Apostila de metabolismos - Bioquímica Básica (1)

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Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
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Unisul Pedra Branca 2020/1 
 
 
BIOQUÍMICA BÁSICA 
METABOLISMOS 
 
 
 
Professores Ingrid Botelho e Marcos Machado 
Aluna Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
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Metabolismos 
 
Vias metabólicas 
• Lipídios 
• Carboidratos 
• Proteínas 
Metabolismo: é o conjunto de reações químicas altamente coordenadas que ocorrem nas células 
ou no interior de organismos vivos. 
É formado por uma cadeia de reações 
Os metabolismos de diversas moléculas estão interligados. 
 
Objetivos do metabolismo 
• Objetivo principal: obter energia química (em forma de ATP, NADH (derivado da vitamina 
B3), NADPH, FADH2 (derivado da vitamina B2)) por degradação dos nutrientes. 
• Converter as moléculas dos nutrientes em moléculas com características próprias da célula. 
• Formar macromoléculas necessárias às funções celulares. 
• Sintetizar e degradar macromoléculas. 
 
Rotas metabólicas: conjunto de reações que 
produz ou degrada um determinado produto 
(substrato) ou conjunto de produto. Ex.: glicólise. 
Existem dois tipos de rotas: 
• Catabólicas: fazem a degradação de 
compostos liberando energia livre. 
• Anabólicas: fazem a síntese de compostos 
requerendo energia. 
 
 
 
 
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Bioenergética: parte da bioquímica que trata do estudo dos fenômenos energéticos nos seres 
vivos. 
• 1º princípio da termodinâmica: a energia do universo é constante. 
Þ O calor, o trabalho, a eletricidade, a luz e a energia química são diferentes 
manifestações de energia, as quais se convertem de uma forma em outra, mantendo 
constante o seu total. 
Þ Uma célula viva exige um contínuo recebimento de energia para manter-se viva, 
resistindo às tendências de desorganização natural. 
 
Energia livre 
Equação de Gibbes: calcula a variação de energia livre no sistema através da variação da entalpia 
subtraída pela temperatura vezes a variação de entropia. 
ΔG = ΔH – T. ΔS 
• Podemos entender o ΔG como sendo a variação de energia útil do sistema (fornecida ou 
aproveitada). 
• ΔG terá sinal negativo quando a reação for exergônica, isto é, fornece energia para o meio 
externo (espontânea, catabólica). Ex.: reações exotérmicas. 
• ΔG terá sinal positivo quando a reação for endergônica, isto é, incorpora energia do meio 
(não espontânea, anabólica). Ex.: reações endotérmicas. 
 
Acoplamento de energia: quando uma reação espontânea (exergônica) libera energia para a 
realização de uma reação não espontânea (endergônica). 
O acoplamento de reações permite a síntese de varias moléculas de ATP. 
 
Transferência de energia entre compostos: um elétron de um composto muda de camada 
gerando uma onda eletromagnética que irá passar essa energia para um outro composto. 
• Nicotinamida dinucleotídeo (NAD+/NADH): funciona como carregador de energia 
(carregando um hidrogênio). É um intermediário na quebra da glicose. 
 
Energia nas reações químicas 
• Endotérmica: é preciso de energia para a reação acontecer. Ex.: fotossíntese 
• Exotérmica: reação que libera energia. Ex.: respiração celular 
 
De onde tiramos nossa energia? Exclusivamente da nossa dieta (carboidratos, lipídios e 
proteínas). Ocorre a oxidação dos nutrientes, o que leva à redução de coenzimas (FAD e NAD) 
que são oxidadas por O2, produzindo ATP. 
 
ATP (Adenosina Trifosfato) 
• Libera o calor com a quebra da sua ligação com o fosfato, liberando um ADP e um fosfato. 
• O ATP é a “moeda”energética. 
• A energia livre liberada durante a combustão de, principalmente, carboidratos e lipídios 
pode ser armazenada no composto ATP. 
• ATP é a única forma de energia química que pode ser convertida em outras formas de 
energia pelas células vivas. 
• ATPases são enzimas que causam a hidrólise do ATP, ou seja, realizam a quebra do ATP 
• A energia livre liberada pode ser convertida em força muscular em outras reações e 
processos que requerem energia. 
• O ATP não pode ser acumulado em grandes quantidades, não existe um local específico 
de armazenamento de ATP no corpo humano. 
 
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Metabolismo de aminoácidos 
 
Proteínas=polímeros de aminoácidos 
 
Aminoácidos 
• Não armazenados no nosso corpo, portanto, é preciso receber esses aminoácidos através 
da alimentação ou produção contínua no corpo. 
• Pool de aminoácidos: 90-100g de aminoácidos livres presentes 
em todo o organismo. Pode ser derivado das três situações 
citadas a seguir: 
Þ Aminoácidos não essenciais sintetizados a partir de 
intermediários simples do metabolismo (síntese de 
aminoácidos: transaminação, amidação ou síntese a 
partir de outros aminoácidos). 
Þ Aminoácidos liberados pela hidrólise das proteínas 
teciduais: 
o Sistema ubiquitina-proteossomo (sistema 
para proteínas endógenas que dependente de 
ATP e está presente no citoplasma): causa a 
degradação de proteínas mal feitas ou 
proteínas que não são mais necessárias (a 
degradação não é aleatória). Uma proteína 
para ser degradada por um proteossomo 
precisa estar marcada por uma ubquitina ( a 
ubiquitinção do substrato-alvo ocorre por meio da 
ligação da a-carboxila da glicina e-terminal da 
ubiquitina a um grupo e-amino de uma lisina da 
proteína que serve de substrato, em um processo 
de três etapas catalisado enzimanticamente e 
dependente de ATP). Os aminoácidos vem 
dessa reciclagem de proteínas. As proteínas 
apresentam meias-vidas distintas e são 
influenciadas pela natureza de seu resíduo N-
terminal. 
o Enzimas degradativas dos lisossomos (não dependente de ATP): 
degradação de proteínas principalmente extracelulares, como proteínas 
plasmáticas, captadas pela célula por endocitose, e proteínas de superfície 
da membrana celular, utilizadas na endocitose mediada por receptor. 
Þ Aminoácidos derivados de proteínas da dieta. 
• Esses aminoácidos vão ser utilizados para produzir novas proteínas no organismo, para a 
síntese de outras moléculas nitrogenadas essenciais (como creatinina, neurotransmissores, 
bases nitrogenadas) e para sua conversão em glicose, glicogênio, ácidos graxos, corpos 
cetônicos ou CO2. 
• O pool desses aminoácidos em indivíduos saudáveis está sempre de forma equilibrada, 
então, a entrada de aminoácidos está equilibrada com a saída (nas fezes geralmente). 
 
 
 
 
 
Sistema ubiquitina-proteossomo 
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Proteínas da dieta 
• Como ingerimos várias proteínas diferentes necessitamos de várias enzimas proteolíticas 
diferentes (três órgãos estão relacionados à produção dessas enzimas: estômago, pâncreas 
e intestino delgado). 
Þ Estômago: a degradação das proteínas inicia no 
estômago, o qual possui células principais, as 
quais produzem o pepsinogênio (proteína inativa 
que é ativada (hidrolisada) ao encontrar o ácido 
clorídrico tornando-se a pepsina). A pepsina é 
uma endopeptidase e é a responsável pela 
degradação primária das proteínas. A digestão no 
estômago representa de 10 a 20% da digestão total 
das proteínas. 
Þ Intestino delgado (duodeno e jejuno): é o órgão 
responsável pela maior degradação de proteínas. 
Principalmente no duodeno existe a influência de 
enzimas produzidas e liberadas pelo pâncreas. 
Essa liberação pelo pâncreas é regulada por uma 
série de hormônios: colocistoquinina e secretina. 
A presença de polipeptídeos, oligopeptídeos e 
aminoácidos no intestino estimula as células 
endócrinas do intestino a produzir a 
colocistoquinina. A colocistoquininajunto com a secretina (também produzida 
nos enterócitos) é responsável por 
estimular o pâncreas a liberar seu 
conjunto de pro-enzimas (tripsinogênio, 
quimotripsinogênio, proelastase e 
procarboxipeptidase). O pâncreas produz 
pro-enzimas para não acontecer dessas 
enzimas aturem no interior das próprias 
células pancreáticas. Então, as enzimas 
pancreáticas são ativadas ao chegar no 
intestino e entrar em contato com a 
enteropeptidase (substâncias também produzida pelos enterócitos). As enzimas 
ativas são: tripsina, quimotripsina, elastase e carboxipeptidase. Cada enzima age 
em regiões diferentes: 
o Tripsina: age geralmente em regiões que possuem arginina ou lisina. 
o Quimotripsina: age geralmente em regiões que possuem triptofano, 
fenilalanina, metionina, leucina. 
o Elastase: age geralmente em regiões que possuem alanina, glicina e serina. 
o Carboxipeptidases: ação na parte que possui carboxila. Existem dois tipos, 
a A que age em regiões de carboxila que possuem alanina, isoleucina, 
leucina e valina; e a B que age em regiões de carboxila que possuem 
arginina e lisina. 
Þ O próprio intestino delgado (na borda em escova) é responsável por produzir 
algumas enzimas: amino-oligopeptidases, aminopeptidases, di e tripeptidases. 
Essas enzimas transformam olipeptídeos em di e tripeptídeos ou em aminoácidos. 
Þ Os enterócitos têm capacidade de absorver di e tripeptídeos e aminoácidos, nada 
maior que isso (possuímos proteínas transportadores de di e tripeptídeos e proteínas 
transportadoras de aminoácidos). A absorção dos resíduos proteicos pode ocorrer 
de três formas: transferência passiva por difusão simples, transferência passiva por 
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difusão facilitada ou transferência ativa por cotransporte. A maioria dos 
aminoácidos vai ser absorvido por transporte ativo secundário acoplado ao sódio, 
por proteínas transportadoras de aminoácidos. Todos os di e tripeptídeos vão ser 
absorvidos por transporte ativo secundário acomplados a íons H+, por proteínas 
transportadores de di e tripeptídeos. Nos enterócitos os di e tripeptídeos vão ser 
hidrolizados, pois só é possível passar para a corrente sanguínea aminoácidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transporte de aminoácidos para o interior das células 
• Existem pelo menos sete diferentes sistemas de transporte, com especificidades que se 
sobrepõem em relação aos diferentes aminoácidos para esses serem lançados na circulação 
sistêmica. 
• As concentrações de aminoácidos livres nos fluidos extracelulares são significativamente 
mais baixas que aquelas dentro das células do organismo. Os aminoácidos caem na 
corrente sanguínea e logo já são absorvidos por outras células através de transporte ativo 
secundário (ativo, pois a concentração de aminoácidos dentro da célula (por serem 
extremamente essenciais a célula) é sempre maior do que na corrente sanguínea). 
• No rim, 100% dos aminoácidos são reabsorvidos. 
• Podem ocorrer problemas nos transportes (absorção) de aminoácidos no intestino, nas 
células e nos rins, causando diversos problemas no organismo. Por exemplo defeito no 
transporte de triptofano, que causará a pelagra (doença dos três D’s: diarreia, dermatite e 
demência (pois o triptofano é importante na produção de neurotransmissores)). Outro 
exemplo é a cistinúria, que é um defeito no transporte de aminoácidos básicos 
(principalmente na reabsorção nos rins) como a cisteína, isso causa um acúmulo de cistina, 
formando cristais (pedras) no rim, dificultando o fluxo renal. 
 
