 do 13-bisfosfoglicerato pode por isso ser transferido para ADP produzindo ATP
O 3-fosfoglicerato eacute isomerizado a 2-fosfoglicerato que depois de desidratado e perder H2O daacute origem a um fosfoenol
Devido ao seu elevado potencial de transferecircncia de fosfato o fosfoenolpiruvato pode transferir um fosfato o ADP
Na glicoacutelise gastam-se portanto dois ATP (primeira fase ateacute a formaccedilatildeo das duas moleacuteculas de gliceraldeiacutedo-3-fosfato) e produzem-se quatro ATP O NAD+ tem de ser regenerado caso contraacuterio a glicoacutelise paacutera uma vez que eacute substrato de uma das reaccedilotildees Em condiccedilotildees aeroacutebicas o NADH transfere os seus eleacutetrons
para a cadeia transportadora de eleacutetrons Na ausecircncia de O2 o NADH transfere os seus eleacutetrons para o proacuteprio
piruvato dando origem a lactato Eacute o que se denomina fermentaccedilatildeo um processo em que o aceitador final dos eleacutetrons provenientes da degradaccedilatildeo eacute um produto orgacircnico da proacutepria degradaccedilatildeo
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Regulaccedilatildeo
Hexoquinase - Inibda pelo proacuteprio produto Glicose-6-fosfato
Fosfofrutoquinase - Principal enzima no controle da via glicoliacutetica altos niacuteveis de ATP e citrato exercem inibiccedilatildeo
Outro agente a inibi-la eacute H+ Eacute estimulada por frutose-6-fosfato AMP e ADP
Piruvatoquinase - Controla o final da via que gera ATP e piruvato O ATP e o acetil-CoA a inibe
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CICLO DE KREBS
O piruvato produzido na glicoacutelise ainda conteacutem bastante poder redutor Este poder redutor vai ser
aproveitado pela ceacutelula no Ciclo de Krebs ou Ciclo do Aacutecido Ciacutetrico ocorrendo no interior mitocondrial Em
primeiro lugar o piruvato eacute utilizado para produzir acetil-CoA que eacute uma forma ativada de acetato
Nesta reaccedilatildeo interveacutem a piruvato desidrogenase Eacute uma enzima bastante complexa que conteacutem bastantes cofatores lipoamida FAD coenzima A A hidroacutelise do acetil-CoA eacute bastante exergoacutenica pelo que a sua
formaccedilatildeo exige energia Essa energia proveacutem da descarboxilaccedilatildeo do piruvato A energia proveniente de descarboxilaccedilotildees eacute frequentemente usada pela ceacutelula para empurrar um equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
Na primeira reaccedilatildeo do ciclo de Krebs o acetil-CoA eacute adicionado a oxaloacetato dando origem a citrato numa reaccedilatildeo de adiccedilatildeo aldoacutelica A hidroacutelise do tioeacutester ajuda a deslocar o equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
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O citrato eacute depois isomerizado a isocitrato Este eacute entatildeo descarboxilado a a-cetoglutarato Se o citrato natildeo tivesse sido isomerizado a isocitrato antes da descarboxilaccedilatildeo esta produziria um composto de carbono ramificado mais difiacutecil de metabolizar
Tal como o piruvato o α-cetoglutarato eacute um α-cetoaacutecido ie possui um grupo carbonilo adjacente ao
grupo aacutecido carboxiacutelico Eacute portanto de prever que reaja exactamente como o piruvato ie que a sua
descarboxilaccedilatildeo forneccedila energia suficiente para que se forme uma ligaccedilatildeo tioeacutester com a coenzima A A enzima responsaacutevel por esta reaccedilatildeo a α-cetoglutarato desidrogenase
A ligaccedilatildeo tioeacutester do succinil-CoA eacute bastante energeacutetica A sua hidroacutelise vai constituir o uacutenico ponto do ciclo de Krebs onde ocorre produccedilatildeo direta de ATP (ou equivalente)
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O succinato eacute tal como o oxaloacetato um produto com quatro carbonos A parte final do ciclo de Krebs consiste em regenerar o oxaloacetato a partir do succinato O succinato eacute primeiro oxidado a fumarato pelo
complexo succinato desidrogenase (tambeacutem denominado complexo II) que se encontra na face matricial da
membrana interna da mitococircndria A oxidaccedilatildeo de ligaccedilatildeo simples a dupla (alcanos a alcenos) tem um potencial demasiado elevado para que os eleacutetrons possam ser aceites pelo NAD+ A ceacutelula utiliza portanto FAD como aceitador destes eleacutetrons A hidrataccedilatildeo do fumarato produz malato que depois eacute oxidado a oxaloacetato completando o ciclo Uma sequumlecircncia semelhante de reaccedilotildees ocorre na β-oxidaccedilatildeo dos lipiacutedeos
O resultado do ciclo de Krebs eacute portanto
Acetil-CoA + oxaloacetato + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD oxaloacetato + 2 CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP
Regulaccedilatildeo
Piruvato desidrogenase ndash Inibida pelo proacuteprios produtos acetil-CoA e NADH estimulada pelo iacuteon caacutelcio
Citrato sintase ndash Inibida pelo citrato NADH e succinil-CoA
Isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase ndash Inibidas por NADH e succinil-CoA e estimuladas por iacuteon caacutelcio A isocitrato desidrogenase eacute tambeacutem inibida por ATP e estimulada por ADP
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VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
Para realizar o seu anabolismo a ceacutelula natildeo precisa apenas de energia (ATP) tambeacutem precisa de poder
redutor sob a forma de NADPH O NADPH eacute produzido durante a oxidaccedilatildeo da glicose-6-fosfato por uma via
distinta da glicoacutelise a via das pentoses-fosfato ou desvio da hexose-monofosfato Esta via eacute muito ativa em tecidos envolvidos na biossiacutentese de colesterol e de aacutecidos gordos (fiacutegado tecido adiposo coacutertex adrenal
glacircndulas mamaacuterias) Esta via tambeacutem produz ribose-5-P o accediluacutecar constituinte dos aacutecidos nucleicos
A glicose-6-fosfato eacute primeiro oxidada no seu carbono 1 dando origem a uma lactona (um aacutecido carboxiacutelico ciacuteclico) Os eleacutetrons libertados satildeo utilizados para reduzir uma moleacutecula de NADP+ O anel eacute entatildeo aberto por reaccedilatildeo com aacutegua
A descarboxilaccedilatildeo do gluconato liberta dois eleacutetrons que vatildeo reduzir outra moleacutecula de NADP+ Obteacutem-se assim um accediluacutecar de 5 carbonos a ribulose-5-fosfato que por isomerizaccedilatildeo eacute transformado em ribose-5-P
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O que se passa a seguir depende das necessidades da ceacutelula se a ceacutelula soacute precisar de NADPH e natildeo precisar de ribose-5-P esta poderaacute ser reaproveitada Isto eacute feito atraveacutes de 3 reaccedilotildees Na primeira a ribose-5-P recebe dois carbonos da xilulose-5-P (obtida por epimerizaccedilatildeo da ribulose-5-P)
Seguidamente satildeo transferidos trecircs carbonos da sedoeptulose-7-P para o gliceraldeiacutedo-3-P
13
Por transferecircncia de dois carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P forma-se outra moleacutecula de frutose-6-P e uma moleacutecula de gliceraldeiacutedo-3-P
O balanccedilo destas uacuteltimas reaccedilotildees eacute
2 xilulose-5-P + ribose-5-P -----gt 2 frutose-6-P + gliceraldeiacutedo-3-P
A frutose-6-P e o gliceraldeiacutedo-3-P podem ser utilizados na glicoacutelise para produccedilatildeo de energia ou reciclados pela gliconeogeacutenese para formar novamente glicose-5-P Neste uacuteltimo caso atraveacutes de seis ciclos
da via das pentoses-fosfato e da gliconeogeacutenese uma moleacutecula de glicose-6-P pode ser completamente oxidada a seis moleacuteculas de CO2 com produccedilatildeo simultacircnea de 12 moleacuteculas de NADPH Quando as necessidades de ribose-5-P satildeo superiores agraves de NADPH esta pode ser produzida por estas reaccedilotildees a partir de frutose-6-P e gliceraldeiacutedo-3-P
Regulaccedilatildeo
O fluxo eacute determinado pela velocidade da reaccedilatildeo da glicose-6-fosfato-desidrogenase que eacute controlada pela disponibilidade de NADP+
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BIBLIOGRAFIA
CAMPBELL MARY K Bioquiacutemica 3 ed Porto AlegreArtmed 2000
CHAMPE P C HARVEY R A FERRIER D R Bioquiacutemica Ilustrada 3 edPorto Alegre Artmed 2006
CONN E E STUMPF P K Introduccedilatildeo a bioquiacutemica 4 ed Traduccedilatildeo de J R Magalhatildees L Mennucci Satildeo Paulo Edgard Bluumlcher 2001 525 p Traduccedilatildeo de Outlines of biochemistry
DEVLIN TM Manual de Bioquiacutemica com Correlaccedilotildees Cliacutenicas 4 ed Satildeo PauloEdgard Bluumlcher Ltda 2000
KOZLOSKI G V Bioquiacutemica dos ruminantes Santa Maria UFSM 2002
LEHNINGER A L NELSON D L COX M M Princiacutepios de bioquiacutemica Traduccedilatildeo de WR Loodi e AA Simotildees Satildeo Paulo Sarvier 2003 839 p Traduccedilatildeo de Principles of biochemistry
VIEIRA EC GAZZINELLI G MARES-GUIA M Bioquiacutemica celular e biologia molecular 2 ed Satildeo Paulo Atheneu 2006 360 p
3
HISTOacuteRICO
Em 1860 Loius Pasteur observou e descreveu o processo de fermentaccedilatildeo como um processo indissoluvelmente ligado agraves ceacutelulas vivas
Em 1897 Hans e Eduard Buumlchner pesquisavam como conservar extratos de levedura isento de ceacutelulas sem utilizar anti-seacutepticos Experimentaram entatildeo a sacarose como substacircncia conservadora e o resultado foi uma fermentaccedilatildeo com raacutepida produccedilatildeo de aacutelcool
Em 1905 Arthur Harden e William Young ao unirem glicose com extrato de leveduras observaram uma raacutepida e breve fermentaccedilatildeo contudo ao adicionarem fosfato inorgacircnico (Pi) o processo fermentado
continuava Posteriormente isolaram a frutose 16 bisfosfato chegando a outros compostos presentes na degradaccedilatildeo da glicose
A via glicolitica completa foi elucidada por volta de 1940 Vaacuterios foram os cientistas que contribuiacuteram para o esclarecimento da via entre eles Gustav Embdet Otto Meyerhof Carl Neuberg Jacob Parnas Otto Warburg Gerty Cori e Carl Cori
Nos organismos superiores o processo de produccedilatildeo de energia a partir da oxidaccedilatildeo dos alimentos eacute composto por 03(trecircs) estaacutegios de geraccedilatildeo de energia
1ordm As moleacuteculas maiores dos alimentos sofrem quebras na sua estrutura molecular ateacute se tornarem unidades
menores gerando entatildeo os ldquoosiacutedeosrdquo que seratildeo hidrolisados`a rdquoosesrdquo as proteiacutenas a aminoaacutecidos e os lipiacutedeos a glicerol e aacutecidos graxos
2ordm A glicoacutelise ndash numerosas moleacuteculas de glicose satildeo degradadas a unidades simples gerando energia utilizaacutevel na forma de alguns poucos ATP e exercem papel central no metabolismo
3ordm Ciclo de Krebs ou Ciclo do aacutecido ciacutetrico e fosforilaccedilatildeo oxidativa ndash Momento de degradaccedilatildeo dos alimentos de maior produccedilatildeo de energia(mais de 90 de ATP)
4
GLICOacuteLISE
