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Metabolismo

Vias Metabólicas

Séries de reações consecutivas

catalisadas enzimaticamente, que

produzem produtos específicos

(metabólitos).

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ExergônicoEndergônico

Catabolismo

Durante o catabolismo de carboidratos,

lipídeos e aminoácidos, ELÉTRONS são

transferidos para COENZIMAS.

As COENZIMAS reduzidas (NADH e FADH2)

transportam os elétrons até a cadeia

transportadora de elétrons.

Os elétrons são transferidos para o oxigênio

que se reduz a água.

A energia química gerado na transferência de

elétrons é utilizada para a síntese do ATP.

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ATP

• Moeda de energia

celular.

• Intermediário de “alta

energia” que age como

doador de energia livre

para a maioria dos

processos que requerem

energia.

Fritz Lipmann

The Nobel Prize in

Physiology or Medicine 1953

ATP

Adenina

Ribose

Grupos Fosforila (-PO32-)

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A Hidrólise do ATP é

altamente exergônica

Mecanismo de Utilização do ATP

• Hidrólise

• Transferência de grupos fosfato

A hidrólise por si só libera a energia livre na forma de calor.

Essa energia livre não pode ser aproveitada...

Exceção: A hidrólise do ATP promove a contração muscular.

Na grande maioria das reações o ATP transfere a energia livre por

meio de reações de transferência de grupo fosfato. Neste processo a

hidrólise do ATP está acoplada a formação de compostos fosforilados.

Ex. Fosforilação da glicose (Glicose Glicose-6-Fosfato)

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Glicólise

Glicólise

Ciclo de

Krebs

Cadeia de Transporte de elétrons

Localização das vias na célula

Citossol

Mitocôndria

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• glycos = açúcar

• lysis = quebra

• A molécula de glicose (6C) é convertido

em 2 de piruvato (3 – C)

• Ocorre em 10 etapas de reação

catalisadas por 10 enzimas diferentes.

• Durante essas etapas de reações a

energia liberada a partir da glicose é

conservada na forma de ATP e NADH.

Glicólise

• Quinases catalisam a transferência de

grupos fosfato (fosforilação)

• Isomerases catalisam o rearranjo de

ligações

• Desidrogenases são oxido-redutases.

Catalisam a reação em que uma molécula

é oxidada e outra é reduzida.

Classes de enzimas envolvidas

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Fase Preparatória

-Fosforilação da glicose e

conversão para gliceraldeído-3-

fosfato;

-Fase de investimento de

energia!!

Fase de “Pagamento”

- Conversão oxidativa de

gliceraldeído-3-fosfato a

piruvato acoplada a produção

de ATP e NADH

Glicose

Gliceraldeído-3-fosfato

Piruvato

2

2

-2ATP

+ 4 ATP

+ 2 NADH

Resultado Líquido

2 moléculas de

piruvato

2 ATP e 2 NADH + H+

Glicose

Gliceraldeído-3-fosfato

Piruvato

2

2

-2ATP

+ 4 ATP

+ 2 NADH

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Fase Preparatória

Fase de

“Pagamento”

Sítios de Controle ou

Regulação• 3 sítios importantes de regulação

1. Hexoquinase

2. Fosfofrutoquinase 1

3. Piruvato quinase

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Fase Preparatória

Hexoquinase1

Glicose

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10

Hexoquinase1

Hexoquinase1

1

23

4

5

6

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A fosforilação da glicose é o primeiro sítio de controle

•Na maioria dos tecidos a glicose 6-P é um potente inibidor alostérico da hexoquinase.

•Desta forma o tecido ajusta a captação da glicose à sua utilização.

Hexoquinase1

Fígado/Células -pancreas

Músculos

A hexoquinase está universalmente presente em todos os tipos de células

No fígado e nas células -pancreáticas existe uma outra isoenzima a glicoquinase. Tem

Km 100 vezes maior que da hexoquinase. Isso restringe a capitação de glicose pelo

fígado em glicemia baixa. Em glicemia alta permite o armazenamento de glicogênio.

Hexoquinase vs Glicoquinase1

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Fase Preparatória

Fosfofrutoquinase 13

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active site

active site

regulatory site

regulatory site

Fosfofrutoquinase 1

Moduladores Positivos: AMP, ADP e F2,6BP

Moduladores Negativos: ATP e citrato

Fosfofrutoquinase 13

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Fase de Produção de Energia

Piruvato quinase10

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Piruvato quinase10

Moduladores Positivos: F1,6BP

Moduladores Negativos: ATP, acetil-CoA,

ácidos graxos, alanina

Quais são os destinos do

Piruvato?

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Depende da presença ou não de Oxigênio

Na ausência de Oxigênio ocorre a

Fermentação

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Glicólise

A disponibilidade de NAD+ ([NAD+] ~ 0,8

mmol/Kg de músculo) é limitante!!

Se o NADH não for reoxidado a glicólise não

pode continuar

Fermentação Láctica

Fermentação Alcóolica

Glicose

2 NAD+

2

2 NADH + H+

2 2

2

2

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Na presença de Oxigênio Piruvato é

convertido a Acetil-CoA

Glicólise

Ciclo de

Krebs

Cadeia de Transporte de elétrons

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Conversão do Piruvato a Acetil-CoA

• Descarboxilação oxidativa catalisada pelo complexo

enzimático Piruvato Desidrogenase

Acetil-CoA segue pelo Ciclo de Krebs...