Destino dos aminoácidos nas células 
• Depois de absorvidos, os aminoácidos vão para o fígado e lá podem ser usados para a 
produção de proteínas; podem ser enviados a outras células, para que estas possam 
produzir proteína; podem ser utilizados para a produção de compostos essenciais que 
contêm nitrogênio; podem ser utilizados no metabolismo de energia (ser revertidos em 
glicose ou triacilgliceróis); e podem ser convertidos em gás carbônico. 
• O excesso de aminoácidos pode ser eliminado pelas fezes. 
 
Endopeptidades: agem na estrutura interna da sequência de aminoácidos, quebrando as proteínas 
em aminoácidos ou em peptídeos menores. Ex: pepsina, tripsina, quimotripsina, elastase. 
Exopeptidases: agem de fora para dentro, retiram as cadeias externas de aminoácidos da proteína. 
Existem dois tipos: 
§ Aminopeptidases: retiram o aminoácido que tem na ponta externa um grupamento amino. 
§ Carboxipeptidases: retiram o aminoácido que tem na ponta externa um grupamento 
carboxila 
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Degradação/oxidação de aminoácidos 
• Envolve a remoção do grupo amino formando o alfa-ceto-ácido (restante do esqueleto 
carbonado), esse composto resultante pode ser oxidado gerando gás carbônico ou ser 
utilizado na síntese de lipídios, glicose e ATP. 
• A remoção do grupo amino pode ser feita por transaminação ou por desaminação. 
• Os aminoácidos podem ser classificados em : 
Þ Cetogênicos: aminoácidos cujo a alfa-ceto-
ácido é metabolizado dando origem a acetil-CoA 
ou acetoacetil-CoA, os quais são utilizados na 
produção de lipídios ou de energia. 
Þ Glicogênicos: aminoácidos cujo a alfa-ceto-
ácido é metabolizado dando origem ao piruvato, 
oxalacetato, fumarato, alfa-cetoglutarato ou 
succinil-CoA, quais são utilizados na produção 
de glicose, de lipídios ou de energia. 
• Leucina e lisina ao serem metabolizados são 
classificados como cetogênicos. 
• Tirosina, isoleucina, fenilalanina e triptofano ao serem 
metabolizados são classificados como cetogênicos ou 
glicogênicos. 
• Alanina, arginina, asparagina, aspartato, cisteína, glutamato, glutamina, glicina, prolina, 
serina, histidina, metionina, treonina e valina ao serem metabolizados são classificados 
como glicogênicos. 
 
 
 
 
A classificação dos 
aminoácidos por 
cores: vermelho 
(glicogênicos); 
amarelo 
(glicogênicos e 
cetônicos); verde 
(cetônicos). 
Compostos em 
LETRAS 
MAIÚSCULAS 
AZUIS são os sete 
metabólitos para os 
quais converge o 
metabolismo de 
todos os 
aminoácidos. 
 
 
 
 
 
• A eliminação do grupamento amino gera a amônia que por ser extremamente tóxica deve 
rapidamente ser convertida em ureia, a qual será excretada. A intoxicação por amônia é 
grave e causa vômitos, ataxia, recusa de alimentos, irritabilidade, letargia e atraso mental 
(se a intoxicação acontecer desde de muito cedo). 
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Remoção do nitrogênio dos aminoácidos 
• A presença do grupamento amino mantém os aminoácidos salvos da degradação, portanto 
a retirada desse grupo permite que todo o aminoácido seja degradado. 
• Transaminação (primeiro processo de remoção do nitrogênio): é a transferência de um 
grupo amino de um aminoácido para uma outra molécula (o alfa-cetoglutarato) – é um 
processo reversível. 
Þ O alfa-cetoglutarato ao receber o grupo amino se transformará no glutamato. 
Þ Esse processo é realizado pelas aminotransferases, as quais requerem a coenzima 
piradoxal-fosfato (um derivado da vitamina B6) para funcionar. 
Þ As principais aminotransferases são: alamina-aminotransferase e aspartato-
aminotransferase, são muito comuns no fígado, por isso são utilizadas para avaliar 
o funcionamento dos hepatócitos. 
Þ Com a retirada do grupo amino do aminoácido, sobra o alfa-cetoácido. 
Þ Pode ocorrer em todas as células, mas o principal local de catabolismo dos 
aminoácidos é o fígado e depois os rins. 
Þ Todos aminoácidos passam pela transaminação, com exceção da lisina e da treosina 
(que tem seus grupos removidos por desaminação). 
Þ O glutamato entra nas mitocôndrias. Ao chegar nas mitocôndrias o glutamato pode 
passar a dois processos de remoção do grupo amino(parte do glutamato sofre um 
processos e parte sofre o outro): 
§ Transaminação (transferência do grupo amino para o oxalacetato, 
formando o aspartato e restando o alfa-cetoglutarato, essa transferência é 
feita pela aspartato-aminotransferase). 
§ Desaminação oxidativa (consiste na perda do grupamento amino, 
restando o alfa-cetoglutarato, e o grupo amino é convertido em amônio 
(que também é tóxico, mas até pode ser excretado por nós sem ser 
transformado), a desaminação é realizada pela glutamato desidrogenase). 
• O íon amônio fora do fígado se liga ao glutamato formando 
a glutamina, porém para acontecer essa ligação antes o 
glutamato precisa ser convertido pela glutamina sintetase em 
gama-glutamil fosfato. 
• A glutamina é um aminoácido sem carga elétrica, portanto 
tem facilidade de atravessar as membranas, então ela é jogada 
no sangue até chegar no fígado. 
• No fígado, a enzima glutaminase separa o glutamato e o íon 
amônio. 
• Nas células musculares a glutamina geralmente não é 
utilizada como uma via de transporte como acontece nas outras 
células. Nas células musculares, o glutamato transfere seu íon 
amônio para o piruvato, formando a alanina. Essa transferência 
é realizada pela alanina-aminotransferase. A alanina também 
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não possui carga, então é facilmente transportada no sangue até 
chegar nos hepatócitos. Nos hepatócitos a alanina vai ser 
transaminada pela a alanina-aminotransferase, transferindo o íon 
amônio para o alfa-cetoglutarato para produzir o glutamato, que 
pode ser desaminado para formar o íon amônio, o qual será usado 
no ciclo da ureia. E o que sobra da alanina é o piruvato, o qual pode 
ser utilizado nos processos de gliconeogênese, formando glicose 
que poderá retornar aos músculos. Esse processo é chamado de ciclo 
da glicose alanina e é uma forma de reciclar a glicose, então se os 
músculos tem uma reserva boa de glicogênio, eles podem enviar o 
excesso de glicose ao fígado, e receber de volta quando haver 
necessidade. 
Þ O alfa-cetoglutarato retorna ao citoplasma para ser utilizado novamente na 
transaminação de um aminoácido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Ciclo da ureia 
 
A ureia é produzida a partir do íon amônio. O íon amônio vem da transaminação seguida pela 
desaminação. E o íon amônio chega de todas as partes do corpo. 
O ciclo da ureia geralmente acontece no fígado mas pode acontecer nos rins também. 
1)O íon amônio se ligará ao bicarbonato e a um grupo fosfato (que veio do ATP) e formará o 
carbamoil fosfato, a enzima responsável por esse processos é a carbamoil fosfato sintase I e há 
gasto de energia no processo. Esse é o início do ciclo da ureia. 
O ciclo da ureia também é conhecido por ciclo da ornitina. 
2)O carbomoil através da enzima carbomoil tranferase (transcorbomoilase) vai se ligar a uma 
molécula chamada ornitina, perdendo um fosfato e formando a citrulina. 
A citrulina deixa a mitocôndria e vai para o citoplasma dos hepatócitos. 
3)Ocorrerá a ligação da citrulina com uma molécula de ATP, para que o ATP passe à citrulina 
uma molécula de AMP, formando o citulil-AMP. 
4)O citrulil-AMP com a ajuda da enzima argininosuccinato sintetase irá se ligar ao aspartato, 
liberando o AMP e formando o argininosuccinato. 
5)O argininosuccinato vai ser quebrado pela argininosuccinato liase (arginino succinase) em duas 
moléculas: o fumarato e a arginina. 
O fumarato pode entrar novamente na mitocôndria e participar do ciclo de Krebs. 
6)A arginina será quebrada em ureia e ornitina, processo catalisado pela arginase. A ureia vai 
pela circulação sanguínea até os rins, por onde vai ser excretada. 
 
