Metabolismo de carboidratosParte II

TA 514

Profa. Gabriela Macedo

 

       

 

Cadeia Respiratória

SacaroseSacarose

Visão GeralGlicose

Glicose-6-fosfato

Frutose-6-fosfato

Frutose-1-6-bifosfato

1,3-Bifosfoglicerato (2)

3-Fosfoglicerato (2)

2-Fosfoglicerato (2)

Fosfoenolpiruvato (2)

Piruvato (2)

Dihidroxiacetona-fosfato + Gliceraldeído-3-fosfato

ATPADP

ATPADP

2 ATP2 ADP

2 ATP2 ADP

2 NADH +H+2 NAD

2 Pi

Fase preparatória

Fase preparatória

Fase do pagamento

Fase do pagamento

1

2

3

4

56

7

8

9

10

O que veremos hoje

1. Metabolismo da sacarose e lactose

2. Via das pentose fosfato

3. Metabolismo do glicogênio

4. Gliconeogênese

1. Sacarose e Lactose

• Sacarose = Glucose e frutose• Lactose = Glucose e galactose

Metabolismo da frutose:

• Nos músculos e nos rins, a hexoquinase converte a frutose diretamente em frutose-6-P com o gasto de 1ATP.

• As duas primeiras vias são puladas, mas o balanço energético é o mesmo do uso da glicose.

• Frutose + ATP Frutose-6-P + ADP

•No fígado, a frutose também rende o mesmo que a glicose, mas por uma via diferente: a frutose é primeiramente convertida a frutose-1-P pela frutoquinase hepática.

• A entrada só se dá então na fase de pagamento mas também com o gasto de 2 ATPs, como para a glicose novamente.

frutoquinase hepática

Galactose na Glicólise • A galactose só é transformada em glicose

quando ligada ao UDP (o que por sua vez exige sua prévia fosforilação). Após isto, ela só será liberada com a entrada de uma segunda galactose para ligar-se a este UDP, liberando a primeira como glicose-1-P.

• A fosfoglicomutase é, mais uma vez a responsável pela conversão a glicose-6-P que de fato entra na glicólise.

• O UDP é utilizado, portanto, apenas na ativação da galactose.

•O uso de nucleotídeos de açúcar é comum às vias de síntese de carboidratos"marcam" os açúcares destinados à síntese de polímeros, como no caso da síntese de glicogênio.

Metabolismo Galactose e Frutose

Galactosemia e intolerância à lactose

• 1. Galactosemia é uma deficiência que pode ocorrer em recém nascidos: galactose-1-fofato uridil.

• Ocorre o acúmulo de galactose que pode ser convertida a galactitol, tóxico ao organismo.

• Intolerância à lactose: deficiência da enzima lactase, que converte a lactose em glicose e galactose.

2. Via das Pentose Fosfato

• Rota alternativa de oxidação das hexoses, independente da glicólise.

• Ocorre no fígado. No músculo, onde os carboidratos são utilizados na geração de energia, estas enzimas não são encontradas.

• As funções principais são: produção de NADPH e ribose-5-P.

• Armazena energia em forma de NADPH e não ATP.

•

Via das pentose Fosfato

• A via ocorre em 2 etapas: uma oxidativa e a segunda não oxidativa.

• Oxidativa: produz NADPH Glicose-6-P

Ribulose-5-P + CO2

• Não oxidativa interconverte açúcares fosforilados

Via das Pentose Fosfato

• A via inicia a partir da oxidação da glicose-6-P a CO2 e um açúcar-P de 5 carbonos.

• Formação de ribulose-5-P, que, não possui a configuração certa para servir de substrato às enzimas da próxima etapa: transaldolase e transcetolase.

• A conversão da ribulose-5-P a ribose-5-P é uma simples isomerização cetose-aldose.

• Os carbonos das pentoses são então distribuídos em várias vias por duas enzimas que catalizam a transferência de pedaços de 2 e 3 carbonos entre as moléculas.

• Os produtos finais podem conter de 3 a 7 átomos de carbono.

Etapas comuns à glicólise:

Glicose-6-pFrutose-6-pGliceraldeido-3-P

Estes compostos em comum são importantes pois o organismos pode utilizar as duas vias em situações de acúmulo indevido de algum.

Via as pentose Fosfato

Alguns dos produtos formados e sua Importância biológica são:

1. triose-P - pode alimentar a via glicolítica 2. eritrose-4-P - utilizada na síntese se muitos

aminoácidos 3. ribose-5-P - requerido na síntese de

nucleotídeos.

Via das Pentose Fosfato

Pentose Fosfato

• Polímero de reserva, do organismo.

• Degradação é rápida e eficiente pela ação das enzimas.

• Sempre sobra um núcleo na célula para resíntese que é realizada a partir da glicose e gasta 2 ATPs por molécula de glicose.

3. Metabolismo do Glicogênio

Degradação do Glicogênio

1. A degradação do glicogênio, se dá com a retirada de unidades de glicose a partir de extremidades não redutoras:glicogêniofosforilase.

2. Ao quebrar as ligações glicosídicas a enzima adiciona um fosfato à Molécula, na posição C1,e após age a enzima fosfo-glicomutase para a conversão de glicose-1-P em glicose-6-P.

Quando a glicose que entra na via glicolítica derivada do glicogênio, as

reações já iniciam apartir de Glicose-6-P. 

