Glicólise

oxidação de glicose a piruvato

Via glicolítica

hexoquinase

fosfoglicose isomerase

fosfofrutoquinase-1

gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase

triose fosfato isomerase

aldolase

fosfoglicerato quinase

fosfoglicerato mutase

enolase

piruvato quinase

G0’ = - 16,7 kJ/mol

G0’ = + 4,4 kJ/mol

G0’ = - 18,8 kJ/mol

G0’ = + 6,3 kJ/mol

G0’ = + 7,5 kJ/mol

G0’ = + 23,8 kJ/mol

G0’ = - 14,2 kJ/mol

G0’ = + 7,5 kJ/mol

G0’ = - 31,4 kJ/mol

G0’ = + 1,7 kJ/mol

1ª etapa – fase preparatória: dupla fosforilação da glicose à custa de 2 ATP

Reação da aldolase

2ª etapa: clivagem da hexose produzindo 2 trioses fosforiladas, que são interconvertíveis

A oxidação do carbono torna a entrada do Pi favorável ...

3ª etapa – fase de pagamento: oxidação e nova fosforilação das trioses fosfato (por Pi), formando 2 moléculas de 1 intermediário com 2 grupos fosfato

1. Oxidação do aldeído (gliceraldeído 3-fosfato) a Ac. Carboxílico, com redução de NAD. Reação termodinamicamente favorável.

2 R – CO – H + 2 NAD+ + 2 H2O 2 R – CO – OH + 2 NADH + 2 H+

2. Ligação do Ác. Carboxílico com Pi, formando anidrido carboxílico-fosfórico, que é endergônica.

2R – CO – OH + 2 HPO4-2 2 R – CO – O – PO3

-2 + H20

As reações ocorrem acopladas por um intermediário rico em energia.

Reação pode ser inibida pelo arseniato que compete com o fosfato

oxidação

carboximetilcisteina

4ª etapa: transferência dos grupos fosfato para ADP, formando 4 ATP e 2 piruvato.

Acoplamento das reações GAPDH e PGK: GAP + Pi + NAD+ 1,3-BPG + NADH G 0’ = +6.3 kJ/mol 1,3-BPG + ADP 3PG + ATPG 0’ = -18.5 kJ/mol

G 0’ = -12.2 kJ/mol

Equação geral da glicólise:Glicose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 Piruvato + 2 ATP + 2H2O + 2NADH + 2H+

Reaçaõ de desidratação

Duas partes: - ADP ataca a fosforila do PEP formando ATP e enolpiruvato - tautomerização do PEP a piruvato

Acoplamento das reações: -61.9 kJ/mol suficiente para impulsionar a síntese do ATP.

Como os açúcares que ingerimos na alimentação entram na via glicolítica?

Os destinos do piruvato

Destinos do piruvato em anaerobiose

• Fermentação alcoólica • Fermentação lática

Lactato é um “bico sem saída”

Louis Pasteur

1861: crescimento de leveduras, por grama de glicose, maior na presença do que na ausência de ar. Glicose consumida mais lentamente na presença de ar do que na ausência.

• Teoria vitalista (“força vital”)

Eduard Buchner

1907 – Prêmio NobelDerruba a Teoria vitalista – a fermentação ocorre sem vida organizada – Zimases.

Harden e Young

1909: isolamento do primeiro intermediário da via glicolítica.

1929: Arthur Harden - Prêmio NobelDescoberta de um procedimento para acelerar a fermentação: adição de Pi ao meio.

Via glicolítica

Otto Meyerhoff

1922: Prêmio NobelDescoberta da correlação entre o consumo de oxigênio e o metabolismo do ácido lático nos músculos de coelho.

Ativador: obtido por autólise de levedura. O ativador perde a atividade se aquecido por 1 minuto a 50 ºC e conserva-se bem em gelo.

Você pode imaginar a natureza desse ativador?

Para você é espantoso que se obtenha um ativador de músculo de coelho a partir de levedura?

Metabolismo do Etanol no fígado:

Álcool desidrogenase

Acetaldeído desidrogenase

Hipoglicemia

Ressaca

ALDH

ADH

Sensibilidade diferencial ao álcool

Consumo de álcool segundo diferentes padrões levou a uma evolução divergente.

Existem várias enzimas ADH no homem: dímeros (5 genes). ADH são essenciais pois quebram e metabolizam as moléculas de álcool (tóxico) que é absorvida para o sangue.