O ciclo da ureia tem uma relação com o ciclo de Krebs: o fumarato (que vem do ciclo da ureia) é 
utilizado no ciclo de Krebs assim como o malato (que é o fumarato hidratado). No ciclo de Krebs 
o malato será transformado em oxaloacetato, o qual será transformado em aspartato e esse último 
será utilizado no ciclo da ureia se ligando com a citrulina para formar o arginino-succinato. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Ureia 
• A ureia é a principal forma de eliminação dos grupos amino oriundos dos aminoácidos e 
perfaz cerca de 90% dos componentes nitrogenados da urina. 
• Parte da ureia difunde do sangue para o intestino, onde é clivado em CO2 e NH3 pela urease 
bacteriana (produzida na microbiota). Essa amônia (NH3) é parcialmente perdida nas fezes 
e parcialmente reabsorvida para o sangue para ser transformada em ureia para poder ser 
excretada em outro local. 
• A ureia pode ser dosada para observar problemas no rim, através de um exame de sangue. 
• Alguns antibióticos matam ou reduzem as bactérias produtoras de urease, assim, 
interferindo na quantidade de amônia. 
 
Valor diagnóstico das aminotransferases plasmáticas 
• As aminotransferases são enzimas intracelulares, de 
modo que os baixos níveis observados no plasma 
representam a liberação de conteúdos celulares durante a 
renovação celular normal. 
• Presença de níveis plasmáticos elevados de 
aminotransferases indica lesão em células ricas nessas 
enzimas, causada por traumas físicos ou processos 
patológicos. Os níveis plasmáticos de aminotransferases 
ficam elevados em quase todas as doenças hepáticas. 
• Alamina-aminotransferase (ALT) e aspartato-
aminotransferase (AST) são as enzimas mais importantes 
nos processos de transaminação, dessa forma, estão em 
grande quantidade no fígado. 
• A ALT é mais específica que a AST para doenças 
hepáticas, mas esta última é mais sensível, pois o fígado 
contém maiores quantidades de AST. 
• As aminotransferases podem estar elevadas em doenças 
não hepáticas como o infarto do miocárdio e doenças 
musculares. Essas doenças, no entanto, são em geral 
clinicamente distintas das doenças hepáticas, podendo 
assim geralmente identificar o que está causando a 
elevação de aminotransferases no sangue. 
• Tanto níveis altos como níveis baixos das ALTs podem indicar uma série de problemas. A 
elevação geralmente esta relacionada a hepatites virais, alcóolicas, medicamentosas; 
câncer de fígado; cirrose... 
 
Hiperamonemia: elevação nos níveis de amônia no sangue. 
• A amônia por ser muito tóxica, geralmente tem seus níveis baixos (5 a 35 micromol por 
litro). A amônia em excesso é extremamente tóxica, pois consome muito ATP. 
• A amônia tem efeito neurotóxico muito forte direto no SNC, causando sonolência, vômito, 
visão borrada, tremor, discurso inarticulado, edema cerebral. 
• A diminuição nos níveis de amônia não resulta em tantos problemas quanto o excesso. 
• Dois tipos de hiperamonemia 
Þ Hiperamonemia adquirida: causada por condições como hepatite viral, presença de 
hepatotoxinas, cirrose, insuficiência renal, diminuição do fluxo de sangue para os 
rins (podendo ser causados por insuficiência cardíaca congestiva e infarto), 
queimaduras graves, desidratação e dieta rica em proteínas. 
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Þ Hiperamonemia hereditária: causada por mutações nas enzimas, principalmente a 
deficiência da ornitina-transcarbomoilase. Condição genética ligada ao 
cromossomo X. Tem alta morbidade e mortalidade. 
• Tratamento da hiperamonemia adquirida: inclui a limitação de proteína na dieta, na 
presença de calorias em quantidade suficiente para prevenir o catabolismo. E inclui a 
administração de compostos que se ligam covalentemente a aminoácidos, como o 
fenilbutirato que é uma pró-droga, a qual é rapidamente convertida em fenilacetato, o qual 
secombina com a glutamina para formar fenilacetil-glutamina. A fenialacetil-glutamina, 
contendo dois átomos de nitrogênio, é excretada na urina, auxiliando assim na depuração 
do nitrogênio que deve ser excretado. 
 
Moléculas derivadas de aminoácidos ou produtos especializados dos aminoácidos 
 
Biossíntese do heme: no interior das 
mitocôndrias, a glicina e o succinato se unem 
formando o ácido 5 aminolevulinico ou ALA 
(processo catalisado pela ALA sintase). Esse 
composto sai da mitocôndria, passa por uma 
série de transformoções no citosol, até formar o 
corproporfirinogênio III. O 
corproporfirinogênio III é catalisado pela 
molécula oxidase de coproporfirinogênio 
(CPO), sendo transformado no 
protoporfirinogênio IX, nas mitocôndrias. 
Então, dentro das mitocôndrias, o 
protoporfirinogênio IX é catalisado pela oxidase 
de PP6 em protoporfirina. E a protoporfirina é a 
base para a formação do grupo heme (utilizado 
na síntese de hemoglobina e mioglobina). 
 
Síntese da creatina: nos rins, a glicina e parte 
da arginina se unem formando o 
guanidinacetato, o qual, no fígado, se unirá 
com um metil (vindo da metionina), 
formando, então, a creatina. A creatina assim 
será repassada para os tecidos, principalmente 
para os músculos (aproximadamente 95% da 
creatina no corpo humano encontra-se na 
musculatura esquelética). 
Foi visto uma relação entre a creatina e o 
desempenho em atividades de alta 
intensidade, isso porque a creatina pode ser 
fosforilada pela enzima creatina quinase, 
transformando-se em fosfocreatina, e esta 
última é uma reserva de energia nos músculos. 
Então, ao se realizar exercícios físicos a 
fosfocreatina é transformada em creatina, 
liberando fosfato para a produção de ATP. A 
regeneração da fosfocreatina é um processo que depende da presença de oxigênio. 
A forma de excreção de creatina é creatinina (estrutura cíclina formada pela perda de fosfatos pela 
creatina ou pela fosfocreatina). A excreção é feita pelos rins, portanto a quantidade de creatinina 
na urina pode indicar como está o funcionamento dos rins. 
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Síntese de neurotransmissores: 
• A noraepinefrina e a epinefrina são 
neurotransmissores exitatórios que aumentam a 
probabilidade de o neurônio disparar um potencial de 
ação. A noraepinefrina está relacionada ao raciocínio 
e às emoções, além de manter a pressão sanguínea em 
níveis normais. E a epinefrina prepara o organismo 
para a realização de grandes efeitos de forma rápida. 
Ambos neurotransmissores são produzidos a partir da 
tirosina. A tirosina é convertida pela tirosina 
hidroxilase (a qual necessita como cofator o BH4) na 
molécula dopa. A dopa é convertida em dopamina pela 
descarboxilase (a qual necessita da vitamina B6 como 
cofator). A dopamina é convertida em noraepinefrina 
por uma hidroxilase (a qual tem como cofator o ácido 
ascórbico). E a noraepinefrina irá receber da metionina 
um grupo metil se transformando em epifrina. 
• O GABA (alfa- aminobutirato) é um neurotransmissor 
inibitório, o qual diminui a probabilidade do neurônio 
disparar um potencial de ação. Esse neurotransmissor 
contribui para a visão, para o controle motor e 
desempenha um papel na regulação da ansiedade. 
Tanto que os benzodiazepínicos, usados para ajudar 
no tratamento da ansiedade, funcionam aumentando a 
eficiência dos neurotransmissores GABA, o que pode 
aumentar a sensação de relaxamento e calma. O 
GABA é formado a partir do glutamato num processo 
de descarboxilação feito pela enzima descaboxilase, a 
qual precisa do cofator PLP. 
• A serotonina também é um neurotransmissor 
inibitório, o qual desempenha um papel importante na 
regulação e na modulação do humor, do sono, da 
ansiedade, da sexualidade e do apetite. Os inibidores 
seletivos da receptação da serotonina, geralmente 
referidos como ISRSs, são um tipo de medicação 
antidepressiva. A serotonina é derivada do triptofano, 
o qual por ação da triptofano hidroxilase (que 
necessita do cofator BH4) é transformada em 5-
hidroxitriptofano, este última sofrerá um processo de 
descarboxilação transformando-se em serotonina. 
 
Síntese de histamina: a histamina é produzida por basófilos 
e mastócitos teciduais e é responsável por recrutar os glóbulos 
brancos nos processos infecciosos e alérgicos. A histamina é 
derivada da histidina, a qual é descarboxilada pela histidina 
descarboxilase (que tem o PLP como cofator), 
transformando-se em histamina. 
 
