4A Glicólise

VIAS METABÓLICASVIAS METABÓLICAS

GLICÓLISEGLICÓLISE

2-3OP-O-CH2-CH-C-O-PO3

2-

O

OH

1,3-bisfosfoglicerato (1,3-BPG)

1,3-BPG

2-3OP-O-CH2-CH-C-O-

O

OH

3-PG

3-fosfoglicerato (3-PG)

ADP

ATP

Fosfogliceratocinase(PGK)

Mg2+

O

O-P-O32-

2-PG

HO-CH2-CH-C-O-

2-fosfoglicerato (2-PG)

fosfogliceratomutasePGM

PEPO

O-P-O32-

CH2=C-C-O-

Fosfoenolpiruvato (PEP)

Enolase

Mg2+

PiruvatoO

CH3-C-C-O-

O

Piruvato

H2O

ADP

ATP

Mg2+

K+

Piruvatocinase(PK)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

HO O

H

H

HOH

HOOH

H H

OH

HO O

H

H

HOH

HOOH

H H

O-PO32-

Glicose

G6P

Glicose

Glicose-6-fosfato (G6P)

ATP

ADP

Mg2+

Hexocianase (HK)

OHH OH

OHO

CH2-OH

OH

H

O32-P-O-CH2

F6PFrutose6-fosfato

Fosfoglicoseisomerase (PGI)

Frutose-1,6-bifosfato

ATP

ADP

Mg2+

Fosfofrutocinase(PFK)

OHOH

OHO

H

H

O32-P-O-CH2 CH2-O-PO3

2-

FBP

Aldolase

2-O3P-O-CH2OH

CH

O

+

CH2-O-PO32-

CHO H

H

O

GAP DHAP

GAP DHAP+

Triose-fosfato -somerase

2-3OP-O-CH2-CH-C-O-PO3

2-

O

OH

Pi + NAD+

NADH

Gliceraldeído-3-fosfato-dehidrogenaseGAPDH

1,3-bisfosfoglicerato (1,3-BPG)

1,3-BPG

H


A interpretação, sob o ponto de vista A interpretação, sob o ponto de vista mecanicista da Química Orgânica, da mecanicista da Química Orgânica, da obtenção de energia a partir da obtenção de energia a partir da glicose, envolve a energia livre e a glicose, envolve a energia livre e a constante de equilíbrio de cada uma constante de equilíbrio de cada uma das diferentes reacções.das diferentes reacções.

A glicose aparece no sangue por duas A glicose aparece no sangue por duas viasvias

A-Quebra de ligações glucosídicas dos A-Quebra de ligações glucosídicas dos polissacaridospolissacaridos

B-Por Gluconeogénese a partir de B-Por Gluconeogénese a partir de compostos não glucídicoscompostos não glucídicos

GLICÓLISEGLICÓLISE• A-Por glicogenólise.A-Por glicogenólise.• A quebra das ligações glucosídicas das A quebra das ligações glucosídicas das

moléculas de glicogénio necessitam de três moléculas de glicogénio necessitam de três enzimas:enzimas:

• 1-Glicogénio-fosforilase1-Glicogénio-fosforilase• 2-Enzima desramificadora do glicogénio2-Enzima desramificadora do glicogénio• 3-fosfoglucomutase3-fosfoglucomutase• 1-A glicogénio-fosforilase é uma enzima 1-A glicogénio-fosforilase é uma enzima

dimérica que catalisa a etapa reguladora da dimérica que catalisa a etapa reguladora da clivagem do glicogénio. É regulada por clivagem do glicogénio. É regulada por interacções alostéricas e modificações interacções alostéricas e modificações covalentes. covalentes.

• A forma fosforilada da enzima, a fosforilase a, A forma fosforilada da enzima, a fosforilase a, tem um grupo fosforil esterificado ao tem um grupo fosforil esterificado ao aminoácido Ser 14. A forma desfosforilada, aminoácido Ser 14. A forma desfosforilada, fosforilase b, não possui esta ligação covalente.fosforilase b, não possui esta ligação covalente.

GLICÓLISEGLICÓLISE• O armazenamento do glicogénio aumenta a O armazenamento do glicogénio aumenta a

eficiência catalítica da fosforilase, por eficiência catalítica da fosforilase, por permitir a fosforilação de vários resíduos de permitir a fosforilação de vários resíduos de glicose na mesma partícula de glicogénio glicose na mesma partícula de glicogénio sem ter de se associar e dissociar sem ter de se associar e dissociar completamente entre ciclos catalíticos.completamente entre ciclos catalíticos.