População do Sudeste Asiático: maior intolerância ao álcool – acúmulo de acetaldeído – rubor alcoólico (“Asian flush”)

Alcoolismo (tolerância ao álcool)-Populações europeias:alleles ADH2 e ADH3 menos ativas metabolizam lentamente o etanolIntolerância ao álcool:- Sudeste asíatico: ~ 50 % pop. possui o allele mutante ALDH2*2 (8% da atividade do gene wt)

G0’ = - 16,7 kJ/mol

G0’ = - 14,2 kJ/mol

G0’ = - 31,4 kJ/mol

Via glicolítica

Hexoquinase:

Glicose + ATP Glicose 6-fosfato +ADP + H+

Isoformas I, II e III: cinética michaeliana com Km < 0,1 mM, ou seja, funcionam sempre em Vmáx.

[glicose] plasm = 5 a 8 mM

HKinibidor

Glicoquinase e HexoquinaseHexoquinase (músculo): I, II, e III

Glicoquinase ou Hexoquinase IV – presente no fígado: menor afinidade pela glicose.Ligada a uma proteína reguladora forma um complexo inativo.

Hexoquinase IV é regulada pelo nível de glicose no sangue:regulação por seqüestro no núcleo celular

Após refeição

Fígado não compete com demais órgãos pela glicose escassa.

Durante jejumVindo da gliconeogênese

hepatócito

HEXOQUINASE IV

• Glicoquinase (Hexoquinase IV) não é inibida por glicose 6-fosfato e tem maior Km pela glicose.

• É importante no fígado para garantir que glicose não seja desperdiçada quando estiver abundante, sendo encaminhada para síntese de glicogênio e ácidos graxos.

• Além disso, quando a glicose está escassa, garante que tecidos como cérebro e músculo tenham prioridade no uso

PFK-1

• Fru 6-F Fru 1,6-bF a partir desse ponto o açúcar está comprometido com a via glicolítica

• Reação altamente exergônica e irreversível G0’ = - 14,2 kJ/mol• Além do sítio ativo essa enzima possui diversos

sítios onde inibidores e ativadores alostéricos se ligam.

Fosfofrutoquinase 1 (PFK 1):

Frutose 6-fosfato + ATP Frutose 1,6-bifosfato + ADP + H+

Efetuadores alostéricos:

• Negativos: ATP (retroinibição) e Citrato (CK)

• Positivos: AMP (musc. Esq.) e frutose 2,6-bifosfato

FRUTOSE 2,6-BISFOSFATO

• Em 1980, foi observado que frutose 2,6-bisfosfato ativava a

fosfofrutoquinase aumentando sua afinidade pelo substrato

frutose 6-fosfato.

• Além disso, diminuia o efeito inibitório do ATP

• Frutose 2,6-bisfosfato é um ativador alostérico que desloca o

equilíbrio conformocional da enzima para sua forma ativa.

• É produzido pela FOSFOFRUTOQUINASE 2 (PFK 2).

PFK2/FBPASE2

Enzima bifuncional: 6-fosfofruto-2-quinase/frutose 2,6-bifosfatase

PFK2Ativa PFK1

+ glicólise

Regulação alostérica

Regulação por controle covalente: substrato para PKA

Piruvato Quinase: PEP + ADP Piruvate + ATP

Regulação por controle covalente

Regulação alostérica

= ativação anterógrada

PIRUVATO QUINASE

• Último passo da via glicolítica. Fluxo de saída.

• Produz ATP e Piruvato.• Também é um tetrâmero presentando

diferentes isoformas em diferentes tecidos.• Isoforma L (fígado) e isoforma M (músculo).• Muitas propriedades em comum:• - Frutose 1,6-bisfosfato: ativa• - ATP: inibe alostericamente• - Alanina: produzida a partir de piruvato,

inibe a PIK.

• No entanto, as isoformas L (fígado) e M (músculo) diferem na regulação por modificação covalente: fosforilação.

• A isoforma L é inativada ao ser fosforilada quando o nível de glicose no sangue cai (estímulo disparado pelo glucagon)

Regulação da via glicolítica

Via antagônica a glicólise: Gliconeogênese

Síntese de glicose a partir de compostos que não são carboidratos: aminoácidos, lactato e glicerol.

GliconeogêneseAlguns tecidos dependem quase completamente de glicose para energia metabólica depleção de glicose gliconeogênese

Conversão de piruvato a fosfoenolpiruvato

Frutose 1,6-bisfosfato + H2O frutose 6-fosfato + Pi

Frutose 1,6-bisfosfatase

Glicose 6-fosfato + H2O glicose + Pi

Glicose 6-fosfatase

* Músculo e cérebro não contêm esta enzima

Fosfofrutoquinase 1 e Frutose 1,6-bifosfatase

Frutose-2,6- bifosfato

40

Regulação da via glicolítica

Hexoquinase X GlicoquinaseFosfofrutoquinasePiruvatoquinase