 
 
 
 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 14 
 
Metabolismo dos glicídios ou dos carboidratos 
 
Carboidratos 
• Responsáveis pela produção de energia (todas as células humanas utilizam a glicose como 
fonte de energia) 
• Formação de glicoproteínas 
• Fazem parte de estruturas enzimáticas 
• Fórmula geral: (CH20)n 
• Glicose, galactose e frutose apresentam a mesma fórmula química com seis carbonos 
 
Digestão dos açúcares 
• Na luz no intestino existem enzimas que degradam os carboidratos (como a amilase que 
degrada o amido em moléculas menores (como oligossacarídeos, maltose e isomaltose)). 
• Os enterócitos possuem em suas bordas em escova enzimas que degradarão carboidratos: 
Þ Glicoamilase: degrada os oligossacarídeos em monossacarídeos (glicose). 
Þ Maltase: degrada a maltose em duas moléculas de glicose. 
Þ Isomaltase: degrada a isomaltose em duas moléculas de glicose. 
Þ Sacarase: degrada a sacarose em uma glicose e uma frutose. 
Þ Lactase: degrada a lactose em uma glicose e uma galactose. 
• Os enterócitos só absorvem monossacarídeos, pois os transportadores presentes na borda 
em escova só conseguem transportar monossacarídeos. Transportadores presentes nos 
enterócitos: 
Þ GLUT-2: transportador de glicose 
Þ GLUT-5: transportador da frutose. 
Þ SGLT-1: transporte de glicose dependendo de sódio. 
Þ Existem outros transportadores de glicose (GLUT-1, GLUT-3 e GLUT-4), porém 
estes não estão presentes nos enterócitos e sim em outras células no corpo. 
 
Fosforilação das oses (1a etapa da glicólise) 
• As oses fisiológicas (glicose, frutose e galactose), após serem absorvidas são direcionadas 
ao fígado através da veia porta, onde serão previamente fosforiladas antes de iniciar seu 
metabolismo. 
• A fosforilação consiste na transferência de um fosfato do ATP, para a ose, formando, 
assim, um éster fosfórico. 
• A fosforilação é importante para que ocorra a interconversão entre as oses. 
• Enzimas que fosforilam a glicose: são as hexoquinases: 
Þ Hexoquinase I: mais concentrada no cérebro e nos rins 
Þ Hexoquinase II: mais concentrada nos músculos esqueléticos 
Þ Hexoquinase I e II: encontradas também no fígado 
Þ Hexoquinase III: presente em diversos tecidos 
Þ Hexoquinase IV (ou glicoquinase): presente principalmente no fígado e nas células 
beta do pâncreas. 
• Fosforilação da glicose: a glicose é transformada pela hexoquinase em glicose-6-P 
• A galactose e a frutose não possuem uma via própria para serem transformadas em energia, 
portanto elas precisam ser convertidas em glicose ou em produtos intermediárias da via 
glicolítica. 
• Fosforilação da galactose: a galactose é transformada pela galactoquinase em galactose-1-
P (a qual será posteriormente transformada em glicose). 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 15 
• Fosforilação da frutose (a frutose pode ser fosforilada no carbono 1 ou no carbono 6): a 
frutose pode, então, ser transformada pela frutoquinase em frutose-1-P (que será 
transformada em glicose) ou pela hexoquinase em frutose-6-P (que já é um componente da 
via glicolítica). 
 
Interconversão de oses: é necessária pois o corpo só consegue utilizar a glicose como forma de 
energia. 
O fígado é o órgão encarregado de transformar a 
galactose e a frutoseem glicose, e distribuir esta ose 
para os outros tecidos, onde será utilizada como fonte 
de energia. 
• A glicose-6-P pode ser transformada em 
glicose novamente pela glicogênio fosforilase e 
pode também entrar no Ciclo das Pentoses 
quando for transformada na ribose-6-P. 
• A glicose pode também se transformada em 
frutose-6-P e galactose-1-P. 
 
Metabolismo da glicose 
• Existe no nosso organismo uma necessidade de glicose para todos os tecidos, sendo que 
em alguns como o sistema nervoso central e os eritrócitos esta é primordial. 
• A principal via de utilização da glicose e dos carboidratos ingeridos na alimentação é a 
glicólise e esta ocorre no citoplasma, onde as enzimas da glicólise estão presentes. 
• Esta é uma via singular (única), uma vez que pode funcionar em aerobiose (com a presença 
de oxigênio) ou em anaerobiose (sem a presença de oxigênio). 
• A via principal do metabolismo da glicose, é também a via principal de metabolização da 
frutose e da galactose. 
 
Glicólise 
• Reação bioquímica que envolve 10 passos 
• É a quebra da glicose, um molécula de seis 
carbonos, em duas moléculas de três carbonos 
cada. 
• Etapas da glicólise: 
Þ Estágio I (preparação da glicose): há um 
investimento de energia para ser 
recuperada mais tarde. 
Þ Estágio II: quebra e rearranjo da 
molécula de glicose em duas moléculas 
de três carbonos. 
Þ Estágio III (oxidação): geração de 
energia. 
 
Passos da glicólise: 
 
Passo 1: 
• Começa depois da entrada da glicose na célula, transportada por um GLUT. 
• O primeiro passo da glicólise é a entrada da glicose na via glicolítica através da sua 
fosforilação, transformando-se em Glicose 6P (G 6-P). 
• A glicose fosforilada não consegue mais sair da célula pelo transporte do GLUT. 
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 16 
• Nesta reação de fosforilação, o ATP é requerido como doador de fosfato. 
• Como a reação é acompanhada por perda considerável de energia livre na forma de calor, 
pode ser considerada como irreversível nas condições fisiológicas. 
• Esta fosforilação da glicose na maioria dos tecidos é catalisada pela hexoquinase, uma das 
três enzimas regulatórias da glicólise. A hexoquinase necessita do cofator magnésio para 
o seu funcionamento, atuando com o complexo Mg-ATP. 
• A outra enzima responsável pela fosforilação da glicose é a glicoquinase (ou hexoquinase 
tipo 4), a qual também forma a Glicose 6P. 
• No fígado (que possuí as duas enzimas) e nas células beta do pâncreas, a glicoquinase é a 
enzima predominante para a fosforilação da glicose. 
• Existem diferenças fundamentais entre essas duas enzimas. 
• A glicoquinase requer uma concentração muito maior de glicose para atingir metade da 
saturação (possui um Km maior - Km= 5,5 mmol/L), diferindo bastante da hexoquinase 
que é ativada em concentrações mínimas de carboidrato (possui um Km menor – Km= 0,05 
mmol/L). 
• Em função desta diferença a glicoquinase só funciona quando a concentração intracelular 
de glicose no organismo está elevada. 
• Esta diferença de ativação é compensada e explicada fisiologicamente, uma vez que a 
glicoquinase possui uma velocidade máxima elevada, permitindo ao fígado receber uma 
grande quantidade de glicose e depois remover efetivamente este afluxo de glicose do 
sangue portal. 
• Além disso, a glicoquinase é específica na fosforilação da glicose, ao contrário da 
hexoquinase que fosforila diversas hexoses, e não sofre o mecanismo de regulação desta 
última. 
• A fosforilação impede que grandes quantidades de glicose saiam das células e penetrem na 
circulação sistêmica após uma refeição rica em carboidratos, e assim, minimizar a 
hiperglicemia durante o processo absortivo. 
• Toda vez que a proporção ATP/ADP for elevada (o que significa acúmulo de ATP, ou seja, 
riqueza de energia) acontece um bloqueio da glicólise, como consequência deste bloqueio 
temos acúmulo de Glicose 6P, que é um metabólito inibidor da hexoquinase. 
• Desta maneira quando um célula (que possua as duas enzimas) se defronta com uma taxa 
energética alta, a hexoquinase mesmo bloqueada não impede a continuação da fosforilação 
da glicose, pois a glicoquinase não é inativada, podendo dar continuidade à glicólise. 
• Assim sendo, quando a concentração de G 6-P aumenta, temos a inibição da hexoquinase, 
e então, para garantir que a glicose será metabolizada, a glicoquinase continua sua 
atividade (uma vez que ela estará ativada em função das altas concentrações de glicose 
intracelular), garantindo um rápida transformação por que possui um velocidade máxima 
bem elevada. 
• Fisiologicamente este é um mecanismo extremamente importante, uma vez que quando a 
hexoquinase é inibida nos tecidos periféricos (que só possuem esta enzima) todo excesso 
de glicose serão direcionadas para o fígado, que como possui as duas enzimas irá 
metabolizar a glicose. No fígado o excesso de glicose pode ser transformada em glicogênio 
ou em gordura. 
 
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 17 
Passo 2: 
• Neste segundo passo, tem-se uma simples isomerização da Glicose 6-P em Frutose 6-P (F 
6-P), que é catalisada pela fosfohexose isomerase (ou fosfoglico mutase), a qual também 
tem o magnésio como cofator. 
• Esta reação é facilmente reversível e não é uma etapa limitante da velocidade ou 
reguladora da via glicolítica. 
 