• A fosforilase liga-se ao cofactor piridoxal-5´-A fosforilase liga-se ao cofactor piridoxal-5´-fosfato(PLP) fosfato(PLP)


• Este cofactor liga-se por uma base de Este cofactor liga-se por uma base de Schiff entre o seu grupo aldeído e a Schiff entre o seu grupo aldeído e a função função -amina do aminoácido Lys 680.-amina do aminoácido Lys 680.

• A fosforilase apresenta conformações A fosforilase apresenta conformações activa (R ) e passiva (T ). A enzima na activa (R ) e passiva (T ). A enzima na conformação (T ) apresenta o seu conformação (T ) apresenta o seu centro activo inacessível, originando centro activo inacessível, originando uma baixa afinidade para o substracto, uma baixa afinidade para o substracto, enquanto que na conformação activa (R enquanto que na conformação activa (R ) o seu centro activo encontra-se ) o seu centro activo encontra-se acessível , com uma elevada afinidade acessível , com uma elevada afinidade para um grupo fosfato. para um grupo fosfato.

GLICÓLISEGLICÓLISER2C2

Proteína-cinasedependente de

AMPc (inactva)

cAMP 2CProteína-cinasedependente de AMPc (actva)

R2(AMPc)4

fosforilase-cinase b

ATP ADP

fosforilase-cinase a

H2OPi

P P

Outras cinases

Glicogéniofosforilase-b

ATP ADP

H2OPi

Glicogéniofosforilase-a

P

Glicogénio-sintase a

ATP ADP

Pi H2O

Glicogéniosintase-b

P

Fosfoproteína-fosfatase-1

activa


inactiva

Inibidor-1a dafosfoproteína-

fosfatase

P


activa

PATP ADP

Pi H2O

Inibidor-1 b dafosfoproteína-

fosfatase


• O AMP promove uma modificação da O AMP promove uma modificação da conformação da fosforilase (T ) pela conformação da fosforilase (T ) pela ligação ao local alostérico do ligação ao local alostérico do confórmero (R ) da enzima. Quando confórmero (R ) da enzima. Quando isto acontece a adenina, a ribose e o isto acontece a adenina, a ribose e o grupo fosfato do AMP associam-se a grupo fosfato do AMP associam-se a segmentos diferentes da cadeia segmentos diferentes da cadeia polipeptídica ligando o centro activo à polipeptídica ligando o centro activo à interface da sub-unidade e à região N-interface da sub-unidade e à região N-terminal com um movimento da Ser terminal com um movimento da Ser 14 no estado (T ) da enzima.14 no estado (T ) da enzima.


• A fosforólise faz-se ao longo de uma ramificação do A fosforólise faz-se ao longo de uma ramificação do glicogénio até se aproximar de quatro ou cinco glicogénio até se aproximar de quatro ou cinco resíduos de um ponto de ramificação, deixando uma resíduos de um ponto de ramificação, deixando uma ramificação limite.ramificação limite.

• 2-A enzima de desramificação é uma 2-A enzima de desramificação é uma (1-4) (1-4) transglicosidade que actua por transferência de uma transglicosidade que actua por transferência de uma unidade trissacarídica com ligação unidade trissacarídica com ligação (1-4) de uma (1-4) de uma ramificação limite do glicogénio para uma ramificação limite do glicogénio para uma extremidade não-redutora de outra ramificação.extremidade não-redutora de outra ramificação.

• A ligação A ligação (1-6) que liga o resíduo glucosil à cadeia (1-6) que liga o resíduo glucosil à cadeia principal é hidrolisada pela mesma enzima de principal é hidrolisada pela mesma enzima de desramificaçção, produzindo glucose e glicogénio desramificaçção, produzindo glucose e glicogénio não ramificado.não ramificado.

• A enzima de desramificação tem dois centros activos A enzima de desramificação tem dois centros activos separados para as reacções de transferase e de separados para as reacções de transferase e de (1-(1-6) glucosidase. A presença de duas actividades 6) glucosidase. A presença de duas actividades catalíticas independentes na mesma enzima catalíticas independentes na mesma enzima aumenta a eficácia do processo de desramificação.aumenta a eficácia do processo de desramificação.


• As unidades glucosil do glicogénio na forma G1P são As unidades glucosil do glicogénio na forma G1P são convertidas por acção da fosfoglicomutase em G6P.convertidas por acção da fosfoglicomutase em G6P.