Este tipo de quebra, que ocorre na mobilização intracelular dos polímeros

de carboidratos, dita fosforólise, é diferente da hidrólise que ocorre na

degradação intestinal.

Introdução– Via anabólica central

– Via diferente da glicólise

– Apesar de terem várias reações em comum

– Enzimas regulatórias diferentes

– Regulação coordenada e recíproca

Neoglicogênese

Com

paração das vias

Neoglicogênese

3 Desvios• 1 Piruvato Fosfoenolpiruvato

G0’ e G negativos (-31.4 e -16.7)• Compartimentalização

– Os Processos:• Entrada de piruvato na mitocôdria• Conversão a oxaloacetato

• Produção de NADH• 2 vias

Neoglicogênese

C

C

O-O

CH3

O C

OH

O-O

+

ATP ADP+Pi

C

CH2

C O-

O

C O-O

O

3 Desvios Neoglicogênese

3 Desvios

• 2 Frutose-1,6-bifosfato Frutose-6-fosfato• Enzimas diferentes

– Os Processos:

Neoglicogênese

FosfofrutoquinaseFrutose-1,6-bifosfatase

• 3 Glicose-6-fosfato Glicose

• retículo endoplasmático de hepatócitos

– Os Processos:

hexoquinaseGlicose-6-fosfatase

Características

• Consumo de energia• 2 piruvatos, 4 ATP, 2 GTP, 2 NADH

• Pontos de entrada• lactato, piruvato• intermediários do CAC• aminoácidos glicogênicos• glicerol

• Acetil-CoA• Não é usado na síntese de glicose• Participa fornecendo energia

Neoglicogênese

Regulação RecíprocaNeoglicogênese

Piruvato

Oxaloacetato

Glicose

Acetil-CoA

Energia

Neoglicogênese

CAC

CTE

Acúmulo

Piruvato desidrogenase

Piruvato carboxilase

-oxidação

Regulação RecíprocaNeoglicogênese

Fosfofrutoquinase1Frutose-1,6-bifosfatase

AMPADP

Citrato,ATP

Frutose-2,6-bifosfato

Frutose-6-fosfatoPFK2FBPase2

Complexo FBPase2/PFK2 fosforilado

Complexo FBPase2/PFK2 desfosforiladoProteína quinase

AMPcGlucagon

Regulação RecíprocaNeoglicogênese

Fosfofrutoquinase1Frutose-1,6-bifosfatase

Frutose-2,6-bifosfato

Síntese de Oligo e Polissacarídios

Neoglicogênese

• Nucleotídios de açucares• Intermediários comuns às vias de síntese• Favorecem interações enzimáticas• “Marcam” os açúcares destinados à síntese de

polímeros

• Condensação -O P

O-

O

O

P

O-

O

O

P

O-

O

O

Ribose BaseO P

O-

O-

O

Açúcar +

P

O-

O

O

Ribose BaseAçúcar

O

O

O-

PO-O P

O-

O

O

P

O-

O

O

+

NDP-açúcar-fosforilase

Ex.: UDP-glicose

Síntese de Glicogênio

Neoglicogênese

Glicose ingerida

Lactato

Glicose-6-P

Glicólise noseritrócitos

Neoglico-gênese

Ne

oglico

gê

nese

Ne

oglico

gê

nese

Ne

oglico

gê

nese

Ne

oglico

gê

nese

4. Gliconeogênese

• A maioria dos tecidos consegue energia oxidando compostos como: açúcares, amac, ac graxos, etc.

• Alguns como o cérebro e as hemáceas só utilizam glicose.

• A glicose circulante é mantida constante no sangue por diversos mecanismos se síntese e degradação.

• GLICONEOGÊNESE: ocorre no fígado e consiste a síntese de glicose a partir de não carboidratos: Amac, glicerol e lactato

Gliconeogênese

• É o processo pelo qual sintetizamos glicose em nosso organismo a partir de piruvato ou lactato acumulado nos músculos e levado pelo sangue até o fígado.

• Forma-se a glicose que pode se polimerizar a glicogênio e se estoca no músculo.

• Via diferente da glicólise• Apesar de terem várias reações em comum• Enzimas regulatórias diferentes• Regulação coordenada e recíproca

Características

• Consumo de energia• 2 piruvatos, 4 ATP, 2 GTP, 2 NADH

• Pontos de entrada• lactato, piruvato• intermediários do CAC• aminoácidos glicogênicos• glicerol

• Acetil-CoA• Não é usado na síntese de glicose• Participa fornecendo energia

3 Desvios

1) Piruvato a Fosfoenolpiruvato

G0’ e G negativos (-31.4 e -16.7)

– Os Processos:• Entrada de piruvato na mitocôdria• Conversão a oxaloacetato• Produção de NADH• 2 vias

3 Desvios2) Frutose-1,6-bifosfato Frutose-6-fosfato

• Enzimas diferentes

– Os Processos:

FosfofrutoquinaseFrutose-1,6-bifosfatase

3 Desvios

3) Glicose-6-fosfato Glicose• retículo endoplasmático de hepatócitos

– Os Processos:

Glicose-6-fosfatase hexoquinase

Energia

• 2 piruvato+ 6ATP +6H2O+2NADH glicose + 6ADP+6Pi+2NAD+ 2H

• 2 lactato + 6ATP +6H2O glicose + 6ADP+6Pi+4H