Passo 3: 
• Esse passo, assim como o passo 1, é uma etapa limitante, pois houve gasto de energia com 
a utilização de uma molécula de ATP, a qual foi utilizada para fosforilar a F 6-P. 
• Esta é a etapa de controle mais importante da via glicolítica e é a reação irreversível de 
fosforilação catalisada pela fosfofrutoquinase-1 (PFK1), onde a Frutose 6-P é convertida 
em Frutose 1,6 Difosfato (F 1,6-P2). 
• A reação da PFK1 é a etapa limitante da velocidade da glicólise, a PFK1 é controlada 
negativamente pelas concentrações dos substratos ATP e F 6-P, e controlada positivamente 
por outras substâncias regulatórias que vão ativar a enzima ao invés de inibir. 
• Desta maneira, a PFK1 é inibida alostericamente por níveis elevados de ATP (sinal de 
riqueza energética), indicando que não há a necessidade de ocorrer a glicólise. 
• Outro composto que é um sinalizador de riqueza energética é o citrato (que é produzido no 
Ciclo de Krebs). O citrato é acumulado quando este excesso energético bloqueia o Ciclo 
de Krebs, o que faz com que este composto apareça no citoplasma e também iniba a PFK1; 
ou seja, esta inibição ocorre porque o citrato pontencializa o efeito inibidor do ATP. 
• Inversamente, a PFK1 é ativada alostericamente por concentrações elevadas de ADP e 
AMP, os quais sinalizam que há pouco depósito de energia na célula, dessa maneira, haverá 
necessidade de ativar a glicólise. 
• No entanto, o controle mais impotante da glicólise 
(consequentemente na PFK1) é o da Frutose 2,6 
difosfato (F 2,6-P2), o glicídio ativador mais potente 
da PFK1. 
• A produção desse carboidrato é regulada pela insulina 
(que estimula a produção de F 2,6-P2) e pelo glucagon (que inibe a produção de F 2,6-P2). 
• Níveis diminuídos de glucagon e elevados de insulina (o que acontece após as refeições), 
acarretam um aumento na F 2,6-P2, a qual irá ativar a PFK1, aumentando a velocidade da 
glicólise. 
• A F 2,6-P2 é produzida no fígado, em uma reação catalisada pela PFK2, a partir da Frutose 
6-P; nessa reação o ATP também perde um fosfato. 
• Então, a F 2,6-P2 irá ativar a PFK1, acelerando a glicólise, e também vai inibir a enzima 
FBPase-1 (a qual é responsável pela gliconeogênese, ou seja, essa enzima faz a 
desfosforilação da Frutose 1,6-P2 em Frutose 6-P, para depois esta última ser transformada 
novamente em glicose quando há falta de glicose no sangue; esta reação é estimulada pelo 
glucagon). 
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 18 
• Dessa forma, a Frutose 2,6-P2 não é um intermediário da glicólise e não participa de via 
metabólica específica, ela é somente um efetor positivo da PFK1, produzido pela PFK2. 
• Desta maneira a Frutose 2,6-P2 age como um sinalizador intracelular positivo, indicando 
que a glicose é abundante e isso faz a glicose estar em sua máxima velocidade. 
• Ao contrário, níveis elevados de glucagon e baixos de insulina, como ocorrem durante o 
jejum diminuem a concentração intracelular de Frutose 2,6-P2 hepática. 
• Isto resulta em uma redução na velocidade global da glicólise no fígado e um aumento na 
gliconeogênese hepática, o que vai garantir junto com o glicogenólise (quebra do 
glicogênio), a manutenção da glicemia. 
 
Passo 4: 
• Esta é uma etapa relativamente sem importância, e consiste na ação da aldolase A que 
quebra a Frutose 1,6-P2 em Dihidroxiacetona Fosfato (DHAP) e Gliceraldeído 3-
Fosfato. 
• Ambos compostos formados possuem três carbonos, no entanto não são iguais, são 
isômeros. 
 
Passo 5: 
• Nesta etapa, a triose fosfato isomerase converte o dihidroxiacetona fosfato em 
gliceraldeído 3-fosfato. 
• Esta isomerixação resulta em duas moléculas de gliceraldeído 3-fosfato. Portanto, desta 
fase em diante teremos sempre o dobro de metabólitos descritos. 
 
 
Passo 6: 
• Nessa etapa, um hidrogênio será removido do gliceraldeído 3-fosfato e outro de um fosfato 
inorgânico pela gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase, passando um hidrogênio para o 
NAD+ (que está ligado a essa enzima como cofator) e deixando um H+ livre (formando 
então o NADH + H+). 
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 19 
• O NADH produzido na enzima não está tão firmemente unido a enzima quanto o NAD. 
Consequentemente, o NADH é facilmente deslocado por outra molécula de NAD, que vai 
unir-se a enzima dando continuidade a glicólise, dessa forma, o NADH + H+ ficam livres 
no citoplasma. 
• Com a saída de um hidrogênio do carbono 1 do gliceraldeído 3-fosfato é adicionado a esse 
carbono aquele fosfato que também perdeu um hidrogênio, formando, então, o 1,3-
difosfoglicerato. 
• O NADH será utilizado pela via anaeróbica e pela via aeróbica (cadeia respiratória). 
• O grupo fosfato que foi transferido para o carbono 1 do gliceraldeído 3-fosfato gerou um 
fosfato de alta energia, sendo, então, conservada muita energia no 1,3-difosfoglicerato. 
• Na célula existe somente uma quantidade limitada de NAD+, desta maneira o NADH 
formado deve ser novamente oxidado para regenerar o NAD+ e a glicólise continuar. 
• Dois mecanismos importantes para regenerar este NAD celular, um na ausência de 
oxigênio (metabolismo anaeróbico) e outro na presença (metabolismo aeróbico). 
Þ Anaeróbico: o NADH perde um hidrogênio ao transformar o piruvato em lactato. 
Þ Aeróbico: oxidação do NADH na cadeia de transporte de elétrons. 
 
 
 
 
 
 
 
Passo 7: 
• Esta é a etapa quando começa a “pagar” as duas moléculas de ATP gastas anteriormente. 
• O grupo fosfato de alta energia no carbono 1 do 1,3-difosfoglicerato é usado para sintetizar 
ATP a partir de ADP em um reação catalisada pela fosfoglicerato quinase (que precisa 
do magnésio como cofator), essa reação, ao contrário da maioria das outras reações 
catalisadas pelas quinases, é reversível. 
• O produto obtido desta reação é o 3-fosfoglicerato. E este é um exemplo de fosforilação 
em de nível de substrato (pois o doador do fosfato é o substrato da enzima). 
• Como duas moléculas de 1,3-difosfoglicerato são formadas a partir de cada molécula de 
glicose, esta reação, que forma duas moléculas de 3-fosfoglicerato, repõe as duas 
moléculas de ATP consumidas na forma anterior de G 6-P e F 1,6-P2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Passo 8: 
• Esta é uma reação relativamente simples que consiste na troca do grupo fosfato do carbono 
3 para o carbono 2, formando o 2-fosfogligerato; a reação é catalisada pela fosfoglicerato 
mutase e é reversível. 
 
 
 
 
 
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 20 
Passo 9: 
• Esta é uma etapa importante por ser preparatória para na próxima fase ser gerado energia 
na forma de produção de ATP. 
• Ocorre uma desidratação (perda de uma molécula de água) do 2-fosfoglicerato pela 
enolase, a qual redistribui a energia dentro da molécula de 2-fosfoglicerato, formando o 
fosfoenolpiruvato (PEP), o qual contém um enol fosfato de alta energia. 
• A reação é reversível, apesar da natureza de alta energia do produto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Passo 10: 
• Nesta etapa temos a conversão do PEP em piruvato que é catalisada pela piruvato 
quinase (que possui o magnésio e potássio como cofatores); essa conversão é a terceira 
reação irreversível da glicólise. Nessa conversão o PEP passa seu fosfato para uma 
molécula de ADP formando um ATP. Obs.: são produzidos dois ATP, pois dois PEP são 
formados com uma molécula de glicose. 
• Este é o segundo exemplo de fosforilação em nível de substrato. 
• Esta etapa também sofre uma regulação importante, no fígado, a piruvatoquinase é 
ativada pela frutose 1,6-difosfato, o produto da reação da PFK1 (na etapa 3). 
• Esta regulação possui o efeito de ligar as atividade das duas quinases: a atividade 
aumentada da PFK1 resulta em níveis aumentados de frutose 1,6-difosfato, que por sua vez 
vai aumentar a atividade da piruvatoquinase. 
• Este acoplamento é importante quando o fígado recebe um grande suprimento de glicose 
da corrente sanguínea, havendo grande necessidade de processá-la rapidamente. 
• Outra regulação importante é a fosforilação, no fígado, da piruvatoquinase, que ao ser 
fosforilada por uma proteína quinase tipo A dependente de AMP cíclico (PKA), é 
inativada. Ou seja, quando a PKA está ativada no fígado ocorrerá um bloqueio da glicólise. 
• O glucagon que ativa a PKA, a qual inativa a piruvatoquinase através de uma fosforilação, 
para impedir que a glicólise ocorra. Enquanto a enzima fosfatase retira o fósforo da 
piruvatoquinase, ativando-a. 
• Assim, ocorre um favorecimento da degradação do glicogênio para a manutenção da 
glicemia. 
• Se a glicólise não estiver bloqueada, o glicogênio não é degradado em glicose nos 
hepatócitos e não acontece a manutenção da glicemia. 
• Regulação local: no fígado, a regulação da piruvatoquinase por hormônios (insulina e 
glucagon) é mais importante do que a regulação por fatores locais (ATP, acetil-CoA). 
 