• Um grupo fosforil é transferido de uma fosfoenzima Um grupo fosforil é transferido de uma fosfoenzima activa para o G1P formando glicosil-1,6-difosfato que activa para o G1P formando glicosil-1,6-difosfato que refosforila a enzima para produzir G6Prefosforila a enzima para produzir G6P

O

(S)

(S)

(S)

H

HO

H

HO

H

OH

OHHH

(R)

(S)

O-PO3-

Enzima

SerCH2-O-P-O-

O

O-

O

(R)

(S)

(S)

H

HO

H

HO

H

O-P-O-

OHHH

(R)

(S)

O-PO3-

Enzima

SerCH2-OH

O-

O

O

(R)

(S)

(R)

H

HO

H

HO

H

O-P-O-

OHHH

(R)

(S)

OH

O-

O

Enzima

SerCH2-O-P-O-

O

O-


• A G6P produzida pela degradação do A G6P produzida pela degradação do glicogénio pode continuar pela via glicolítica glicogénio pode continuar pela via glicolítica ou pela via das pentoses. No fígado, a G6P ou pela via das pentoses. No fígado, a G6P é disponibilizada para outros fins. Como a é disponibilizada para outros fins. Como a G6P não pode atravessar a membrana G6P não pode atravessar a membrana celular tem de ser primeiramente celular tem de ser primeiramente hidrolisada por meio da glicose-6-fosfatasehidrolisada por meio da glicose-6-fosfatase

O

H

HO

H

HO

H

OHOH

H

O-P-O3-

H+ H2O

O

H

HO

H

HO

H

OHOH

H

OH

H+ H3PO4

GLICÓLISEGLICÓLISE• A síntese do glicogénio no fígado é controlado, A síntese do glicogénio no fígado é controlado,

em última análise pela hormona glucagon que em última análise pela hormona glucagon que é sintetizada, tal como a insulina no pâncreas, é sintetizada, tal como a insulina no pâncreas, como resposta à concentração de glucose no como resposta à concentração de glucose no sangue. No músculo e em vários tecidos, o sangue. No músculo e em vários tecidos, o controle é exercido pela insulina e pelas controle é exercido pela insulina e pelas hormonas das cápsulas supra-renais, a hormonas das cápsulas supra-renais, a epinefrina (adrenalina) e a nor-epinefrina epinefrina (adrenalina) e a nor-epinefrina (noradrenalina).(noradrenalina).

• Estas hormonas afectam o metabolismo nos Estas hormonas afectam o metabolismo nos orgãos alvo por meio da estimulação da orgãos alvo por meio da estimulação da modificação covalente das enzimas modificação covalente das enzimas reguladoras.reguladoras.

• Este efeito é alcançado pela associação dessas Este efeito é alcançado pela associação dessas hormonas e os receptores transmembrana na hormonas e os receptores transmembrana na superfície das células.superfície das células.

GLICÓLISEGLICÓLISE• Diferentes tipos de células têm diferentes Diferentes tipos de células têm diferentes

complementos de receptores e por isso complementos de receptores e por isso respondem a diferentes grupos de hormonas.respondem a diferentes grupos de hormonas.

• As respostas envolvem a libertação, dentro As respostas envolvem a libertação, dentro da célula, de moléculas conhecidas como da célula, de moléculas conhecidas como segundos mensageiros, que são mediadores segundos mensageiros, que são mediadores intracelulares da mensagem hormonal intracelulares da mensagem hormonal recebida externamente.recebida externamente.

• Os principais mediadores são o AMPc Os principais mediadores são o AMPc (Adenosina monofosfato cíclica) e o ião Ca (Adenosina monofosfato cíclica) e o ião Ca 2+ que actuam num sistema em cascata, 2+ que actuam num sistema em cascata, como se vê na figura abaixo.como se vê na figura abaixo.


• O O controle controle hormonal hormonal do do metabolimetabolis-mo do s-mo do glicogéniglicogénio nas o nas células células do fígadodo fígado Célula do Fígado

epinefrinaGlucagonGlicose Transportador

de glicose

Síntese deglicogénio

Receptor deglucagon

AMPc

Ca2+

Degradação doglicogénio

Glicose

Transportador de glicose


• O controle O controle hormonal do hormonal do metabolismmetabolismo do o do glicogénio glicogénio nas células nas células do músculodo músculo

Célula do Músculo

epinefrina

Insulina

receptor deinsulina

Síntese deglicogénio

Receptor adrenérgico

AMPc

Degradação doglicogénio

Glicose

Transportador de glicose

GLICÓLISEGLICÓLISE• PASSAGEM DA PASSAGEM DA

GLICOSE A GLICOSE-GLICOSE A GLICOSE-6-FOSFATO6-FOSFATO

• A Glicose por A Glicose por intermédio de uma intermédio de uma hexocinase e ATP hexocinase e ATP transforma-se em transforma-se em glucose-6-fosfato glucose-6-fosfato (G6P), em presença (G6P), em presença de Mg de Mg 2+2+ como como catalisador. A catalisador. A catálise pelo ião catálise pelo ião magnésio faz com magnésio faz com que o que o -fósforo do -fósforo do ATP sofra um ataque ATP sofra um ataque nucleofílico do grupo nucleofílico do grupo OH ligado ao C6 da OH ligado ao C6 da Glicose.Glicose.

