Aula 4 - Respiracao Celular - Parte 2 Glicólise

FACULDADE DE EDUCAÇÃO DE BACABAL

CURSO: BACHARELADO EM FARMÁCIA

DISCIPLINA: BIOQUÍMICA METABÓLICA

RESPIRAÇÃO CELULAR – PARTE 2: GLICÓLISE

Prof. M. Sc. Francisco Marques de Oliveira Neto

Importância Biomédica(Glicólise)

A Glicólise constitui a principal via de metabolismo da glicose;

No cérebro a necessidade de glicose é considerável, visto que em jejum prolongado ele não pode obter mais do que 20% de sua necessidade a partir dos corpos cetônicos;

A capacidade de produzir ATP em condições anaeróbias é importante para determinados órgãos


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Glicólise

A glicólise pode funcionar em condições anaeróbias;

Apesar de funcionar nessas condições, a produção de ATP fica limitada de modo que uma quantidade muito maior de Glicose precisa ser oxidada;

Nos microoganismos o piruvato formado pode ser transformado em lactato e etanol.


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Glicólise

Todas as enzimas da glicólise são encontradas no citoplasma;

O primeiro passo da glicólise é a fosforilação da glicose catalisada pela Hexoquinase utilizando o ATP como doador de fosfato;

Em condições fisiológicas essa reação é irreversível sendo o produto da reação o inibidor da enzima.


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Glicólise

Em outros tecidos além do fígado a disponibilidade de glicose para a glicólise é controlado pelo seu transporte na célula, o qual, por sua vez, é regulado pela insulina;

A glicose-6-fosfato é um composto importante situado na junção de diversas vias metabólicas: a glicólise, a gliconeogênese, a via das pentoses fosfato, a glicogênese e a glicogenólise.


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Glicólise

Logo após a reação catalisada pela Hexoquinase a glicose-6-fosfato é convertida em frutose-6-fosfato pela fosfoexose isomerase que envolve uma isomerização aldose-cetose.

Essa reação é seguida de outra fosforilação catalisada pelo fosfofrutoquinase transformando a molécula anterior em frutose-1,6-bifosfato;


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Glicólise

Essa reação catalisada pela fosfofrutoquinase é irreversível em condições fisiológicas e também cumpre um papel regulatório na velocidade da glicólise;

A frutose-1,6-bifosfato é então clivada em duas triose-fosfatos pela Aldolase (frutose-1,6-bifosfato aldolase)

O gliceraldeído-3-fosfato e a di-hidroxicetona-fosfato, que são inter convertidas pela enzima fosfotriose-isomerase.


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Glicólise

Logo após a ocorre a oxidação do gliceraldeído-3-fosfato em 1,3-bifosfoglicerato catalisada pela enzima gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase que é dependente do NAD;

Na reação seguinte o fosfato é transferido do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP formando ATP e 3-fosfoglicerato, sendo catalisada pela enzima fosfoglicerato-quinase;


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Glicólise

A etapa posterior é catalisa pela enolase e faz uma desidratação formando o fosfoenolpiruvato;

Finalmente o fosfato do fosfoenolpiruvato é transferido para o ADP formando ATP e piruvato através da enzima piruvato-quinase ;

Essa reação da piruvato-quinase é também irreversível sendo uma reação regulatória da glicólise.


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Glicólise

O estado redox do tecido determina, neste momento, qual das duas vias será seguida:

Em condições anaeróbias o piruvato é reduzido a Lactato pelo NADH pela lactato-desidrogenase;

Em condições aeróbias o piruvato é captado pelas mitocôndrias e após descarboxilação oxidativa a Acetil-CoA é oxidado a CO2 pelo ciclo do ácido cítrico.


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Recapitulando...

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Glicólise

Os tecidos que funcionam em condições hipóxicas produzem lactato;

Órgãos e tecidos, como o músculo esquelético, os eritrócitos, o cérebro, o trato gastrintestinal, a medula renal, a retina e a pele também produzem lactato;

Quando a produção de lactato é elevada este é utilizado pela gliconeogênese pra produzir ATP;


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Glicólise

A glicólise é regulada em três etapas; Essa reações (irrevesíveis) são

catalisadas pela Hexoquinase, Fosfofrutoquinase e piruvato-quinase;

A fosfofrutoquinase é inibida por concentrações normais de ATP;

Esse inibição pode ser dirimida pelo aumento na concentração do AMP;


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Glicólise

Na gliconeogênese existem três enzimas que contornam essas reações irreversíveis, glicose-6-fosfatase, frutose-1,6-bifosfatase, piruvato-carboxilase e fosfoenolpiruvato carboxiquinase;


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Glicólise

A oxidação do piruvato a Acetil-CoA constitui a via irreversível da glicólise para o ciclo do ácido cítrico;

Essa reação é catalisada pela piruvato-desidrogenase;

Piruvato+NAD++CoAAcetil-CoA+NADH+H++CO2


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Glicólise

A piruvato-desidrogenase é regulada por inibição por meio dos produtos finais e por modificação covalente;

Esses produtos são a Acetil-CoA e o NADH;

Na modificação covalente a regulação acontece pela fosforilação e desfosforilação da enzima.


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Glicólise

A oxidação da glicólise produz até 32 mols de ATP em condições aeróbias, porém apenas 2 mols na ausência de O2;

quando a glicose é totalmente oxidada produzindo CO2 e água são liberados aproximadamente 2.870kj sendo que o ATP absorve 1.651kj ou seja 58% da produção, o restante é aproveitado pelos cofatores e uma parte perdida na forma de calor;


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Aspectos Clínicos

A inibição do metabolismo do piruvato leva à acidose láctica;

Os íons arsenito e mercúrio inibem a piruvato-desidrogenase;

Alcoólicos apresentam dificuldade e absover a tiamina e podem desenvolver acidose;

Existe também a deficiência hereditária da piruvato desidrogenase;


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Aspectos Clínicos

Devido a dependência cerebral da glicose, esses defeitos causam distúrbios neurológicos;

A deficiência hereditária de aldolase e piruvato-quinase nos eritrócitos causam anemia hemolítica;

A deficiência de fosfofrutoquinase muscular afeta a capacidade de realizar exercícios físicos;


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Recapitulando...

A glicólise é a via citosólica de todas as células de mamíferos para o metabolismo da glicose a piruvato e lactato;

A glicólise pode funcionar de modo anaeróbio, regenerando o NAD+ oxidado pela redução do piruvato a lactato;

O lactato é o produto final da glicólise em condições anaeróbias ou nos eritrócitos que não possuem mitocôndrias;


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Recapitulando...

A glicólise é regulada por três enzimas: a hexoquinase, a fosfofrutoquinase e a piruvato-quinase;

O piruvato é oxidado a Acetil-CoA pela piruvato-desidrogenase que depende da vitamina Tiamina;

As condições que comprometem o metabolismo do piruvato levam a acidose láctica.


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Curiosidade

Existe uma vantagem considerável em utilizar o glicogênio no lugar da glicose para a glicólise anaeróbia no músculo, visto que o produto da degradação dessa molécula é a glicose-1-fosfato que pode ser transformada em glicose-6-fosfato poupando assim o ATP que seria utilizado pela hexoquinase aumentando o efetivo de ATP de 2 para 3 por molécula de glicose.


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