Produtos finais da glicólise: duas moléculas de piruvato, quatro ATP e dois NADH + H+ 
Balanço geral: glicose + 2ATP 2 piruvatos + 2NADH + 4ATP 
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Passo 11 (destino do piruvato): 
• Em condições anaeróbicas: ocorre a 
fermentação láctica, onde o piruvato é 
transformado em lactato pela enzima 
lactato desidrogenase e o NADH é 
oxidado em NAD+. O excesso de lactato 
pode gerar acidose, inibindo a via 
glicolítica. 
Þ Essa é um etapa importante, pois se não ocorresse, em condições anaeróbicas, não 
teria com o NAD celular se renovado para dar continuidade a glicólise. 
Þ Não acontece em um grande variedade de tipo celulares, mas a formação do lactato 
é o principal destino do piruvato nas hemácias, no cristalino, na córnea ocular, na 
medula renal, nos testículos e nos leucócitos. 
Þ No exercício intenso, o lactato se acumula no músculo, causando uma queda do pH 
intracelular, e nas junções neuromusculares, potencialmente resultando em 
caimbrã, dor, fadiga muscular e impedindo a via glicolíta. Posteriormente, grande 
parte deste lactato se difunde para o sangue, indo até o fígado, onde será 
metabolizado, e seus metabólitos serão excretados na urina. 
• Em condições aeróbicas: piruvato é oxidado em Acetil-CoA, pelo complexo enzimático 
piruvato desidrogenase (que possui como cofatoresa coenzima A, o NAD, o FAD, o TPP 
e o lipoato); essa reação é irreversível e acontece em células que apresentam mitocôndrias. 
O piruvato será descarboxilado, gerando, além do Acetil-CoA, uma molécula de gás 
carbônico (que será direcionada para os pulmões, para ser expirada). A modulação da 
piruvato desidrogenase é feita negativamente pelo excesso de ATP, de NADH e de Acetil-
CoA, e é feita positivamente pelo excesso de AMP ou de NAD+. A Acetil-CoA é um 
importante combustível para o Ciclo de Krebs e é um bloco estrutural na síntese dos ácidos 
graxos. 
 
• Carboxilação do piruvato em oxalacetato: 
é feita pela piruvato carboxilase (a qual 
depende da biotina, pois esta é responsável 
por carrear o CO2). Esta reação é importante, 
pois repõe os intermediários do Ciclo de 
Krebs e também por fornecer substratos para 
a gliconeogênese. 
• Redução do piruvato a etanol: ocorre em duas etapas, pela descarboxilação do piruvato 
pela piruvato descarboxilase, formando o aldeído acético (um intermediário). Na segunda 
reação do processo temos a transformação deste aldeído acético em etanol pela ação da 
álcool desidrogenase; ambas reações necessitam de NADH para ocorrer. Esta é uma via 
que ocorre em fungos e certos microorganismos, mas não em seres humanos. 
 
 
 
 
 
 
 
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Regulação da glicólise por enzimas alostéricas: 
• Hexoquinase: converte a glicose em glicose-6-fosfato. O excesso de glicose-6-fosfato 
pode inibir essa hexoquinase. 
• Fosfofrutoquinase-1 (PFK1): converte a frutose-6-fosfato em frutose-1,6-difosfato. Essa 
enzima é modulada positivamente pela AMP e pela frutose-2,6-difosfato e modulada 
negativamente pelo ATP, pelo citrato e pelo excesso de prótons (baixo pH, citoplasma 
ácido inibe a via glicolítica, e pode ser causado também pelo excesso de lactato). 
• Piruvatoquinase: converte o fosfoenolpiruvato em piruvato. Essa enzima é modulada 
positivamente pela frutose-1,6-difosfato (produzida na etapa 3) e modulada negativamente 
pelo ATP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fontes de glicose: 
• Glicogênio (é quebrado pela glicogênio fosforilase em moléculas de glicose-1-fosfato, a 
qual por uma isomerase é transformada em glicose-6-fosfato) 
• Polissacarídeos e dissacarídeos 
• Hexoses 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Ciclo de Krebs 
 
Ciclo de Krebs ou TCA 
• O ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico ou ciclo do ácido tricarboxílico – TCA) 
desempenha vários papéis no metabolismo, no entanto, sua função central é a oxidação 
de acetil CoA em CO2 e H2O. O acetil-CoA é derivado do piruvato e é o substrato inicial 
do Ciclo de Krebs. 
• Este acetil CoA é derivado do metabolismo de moléculas combustíveis como os 
aminoácidos, ácidos graxos e carboidratos e esta oxidação responde por cerca de dois 
terços do consumo total de oxigênio e produção de ATP na maioria dos animas, incluindo 
os seres humanos. 
• Este ciclo também participa em uma série de reações de síntese importantes. Por exemplo, 
o ciclo funciona na formação de glicose a partir dos esqueletos de carbono dos 
aminoácidos (esta via é conhecida como gliconeogênese). 
• O Ciclo de Krebs é uma continuação da glicólise e ocorre somente em células que possuem 
mitocôndrias. 
• O Ciclo de Krebs está acoplado também à cadeia respiratória. 
• É uma via metabólica que ocorre totalmente na matriz mitocondrial e assim está em 
proximidade às reações do transporte de elétrons e da fosforilação oxidativa (que se 
localiza na membrana mitocôndrial interna), permitindo, portanto, o acoplamento dessas 
três vias bioquímicas (via da glicólise aeróbia) 
 
 Quadro síntese das reações no Ciclo de Krebs 
 
 
 
 
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• O piruvato é convertido em acetil-CoA pela enzima piruvato desidrogenase, nas 
mitocôndrias, e essa reação realiza a redução do NAD+. Dois piruvatos (vindos, 
principalmente, da glicólise) dão origem à dois acetil-CoA e reduzem dois NAD+. 
• Alguns compostos intermediários do Ciclo de Krebs podem ser formados pela 
metabolização de aminoácidos. 
• No Ciclo de Krebs (com duas moléculas de acetil-CoA) ocorrerá a redução de 6 NAD+ e 
de 2 FAD+ (essas reações são realizadas pelas desidrogenases, as quais retiram um 
hidrogênio de um composto e passam para o NAD+ ou FAD+. 
• O Ciclo de Krebs apresenta oito passos. 
• Uma volta no Ciclo de Krebs produz 3 NADH, 1 GTP e 1 FADH2, e perde 2 moléculas 
de CO2. 
 
 
Passos do Ciclo de Krebs: 
 
1º passo: Condensação 
• O acetil-CoA vai unir-se ao oxalacetato (alfa-cetoácido) formando o citrato (ácido 
tricarboxílico), e liberando a coenzima A e um H+. 
• A reação é catalisada pela cintrato sintetase. 
• A reação requer uma molécula de água para acontecer. 
• A reação libera energia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2º passo: Isomerização do citrato 
• O citrato é transformado em isocitrato (seu isômero). 
• A reação é catalisada pela aconitase (isomerase) e é reversível 
• Nessa reação ocorre primeiro uma desidratação transformando o citrato em aconitato, e 
depois ocorre uma hidratação transformando o aconitato em isocitrato (assim trocando a 
posição da hidroxila e do hidrogênio, e formando o isômero). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3º passo: Descarboxilação oxidativa do isocitrato 
• O isocitrato é desidrogenado e descarboxilado na presença da isocitrato desidrogenase 
formando o α-cetoglutarato. 
• Como acontece uma descarboxilação é formado também uma molécula de CO2. 
• Ocorre a redução de um NAD+ formando um NADH (carregador de energia). 
 
 
 
 
 
 
 
 
4º passo: Descarboxilação oxidativa do α-cetoglutarato 
• O α-cetoglutarato é descarboxilado e a coenzima A é desidrogenada, assim, os dois são 
unidos, formando o succinil-CoA; uma molécula de CO2 é liberada e o hidrogênio da 
coenzima A é passado para um NAD+, formando um NADH. 
• A reação é catalisada pela α-cetoglutarato desidrogenase. 
• A reação libera energia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
5º passo: Fosforilação ao nível do substrato 
• O succinil-CoA libera energia, ao ser quebrado em succinato e coenzima A, para ocorrer 
a fosforilação oxidativa do GDP em GTP. Ou seja, é formada uma ligação fosfato de 
elevada energia a partir do succinil-CoA. 
• A enzima utilizada é a succinil-CoA sintetase. 
• Porém o GTP precisa ser convertido na moeda energética ATP. 
• Então, o GTP é utilizado na formação de um ATP; reação catalisada pela nucleosídio 
difosfoquinase (a qual permite a transferência do fosfato terminal do GTP para o ADP, 
formando então o ATP). 
• Assim, esta reação é o único exemplo no 
ciclo do ácido cítrico em que há 
formação de um fosfato de alta energia 
ao “nível do substrato”. 
 
 
 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 26 
 
6º passo: Oxidação do succinato 
• O succinato é desidrogenado, formando o fumarato (um trans-isômero do succinato) e 
passando dois de seus hidrogênios para o FAD (formando, então, o FADH2). 
• A reação é catalisada pela succinato desidrogenase. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7º passo: Hidratação do fumarato 
• O fumarato é hidratado transformando-se em L-malato. 
• A reação é catalisada pela fumarase e libera energia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8º passo: Oxidação do L-malato 
• O L-malato é oxidado (perde dois de seus hidrogênios) transformando-se em oxalacetato. 
• Com os hidrogênios é formado o NADH + H+. 
• A reação é catalisada pela malato desidrogenase. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Produtos formadosno Ciclo de Krebs, considerando a utilização de dois piruvatos: 
• 4 CO2 
• 6 NADH 
• 2 GTP (que são convertidos em ATP) 
• Coenzima A 
• 2 FADH2 
• 4H+ 
Obs: o principal objetivo do Ciclo de Krebs é formar as coenzimas reduzidas (NADH e 
FADH2) para estas serem utilizadas na cadeia respiratória para formar ATP. 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 27 
 
Equação global: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Controle do Ciclo do Ácido Cítrico: 
• Ao nível da condensação, a citrato sintase é inibida pelo NADH e pelo ATP (que aumenta 
a KM para a acetil-CoA) e é estimulada pelo ADP. 
• Ao nível da descarboxilação oxidativa do isocitrato, a isocitrato desidrogenase é inibida 
pelo ATP e pelo NADH. 
• Ao nível da descarboxilação oxidativa do α-cetoglutarato, a α-cetoglutarato 
desidrogenase é inibida pelos produtos da reação (succinil-CoA e NADH) e pelo ATP. 
 