Adenosina O P OO POO P O-

O-O- O-

O O O

Mg2+

HO O

H

H

HOH

HOOH

H H

O H

ATPGlicose

HO O

H

H

HOH

HOOH

H H

O-PO32-

+ ADP

Hexocinase

G6P

GLICÓLISEGLICÓLISE• PASSAGEM DA GLICOSE 6-FOSFATO A FRUCTOSE 6 FOSFATO, PASSAGEM DA GLICOSE 6-FOSFATO A FRUCTOSE 6 FOSFATO,

por acção da fosfoglicose isomerasepor acção da fosfoglicose isomerase• MecanismoMecanismo

Isomeria planar de núcleo-passagem de um núcleo hexa a penta Isomeria planar de núcleo-passagem de um núcleo hexa a penta por adição nucleofílica intramolecular. Esquema abaixo.por adição nucleofílica intramolecular. Esquema abaixo.

H O

OH

H

O-H

H*

OHH

OH

B+

H

-2O3PO-CH2

B'

Enzima

H+

H

C

OH

OH

H*

OHH

OH

B-2O3PO-CH2

B'

Enzima

H

O

CH2

OH

C

OH H

H OHO

B+

H

H*OH

H

H

C

OH

OHOH

OH

B-2O3PO-CH2

B'

Enzima

H

O-

H* H

-2O3POH

C

O-H

OHOH

OH

B-2O3PO-CH2

B'

Enzima

H

OH

H*

Ligação ao substrato

Abertura do anel Formação de um cis-enolidato

Transferência de protões

Ciclização por adição nucleofílica

G6P

F6P

GLICÓLISEGLICÓLISE• FORMAÇÃO DA FBP.FORMAÇÃO DA FBP.

• Esterificação por adição nucleofílica por meio Esterificação por adição nucleofílica por meio da enzima fosfofrutocinase. Neste processo o da enzima fosfofrutocinase. Neste processo o mesmo mecanismo do ião Mg mesmo mecanismo do ião Mg 2+2+ origina a nova origina a nova utilização de uma ligação de alta energia do utilização de uma ligação de alta energia do ATP para esterificar a F6P.ATP para esterificar a F6P.

• A fosfofrucotocinase desempenha um papel A fosfofrucotocinase desempenha um papel fundamental no controle da glicólisefundamental no controle da glicólise

OHH OH

OHO

CH2-OH

OH

H

O32-P-O-CH2

OHH OH

HO

OH

H

O32-P-O-CH2 CH2-O-PO3

2-

FBPF6P

Mg2+


Clivagem da FBP por acção da Clivagem da FBP por acção da Aldolase que envolve: Aldolase que envolve:

1-Ligação da enzima ao 1-Ligação da enzima ao substratosubstrato

2-Reacção do grupo carbonilo 2-Reacção do grupo carbonilo da FBP com um grupo amina da FBP com um grupo amina da lisina do centro activo da lisina do centro activo para formar uma Imina ou para formar uma Imina ou Base de Schiff protonadaBase de Schiff protonada

3-Ruptura da ligação C3-C4 3-Ruptura da ligação C3-C4 com formação de uma com formação de uma Enamina e libertação do GAPEnamina e libertação do GAP

4-Protonação da Enamina para 4-Protonação da Enamina para formar um ião Imina ou Base formar um ião Imina ou Base de Schiff protonadade Schiff protonada

5-Hidrólise do catião Imina que 5-Hidrólise do catião Imina que liberta DHAP regenerando a liberta DHAP regenerando a enzima.enzima.