A maioria dos tecidos tem alguma necessidade de glicose por esta razatildeo a glicoacutelise eacute a principal via do metabolismo da glicose ocorrendo no citosol de todas as ceacutelulas A capacidade da glicoacutelise de produzir ATP na falta de oxigecircnio permite que o muacutesculo esqueleacutetico trabalhe em niacuteveis elevados mesmo na falta de oxigecircnio
A concentraccedilatildeo de glicose na corrente sanguiacutenea eacute mantida a niacuteveis sensivelmente constantes A glicose entra nas ceacutelulas por difusatildeo facilitada Este processo natildeo permite a acumulaccedilatildeo na ceacutelula de concentraccedilotildees de glicose superiores agraves existentes no sangue consequentemente tem de manter glicose em seu interior sendo realizado por modificaccedilatildeo quiacutemica da glicose pela enzima hexoquinase
5
A membrana celular eacute impermeaacutevel agrave glicose-6-fosfato que pode por isso ser acumulada na ceacutelula A
glicose-6-fosfato seraacute utilizada na siacutentese do glicogecircnio (uma forma de armazenamento de glicose) para produzir outros compostos de carbono na via das pentoses fosfato ou degradada para produzir energia -
glicoacutelise
Para poder ser utilizada na produccedilatildeo de energia a glicose-6-fosfato eacute primeiro isomerizada a frutose-
6-fosfato A frutose-6-fosfato eacute depois fosforilada a frutose-16-bisfosfato Este eacute o ponto de natildeo-retorno desta via metaboacutelica a partir do momento em que a glicose eacute transformada em frutose-16-bisfosfato natildeo pode ser usada em nenhuma outra via
Seguidamente a frutose-16-bisfosfato eacute clivada em duas moleacuteculas de trecircs carbonos cada
6
Estas duas moleacuteculas (dihidroxiacetona fosfatada e gliceraldeiacutedo-3-fosfato) satildeo facilmente
interconvertiacuteveis por isomerizaccedilatildeo Portanto basta uma via metaboacutelica para degradar as duas Eacute por esta razatildeo que a glicose-6-P foi isomerizada a frutose-6-P Os aldeiacutedos tecircm potenciais de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo bastante baixos A reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo do gliceraldeiacutedo-3-fosfato pelo NAD+ eacute bastante espontacircnea Eacute uma reaccedilatildeo tatildeo exergoacutenica que pode ser usada para produzir ATP A produccedilatildeo de ATP eacute feita em dois passos No primeiro daacute-se a oxidaccedilatildeo do gliceraldeiacutedo-3-fosfato e a fosforilaccedilatildeo do aacutecido produzido
Os aacutecidos fosforilados (tal como os fosfoenoacuteis e os fosfoguanidinos) tecircm grupos fosfatos bastante energeacuteticos a saiacuteda do grupo fosfato daacute origem a espeacutecies muito mais estabilizadas por ressonacircncia O grupo fosfato do carbono 1 do 13-bisfosfoglicerato pode por isso ser transferido para ADP produzindo ATP
O 3-fosfoglicerato eacute isomerizado a 2-fosfoglicerato que depois de desidratado e perder H2O daacute origem a um fosfoenol
Devido ao seu elevado potencial de transferecircncia de fosfato o fosfoenolpiruvato pode transferir um fosfato o ADP
Na glicoacutelise gastam-se portanto dois ATP (primeira fase ateacute a formaccedilatildeo das duas moleacuteculas de gliceraldeiacutedo-3-fosfato) e produzem-se quatro ATP O NAD+ tem de ser regenerado caso contraacuterio a glicoacutelise paacutera uma vez que eacute substrato de uma das reaccedilotildees Em condiccedilotildees aeroacutebicas o NADH transfere os seus eleacutetrons
para a cadeia transportadora de eleacutetrons Na ausecircncia de O2 o NADH transfere os seus eleacutetrons para o proacuteprio
piruvato dando origem a lactato Eacute o que se denomina fermentaccedilatildeo um processo em que o aceitador final dos eleacutetrons provenientes da degradaccedilatildeo eacute um produto orgacircnico da proacutepria degradaccedilatildeo
7
Regulaccedilatildeo
Hexoquinase - Inibda pelo proacuteprio produto Glicose-6-fosfato
Fosfofrutoquinase - Principal enzima no controle da via glicoliacutetica altos niacuteveis de ATP e citrato exercem inibiccedilatildeo
Outro agente a inibi-la eacute H+ Eacute estimulada por frutose-6-fosfato AMP e ADP
Piruvatoquinase - Controla o final da via que gera ATP e piruvato O ATP e o acetil-CoA a inibe
8
CICLO DE KREBS
O piruvato produzido na glicoacutelise ainda conteacutem bastante poder redutor Este poder redutor vai ser
aproveitado pela ceacutelula no Ciclo de Krebs ou Ciclo do Aacutecido Ciacutetrico ocorrendo no interior mitocondrial Em
primeiro lugar o piruvato eacute utilizado para produzir acetil-CoA que eacute uma forma ativada de acetato
Nesta reaccedilatildeo interveacutem a piruvato desidrogenase Eacute uma enzima bastante complexa que conteacutem bastantes cofatores lipoamida FAD coenzima A A hidroacutelise do acetil-CoA eacute bastante exergoacutenica pelo que a sua
formaccedilatildeo exige energia Essa energia proveacutem da descarboxilaccedilatildeo do piruvato A energia proveniente de descarboxilaccedilotildees eacute frequentemente usada pela ceacutelula para empurrar um equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
Na primeira reaccedilatildeo do ciclo de Krebs o acetil-CoA eacute adicionado a oxaloacetato dando origem a citrato numa reaccedilatildeo de adiccedilatildeo aldoacutelica A hidroacutelise do tioeacutester ajuda a deslocar o equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
9
O citrato eacute depois isomerizado a isocitrato Este eacute entatildeo descarboxilado a a-cetoglutarato Se o citrato natildeo tivesse sido isomerizado a isocitrato antes da descarboxilaccedilatildeo esta produziria um composto de carbono ramificado mais difiacutecil de metabolizar
Tal como o piruvato o α-cetoglutarato eacute um α-cetoaacutecido ie possui um grupo carbonilo adjacente ao
grupo aacutecido carboxiacutelico Eacute portanto de prever que reaja exactamente como o piruvato ie que a sua
descarboxilaccedilatildeo forneccedila energia suficiente para que se forme uma ligaccedilatildeo tioeacutester com a coenzima A A enzima responsaacutevel por esta reaccedilatildeo a α-cetoglutarato desidrogenase
A ligaccedilatildeo tioeacutester do succinil-CoA eacute bastante energeacutetica A sua hidroacutelise vai constituir o uacutenico ponto do ciclo de Krebs onde ocorre produccedilatildeo direta de ATP (ou equivalente)
10
O succinato eacute tal como o oxaloacetato um produto com quatro carbonos A parte final do ciclo de Krebs consiste em regenerar o oxaloacetato a partir do succinato O succinato eacute primeiro oxidado a fumarato pelo
complexo succinato desidrogenase (tambeacutem denominado complexo II) que se encontra na face matricial da
membrana interna da mitococircndria A oxidaccedilatildeo de ligaccedilatildeo simples a dupla (alcanos a alcenos) tem um potencial demasiado elevado para que os eleacutetrons possam ser aceites pelo NAD+ A ceacutelula utiliza portanto FAD como aceitador destes eleacutetrons A hidrataccedilatildeo do fumarato produz malato que depois eacute oxidado a oxaloacetato completando o ciclo Uma sequumlecircncia semelhante de reaccedilotildees ocorre na β-oxidaccedilatildeo dos lipiacutedeos
O resultado do ciclo de Krebs eacute portanto
Acetil-CoA + oxaloacetato + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD oxaloacetato + 2 CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP
Regulaccedilatildeo
Piruvato desidrogenase ndash Inibida pelo proacuteprios produtos acetil-CoA e NADH estimulada pelo iacuteon caacutelcio
Citrato sintase ndash Inibida pelo citrato NADH e succinil-CoA
Isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase ndash Inibidas por NADH e succinil-CoA e estimuladas por iacuteon caacutelcio A isocitrato desidrogenase eacute tambeacutem inibida por ATP e estimulada por ADP
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VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
Para realizar o seu anabolismo a ceacutelula natildeo precisa apenas de energia (ATP) tambeacutem precisa de poder
redutor sob a forma de NADPH O NADPH eacute produzido durante a oxidaccedilatildeo da glicose-6-fosfato por uma via
distinta da glicoacutelise a via das pentoses-fosfato ou desvio da hexose-monofosfato Esta via eacute muito ativa em tecidos envolvidos na biossiacutentese de colesterol e de aacutecidos gordos (fiacutegado tecido adiposo coacutertex adrenal
glacircndulas mamaacuterias) Esta via tambeacutem produz ribose-5-P o accediluacutecar constituinte dos aacutecidos nucleicos
A glicose-6-fosfato eacute primeiro oxidada no seu carbono 1 dando origem a uma lactona (um aacutecido carboxiacutelico ciacuteclico) Os eleacutetrons libertados satildeo utilizados para reduzir uma moleacutecula de NADP+ O anel eacute entatildeo aberto por reaccedilatildeo com aacutegua
A descarboxilaccedilatildeo do gluconato liberta dois eleacutetrons que vatildeo reduzir outra moleacutecula de NADP+ Obteacutem-se assim um accediluacutecar de 5 carbonos a ribulose-5-fosfato que por isomerizaccedilatildeo eacute transformado em ribose-5-P
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O que se passa a seguir depende das necessidades da ceacutelula se a ceacutelula soacute precisar de NADPH e natildeo precisar de ribose-5-P esta poderaacute ser reaproveitada Isto eacute feito atraveacutes de 3 reaccedilotildees Na primeira a ribose-5-P recebe dois carbonos da xilulose-5-P (obtida por epimerizaccedilatildeo da ribulose-5-P)
Seguidamente satildeo transferidos trecircs carbonos da sedoeptulose-7-P para o gliceraldeiacutedo-3-P
13
Por transferecircncia de dois carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P forma-se outra moleacutecula de frutose-6-P e uma moleacutecula de gliceraldeiacutedo-3-P
O balanccedilo destas uacuteltimas reaccedilotildees eacute
2 xilulose-5-P + ribose-5-P -----gt 2 frutose-6-P + gliceraldeiacutedo-3-P
A frutose-6-P e o gliceraldeiacutedo-3-P podem ser utilizados na glicoacutelise para produccedilatildeo de energia ou reciclados pela gliconeogeacutenese para formar novamente glicose-5-P Neste uacuteltimo caso atraveacutes de seis ciclos
da via das pentoses-fosfato e da gliconeogeacutenese uma moleacutecula de glicose-6-P pode ser completamente oxidada a seis moleacuteculas de CO2 com produccedilatildeo simultacircnea de 12 moleacuteculas de NADPH Quando as necessidades de ribose-5-P satildeo superiores agraves de NADPH esta pode ser produzida por estas reaccedilotildees a partir de frutose-6-P e gliceraldeiacutedo-3-P
Regulaccedilatildeo
O fluxo eacute determinado pela velocidade da reaccedilatildeo da glicose-6-fosfato-desidrogenase que eacute controlada pela disponibilidade de NADP+
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BIBLIOGRAFIA
CAMPBELL MARY K Bioquiacutemica 3 ed Porto AlegreArtmed 2000
CHAMPE P C HARVEY R A FERRIER D R Bioquiacutemica Ilustrada 3 edPorto Alegre Artmed 2006
CONN E E STUMPF P K Introduccedilatildeo a bioquiacutemica 4 ed Traduccedilatildeo de J R Magalhatildees L Mennucci Satildeo Paulo Edgard Bluumlcher 2001 525 p Traduccedilatildeo de Outlines of biochemistry
DEVLIN TM Manual de Bioquiacutemica com Correlaccedilotildees Cliacutenicas 4 ed Satildeo PauloEdgard Bluumlcher Ltda 2000