Outras funções do citrato: 
• O citrato, além de ser um intermediário no ciclo de Krebs, fornece uma fonte de acetil-
CoA para a síntese citosólica de ácidos graxos (citrato liase (ativada pela insulina) e acetil-
CoA carboxilase (ativada pelo citrato)). A citrato liase vai formar o acetil-CoA e a acetil-
CoA carboxilse irá formar o malonil-CoA. O malonil-CoA será transformado em 
palmitoil-CoA, e este último, depois, irá perder a coenzima A transformando-se no ácido 
graxo palmitato. 
• O citrato: 
• Ativa acetil CoA carboxilase (a enzima de síntese dos ácidos graxos). 
• Inibe a fosfofrutoquinase-1 (a enzima determinante da velocidade na glicólise), 
impedindo a continuidade da via glicólitica (na fase 3). 
 
 
 
 
 
 
 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
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Cadeia respiratória: cadeia transportadora de elétrons 
 
 
É uma cadeia que consome oxigênio e é 
responsável pelo transporte de elétrons. 
É na membrana interna das mitocôndrias que 
ocorre esse processo. 
Na membrana interna das mitocôndrias existem: 
• Transportadores de elétrons 
• Translocases: transportam ADP e ATP de 
dentro para fora e de fora para dentro da 
membrana interna 
• ATP sintetase 
• Outras proteínas transportadoras 
O piruvato na reação aeróbica entra na 
mitocôndria e transforma-se em acetil-CoA (uma 
molécula bem grande) para entrar no ciclo de 
Krebs que ocorre na matriz mitocondrial. No ciclo 
de Krebs são formados NADHs e FADHs. 
As mitocôndrias possuem seus próprios 
ribossomos 
 
As moléculas ricas em energia, como a glicose ou ácidos graxos, são metabolizadas por uma série 
de reações de oxidação, produzindo finalmente CO2 e água. 
Os intermediários metabólicos destas reações doam elétrons para coenzimas especializadas, a 
nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD) e flavina adenina dinucleotídeo (FAD), para formar 
coenzimas reduzidas ricas em energia, NADH e FADH2, respectivamente. O NADH possui um 
grau de energia maior do que o FADH2. 
Estas coenzimas reduzidas podem, por sua vez, doar cada uma um par de elétrons a um conjunto 
especializado de transportadores de elétrons, coletivamente denominados Cadeia de Transporte 
de Elétrons. 
Os componentes da cadeia de transporte de elétrons estão localizadas na membrana interna das 
mitocôndrias, essa é uma estrutura especializada que é impermeável à maioria de íons pequenos, 
incluindo o H+, Na+, e K+, moléculas pequenas como ATP e ADP (que passam somente com as 
translocases), piruvato e outros metabólitos importantes. 
 
Na glicólise e no ciclo de Krebs são formados os NADH e os FADH2 que serão usados na Cadeia 
Respiratória: 
• Cada NADH será oxidado na cadeia de transporte de elétrons formando 2,5 moléculas de 
ATP. 
• Cada FADH2 será oxidado na cadeia de transporte de elétrons formando 1,5 moléculas de 
ATP. 
 
 A cadeia utiliza o oxigênio para produzir a energia, afinal ocorre a oxidação dos transportadores 
de elétrons. 
À medida que os elétrons atravessam a cadeia de transporte de elétrons, perdem muito de sua 
energia livre, e parte desta energia pode ser capturada e armazenada para produção de ATP a 
partir do ADP e fosfato inorgânico, processo este denominado Fosforilação Oxidativa. 
O restante da energia livre não capturada como ATP é liberada em forma de calor. 
 
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 29 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Elétrons altamente energéticos vindos do NADH ou do FADH2 passam por vários complexos 
enzimáticos com menor grau de energia (os elétrons são atraídos pelo oxigênio presente no final 
da cadeia, já que ele é um elemento altamente eletronegativo). Dessa forma, sobra energia (energia 
é liberada), a qual será utilizada para a formação de ATP. No final da cadeia respiratória é liberado 
água. 
 
Potenciais de redução de meia reações da cadeia respiratória: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Eo: Medida de afinidade para e- da molécula/ion sendo reduzida 
∆E’o = E’o (aceitor de e-) – E’o (doador de e-) 
Se ∆E > 0, reação tende ir para frente 
Um agente redutor forte (como o NADH) tem a tendência de doar elétrons (E’0 < 0); um agente 
oxidante forte (como o O2) está pronto para aceitar elétrons (E’0 > 0). 
					
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 30 
Mitocôndria:	
• A cadeia de transporte de elétrons está presente na membrana mitocondrial interna, sendo 
a rota final comum através da qual os elétrons derivados de diferentes combustíveis 
corporais fluem para o oxigênio. 
• O transporte de elétrons e síntese de ATP segue continuamente em todas as células do 
corpo que contêm mitocôndrias. 
Matriz mitocondrial: 
• Esta solução semelhante a um gel no interior da mitocôndria contém as enzimas 
responsáveis pela oxidação do piruvato, aminoácidos, ácidos graxos e aquelas substâncias 
do ciclo de Krebs. 
• Além disso, ela contém NAD e FAD (as formas oxidadas das duas coenzimas que são 
requeridas como aceptores de hidrogênio) e ADP e Pi, que são usados para produzir ATP. 
Membrana mitocondrial: 
• Onde acontece a cadeia respiratória 
• Com exceção da coenzima Q, todos os membros desta cadeia são proteínas, que podem 
funcionar como enzimas, é o caso de várias desidrogenases, podem conter ferro na parte 
de um centro de ferro-enxofre, podem estar coordenadas a um anel de porfirina (Heme) no 
caso dos citocromos b e c, ou podem conter cobre, como no citocromo a+a3. 
• A membrana mitocondrial interna possui cinco complexos enzimáticos (I, II, III, IV, V) 
o Complexos de I a IV (são formados por proteínas enzimáticas) contém parte da 
cadeia de transporte de elétrons. 
o Complexo V (também formado por proteínas enzimáticas) catalisa a síntese de ATP 
também denominada de ATP sintase. 
• Cada transportador da cadeia de transporte de elétrons pode receber elétrons de um doador 
e subsequentemente doar elétrons para o próximo transportador da cadeia, finalmente 
combinando-se ao oxigênio e prótons para formar água. 
• Esta necessidade de oxigênio torna o processo de transporte de elétrons uma cadeia 
respiratória, a qual responde pela maior parte da utilização corporal do oxigênio. 
 
 
Composição dos complexos 
da cadeia respiratória: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Na cadeia respiratória, o espaço 
intermembrana fica mais positivo (com 
mais H+, ou seja, mais ácido) do que a 
matriz mitocôndrial. 
 
 
 
 
 
 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 31 
Complexo I – NADH desidrogenase 
• O complexo I é formado pelo FMN e por centros 
de ferro e enxofre 
• Tem afinidade pelos elétrons do NADH 
• O NADH se aproxima do complexo I, pelo qual 
será oxidado 
• O próton livre (H+) mais o íon híbrido (H:) 
transportadopelo NADH são transferidos a 
seguir à NADH desidrogenase, um complexo 
enzimático embebido na membrana mitocondrial 
interna. 
• Este complexo possui uma molécula fortemente 
ligada de Flavina Mononucleotídeo (FMN) que 
aceita os dois elétrons e dois hidrogênios (2e-;2H), tornando-se FMNH2 (reduzida). 
• A NADH desidrogenase também contém vários átomos de ferro-enxofre. Estes são 
necessários para a transferência dos elétrons ao próximo membro da cadeia, a ubiquinona 
(conhecida como coenzima Q). 
• O complexo também permite a passagem de 4 prótons livre (H+) para o espaço 
intermenbrana e 2 para a coenzima Q (QH 2) 
 
Coenzima Q (ubiquinona) 
• Não é um complexo enzimático, porém possui 
uma afinidade maior pelos elétrons do que o 
complexo I, por isso pode aceitar átomos de 
hidrogênio (QH2) tanto do FMNH2, 
produzido pela NAD desidrogenase quanto 
do FADH2, o qual é produzido pela succinato 
desidrogenase (complexo II) e acil CoA 
desidrogenase (beta oxidação-ácidos graxos). 
 
 
Complexo II – Succinato-Q oxidorredutase 
• A enzima desidrogenase do succinato é um componente do 
complexo II, então os elétrons derivados da oxidação do 
succinato (ciclo de Krebs) são transferidas via FADH2 e um 
grupo de três proteínas ferro-enxofre para o pool da ubiquinona 
(QH2). 
 