CH2OPO32-

C=O

HO-C-H

H-C-O-H

H-C-OH

CH2OPO32-

Lisina H2O

CH2OPO32-

C=

HO-C-H

H-C-O-H

H-C-OH

CH2OPO32-

Lisina

+

O-

Enzima

NH2-(CH2)4

Enzima

Tirosina

NH-(CH2)4

Enzima

CH2OPO32-

HO-C-H

H-C-OH

CH2OPO32-

Lisina

O

Enzima

Tirosina

NH-(CH2)4

Enzima

H-C=O

GAP

Clivagem

H

C

Base de Schiffprotonada

Enamina

CH2OPO32-

HO-C-H

LisinaNH-(CH2)4

Enzima

O-

Enzima

Tirosina

H

C=+

Bse de Schiff protonada

CH2OPO32-

C=O

CH2OH LisinaNH2-(CH2)4

Enzima+

FBP

DHAP


OHH OH

HO

OH

H

CH2-O-PO32-

FBP

1

2

34

5

6

CH2OPO32-

C=O

CH2HO

Fosfato de Dihidroxiacetona (DHAP)

+

3

21

C=O

H

H-C-OH

CH2OPO32-

1

2

3

Fosfato de 3-gliceraldeído (GAP)

OH-HOH2-O3PO-CH2

Inversão de numeração

Sumarizando a acção da Aldolase

GLICÓLISEGLICÓLISE• INTERCONVERSÃO INTERCONVERSÃO • Das moléculas formadas por clivagem apenas o Das moléculas formadas por clivagem apenas o

gliceraldeído-3-fosfato continua na via glicolítica e por gliceraldeído-3-fosfato continua na via glicolítica e por isso o GAP e o DHAP interconvertem-se por acção da isso o GAP e o DHAP interconvertem-se por acção da enzima Triose-fosfato-isomerase (TPI), formando enzima Triose-fosfato-isomerase (TPI), formando intermediariamente um enediolintermediariamente um enediol

H-C-OH

CH2OPO32-

H-C=O

GAP

HO-C

CH2OPO32-

H-C-OH

Enediol

C=O

CH2OPO32-

H-C-OH

H

DHAP


• 1ª FASE DA 1ª FASE DA GLICÓLISEGLICÓLISE

• Até este ponto a Até este ponto a Glicose é oxidada e Glicose é oxidada e fosforilada fosforilada transformando-se transformando-se em duas moléculas em duas moléculas de GAP, de GAP, completando a completando a primeira fase da primeira fase da Glicólise. Glicólise.

Glicose

G6P- P

ATP

fosforilação

F6P- P

isomerização

FBP- P

ATP

P -GAP DHAP- P

clivagem

fosforilação

GLICÓLISEGLICÓLISE• ACÇÃO DA GLICERALDEÍDO-FOSFATO DESIDROGENASEACÇÃO DA GLICERALDEÍDO-FOSFATO DESIDROGENASE• A formação da primeira ligação de alta energia faz-se A formação da primeira ligação de alta energia faz-se

por acção da enzima Gliceraldeído-3-fosfato por acção da enzima Gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase. Nesta reacção a oxidação da função desidrogenase. Nesta reacção a oxidação da função aldeído que é exotérmica permite a síntese de um aldeído que é exotérmica permite a síntese de um acilfosfato de alta energia o 1.3-bifosfatoglicerato (1,3-acilfosfato de alta energia o 1.3-bifosfatoglicerato (1,3-BPG)BPG)

H-C-OH

CH2OPO32-

H-C=O

GAP

NAD+ + Pi H-C-OH

CH2OPO32-

2-O3PO-C=O

NADH + H++ +

1,3-BPG


• O mecanismo desta reacção, Figura abaixo, O mecanismo desta reacção, Figura abaixo, envolve:envolve:

• 1-Ligação à enzima 1-Ligação à enzima • 2-Acção do grupo tiol da cisteína como nucleófilo 2-Acção do grupo tiol da cisteína como nucleófilo

originando uma adição nucleofílica ao grupo originando uma adição nucleofílica ao grupo carbonilo formando um tiohemiacetalcarbonilo formando um tiohemiacetal

• 3-Oxidação do tiohemiacetal a acil-tioéster, por 3-Oxidação do tiohemiacetal a acil-tioéster, por transferência directa de hidreto para o NADtransferência directa de hidreto para o NAD++

• 4-Entrada de NAD4-Entrada de NAD+ + para substituir o NADH para substituir o NADH formadoformado

• 5-Ataque nucleofílico ao tioéster por 5-Ataque nucleofílico ao tioéster por dihidrogenofosfato para regenerar a enzima e dihidrogenofosfato para regenerar a enzima e formar uma ligação Anidrido de Alta Energia.formar uma ligação Anidrido de Alta Energia.