KOZLOSKI G V Bioquiacutemica dos ruminantes Santa Maria UFSM 2002
LEHNINGER A L NELSON D L COX M M Princiacutepios de bioquiacutemica Traduccedilatildeo de WR Loodi e AA Simotildees Satildeo Paulo Sarvier 2003 839 p Traduccedilatildeo de Principles of biochemistry
VIEIRA EC GAZZINELLI G MARES-GUIA M Bioquiacutemica celular e biologia molecular 2 ed Satildeo Paulo Atheneu 2006 360 p
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GLICOacuteLISE
A maioria dos tecidos tem alguma necessidade de glicose por esta razatildeo a glicoacutelise eacute a principal via do metabolismo da glicose ocorrendo no citosol de todas as ceacutelulas A capacidade da glicoacutelise de produzir ATP na falta de oxigecircnio permite que o muacutesculo esqueleacutetico trabalhe em niacuteveis elevados mesmo na falta de oxigecircnio
A concentraccedilatildeo de glicose na corrente sanguiacutenea eacute mantida a niacuteveis sensivelmente constantes A glicose entra nas ceacutelulas por difusatildeo facilitada Este processo natildeo permite a acumulaccedilatildeo na ceacutelula de concentraccedilotildees de glicose superiores agraves existentes no sangue consequentemente tem de manter glicose em seu interior sendo realizado por modificaccedilatildeo quiacutemica da glicose pela enzima hexoquinase
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A membrana celular eacute impermeaacutevel agrave glicose-6-fosfato que pode por isso ser acumulada na ceacutelula A
glicose-6-fosfato seraacute utilizada na siacutentese do glicogecircnio (uma forma de armazenamento de glicose) para produzir outros compostos de carbono na via das pentoses fosfato ou degradada para produzir energia -
glicoacutelise
Para poder ser utilizada na produccedilatildeo de energia a glicose-6-fosfato eacute primeiro isomerizada a frutose-
6-fosfato A frutose-6-fosfato eacute depois fosforilada a frutose-16-bisfosfato Este eacute o ponto de natildeo-retorno desta via metaboacutelica a partir do momento em que a glicose eacute transformada em frutose-16-bisfosfato natildeo pode ser usada em nenhuma outra via
Seguidamente a frutose-16-bisfosfato eacute clivada em duas moleacuteculas de trecircs carbonos cada
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Estas duas moleacuteculas (dihidroxiacetona fosfatada e gliceraldeiacutedo-3-fosfato) satildeo facilmente
interconvertiacuteveis por isomerizaccedilatildeo Portanto basta uma via metaboacutelica para degradar as duas Eacute por esta razatildeo que a glicose-6-P foi isomerizada a frutose-6-P Os aldeiacutedos tecircm potenciais de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo bastante baixos A reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo do gliceraldeiacutedo-3-fosfato pelo NAD+ eacute bastante espontacircnea Eacute uma reaccedilatildeo tatildeo exergoacutenica que pode ser usada para produzir ATP A produccedilatildeo de ATP eacute feita em dois passos No primeiro daacute-se a oxidaccedilatildeo do gliceraldeiacutedo-3-fosfato e a fosforilaccedilatildeo do aacutecido produzido
Os aacutecidos fosforilados (tal como os fosfoenoacuteis e os fosfoguanidinos) tecircm grupos fosfatos bastante energeacuteticos a saiacuteda do grupo fosfato daacute origem a espeacutecies muito mais estabilizadas por ressonacircncia O grupo fosfato do carbono 1 do 13-bisfosfoglicerato pode por isso ser transferido para ADP produzindo ATP
O 3-fosfoglicerato eacute isomerizado a 2-fosfoglicerato que depois de desidratado e perder H2O daacute origem a um fosfoenol
Devido ao seu elevado potencial de transferecircncia de fosfato o fosfoenolpiruvato pode transferir um fosfato o ADP
Na glicoacutelise gastam-se portanto dois ATP (primeira fase ateacute a formaccedilatildeo das duas moleacuteculas de gliceraldeiacutedo-3-fosfato) e produzem-se quatro ATP O NAD+ tem de ser regenerado caso contraacuterio a glicoacutelise paacutera uma vez que eacute substrato de uma das reaccedilotildees Em condiccedilotildees aeroacutebicas o NADH transfere os seus eleacutetrons
para a cadeia transportadora de eleacutetrons Na ausecircncia de O2 o NADH transfere os seus eleacutetrons para o proacuteprio
piruvato dando origem a lactato Eacute o que se denomina fermentaccedilatildeo um processo em que o aceitador final dos eleacutetrons provenientes da degradaccedilatildeo eacute um produto orgacircnico da proacutepria degradaccedilatildeo
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Regulaccedilatildeo
Hexoquinase - Inibda pelo proacuteprio produto Glicose-6-fosfato
Fosfofrutoquinase - Principal enzima no controle da via glicoliacutetica altos niacuteveis de ATP e citrato exercem inibiccedilatildeo
Outro agente a inibi-la eacute H+ Eacute estimulada por frutose-6-fosfato AMP e ADP
Piruvatoquinase - Controla o final da via que gera ATP e piruvato O ATP e o acetil-CoA a inibe
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CICLO DE KREBS
O piruvato produzido na glicoacutelise ainda conteacutem bastante poder redutor Este poder redutor vai ser
aproveitado pela ceacutelula no Ciclo de Krebs ou Ciclo do Aacutecido Ciacutetrico ocorrendo no interior mitocondrial Em
primeiro lugar o piruvato eacute utilizado para produzir acetil-CoA que eacute uma forma ativada de acetato
Nesta reaccedilatildeo interveacutem a piruvato desidrogenase Eacute uma enzima bastante complexa que conteacutem bastantes cofatores lipoamida FAD coenzima A A hidroacutelise do acetil-CoA eacute bastante exergoacutenica pelo que a sua
formaccedilatildeo exige energia Essa energia proveacutem da descarboxilaccedilatildeo do piruvato A energia proveniente de descarboxilaccedilotildees eacute frequentemente usada pela ceacutelula para empurrar um equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
Na primeira reaccedilatildeo do ciclo de Krebs o acetil-CoA eacute adicionado a oxaloacetato dando origem a citrato numa reaccedilatildeo de adiccedilatildeo aldoacutelica A hidroacutelise do tioeacutester ajuda a deslocar o equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
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O citrato eacute depois isomerizado a isocitrato Este eacute entatildeo descarboxilado a a-cetoglutarato Se o citrato natildeo tivesse sido isomerizado a isocitrato antes da descarboxilaccedilatildeo esta produziria um composto de carbono ramificado mais difiacutecil de metabolizar
Tal como o piruvato o α-cetoglutarato eacute um α-cetoaacutecido ie possui um grupo carbonilo adjacente ao
grupo aacutecido carboxiacutelico Eacute portanto de prever que reaja exactamente como o piruvato ie que a sua
descarboxilaccedilatildeo forneccedila energia suficiente para que se forme uma ligaccedilatildeo tioeacutester com a coenzima A A enzima responsaacutevel por esta reaccedilatildeo a α-cetoglutarato desidrogenase
A ligaccedilatildeo tioeacutester do succinil-CoA eacute bastante energeacutetica A sua hidroacutelise vai constituir o uacutenico ponto do ciclo de Krebs onde ocorre produccedilatildeo direta de ATP (ou equivalente)
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O succinato eacute tal como o oxaloacetato um produto com quatro carbonos A parte final do ciclo de Krebs consiste em regenerar o oxaloacetato a partir do succinato O succinato eacute primeiro oxidado a fumarato pelo
complexo succinato desidrogenase (tambeacutem denominado complexo II) que se encontra na face matricial da
membrana interna da mitococircndria A oxidaccedilatildeo de ligaccedilatildeo simples a dupla (alcanos a alcenos) tem um potencial demasiado elevado para que os eleacutetrons possam ser aceites pelo NAD+ A ceacutelula utiliza portanto FAD como aceitador destes eleacutetrons A hidrataccedilatildeo do fumarato produz malato que depois eacute oxidado a oxaloacetato completando o ciclo Uma sequumlecircncia semelhante de reaccedilotildees ocorre na β-oxidaccedilatildeo dos lipiacutedeos
O resultado do ciclo de Krebs eacute portanto
Acetil-CoA + oxaloacetato + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD oxaloacetato + 2 CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP
Regulaccedilatildeo
Piruvato desidrogenase ndash Inibida pelo proacuteprios produtos acetil-CoA e NADH estimulada pelo iacuteon caacutelcio
Citrato sintase ndash Inibida pelo citrato NADH e succinil-CoA
Isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase ndash Inibidas por NADH e succinil-CoA e estimuladas por iacuteon caacutelcio A isocitrato desidrogenase eacute tambeacutem inibida por ATP e estimulada por ADP
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VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
Para realizar o seu anabolismo a ceacutelula natildeo precisa apenas de energia (ATP) tambeacutem precisa de poder
redutor sob a forma de NADPH O NADPH eacute produzido durante a oxidaccedilatildeo da glicose-6-fosfato por uma via
distinta da glicoacutelise a via das pentoses-fosfato ou desvio da hexose-monofosfato Esta via eacute muito ativa em tecidos envolvidos na biossiacutentese de colesterol e de aacutecidos gordos (fiacutegado tecido adiposo coacutertex adrenal
glacircndulas mamaacuterias) Esta via tambeacutem produz ribose-5-P o accediluacutecar constituinte dos aacutecidos nucleicos
A glicose-6-fosfato eacute primeiro oxidada no seu carbono 1 dando origem a uma lactona (um aacutecido carboxiacutelico ciacuteclico) Os eleacutetrons libertados satildeo utilizados para reduzir uma moleacutecula de NADP+ O anel eacute entatildeo aberto por reaccedilatildeo com aacutegua
A descarboxilaccedilatildeo do gluconato liberta dois eleacutetrons que vatildeo reduzir outra moleacutecula de NADP+ Obteacutem-se assim um accediluacutecar de 5 carbonos a ribulose-5-fosfato que por isomerizaccedilatildeo eacute transformado em ribose-5-P
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O que se passa a seguir depende das necessidades da ceacutelula se a ceacutelula soacute precisar de NADPH e natildeo precisar de ribose-5-P esta poderaacute ser reaproveitada Isto eacute feito atraveacutes de 3 reaccedilotildees Na primeira a ribose-5-P recebe dois carbonos da xilulose-5-P (obtida por epimerizaccedilatildeo da ribulose-5-P)
Seguidamente satildeo transferidos trecircs carbonos da sedoeptulose-7-P para o gliceraldeiacutedo-3-P
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Por transferecircncia de dois carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P forma-se outra moleacutecula de frutose-6-P e uma moleacutecula de gliceraldeiacutedo-3-P
O balanccedilo destas uacuteltimas reaccedilotildees eacute
2 xilulose-5-P + ribose-5-P -----gt 2 frutose-6-P + gliceraldeiacutedo-3-P
A frutose-6-P e o gliceraldeiacutedo-3-P podem ser utilizados na glicoacutelise para produccedilatildeo de energia ou reciclados pela gliconeogeacutenese para formar novamente glicose-5-P Neste uacuteltimo caso atraveacutes de seis ciclos
da via das pentoses-fosfato e da gliconeogeacutenese uma moleacutecula de glicose-6-P pode ser completamente oxidada a seis moleacuteculas de CO2 com produccedilatildeo simultacircnea de 12 moleacuteculas de NADPH Quando as necessidades de ribose-5-P satildeo superiores agraves de NADPH esta pode ser produzida por estas reaccedilotildees a partir de frutose-6-P e gliceraldeiacutedo-3-P
Regulaccedilatildeo
O fluxo eacute determinado pela velocidade da reaccedilatildeo da glicose-6-fosfato-desidrogenase que eacute controlada pela disponibilidade de NADP+
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BIBLIOGRAFIA
CAMPBELL MARY K Bioquiacutemica 3 ed Porto AlegreArtmed 2000
CHAMPE P C HARVEY R A FERRIER D R Bioquiacutemica Ilustrada 3 edPorto Alegre Artmed 2006
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VIEIRA EC GAZZINELLI G MARES-GUIA M Bioquiacutemica celular e biologia molecular 2 ed Satildeo Paulo Atheneu 2006 360 p
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A membrana celular eacute impermeaacutevel agrave glicose-6-fosfato que pode por isso ser acumulada na ceacutelula A
glicose-6-fosfato seraacute utilizada na siacutentese do glicogecircnio (uma forma de armazenamento de glicose) para produzir outros compostos de carbono na via das pentoses fosfato ou degradada para produzir energia -
glicoacutelise
Para poder ser utilizada na produccedilatildeo de energia a glicose-6-fosfato eacute primeiro isomerizada a frutose-
6-fosfato A frutose-6-fosfato eacute depois fosforilada a frutose-16-bisfosfato Este eacute o ponto de natildeo-retorno desta via metaboacutelica a partir do momento em que a glicose eacute transformada em frutose-16-bisfosfato natildeo pode ser usada em nenhuma outra via
Seguidamente a frutose-16-bisfosfato eacute clivada em duas moleacuteculas de trecircs carbonos cada
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Estas duas moleacuteculas (dihidroxiacetona fosfatada e gliceraldeiacutedo-3-fosfato) satildeo facilmente
interconvertiacuteveis por isomerizaccedilatildeo Portanto basta uma via metaboacutelica para degradar as duas Eacute por esta razatildeo que a glicose-6-P foi isomerizada a frutose-6-P Os aldeiacutedos tecircm potenciais de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo bastante baixos A reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo do gliceraldeiacutedo-3-fosfato pelo NAD+ eacute bastante espontacircnea Eacute uma reaccedilatildeo tatildeo exergoacutenica que pode ser usada para produzir ATP A produccedilatildeo de ATP eacute feita em dois passos No primeiro daacute-se a oxidaccedilatildeo do gliceraldeiacutedo-3-fosfato e a fosforilaccedilatildeo do aacutecido produzido
Os aacutecidos fosforilados (tal como os fosfoenoacuteis e os fosfoguanidinos) tecircm grupos fosfatos bastante energeacuteticos a saiacuteda do grupo fosfato daacute origem a espeacutecies muito mais estabilizadas por ressonacircncia O grupo fosfato do carbono 1 do 13-bisfosfoglicerato pode por isso ser transferido para ADP produzindo ATP
O 3-fosfoglicerato eacute isomerizado a 2-fosfoglicerato que depois de desidratado e perder H2O daacute origem a um fosfoenol
Devido ao seu elevado potencial de transferecircncia de fosfato o fosfoenolpiruvato pode transferir um fosfato o ADP
Na glicoacutelise gastam-se portanto dois ATP (primeira fase ateacute a formaccedilatildeo das duas moleacuteculas de gliceraldeiacutedo-3-fosfato) e produzem-se quatro ATP O NAD+ tem de ser regenerado caso contraacuterio a glicoacutelise paacutera uma vez que eacute substrato de uma das reaccedilotildees Em condiccedilotildees aeroacutebicas o NADH transfere os seus eleacutetrons
para a cadeia transportadora de eleacutetrons Na ausecircncia de O2 o NADH transfere os seus eleacutetrons para o proacuteprio
piruvato dando origem a lactato Eacute o que se denomina fermentaccedilatildeo um processo em que o aceitador final dos eleacutetrons provenientes da degradaccedilatildeo eacute um produto orgacircnico da proacutepria degradaccedilatildeo
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Regulaccedilatildeo
Hexoquinase - Inibda pelo proacuteprio produto Glicose-6-fosfato
Fosfofrutoquinase - Principal enzima no controle da via glicoliacutetica altos niacuteveis de ATP e citrato exercem inibiccedilatildeo
Outro agente a inibi-la eacute H+ Eacute estimulada por frutose-6-fosfato AMP e ADP
Piruvatoquinase - Controla o final da via que gera ATP e piruvato O ATP e o acetil-CoA a inibe
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CICLO DE KREBS
O piruvato produzido na glicoacutelise ainda conteacutem bastante poder redutor Este poder redutor vai ser
aproveitado pela ceacutelula no Ciclo de Krebs ou Ciclo do Aacutecido Ciacutetrico ocorrendo no interior mitocondrial Em
primeiro lugar o piruvato eacute utilizado para produzir acetil-CoA que eacute uma forma ativada de acetato
Nesta reaccedilatildeo interveacutem a piruvato desidrogenase Eacute uma enzima bastante complexa que conteacutem bastantes cofatores lipoamida FAD coenzima A A hidroacutelise do acetil-CoA eacute bastante exergoacutenica pelo que a sua
formaccedilatildeo exige energia Essa energia proveacutem da descarboxilaccedilatildeo do piruvato A energia proveniente de descarboxilaccedilotildees eacute frequentemente usada pela ceacutelula para empurrar um equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
Na primeira reaccedilatildeo do ciclo de Krebs o acetil-CoA eacute adicionado a oxaloacetato dando origem a citrato numa reaccedilatildeo de adiccedilatildeo aldoacutelica A hidroacutelise do tioeacutester ajuda a deslocar o equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
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O citrato eacute depois isomerizado a isocitrato Este eacute entatildeo descarboxilado a a-cetoglutarato Se o citrato natildeo tivesse sido isomerizado a isocitrato antes da descarboxilaccedilatildeo esta produziria um composto de carbono ramificado mais difiacutecil de metabolizar
Tal como o piruvato o α-cetoglutarato eacute um α-cetoaacutecido ie possui um grupo carbonilo adjacente ao
grupo aacutecido carboxiacutelico Eacute portanto de prever que reaja exactamente como o piruvato ie que a sua
descarboxilaccedilatildeo forneccedila energia suficiente para que se forme uma ligaccedilatildeo tioeacutester com a coenzima A A enzima responsaacutevel por esta reaccedilatildeo a α-cetoglutarato desidrogenase
A ligaccedilatildeo tioeacutester do succinil-CoA eacute bastante energeacutetica A sua hidroacutelise vai constituir o uacutenico ponto do ciclo de Krebs onde ocorre produccedilatildeo direta de ATP (ou equivalente)
10
O succinato eacute tal como o oxaloacetato um produto com quatro carbonos A parte final do ciclo de Krebs consiste em regenerar o oxaloacetato a partir do succinato O succinato eacute primeiro oxidado a fumarato pelo
complexo succinato desidrogenase (tambeacutem denominado complexo II) que se encontra na face matricial da
membrana interna da mitococircndria A oxidaccedilatildeo de ligaccedilatildeo simples a dupla (alcanos a alcenos) tem um potencial demasiado elevado para que os eleacutetrons possam ser aceites pelo NAD+ A ceacutelula utiliza portanto FAD como aceitador destes eleacutetrons A hidrataccedilatildeo do fumarato produz malato que depois eacute oxidado a oxaloacetato completando o ciclo Uma sequumlecircncia semelhante de reaccedilotildees ocorre na β-oxidaccedilatildeo dos lipiacutedeos
O resultado do ciclo de Krebs eacute portanto
Acetil-CoA + oxaloacetato + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD oxaloacetato + 2 CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP
Regulaccedilatildeo
Piruvato desidrogenase ndash Inibida pelo proacuteprios produtos acetil-CoA e NADH estimulada pelo iacuteon caacutelcio
Citrato sintase ndash Inibida pelo citrato NADH e succinil-CoA
Isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase ndash Inibidas por NADH e succinil-CoA e estimuladas por iacuteon caacutelcio A isocitrato desidrogenase eacute tambeacutem inibida por ATP e estimulada por ADP
11
VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
Para realizar o seu anabolismo a ceacutelula natildeo precisa apenas de energia (ATP) tambeacutem precisa de poder
redutor sob a forma de NADPH O NADPH eacute produzido durante a oxidaccedilatildeo da glicose-6-fosfato por uma via
distinta da glicoacutelise a via das pentoses-fosfato ou desvio da hexose-monofosfato Esta via eacute muito ativa em tecidos envolvidos na biossiacutentese de colesterol e de aacutecidos gordos (fiacutegado tecido adiposo coacutertex adrenal
glacircndulas mamaacuterias) Esta via tambeacutem produz ribose-5-P o accediluacutecar constituinte dos aacutecidos nucleicos
A glicose-6-fosfato eacute primeiro oxidada no seu carbono 1 dando origem a uma lactona (um aacutecido carboxiacutelico ciacuteclico) Os eleacutetrons libertados satildeo utilizados para reduzir uma moleacutecula de NADP+ O anel eacute entatildeo aberto por reaccedilatildeo com aacutegua
A descarboxilaccedilatildeo do gluconato liberta dois eleacutetrons que vatildeo reduzir outra moleacutecula de NADP+ Obteacutem-se assim um accediluacutecar de 5 carbonos a ribulose-5-fosfato que por isomerizaccedilatildeo eacute transformado em ribose-5-P
12
O que se passa a seguir depende das necessidades da ceacutelula se a ceacutelula soacute precisar de NADPH e natildeo precisar de ribose-5-P esta poderaacute ser reaproveitada Isto eacute feito atraveacutes de 3 reaccedilotildees Na primeira a ribose-5-P recebe dois carbonos da xilulose-5-P (obtida por epimerizaccedilatildeo da ribulose-5-P)
Seguidamente satildeo transferidos trecircs carbonos da sedoeptulose-7-P para o gliceraldeiacutedo-3-P
13
Por transferecircncia de dois carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P forma-se outra moleacutecula de frutose-6-P e uma moleacutecula de gliceraldeiacutedo-3-P
O balanccedilo destas uacuteltimas reaccedilotildees eacute
2 xilulose-5-P + ribose-5-P -----gt 2 frutose-6-P + gliceraldeiacutedo-3-P
A frutose-6-P e o gliceraldeiacutedo-3-P podem ser utilizados na glicoacutelise para produccedilatildeo de energia ou reciclados pela gliconeogeacutenese para formar novamente glicose-5-P Neste uacuteltimo caso atraveacutes de seis ciclos
da via das pentoses-fosfato e da gliconeogeacutenese uma moleacutecula de glicose-6-P pode ser completamente oxidada a seis moleacuteculas de CO2 com produccedilatildeo simultacircnea de 12 moleacuteculas de NADPH Quando as necessidades de ribose-5-P satildeo superiores agraves de NADPH esta pode ser produzida por estas reaccedilotildees a partir de frutose-6-P e gliceraldeiacutedo-3-P
Regulaccedilatildeo
O fluxo eacute determinado pela velocidade da reaccedilatildeo da glicose-6-fosfato-desidrogenase que eacute controlada pela disponibilidade de NADP+
14
BIBLIOGRAFIA
CAMPBELL MARY K Bioquiacutemica 3 ed Porto AlegreArtmed 2000
CHAMPE P C HARVEY R A FERRIER D R Bioquiacutemica Ilustrada 3 edPorto Alegre Artmed 2006
CONN E E STUMPF P K Introduccedilatildeo a bioquiacutemica 4 ed Traduccedilatildeo de J R Magalhatildees L Mennucci Satildeo Paulo Edgard Bluumlcher 2001 525 p Traduccedilatildeo de Outlines of biochemistry