NAD+

SH

B

C=O

H

R

Complexo enzima-substrato

S C O-

H

R

NAD+

B+H

Tio-hemiacetal

B+H

S C=O

R

NADH

acil tioéster

B+H

S C=O

R

NADHNADH

NAD+

-O-P-OH

O-

O

B

S H

NAD+

O-P-OH

O-

O

C

O

R

1,3-bifosfoglicerato (1,3-BPG)Anidrido misto de alta energia

GAP

Enzima

Mecanismo da acção daGliceraldeído-fosfato desidrogenase


• A formação de 1,3-BPG por acção da enzima A formação de 1,3-BPG por acção da enzima fosfogliceratocinase origina 3-fosfoglicerato e fosfogliceratocinase origina 3-fosfoglicerato e forma a primeira geração de ATP que não forma a primeira geração de ATP que não envolve a presença de Oenvolve a presença de O22..

O-P-OH

O-

O

C

CHOH

CH2OPO32-

O

Mg2+

Fosfogliceratocinase (PGK)

O-

C

CHOH

CH2OPO32-

O

ADP + + ATP

3-fosfoglicerato (3PG)


• O 3PG é então sujeito à enzima fosfoglicerato O 3PG é então sujeito à enzima fosfoglicerato mutase (PGM) que vai originar 2-fosfoglicerato.mutase (PGM) que vai originar 2-fosfoglicerato.

• O mecanismo desta reacção envolve a O mecanismo desta reacção envolve a presença do aminoácido histidina no centro presença do aminoácido histidina no centro activo e os passos compreendem:activo e os passos compreendem:

• 1-Associação do 3PG à enzimafosforilada na 1-Associação do 3PG à enzimafosforilada na histidinahistidina

• 2-transferência do grupo fosfato para o 2-transferência do grupo fosfato para o substrato formando um complexo substrato formando um complexo 2,3bifosfoglicerato-enzima intermediário2,3bifosfoglicerato-enzima intermediário

• 3-Decomposição deste complexo por ligação de 3-Decomposição deste complexo por ligação de um dos grupos fosfato à molécula de histidinaum dos grupos fosfato à molécula de histidina

• 4-Saída do centro activo do 2-fosfoglicerato4-Saída do centro activo do 2-fosfoglicerato


His-O-P

O-

O

fosfoenzima

3PGO-

C

CHOH

CH2OPO32-

O

His-O-P

O-

O

complexo 3PG-fosfoenzima

O-

C

CHO-PO32-

CH2OPO32-

O

His

complexo 2,3-BPG-enzima

O-

C

CHO-PO32-

CH2OH

O

His-O-P

O-

O

complexo 2PG-enzima

2PG

Mecanismo daFosfogliceratomutase

GLICÓLISEGLICÓLISE• Posteriormente o 2-fosfoglicerato é desidratado Posteriormente o 2-fosfoglicerato é desidratado

a fosfoenolpiruvato (PEP) numa reacção a fosfoenolpiruvato (PEP) numa reacção catalisada pela enzima enolase. Esta reacção é catalisada pela enzima enolase. Esta reacção é catalisada pelo Mg catalisada pelo Mg 2+2+ e inibida pelo F e inibida pelo F--..

O-

C

H-C-O-PO32-

H-C-OH

O

Mg2+

O-

C

C-O-PO32-

H-C

O

H H

+ H2O

2PG PEP


• O PEP em presença da enzima piruvato cinase O PEP em presença da enzima piruvato cinase e de ADP produz ATP e piruvato com um e de ADP produz ATP e piruvato com um mecanismo que envolve duas etapas.mecanismo que envolve duas etapas.

• 1-um oxigénio do fosfato b do ADP efectua um 1-um oxigénio do fosfato b do ADP efectua um ataque nucleofílico ao átomo de fósforo do ataque nucleofílico ao átomo de fósforo do PEP formando enolpiruvato e ATP.PEP formando enolpiruvato e ATP.

• 2-o enolpiruvato sofre tautomerização e 2-o enolpiruvato sofre tautomerização e produz piruvato.produz piruvato.

• Esta transformação é altamente exotérmica Esta transformação é altamente exotérmica fornecendo energia suficiente para produzir fornecendo energia suficiente para produzir ATPATP


• Neste processo a hidrólise tem um Neste processo a hidrólise tem um GG00=-16 kJ. =-16 kJ. molmol-1-1 e a tautomerização um e a tautomerização um GG00=- 61,9 kJ. mol=- 61,9 kJ. mol-1-1 o que significa que a reacção de formação do o que significa que a reacção de formação do enolpiruvato está no sentido da sua formação, o enolpiruvato está no sentido da sua formação, o mesmo acontecendo com a formação do piruvatomesmo acontecendo com a formação do piruvato

O-

C

H-C-O-P-O

H-C-OH

O

H

2PG

O-

O

Mg2+

+ -O-P-O-P-O--Adenosina

-O O-

OO

Mg2+

ATP

C-CO CH2

-O O-Mg2+

+K

H+

C-CO

CH3O

-O

piruvato

ADP

enolpiruvato


• Observando todo o mecanismo da glicólise o investimento Observando todo o mecanismo da glicólise o investimento energético na primeira fase do processo é compensado no energético na primeira fase do processo é compensado no dobro na segunda fasedobro na segunda fase

• Glicose + 2 NAD+ + 2 ADP +2 Pi 2 Piruvato + 2 NADH +Glicose + 2 NAD+ + 2 ADP +2 Pi 2 Piruvato + 2 NADH +

+ 2 ATP + 2H2O + 4 H++ 2 ATP + 2H2O + 4 H+Se consideramos cada um dos produtos da glicólise obtemos:Se consideramos cada um dos produtos da glicólise obtemos:1-1-ATPATP-investimento inicial de 2 ATP por cada molécula de glicose -investimento inicial de 2 ATP por cada molécula de glicose

e produção de 4 ATP na totalidade o que dá um ganho de 2 e produção de 4 ATP na totalidade o que dá um ganho de 2 ATP. ATP.

2-2-NADHNADH-dá-se a oxidação da glicose à custa da redução de 2 -dá-se a oxidação da glicose à custa da redução de 2 moléculas de NAD+ que vão formar 2 moléculas de NADHmoléculas de NAD+ que vão formar 2 moléculas de NADH

3-3-PiruvatoPiruvato-As duas moléculas de piruvato produzidas por -As duas moléculas de piruvato produzidas por oxidação parcial de cada molécula de glicose vão de pois ser oxidação parcial de cada molécula de glicose vão de pois ser oxidadas ou por via aeróbia ou anaeróbiaoxidadas ou por via aeróbia ou anaeróbia

GLICÓLISEGLICÓLISE• O piruvato pode apresentar três destinos O piruvato pode apresentar três destinos

metabólicos:metabólicos:• 1-Em condições aeróbias é completamente 1-Em condições aeróbias é completamente

oxidado, via ciclo do ácido cítrico a COoxidado, via ciclo do ácido cítrico a CO22 e H e H22OO• 2-Em condições anaeróbias, o piruvato deve ser 2-Em condições anaeróbias, o piruvato deve ser

convertido num produto final que reoxide o NADH convertido num produto final que reoxide o NADH produzido pela reacção do GADPH. Estas produzido pela reacção do GADPH. Estas condições podem ser efectuadas ou:condições podem ser efectuadas ou:

• a) Leveduras, onde o piruvato sofre uma a) Leveduras, onde o piruvato sofre uma descarboxilação para formar CO2 e acetaldeído descarboxilação para formar CO2 e acetaldeído que é posteriormente reduzido pelo NADH que é posteriormente reduzido pelo NADH produzindo NADproduzindo NAD++ e Etanol, num processo e Etanol, num processo designado por fermentação alcoólica.designado por fermentação alcoólica.

• b) Músculo, onde o piruvato é reduzido a Lactato b) Músculo, onde o piruvato é reduzido a Lactato gerando NAD+, num processo designado por gerando NAD+, num processo designado por fermentação homolácticafermentação homoláctica


• a) Leveduras, onde o piruvato sofre uma a) Leveduras, onde o piruvato sofre uma descarboxilação para formar CO2 e acetaldeído descarboxilação para formar CO2 e acetaldeído que é posteriormente reduzido pelo NADH que é posteriormente reduzido pelo NADH produzindo NADproduzindo NAD++ e Etanol, num processo e Etanol, num processo designado por fermentação alcoólica.designado por fermentação alcoólica.


• b) Músculo, onde o piruvato é reduzido a Lactato b) Músculo, onde o piruvato é reduzido a Lactato gerando NAD+, num processo designado por gerando NAD+, num processo designado por fermentação homolácticafermentação homoláctica


B-Por B-Por Gluconeogénese Gluconeogénese a partir de a partir de compostos não compostos não glucídicos como glucídicos como se verifica no se verifica no esquema ao esquema ao lado, onde a lado, onde a partir de partir de proteínas, proteínas, glúcidos e lípidos glúcidos e lípidos se pode obter se pode obter glucose e por fim glucose e por fim NHNH33, CO, CO22 e H e H22O.O.