DEVLIN TM Manual de Bioquiacutemica com Correlaccedilotildees Cliacutenicas 4 ed Satildeo PauloEdgard Bluumlcher Ltda 2000
KOZLOSKI G V Bioquiacutemica dos ruminantes Santa Maria UFSM 2002
LEHNINGER A L NELSON D L COX M M Princiacutepios de bioquiacutemica Traduccedilatildeo de WR Loodi e AA Simotildees Satildeo Paulo Sarvier 2003 839 p Traduccedilatildeo de Principles of biochemistry
VIEIRA EC GAZZINELLI G MARES-GUIA M Bioquiacutemica celular e biologia molecular 2 ed Satildeo Paulo Atheneu 2006 360 p
6
Estas duas moleacuteculas (dihidroxiacetona fosfatada e gliceraldeiacutedo-3-fosfato) satildeo facilmente
interconvertiacuteveis por isomerizaccedilatildeo Portanto basta uma via metaboacutelica para degradar as duas Eacute por esta razatildeo que a glicose-6-P foi isomerizada a frutose-6-P Os aldeiacutedos tecircm potenciais de oxidaccedilatildeo-reduccedilatildeo bastante baixos A reaccedilatildeo de oxidaccedilatildeo do gliceraldeiacutedo-3-fosfato pelo NAD+ eacute bastante espontacircnea Eacute uma reaccedilatildeo tatildeo exergoacutenica que pode ser usada para produzir ATP A produccedilatildeo de ATP eacute feita em dois passos No primeiro daacute-se a oxidaccedilatildeo do gliceraldeiacutedo-3-fosfato e a fosforilaccedilatildeo do aacutecido produzido
Os aacutecidos fosforilados (tal como os fosfoenoacuteis e os fosfoguanidinos) tecircm grupos fosfatos bastante energeacuteticos a saiacuteda do grupo fosfato daacute origem a espeacutecies muito mais estabilizadas por ressonacircncia O grupo fosfato do carbono 1 do 13-bisfosfoglicerato pode por isso ser transferido para ADP produzindo ATP
O 3-fosfoglicerato eacute isomerizado a 2-fosfoglicerato que depois de desidratado e perder H2O daacute origem a um fosfoenol
Devido ao seu elevado potencial de transferecircncia de fosfato o fosfoenolpiruvato pode transferir um fosfato o ADP
Na glicoacutelise gastam-se portanto dois ATP (primeira fase ateacute a formaccedilatildeo das duas moleacuteculas de gliceraldeiacutedo-3-fosfato) e produzem-se quatro ATP O NAD+ tem de ser regenerado caso contraacuterio a glicoacutelise paacutera uma vez que eacute substrato de uma das reaccedilotildees Em condiccedilotildees aeroacutebicas o NADH transfere os seus eleacutetrons
para a cadeia transportadora de eleacutetrons Na ausecircncia de O2 o NADH transfere os seus eleacutetrons para o proacuteprio
piruvato dando origem a lactato Eacute o que se denomina fermentaccedilatildeo um processo em que o aceitador final dos eleacutetrons provenientes da degradaccedilatildeo eacute um produto orgacircnico da proacutepria degradaccedilatildeo
7
Regulaccedilatildeo
Hexoquinase - Inibda pelo proacuteprio produto Glicose-6-fosfato
Fosfofrutoquinase - Principal enzima no controle da via glicoliacutetica altos niacuteveis de ATP e citrato exercem inibiccedilatildeo
Outro agente a inibi-la eacute H+ Eacute estimulada por frutose-6-fosfato AMP e ADP
Piruvatoquinase - Controla o final da via que gera ATP e piruvato O ATP e o acetil-CoA a inibe
8
CICLO DE KREBS
O piruvato produzido na glicoacutelise ainda conteacutem bastante poder redutor Este poder redutor vai ser
aproveitado pela ceacutelula no Ciclo de Krebs ou Ciclo do Aacutecido Ciacutetrico ocorrendo no interior mitocondrial Em
primeiro lugar o piruvato eacute utilizado para produzir acetil-CoA que eacute uma forma ativada de acetato
Nesta reaccedilatildeo interveacutem a piruvato desidrogenase Eacute uma enzima bastante complexa que conteacutem bastantes cofatores lipoamida FAD coenzima A A hidroacutelise do acetil-CoA eacute bastante exergoacutenica pelo que a sua
formaccedilatildeo exige energia Essa energia proveacutem da descarboxilaccedilatildeo do piruvato A energia proveniente de descarboxilaccedilotildees eacute frequentemente usada pela ceacutelula para empurrar um equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
Na primeira reaccedilatildeo do ciclo de Krebs o acetil-CoA eacute adicionado a oxaloacetato dando origem a citrato numa reaccedilatildeo de adiccedilatildeo aldoacutelica A hidroacutelise do tioeacutester ajuda a deslocar o equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
9
O citrato eacute depois isomerizado a isocitrato Este eacute entatildeo descarboxilado a a-cetoglutarato Se o citrato natildeo tivesse sido isomerizado a isocitrato antes da descarboxilaccedilatildeo esta produziria um composto de carbono ramificado mais difiacutecil de metabolizar
Tal como o piruvato o α-cetoglutarato eacute um α-cetoaacutecido ie possui um grupo carbonilo adjacente ao
grupo aacutecido carboxiacutelico Eacute portanto de prever que reaja exactamente como o piruvato ie que a sua
descarboxilaccedilatildeo forneccedila energia suficiente para que se forme uma ligaccedilatildeo tioeacutester com a coenzima A A enzima responsaacutevel por esta reaccedilatildeo a α-cetoglutarato desidrogenase
A ligaccedilatildeo tioeacutester do succinil-CoA eacute bastante energeacutetica A sua hidroacutelise vai constituir o uacutenico ponto do ciclo de Krebs onde ocorre produccedilatildeo direta de ATP (ou equivalente)
10
O succinato eacute tal como o oxaloacetato um produto com quatro carbonos A parte final do ciclo de Krebs consiste em regenerar o oxaloacetato a partir do succinato O succinato eacute primeiro oxidado a fumarato pelo
complexo succinato desidrogenase (tambeacutem denominado complexo II) que se encontra na face matricial da
membrana interna da mitococircndria A oxidaccedilatildeo de ligaccedilatildeo simples a dupla (alcanos a alcenos) tem um potencial demasiado elevado para que os eleacutetrons possam ser aceites pelo NAD+ A ceacutelula utiliza portanto FAD como aceitador destes eleacutetrons A hidrataccedilatildeo do fumarato produz malato que depois eacute oxidado a oxaloacetato completando o ciclo Uma sequumlecircncia semelhante de reaccedilotildees ocorre na β-oxidaccedilatildeo dos lipiacutedeos
O resultado do ciclo de Krebs eacute portanto
Acetil-CoA + oxaloacetato + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD oxaloacetato + 2 CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP
Regulaccedilatildeo
Piruvato desidrogenase ndash Inibida pelo proacuteprios produtos acetil-CoA e NADH estimulada pelo iacuteon caacutelcio
Citrato sintase ndash Inibida pelo citrato NADH e succinil-CoA
Isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase ndash Inibidas por NADH e succinil-CoA e estimuladas por iacuteon caacutelcio A isocitrato desidrogenase eacute tambeacutem inibida por ATP e estimulada por ADP
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VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
Para realizar o seu anabolismo a ceacutelula natildeo precisa apenas de energia (ATP) tambeacutem precisa de poder
redutor sob a forma de NADPH O NADPH eacute produzido durante a oxidaccedilatildeo da glicose-6-fosfato por uma via
distinta da glicoacutelise a via das pentoses-fosfato ou desvio da hexose-monofosfato Esta via eacute muito ativa em tecidos envolvidos na biossiacutentese de colesterol e de aacutecidos gordos (fiacutegado tecido adiposo coacutertex adrenal
glacircndulas mamaacuterias) Esta via tambeacutem produz ribose-5-P o accediluacutecar constituinte dos aacutecidos nucleicos
A glicose-6-fosfato eacute primeiro oxidada no seu carbono 1 dando origem a uma lactona (um aacutecido carboxiacutelico ciacuteclico) Os eleacutetrons libertados satildeo utilizados para reduzir uma moleacutecula de NADP+ O anel eacute entatildeo aberto por reaccedilatildeo com aacutegua
A descarboxilaccedilatildeo do gluconato liberta dois eleacutetrons que vatildeo reduzir outra moleacutecula de NADP+ Obteacutem-se assim um accediluacutecar de 5 carbonos a ribulose-5-fosfato que por isomerizaccedilatildeo eacute transformado em ribose-5-P
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O que se passa a seguir depende das necessidades da ceacutelula se a ceacutelula soacute precisar de NADPH e natildeo precisar de ribose-5-P esta poderaacute ser reaproveitada Isto eacute feito atraveacutes de 3 reaccedilotildees Na primeira a ribose-5-P recebe dois carbonos da xilulose-5-P (obtida por epimerizaccedilatildeo da ribulose-5-P)
Seguidamente satildeo transferidos trecircs carbonos da sedoeptulose-7-P para o gliceraldeiacutedo-3-P
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Por transferecircncia de dois carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P forma-se outra moleacutecula de frutose-6-P e uma moleacutecula de gliceraldeiacutedo-3-P
O balanccedilo destas uacuteltimas reaccedilotildees eacute
2 xilulose-5-P + ribose-5-P -----gt 2 frutose-6-P + gliceraldeiacutedo-3-P
A frutose-6-P e o gliceraldeiacutedo-3-P podem ser utilizados na glicoacutelise para produccedilatildeo de energia ou reciclados pela gliconeogeacutenese para formar novamente glicose-5-P Neste uacuteltimo caso atraveacutes de seis ciclos
da via das pentoses-fosfato e da gliconeogeacutenese uma moleacutecula de glicose-6-P pode ser completamente oxidada a seis moleacuteculas de CO2 com produccedilatildeo simultacircnea de 12 moleacuteculas de NADPH Quando as necessidades de ribose-5-P satildeo superiores agraves de NADPH esta pode ser produzida por estas reaccedilotildees a partir de frutose-6-P e gliceraldeiacutedo-3-P
Regulaccedilatildeo
O fluxo eacute determinado pela velocidade da reaccedilatildeo da glicose-6-fosfato-desidrogenase que eacute controlada pela disponibilidade de NADP+
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BIBLIOGRAFIA
CAMPBELL MARY K Bioquiacutemica 3 ed Porto AlegreArtmed 2000
CHAMPE P C HARVEY R A FERRIER D R Bioquiacutemica Ilustrada 3 edPorto Alegre Artmed 2006
CONN E E STUMPF P K Introduccedilatildeo a bioquiacutemica 4 ed Traduccedilatildeo de J R Magalhatildees L Mennucci Satildeo Paulo Edgard Bluumlcher 2001 525 p Traduccedilatildeo de Outlines of biochemistry
DEVLIN TM Manual de Bioquiacutemica com Correlaccedilotildees Cliacutenicas 4 ed Satildeo PauloEdgard Bluumlcher Ltda 2000
KOZLOSKI G V Bioquiacutemica dos ruminantes Santa Maria UFSM 2002
LEHNINGER A L NELSON D L COX M M Princiacutepios de bioquiacutemica Traduccedilatildeo de WR Loodi e AA Simotildees Satildeo Paulo Sarvier 2003 839 p Traduccedilatildeo de Principles of biochemistry
VIEIRA EC GAZZINELLI G MARES-GUIA M Bioquiacutemica celular e biologia molecular 2 ed Satildeo Paulo Atheneu 2006 360 p
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Regulaccedilatildeo
Hexoquinase - Inibda pelo proacuteprio produto Glicose-6-fosfato
Fosfofrutoquinase - Principal enzima no controle da via glicoliacutetica altos niacuteveis de ATP e citrato exercem inibiccedilatildeo
Outro agente a inibi-la eacute H+ Eacute estimulada por frutose-6-fosfato AMP e ADP
Piruvatoquinase - Controla o final da via que gera ATP e piruvato O ATP e o acetil-CoA a inibe
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CICLO DE KREBS
O piruvato produzido na glicoacutelise ainda conteacutem bastante poder redutor Este poder redutor vai ser
aproveitado pela ceacutelula no Ciclo de Krebs ou Ciclo do Aacutecido Ciacutetrico ocorrendo no interior mitocondrial Em
primeiro lugar o piruvato eacute utilizado para produzir acetil-CoA que eacute uma forma ativada de acetato
Nesta reaccedilatildeo interveacutem a piruvato desidrogenase Eacute uma enzima bastante complexa que conteacutem bastantes cofatores lipoamida FAD coenzima A A hidroacutelise do acetil-CoA eacute bastante exergoacutenica pelo que a sua
formaccedilatildeo exige energia Essa energia proveacutem da descarboxilaccedilatildeo do piruvato A energia proveniente de descarboxilaccedilotildees eacute frequentemente usada pela ceacutelula para empurrar um equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
Na primeira reaccedilatildeo do ciclo de Krebs o acetil-CoA eacute adicionado a oxaloacetato dando origem a citrato numa reaccedilatildeo de adiccedilatildeo aldoacutelica A hidroacutelise do tioeacutester ajuda a deslocar o equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
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O citrato eacute depois isomerizado a isocitrato Este eacute entatildeo descarboxilado a a-cetoglutarato Se o citrato natildeo tivesse sido isomerizado a isocitrato antes da descarboxilaccedilatildeo esta produziria um composto de carbono ramificado mais difiacutecil de metabolizar
Tal como o piruvato o α-cetoglutarato eacute um α-cetoaacutecido ie possui um grupo carbonilo adjacente ao
grupo aacutecido carboxiacutelico Eacute portanto de prever que reaja exactamente como o piruvato ie que a sua
descarboxilaccedilatildeo forneccedila energia suficiente para que se forme uma ligaccedilatildeo tioeacutester com a coenzima A A enzima responsaacutevel por esta reaccedilatildeo a α-cetoglutarato desidrogenase
A ligaccedilatildeo tioeacutester do succinil-CoA eacute bastante energeacutetica A sua hidroacutelise vai constituir o uacutenico ponto do ciclo de Krebs onde ocorre produccedilatildeo direta de ATP (ou equivalente)
10
O succinato eacute tal como o oxaloacetato um produto com quatro carbonos A parte final do ciclo de Krebs consiste em regenerar o oxaloacetato a partir do succinato O succinato eacute primeiro oxidado a fumarato pelo
complexo succinato desidrogenase (tambeacutem denominado complexo II) que se encontra na face matricial da
membrana interna da mitococircndria A oxidaccedilatildeo de ligaccedilatildeo simples a dupla (alcanos a alcenos) tem um potencial demasiado elevado para que os eleacutetrons possam ser aceites pelo NAD+ A ceacutelula utiliza portanto FAD como aceitador destes eleacutetrons A hidrataccedilatildeo do fumarato produz malato que depois eacute oxidado a oxaloacetato completando o ciclo Uma sequumlecircncia semelhante de reaccedilotildees ocorre na β-oxidaccedilatildeo dos lipiacutedeos
O resultado do ciclo de Krebs eacute portanto
Acetil-CoA + oxaloacetato + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD oxaloacetato + 2 CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP
Regulaccedilatildeo
Piruvato desidrogenase ndash Inibida pelo proacuteprios produtos acetil-CoA e NADH estimulada pelo iacuteon caacutelcio
Citrato sintase ndash Inibida pelo citrato NADH e succinil-CoA
Isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase ndash Inibidas por NADH e succinil-CoA e estimuladas por iacuteon caacutelcio A isocitrato desidrogenase eacute tambeacutem inibida por ATP e estimulada por ADP
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VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
Para realizar o seu anabolismo a ceacutelula natildeo precisa apenas de energia (ATP) tambeacutem precisa de poder
redutor sob a forma de NADPH O NADPH eacute produzido durante a oxidaccedilatildeo da glicose-6-fosfato por uma via
distinta da glicoacutelise a via das pentoses-fosfato ou desvio da hexose-monofosfato Esta via eacute muito ativa em tecidos envolvidos na biossiacutentese de colesterol e de aacutecidos gordos (fiacutegado tecido adiposo coacutertex adrenal
glacircndulas mamaacuterias) Esta via tambeacutem produz ribose-5-P o accediluacutecar constituinte dos aacutecidos nucleicos
A glicose-6-fosfato eacute primeiro oxidada no seu carbono 1 dando origem a uma lactona (um aacutecido carboxiacutelico ciacuteclico) Os eleacutetrons libertados satildeo utilizados para reduzir uma moleacutecula de NADP+ O anel eacute entatildeo aberto por reaccedilatildeo com aacutegua
A descarboxilaccedilatildeo do gluconato liberta dois eleacutetrons que vatildeo reduzir outra moleacutecula de NADP+ Obteacutem-se assim um accediluacutecar de 5 carbonos a ribulose-5-fosfato que por isomerizaccedilatildeo eacute transformado em ribose-5-P
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O que se passa a seguir depende das necessidades da ceacutelula se a ceacutelula soacute precisar de NADPH e natildeo precisar de ribose-5-P esta poderaacute ser reaproveitada Isto eacute feito atraveacutes de 3 reaccedilotildees Na primeira a ribose-5-P recebe dois carbonos da xilulose-5-P (obtida por epimerizaccedilatildeo da ribulose-5-P)
Seguidamente satildeo transferidos trecircs carbonos da sedoeptulose-7-P para o gliceraldeiacutedo-3-P
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Por transferecircncia de dois carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P forma-se outra moleacutecula de frutose-6-P e uma moleacutecula de gliceraldeiacutedo-3-P
O balanccedilo destas uacuteltimas reaccedilotildees eacute
2 xilulose-5-P + ribose-5-P -----gt 2 frutose-6-P + gliceraldeiacutedo-3-P
A frutose-6-P e o gliceraldeiacutedo-3-P podem ser utilizados na glicoacutelise para produccedilatildeo de energia ou reciclados pela gliconeogeacutenese para formar novamente glicose-5-P Neste uacuteltimo caso atraveacutes de seis ciclos
da via das pentoses-fosfato e da gliconeogeacutenese uma moleacutecula de glicose-6-P pode ser completamente oxidada a seis moleacuteculas de CO2 com produccedilatildeo simultacircnea de 12 moleacuteculas de NADPH Quando as necessidades de ribose-5-P satildeo superiores agraves de NADPH esta pode ser produzida por estas reaccedilotildees a partir de frutose-6-P e gliceraldeiacutedo-3-P
Regulaccedilatildeo
O fluxo eacute determinado pela velocidade da reaccedilatildeo da glicose-6-fosfato-desidrogenase que eacute controlada pela disponibilidade de NADP+
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BIBLIOGRAFIA
CAMPBELL MARY K Bioquiacutemica 3 ed Porto AlegreArtmed 2000
CHAMPE P C HARVEY R A FERRIER D R Bioquiacutemica Ilustrada 3 edPorto Alegre Artmed 2006
CONN E E STUMPF P K Introduccedilatildeo a bioquiacutemica 4 ed Traduccedilatildeo de J R Magalhatildees L Mennucci Satildeo Paulo Edgard Bluumlcher 2001 525 p Traduccedilatildeo de Outlines of biochemistry
DEVLIN TM Manual de Bioquiacutemica com Correlaccedilotildees Cliacutenicas 4 ed Satildeo PauloEdgard Bluumlcher Ltda 2000
KOZLOSKI G V Bioquiacutemica dos ruminantes Santa Maria UFSM 2002
LEHNINGER A L NELSON D L COX M M Princiacutepios de bioquiacutemica Traduccedilatildeo de WR Loodi e AA Simotildees Satildeo Paulo Sarvier 2003 839 p Traduccedilatildeo de Principles of biochemistry
VIEIRA EC GAZZINELLI G MARES-GUIA M Bioquiacutemica celular e biologia molecular 2 ed Satildeo Paulo Atheneu 2006 360 p
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CICLO DE KREBS
O piruvato produzido na glicoacutelise ainda conteacutem bastante poder redutor Este poder redutor vai ser
aproveitado pela ceacutelula no Ciclo de Krebs ou Ciclo do Aacutecido Ciacutetrico ocorrendo no interior mitocondrial Em
primeiro lugar o piruvato eacute utilizado para produzir acetil-CoA que eacute uma forma ativada de acetato
Nesta reaccedilatildeo interveacutem a piruvato desidrogenase Eacute uma enzima bastante complexa que conteacutem bastantes cofatores lipoamida FAD coenzima A A hidroacutelise do acetil-CoA eacute bastante exergoacutenica pelo que a sua
formaccedilatildeo exige energia Essa energia proveacutem da descarboxilaccedilatildeo do piruvato A energia proveniente de descarboxilaccedilotildees eacute frequentemente usada pela ceacutelula para empurrar um equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
Na primeira reaccedilatildeo do ciclo de Krebs o acetil-CoA eacute adicionado a oxaloacetato dando origem a citrato numa reaccedilatildeo de adiccedilatildeo aldoacutelica A hidroacutelise do tioeacutester ajuda a deslocar o equiliacutebrio no sentido da formaccedilatildeo de produtos
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O citrato eacute depois isomerizado a isocitrato Este eacute entatildeo descarboxilado a a-cetoglutarato Se o citrato natildeo tivesse sido isomerizado a isocitrato antes da descarboxilaccedilatildeo esta produziria um composto de carbono ramificado mais difiacutecil de metabolizar
Tal como o piruvato o α-cetoglutarato eacute um α-cetoaacutecido ie possui um grupo carbonilo adjacente ao
grupo aacutecido carboxiacutelico Eacute portanto de prever que reaja exactamente como o piruvato ie que a sua
descarboxilaccedilatildeo forneccedila energia suficiente para que se forme uma ligaccedilatildeo tioeacutester com a coenzima A A enzima responsaacutevel por esta reaccedilatildeo a α-cetoglutarato desidrogenase
A ligaccedilatildeo tioeacutester do succinil-CoA eacute bastante energeacutetica A sua hidroacutelise vai constituir o uacutenico ponto do ciclo de Krebs onde ocorre produccedilatildeo direta de ATP (ou equivalente)
10
O succinato eacute tal como o oxaloacetato um produto com quatro carbonos A parte final do ciclo de Krebs consiste em regenerar o oxaloacetato a partir do succinato O succinato eacute primeiro oxidado a fumarato pelo
complexo succinato desidrogenase (tambeacutem denominado complexo II) que se encontra na face matricial da
membrana interna da mitococircndria A oxidaccedilatildeo de ligaccedilatildeo simples a dupla (alcanos a alcenos) tem um potencial demasiado elevado para que os eleacutetrons possam ser aceites pelo NAD+ A ceacutelula utiliza portanto FAD como aceitador destes eleacutetrons A hidrataccedilatildeo do fumarato produz malato que depois eacute oxidado a oxaloacetato completando o ciclo Uma sequumlecircncia semelhante de reaccedilotildees ocorre na β-oxidaccedilatildeo dos lipiacutedeos
O resultado do ciclo de Krebs eacute portanto
Acetil-CoA + oxaloacetato + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD oxaloacetato + 2 CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP
Regulaccedilatildeo
Piruvato desidrogenase ndash Inibida pelo proacuteprios produtos acetil-CoA e NADH estimulada pelo iacuteon caacutelcio
Citrato sintase ndash Inibida pelo citrato NADH e succinil-CoA
Isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase ndash Inibidas por NADH e succinil-CoA e estimuladas por iacuteon caacutelcio A isocitrato desidrogenase eacute tambeacutem inibida por ATP e estimulada por ADP
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VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
Para realizar o seu anabolismo a ceacutelula natildeo precisa apenas de energia (ATP) tambeacutem precisa de poder