VIAS VIAS METABÓLICMETABÓLICASAS


Glicose

GlicóliseNAD+

NADH

PiruvatoNADH

NAD+

Fermentação alcoólicaNADH

NAD+

Fermentação homoláctica

NAD+

NADH

Fosforilação oxidativa

Ciclo do ácidocítrico


http://www2.ufp.pt/~pedros/bq/beta-oxida.htm

http://www2.ufp.pt/~pedros/bq/glicolise.htm

http://www2.ufp.pt/~pedros/bq/krebs.htm

http://www2.ufp.pt/~pedros/bq/ureia.htm

http://www2.ufp.pt/~pedros/bq/glicogenio.htm


















http://www2.ufp.pt/~pedros/bq/pentoses.htm




• Biosíntese de GlúcidosBiosíntese de Glúcidos• nas plantasnas plantas

Glicogénio

Glucose

Acetil-CoA

Ácidos gordos Alguns aminoácidos

Acetoacetil-CoAMalonil-CoA

Ácidos gordos

Triacilgliceridos Prostaglandinas

Lípidos dasmembranas

Hidroximetilglutaril-CoA

Corpos cetónicos

Colesterol

Ácidos biliareshormonasesteróides

Gorduras

áidos gordos + Glicerol

Acetil-CoA Piruvato PEP F-1,6-P

Triose-P

CO2

F6PFructose

Glucose

ADP-Glucose

Sucrose

Sucrose-6-P

G6P

G1PATP

GDP-glucose

GTP

UDP-Glucose

UTP

AmidoUDP-Galactose

Celulose

Galactanas

Ácido UDP-GalacturónicoÁcido UDP-Glucurónico Galacturanas

UDP-ArabinoseUDP-Xilose

Xilanas Arabanas

OAA

Malato

Succinato

citrato

Isocitrato

TCA intermediários

Glioxalato

CO2


• BibliografiaBibliografia• http://images.google.pt/imgres?imgurl=http://http://images.google.pt/imgres?imgurl=http://

www.educa.aragob.es/iescarin/depart/biogeo/www.educa.aragob.es/iescarin/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%25202/8-varios/BiologiaCurtis/Seccion%25202/8-10.jpg&imgrefurl=http://www.educa.aragob.es/10.jpg&imgrefurl=http://www.educa.aragob.es/iescarin/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/iescarin/depart/biogeo/varios/BiologiaCurtis/Seccion%25202/2%2520-%2520CapituloSeccion%25202/2%2520-%2520Capitulo%25208.htm&h=661&w=428&sz=41&hl=pt-%25208.htm&h=661&w=428&sz=41&hl=pt-PT&start=15&tbnid=k7yMrrWZLGmH4M:&tbnh=1PT&start=15&tbnid=k7yMrrWZLGmH4M:&tbnh=138&tbnw=89&prev=/images%3Fq%3Dciclo38&tbnw=89&prev=/images%3Fq%3Dciclo%2Bde%2Bkrebs%26gbv%3D2%26hl%3Dpt-PT %2Bde%2Bkrebs%26gbv%3D2%26hl%3Dpt-PT catabolismocatabolismo


• http://linux.alfamaweb.com.br/sgw/downloads/http://linux.alfamaweb.com.br/sgw/downloads/38_013723_MetabolismodeCarboidratos.ppt#278,38_013723_MetabolismodeCarboidratos.ppt#278,7,Controle Hormonal de Carboidratos7,Controle Hormonal de Carboidratos

• http://www.octopus.furg.br/Ensino/Teoria/http://www.octopus.furg.br/Ensino/Teoria/bioquimica/teoricas/bioquimica/teoricas/polissacarideos.ppt#272,4,Diapositivo 4 polissacarideos.ppt#272,4,Diapositivo 4

• http://www.icb.ufmg.br/biq/biqvet/http://www.icb.ufmg.br/biq/biqvet/res_exercicio_AT19.htm Exercícios res_exercicio_AT19.htm Exercícios

• http://bioquimica.fffcmpa.edu.br/integrametabol/http://bioquimica.fffcmpa.edu.br/integrametabol/integrametabol.pdf sobre estados de jejumintegrametabol.pdf sobre estados de jejum

• http://www.google.pt/search?q=glicog%C3%A9nio-http://www.google.pt/search?q=glicog%C3%A9nio-fosforilase&hl=pt-PT&start=20&sa=N regulação fosforilase&hl=pt-PT&start=20&sa=N regulação da metabolização do glicogénioda metabolização do glicogénio

4A Glicólise

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