redutor sob a forma de NADPH O NADPH eacute produzido durante a oxidaccedilatildeo da glicose-6-fosfato por uma via
distinta da glicoacutelise a via das pentoses-fosfato ou desvio da hexose-monofosfato Esta via eacute muito ativa em tecidos envolvidos na biossiacutentese de colesterol e de aacutecidos gordos (fiacutegado tecido adiposo coacutertex adrenal
glacircndulas mamaacuterias) Esta via tambeacutem produz ribose-5-P o accediluacutecar constituinte dos aacutecidos nucleicos
A glicose-6-fosfato eacute primeiro oxidada no seu carbono 1 dando origem a uma lactona (um aacutecido carboxiacutelico ciacuteclico) Os eleacutetrons libertados satildeo utilizados para reduzir uma moleacutecula de NADP+ O anel eacute entatildeo aberto por reaccedilatildeo com aacutegua
A descarboxilaccedilatildeo do gluconato liberta dois eleacutetrons que vatildeo reduzir outra moleacutecula de NADP+ Obteacutem-se assim um accediluacutecar de 5 carbonos a ribulose-5-fosfato que por isomerizaccedilatildeo eacute transformado em ribose-5-P
12
O que se passa a seguir depende das necessidades da ceacutelula se a ceacutelula soacute precisar de NADPH e natildeo precisar de ribose-5-P esta poderaacute ser reaproveitada Isto eacute feito atraveacutes de 3 reaccedilotildees Na primeira a ribose-5-P recebe dois carbonos da xilulose-5-P (obtida por epimerizaccedilatildeo da ribulose-5-P)
Seguidamente satildeo transferidos trecircs carbonos da sedoeptulose-7-P para o gliceraldeiacutedo-3-P
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Por transferecircncia de dois carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P forma-se outra moleacutecula de frutose-6-P e uma moleacutecula de gliceraldeiacutedo-3-P
O balanccedilo destas uacuteltimas reaccedilotildees eacute
2 xilulose-5-P + ribose-5-P -----gt 2 frutose-6-P + gliceraldeiacutedo-3-P
A frutose-6-P e o gliceraldeiacutedo-3-P podem ser utilizados na glicoacutelise para produccedilatildeo de energia ou reciclados pela gliconeogeacutenese para formar novamente glicose-5-P Neste uacuteltimo caso atraveacutes de seis ciclos
da via das pentoses-fosfato e da gliconeogeacutenese uma moleacutecula de glicose-6-P pode ser completamente oxidada a seis moleacuteculas de CO2 com produccedilatildeo simultacircnea de 12 moleacuteculas de NADPH Quando as necessidades de ribose-5-P satildeo superiores agraves de NADPH esta pode ser produzida por estas reaccedilotildees a partir de frutose-6-P e gliceraldeiacutedo-3-P
Regulaccedilatildeo
O fluxo eacute determinado pela velocidade da reaccedilatildeo da glicose-6-fosfato-desidrogenase que eacute controlada pela disponibilidade de NADP+
14
BIBLIOGRAFIA
CAMPBELL MARY K Bioquiacutemica 3 ed Porto AlegreArtmed 2000
CHAMPE P C HARVEY R A FERRIER D R Bioquiacutemica Ilustrada 3 edPorto Alegre Artmed 2006
CONN E E STUMPF P K Introduccedilatildeo a bioquiacutemica 4 ed Traduccedilatildeo de J R Magalhatildees L Mennucci Satildeo Paulo Edgard Bluumlcher 2001 525 p Traduccedilatildeo de Outlines of biochemistry
DEVLIN TM Manual de Bioquiacutemica com Correlaccedilotildees Cliacutenicas 4 ed Satildeo PauloEdgard Bluumlcher Ltda 2000
KOZLOSKI G V Bioquiacutemica dos ruminantes Santa Maria UFSM 2002
LEHNINGER A L NELSON D L COX M M Princiacutepios de bioquiacutemica Traduccedilatildeo de WR Loodi e AA Simotildees Satildeo Paulo Sarvier 2003 839 p Traduccedilatildeo de Principles of biochemistry
VIEIRA EC GAZZINELLI G MARES-GUIA M Bioquiacutemica celular e biologia molecular 2 ed Satildeo Paulo Atheneu 2006 360 p
9
O citrato eacute depois isomerizado a isocitrato Este eacute entatildeo descarboxilado a a-cetoglutarato Se o citrato natildeo tivesse sido isomerizado a isocitrato antes da descarboxilaccedilatildeo esta produziria um composto de carbono ramificado mais difiacutecil de metabolizar
Tal como o piruvato o α-cetoglutarato eacute um α-cetoaacutecido ie possui um grupo carbonilo adjacente ao
grupo aacutecido carboxiacutelico Eacute portanto de prever que reaja exactamente como o piruvato ie que a sua
descarboxilaccedilatildeo forneccedila energia suficiente para que se forme uma ligaccedilatildeo tioeacutester com a coenzima A A enzima responsaacutevel por esta reaccedilatildeo a α-cetoglutarato desidrogenase
A ligaccedilatildeo tioeacutester do succinil-CoA eacute bastante energeacutetica A sua hidroacutelise vai constituir o uacutenico ponto do ciclo de Krebs onde ocorre produccedilatildeo direta de ATP (ou equivalente)
10
O succinato eacute tal como o oxaloacetato um produto com quatro carbonos A parte final do ciclo de Krebs consiste em regenerar o oxaloacetato a partir do succinato O succinato eacute primeiro oxidado a fumarato pelo
complexo succinato desidrogenase (tambeacutem denominado complexo II) que se encontra na face matricial da
membrana interna da mitococircndria A oxidaccedilatildeo de ligaccedilatildeo simples a dupla (alcanos a alcenos) tem um potencial demasiado elevado para que os eleacutetrons possam ser aceites pelo NAD+ A ceacutelula utiliza portanto FAD como aceitador destes eleacutetrons A hidrataccedilatildeo do fumarato produz malato que depois eacute oxidado a oxaloacetato completando o ciclo Uma sequumlecircncia semelhante de reaccedilotildees ocorre na β-oxidaccedilatildeo dos lipiacutedeos
O resultado do ciclo de Krebs eacute portanto
Acetil-CoA + oxaloacetato + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD oxaloacetato + 2 CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP
Regulaccedilatildeo
Piruvato desidrogenase ndash Inibida pelo proacuteprios produtos acetil-CoA e NADH estimulada pelo iacuteon caacutelcio
Citrato sintase ndash Inibida pelo citrato NADH e succinil-CoA
Isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase ndash Inibidas por NADH e succinil-CoA e estimuladas por iacuteon caacutelcio A isocitrato desidrogenase eacute tambeacutem inibida por ATP e estimulada por ADP
11
VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
Para realizar o seu anabolismo a ceacutelula natildeo precisa apenas de energia (ATP) tambeacutem precisa de poder
redutor sob a forma de NADPH O NADPH eacute produzido durante a oxidaccedilatildeo da glicose-6-fosfato por uma via
distinta da glicoacutelise a via das pentoses-fosfato ou desvio da hexose-monofosfato Esta via eacute muito ativa em tecidos envolvidos na biossiacutentese de colesterol e de aacutecidos gordos (fiacutegado tecido adiposo coacutertex adrenal
glacircndulas mamaacuterias) Esta via tambeacutem produz ribose-5-P o accediluacutecar constituinte dos aacutecidos nucleicos
A glicose-6-fosfato eacute primeiro oxidada no seu carbono 1 dando origem a uma lactona (um aacutecido carboxiacutelico ciacuteclico) Os eleacutetrons libertados satildeo utilizados para reduzir uma moleacutecula de NADP+ O anel eacute entatildeo aberto por reaccedilatildeo com aacutegua
A descarboxilaccedilatildeo do gluconato liberta dois eleacutetrons que vatildeo reduzir outra moleacutecula de NADP+ Obteacutem-se assim um accediluacutecar de 5 carbonos a ribulose-5-fosfato que por isomerizaccedilatildeo eacute transformado em ribose-5-P
12
O que se passa a seguir depende das necessidades da ceacutelula se a ceacutelula soacute precisar de NADPH e natildeo precisar de ribose-5-P esta poderaacute ser reaproveitada Isto eacute feito atraveacutes de 3 reaccedilotildees Na primeira a ribose-5-P recebe dois carbonos da xilulose-5-P (obtida por epimerizaccedilatildeo da ribulose-5-P)
Seguidamente satildeo transferidos trecircs carbonos da sedoeptulose-7-P para o gliceraldeiacutedo-3-P
13
Por transferecircncia de dois carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P forma-se outra moleacutecula de frutose-6-P e uma moleacutecula de gliceraldeiacutedo-3-P
O balanccedilo destas uacuteltimas reaccedilotildees eacute
2 xilulose-5-P + ribose-5-P -----gt 2 frutose-6-P + gliceraldeiacutedo-3-P
A frutose-6-P e o gliceraldeiacutedo-3-P podem ser utilizados na glicoacutelise para produccedilatildeo de energia ou reciclados pela gliconeogeacutenese para formar novamente glicose-5-P Neste uacuteltimo caso atraveacutes de seis ciclos
da via das pentoses-fosfato e da gliconeogeacutenese uma moleacutecula de glicose-6-P pode ser completamente oxidada a seis moleacuteculas de CO2 com produccedilatildeo simultacircnea de 12 moleacuteculas de NADPH Quando as necessidades de ribose-5-P satildeo superiores agraves de NADPH esta pode ser produzida por estas reaccedilotildees a partir de frutose-6-P e gliceraldeiacutedo-3-P
Regulaccedilatildeo
O fluxo eacute determinado pela velocidade da reaccedilatildeo da glicose-6-fosfato-desidrogenase que eacute controlada pela disponibilidade de NADP+
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BIBLIOGRAFIA
CAMPBELL MARY K Bioquiacutemica 3 ed Porto AlegreArtmed 2000
CHAMPE P C HARVEY R A FERRIER D R Bioquiacutemica Ilustrada 3 edPorto Alegre Artmed 2006
CONN E E STUMPF P K Introduccedilatildeo a bioquiacutemica 4 ed Traduccedilatildeo de J R Magalhatildees L Mennucci Satildeo Paulo Edgard Bluumlcher 2001 525 p Traduccedilatildeo de Outlines of biochemistry
DEVLIN TM Manual de Bioquiacutemica com Correlaccedilotildees Cliacutenicas 4 ed Satildeo PauloEdgard Bluumlcher Ltda 2000
KOZLOSKI G V Bioquiacutemica dos ruminantes Santa Maria UFSM 2002
LEHNINGER A L NELSON D L COX M M Princiacutepios de bioquiacutemica Traduccedilatildeo de WR Loodi e AA Simotildees Satildeo Paulo Sarvier 2003 839 p Traduccedilatildeo de Principles of biochemistry
VIEIRA EC GAZZINELLI G MARES-GUIA M Bioquiacutemica celular e biologia molecular 2 ed Satildeo Paulo Atheneu 2006 360 p
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O succinato eacute tal como o oxaloacetato um produto com quatro carbonos A parte final do ciclo de Krebs consiste em regenerar o oxaloacetato a partir do succinato O succinato eacute primeiro oxidado a fumarato pelo
complexo succinato desidrogenase (tambeacutem denominado complexo II) que se encontra na face matricial da
membrana interna da mitococircndria A oxidaccedilatildeo de ligaccedilatildeo simples a dupla (alcanos a alcenos) tem um potencial demasiado elevado para que os eleacutetrons possam ser aceites pelo NAD+ A ceacutelula utiliza portanto FAD como aceitador destes eleacutetrons A hidrataccedilatildeo do fumarato produz malato que depois eacute oxidado a oxaloacetato completando o ciclo Uma sequumlecircncia semelhante de reaccedilotildees ocorre na β-oxidaccedilatildeo dos lipiacutedeos
O resultado do ciclo de Krebs eacute portanto
Acetil-CoA + oxaloacetato + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD oxaloacetato + 2 CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP
Regulaccedilatildeo
Piruvato desidrogenase ndash Inibida pelo proacuteprios produtos acetil-CoA e NADH estimulada pelo iacuteon caacutelcio
Citrato sintase ndash Inibida pelo citrato NADH e succinil-CoA
Isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase ndash Inibidas por NADH e succinil-CoA e estimuladas por iacuteon caacutelcio A isocitrato desidrogenase eacute tambeacutem inibida por ATP e estimulada por ADP
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VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
Para realizar o seu anabolismo a ceacutelula natildeo precisa apenas de energia (ATP) tambeacutem precisa de poder
redutor sob a forma de NADPH O NADPH eacute produzido durante a oxidaccedilatildeo da glicose-6-fosfato por uma via
distinta da glicoacutelise a via das pentoses-fosfato ou desvio da hexose-monofosfato Esta via eacute muito ativa em tecidos envolvidos na biossiacutentese de colesterol e de aacutecidos gordos (fiacutegado tecido adiposo coacutertex adrenal
glacircndulas mamaacuterias) Esta via tambeacutem produz ribose-5-P o accediluacutecar constituinte dos aacutecidos nucleicos
A glicose-6-fosfato eacute primeiro oxidada no seu carbono 1 dando origem a uma lactona (um aacutecido carboxiacutelico ciacuteclico) Os eleacutetrons libertados satildeo utilizados para reduzir uma moleacutecula de NADP+ O anel eacute entatildeo aberto por reaccedilatildeo com aacutegua
A descarboxilaccedilatildeo do gluconato liberta dois eleacutetrons que vatildeo reduzir outra moleacutecula de NADP+ Obteacutem-se assim um accediluacutecar de 5 carbonos a ribulose-5-fosfato que por isomerizaccedilatildeo eacute transformado em ribose-5-P
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O que se passa a seguir depende das necessidades da ceacutelula se a ceacutelula soacute precisar de NADPH e natildeo precisar de ribose-5-P esta poderaacute ser reaproveitada Isto eacute feito atraveacutes de 3 reaccedilotildees Na primeira a ribose-5-P recebe dois carbonos da xilulose-5-P (obtida por epimerizaccedilatildeo da ribulose-5-P)
Seguidamente satildeo transferidos trecircs carbonos da sedoeptulose-7-P para o gliceraldeiacutedo-3-P
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Por transferecircncia de dois carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P forma-se outra moleacutecula de frutose-6-P e uma moleacutecula de gliceraldeiacutedo-3-P
O balanccedilo destas uacuteltimas reaccedilotildees eacute
2 xilulose-5-P + ribose-5-P -----gt 2 frutose-6-P + gliceraldeiacutedo-3-P
A frutose-6-P e o gliceraldeiacutedo-3-P podem ser utilizados na glicoacutelise para produccedilatildeo de energia ou reciclados pela gliconeogeacutenese para formar novamente glicose-5-P Neste uacuteltimo caso atraveacutes de seis ciclos
da via das pentoses-fosfato e da gliconeogeacutenese uma moleacutecula de glicose-6-P pode ser completamente oxidada a seis moleacuteculas de CO2 com produccedilatildeo simultacircnea de 12 moleacuteculas de NADPH Quando as necessidades de ribose-5-P satildeo superiores agraves de NADPH esta pode ser produzida por estas reaccedilotildees a partir de frutose-6-P e gliceraldeiacutedo-3-P
Regulaccedilatildeo
O fluxo eacute determinado pela velocidade da reaccedilatildeo da glicose-6-fosfato-desidrogenase que eacute controlada pela disponibilidade de NADP+
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BIBLIOGRAFIA
CAMPBELL MARY K Bioquiacutemica 3 ed Porto AlegreArtmed 2000
CHAMPE P C HARVEY R A FERRIER D R Bioquiacutemica Ilustrada 3 edPorto Alegre Artmed 2006
CONN E E STUMPF P K Introduccedilatildeo a bioquiacutemica 4 ed Traduccedilatildeo de J R Magalhatildees L Mennucci Satildeo Paulo Edgard Bluumlcher 2001 525 p Traduccedilatildeo de Outlines of biochemistry
DEVLIN TM Manual de Bioquiacutemica com Correlaccedilotildees Cliacutenicas 4 ed Satildeo PauloEdgard Bluumlcher Ltda 2000
KOZLOSKI G V Bioquiacutemica dos ruminantes Santa Maria UFSM 2002
LEHNINGER A L NELSON D L COX M M Princiacutepios de bioquiacutemica Traduccedilatildeo de WR Loodi e AA Simotildees Satildeo Paulo Sarvier 2003 839 p Traduccedilatildeo de Principles of biochemistry
VIEIRA EC GAZZINELLI G MARES-GUIA M Bioquiacutemica celular e biologia molecular 2 ed Satildeo Paulo Atheneu 2006 360 p
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VIA DAS PENTOSES-FOSFATO
Para realizar o seu anabolismo a ceacutelula natildeo precisa apenas de energia (ATP) tambeacutem precisa de poder
redutor sob a forma de NADPH O NADPH eacute produzido durante a oxidaccedilatildeo da glicose-6-fosfato por uma via
distinta da glicoacutelise a via das pentoses-fosfato ou desvio da hexose-monofosfato Esta via eacute muito ativa em tecidos envolvidos na biossiacutentese de colesterol e de aacutecidos gordos (fiacutegado tecido adiposo coacutertex adrenal
glacircndulas mamaacuterias) Esta via tambeacutem produz ribose-5-P o accediluacutecar constituinte dos aacutecidos nucleicos
A glicose-6-fosfato eacute primeiro oxidada no seu carbono 1 dando origem a uma lactona (um aacutecido carboxiacutelico ciacuteclico) Os eleacutetrons libertados satildeo utilizados para reduzir uma moleacutecula de NADP+ O anel eacute entatildeo aberto por reaccedilatildeo com aacutegua
A descarboxilaccedilatildeo do gluconato liberta dois eleacutetrons que vatildeo reduzir outra moleacutecula de NADP+ Obteacutem-se assim um accediluacutecar de 5 carbonos a ribulose-5-fosfato que por isomerizaccedilatildeo eacute transformado em ribose-5-P
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O que se passa a seguir depende das necessidades da ceacutelula se a ceacutelula soacute precisar de NADPH e natildeo precisar de ribose-5-P esta poderaacute ser reaproveitada Isto eacute feito atraveacutes de 3 reaccedilotildees Na primeira a ribose-5-P recebe dois carbonos da xilulose-5-P (obtida por epimerizaccedilatildeo da ribulose-5-P)
Seguidamente satildeo transferidos trecircs carbonos da sedoeptulose-7-P para o gliceraldeiacutedo-3-P
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Por transferecircncia de dois carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P forma-se outra moleacutecula de frutose-6-P e uma moleacutecula de gliceraldeiacutedo-3-P
O balanccedilo destas uacuteltimas reaccedilotildees eacute
2 xilulose-5-P + ribose-5-P -----gt 2 frutose-6-P + gliceraldeiacutedo-3-P
A frutose-6-P e o gliceraldeiacutedo-3-P podem ser utilizados na glicoacutelise para produccedilatildeo de energia ou reciclados pela gliconeogeacutenese para formar novamente glicose-5-P Neste uacuteltimo caso atraveacutes de seis ciclos
da via das pentoses-fosfato e da gliconeogeacutenese uma moleacutecula de glicose-6-P pode ser completamente oxidada a seis moleacuteculas de CO2 com produccedilatildeo simultacircnea de 12 moleacuteculas de NADPH Quando as necessidades de ribose-5-P satildeo superiores agraves de NADPH esta pode ser produzida por estas reaccedilotildees a partir de frutose-6-P e gliceraldeiacutedo-3-P
Regulaccedilatildeo
O fluxo eacute determinado pela velocidade da reaccedilatildeo da glicose-6-fosfato-desidrogenase que eacute controlada pela disponibilidade de NADP+
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BIBLIOGRAFIA
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O que se passa a seguir depende das necessidades da ceacutelula se a ceacutelula soacute precisar de NADPH e natildeo precisar de ribose-5-P esta poderaacute ser reaproveitada Isto eacute feito atraveacutes de 3 reaccedilotildees Na primeira a ribose-5-P recebe dois carbonos da xilulose-5-P (obtida por epimerizaccedilatildeo da ribulose-5-P)
Seguidamente satildeo transferidos trecircs carbonos da sedoeptulose-7-P para o gliceraldeiacutedo-3-P
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Por transferecircncia de dois carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P forma-se outra moleacutecula de frutose-6-P e uma moleacutecula de gliceraldeiacutedo-3-P
O balanccedilo destas uacuteltimas reaccedilotildees eacute
2 xilulose-5-P + ribose-5-P -----gt 2 frutose-6-P + gliceraldeiacutedo-3-P
A frutose-6-P e o gliceraldeiacutedo-3-P podem ser utilizados na glicoacutelise para produccedilatildeo de energia ou reciclados pela gliconeogeacutenese para formar novamente glicose-5-P Neste uacuteltimo caso atraveacutes de seis ciclos
da via das pentoses-fosfato e da gliconeogeacutenese uma moleacutecula de glicose-6-P pode ser completamente oxidada a seis moleacuteculas de CO2 com produccedilatildeo simultacircnea de 12 moleacuteculas de NADPH Quando as necessidades de ribose-5-P satildeo superiores agraves de NADPH esta pode ser produzida por estas reaccedilotildees a partir de frutose-6-P e gliceraldeiacutedo-3-P
Regulaccedilatildeo
O fluxo eacute determinado pela velocidade da reaccedilatildeo da glicose-6-fosfato-desidrogenase que eacute controlada pela disponibilidade de NADP+
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Por transferecircncia de dois carbonos da xilulose-5-P para a eritrose-4-P forma-se outra moleacutecula de frutose-6-P e uma moleacutecula de gliceraldeiacutedo-3-P
O balanccedilo destas uacuteltimas reaccedilotildees eacute
2 xilulose-5-P + ribose-5-P -----gt 2 frutose-6-P + gliceraldeiacutedo-3-P
A frutose-6-P e o gliceraldeiacutedo-3-P podem ser utilizados na glicoacutelise para produccedilatildeo de energia ou reciclados pela gliconeogeacutenese para formar novamente glicose-5-P Neste uacuteltimo caso atraveacutes de seis ciclos
da via das pentoses-fosfato e da gliconeogeacutenese uma moleacutecula de glicose-6-P pode ser completamente oxidada a seis moleacuteculas de CO2 com produccedilatildeo simultacircnea de 12 moleacuteculas de NADPH Quando as necessidades de ribose-5-P satildeo superiores agraves de NADPH esta pode ser produzida por estas reaccedilotildees a partir de frutose-6-P e gliceraldeiacutedo-3-P
Regulaccedilatildeo
O fluxo eacute determinado pela velocidade da reaccedilatildeo da glicose-6-fosfato-desidrogenase que eacute controlada pela disponibilidade de NADP+
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BIBLIOGRAFIA
CAMPBELL MARY K Bioquiacutemica 3 ed Porto AlegreArtmed 2000
CHAMPE P C HARVEY R A FERRIER D R Bioquiacutemica Ilustrada 3 edPorto Alegre Artmed 2006
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CAMPBELL MARY K Bioquiacutemica 3 ed Porto AlegreArtmed 2000
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CONN E E STUMPF P K Introduccedilatildeo a bioquiacutemica 4 ed Traduccedilatildeo de J R Magalhatildees L Mennucci Satildeo Paulo Edgard Bluumlcher 2001 525 p Traduccedilatildeo de Outlines of biochemistry
DEVLIN TM Manual de Bioquiacutemica com Correlaccedilotildees Cliacutenicas 4 ed Satildeo PauloEdgard Bluumlcher Ltda 2000
KOZLOSKI G V Bioquiacutemica dos ruminantes Santa Maria UFSM 2002
LEHNINGER A L NELSON D L COX M M Princiacutepios de bioquiacutemica Traduccedilatildeo de WR Loodi e AA Simotildees Satildeo Paulo Sarvier 2003 839 p Traduccedilatildeo de Principles of biochemistry
VIEIRA EC GAZZINELLI G MARES-GUIA M Bioquiacutemica celular e biologia molecular 2 ed Satildeo Paulo Atheneu 2006 360 p
![[Apostila] Bioquímica e Biologia Molecular - USP (1)](https://img.document.onl/doc/110x75/54821bd9b4af9f83338b45a1/apostila-bioquimica-e-biologia-molecular-usp-1-558463ec58d08.jpg)
![[Apostila] Bioquímica e Biologia Molecular - USP](https://img.document.onl/doc/110x75/55721028497959fc0b8cb700/apostila-bioquimica-e-biologia-molecular-usp-55b94e050df60.jpg)