Complexo III, Citocromo C e Complexo IV 
• São todos formados por citocromos. 
• Os membros restantes da cadeia são citocromos, cada um contém um grupo heme feito 
de um anel de porfirina, contendo um átomo de ferro. 
• Os elétrons atravessam a cadeia da coenzima Q aos citocromo b (complexo III – tem um 
poder de afinidade por elétrons maior do que a coenzima Q), citocromo C (c1+c), e ao 
citocromo a+a3 (complexo IV). 
• O citocromo a+a3 (IV) é o único transportador de elétrons no qual o ferro heme possui 
um ligante livre que pode reagir diretamente com o oxigênio molecular. 
• Neste sítio, os elétrons transportados, o oxigênio molecular e prótons livres são reunidos 
para formar a água. 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 32 
• Conforme os elétrons passam pela cadeia, eles se movem de um nível de energia mais alta 
para um de mais baixa, liberando energia (para no final produzir ATP). 
• Parte dessa energia é usada para bombear íons H+, tirando-os da matriz celular e jogando-
os no espaço intermembranas. 
• Esse bombeamento estabelece um gradiente eletroquímico. 
 
Complexo V – ATP sintase 
• A ATP sintase é formada por duas porções: F0 
(onde ocorre a passagem dos prótons) e F1 
(onde ocorre o síntese do ATP). 
• Esta enzima é semelhante a uma maçaneta tanto 
na forma quanto no movimento rotatório que 
realiza quando há o fluxo de próton do espaço 
intermembrana para a matriz mitocondrial. O 
fluxo de prótons é gerado por um gradiente 
eletroquímico que atrai os prótons para a matriz 
mitocondrial; esse fluxo gera energia para fazer 
a ligação do ADP com o fósforo inorgânico, 
formando o ATP. 
• A porção correspondente à cabeça da maçaneta está voltada para a matriz mitocondrial e 
corresponde à subunidade F1 que contém os sítios de ligação do ADP e Pi para a formação 
do ATP. 
• Para a produção de um ATP são necessários quatro prótons. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Energia livre liberada 
• A energia livre é liberada à medida que os elétrons são transferidos ao longo da cadeia de 
transporte de elétrons de um doador de elétrons (agente redutor) para um aceptor de 
elétrons (agente oxidante). 
• Para produção de cada ATP são necessários o retorno de 4H+ pela ATP sintase. 
• 1 NADH permite a passagem de 10 H+ (10/4=2,5 ATP); 1 FADH2 permite a passagem de 
6 H+ (6/4=1,5 ATP) 
• O transporte de um par de elétrons do NADH para o oxigênio através da cadeia de 
transporte de elétrons produz 52.580 calorias, e assim, energia mais do que suficiente é 
colocada para produzir 2,5 ATPs a partir do ADPs e Pi (2,5 x 7.300 = 18.250 calorias). 
• Toda caloria restante é liberada na forma de calor. 
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Energia produzida na glicólise 
Anaeróbica: 
• Duas moléculas de ATP para cada molécula de glicose convertida em lactato. 
• São produzidas duas moléculas de lactado para cada uma de glicose. 
• Importante fonte de energia para o músculo esquelético, medula, eritrócitos e 
leucócitos. 
Aeróbica: 
• Produção de duas moléculas de ATP e duas moléculas de NADH por cada molécula 
de glicose 
• Os produtos finais da glicólise (2 piruvatos) serão utilizados no ciclo de Krebs para 
liberação completa da energia derivada da glicólise produzindo 8 NADH, 2 FADH e 
2 ATPs. 
• Total: 32 ATPs 
o 2 ATP 
o 10 NADH = 10 x 2,5 ATPs = 25 ATP 
o 2 FADH = 2 x 1,5 ATPs = 3 ATP 
o 2 GTP = 2 ATP 
 
Circuito de transporte do NADH do citosol para a mitocôndria 
• O NADH precisa de um transportador para atravessar a membrana das mitocôndrias: 
o Circuito Malato-Aspartato: como o NADH não consegue passar para a 
mitocôndria sozinho, ele transfere seu hidrogênio para o oxaloacetato formando 
o malato (que consegue passar pela membrana mitocondrial) e, então, dentro 
da mitocôndria o malato é oxidado, voltando a ser oxaloacetato e passando o 
hidrogênio para um NAD, formando novamente o NADH. 
• O ponto interessante é que sobre tal circuito é que a transferência de 
elétrons do NADH no citosol produz NADH na mitocôndria. 
• No circuito Malato-Aspartato, 2,5 moles de ATP são produzidos para 
cada mol de NADH citosólico, já no circuito Glicerol-Fosfato, que 
utiliza o FADH2 como transportador, são produzidos 1,5 mol de ATP 
para cada mol de NADH citosóliso. 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
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o Lançadeira Clicerol-3-fosfato: nessse circuito o dihidroxiacetona recebe os 
hidrogênios do NADH + H+, transformando-se no glicerol-3-fosfato. O 
glicerol-3-fosfato passa seus hidrogênios para um FAD que está associado à 
enzima mitocondrial glicerol-3-fosfato desidrogenase, portanto é formado um 
FADH2 no interior da mitocôndria; e este FADH2 será utilizado na cadeia 
respiratória produzindo 1,5 ATP. 
• Então, nesse circuito, ao invés de ser produzido 2,5 ATP a partir de um 
NADH citosólico, é produzido 1,5 ATP. 
• A lançadeira glicerol-3-fosfato está presente nos músculos esqueléticos 
e no cérebro. 
 
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Inibidores da cadeia respiratória 
• Foram identificados inibidores sítio-específicos do transporte de elétrons. Estes 
compostos impedem a passagem de elétrons ao se ligarem a um componente da cadeia, 
bloqueando a reação de oxidação/redução. 
• Uma vez que o transporte de elétrons e fosforilação oxidativa são intimamente 
acoplados, a inibição sítio-específica da cadeia de transporte de elétrons também inibe 
a síntese de ATP. 
• Exemplos de alguns inibidores: 
o O amital (barbitúrico) e a rotenona (inseticida) impedem a transferência dos 
elétrons entre a flavina mononucleotídeo (complexo I) e a coenzima Q. 
o O antimicina A (antibióticos) impede a transferência dos elétrons entre o 
citocromo B (complexo II) e o C. 
o A azida de sódio (bacteriostático) impede a transferência dos elétrons entre o 
citocromo a+a3 (complexo IV) e o oxigênio molécula. 
o Oligomicina (antibiótico) inibe a F0 ATP sintase. 
 
 
 
 
 
 
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Gliconeogênese 
 
• Via relacionada com o metabolismo da glicose. 
• Via com o objetivo de produzir glicose em casos de jejum. 
• Algumas células só conseguem usara glicose como fonte de energia, como as hemácias. 
• Outras células tem uma grande preferência por glicose, e na falta dessa sentem bastante 
dificuldade de sobreviver, como os neurônios. Os neurônios só conseguem usar como fonte 
de energia a glicose e os corpos cetônicos. 
• Alguns tecidos, como o cérebro, hemácias, medula renal, cristalino e córnea ocular, 
testículos e músculo em exercício, requerem um suprimento contínuo de glicose como 
combustível metabólico, no entanto, o glicogênio hepático pode preencher estas 
necessidades somente por até 24 horas na ausência de uma ingestão de carboidratos na 
dieta. 
• Assim sendo, durante um jejum prolongado, os depósitos de glicogênio hepático são 
exauridos e a glicose é formada a partir de precursores como o lactato, piruvato, glicerol 
(derivado da estrutura de triacilglicerídeos) e alfa-cetoácidos (derivado do catabolismo 
dos aminoácidos). 
• A formação de glicose não ocorre por uma simples reversão da glicólise, porque o 
equilíbrio geral da glicólise favorece fortemente a formação de piruvato, em vez disto, a 
glicose é sintetizada por uma via especial, a gliconeogênese. 
• Aproximadamente 90% da gliconeogênese ocorre no fígado, enquanto os rins fornecem 
10% das moléculas de glicose sintetizadas. 
• Assim, os rins desempenham um papel menor, exceto durante o jejum prolongado, quando 
eles se tornam importantes órgãos produtores de glicose. 
• Sete das reações da glicólise são reversíveis e são usadas na síntese de glicose a partir de 
lactato ou piruvato, entretanto três das reações são irreversíveis, e devem ser contornadas, 
na gliconeogênese, por quatro reações alternativas que favorecem energeticamente a 
síntese de glicose. Dessas quatro reações alternativas as duas primeiras serão para reverter 
o décimo passo da glicólise. 
• Este é um processo que se inicia na mitocôndria e vai necessitar de dois passos para 
converter o piruvato em fosfoenolpiruvato (PEP). 
• Primeiro, o piruvato é carboxilado pela piruvato carboxilase em oxalacetato (OAA), 
dentro da mitocôndria; 
o A piruvato carboxilase é uma enzima 
encontrada nas mitocôndrias das células 
do fígado e rins. 
o Contém uma coenzima chamada biotina, 
que tem a função de carrear o CO2 para 
as reações de carboxilação. 
o É necessário a clivagem de um fosfato de 
alta energia do ATP. 
o Em seguida, o piruvato é carboxilado 
para formar oxalacetato (OAA). 
o Transporte de oxalacetato ao citoplasma. 
o O oxalacetato, formado na mitocôndria, 
deve penetrar no citoplasma, onde as 
outras enzimas da gliconeogênese estão 
localizadas. 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 37 
 
 
 
 
o O oxalacetato é incapaz de atravessar a 
membrana mitocondrial diretamente; assim 
sendo, ele deve ser primeiramente reduzido a 
malato, o qual pode, então, ser transportado da 
mitocôndria ao citoplasma, e então neste 
espaço celular o malato é reoxidado a 
oxalacetato. 
• Depois este OAA formado é convertido a 
fosfoenolpiruvato (PEP) pela ação da PEP- 
carboxiquinase; essa etapa acontece fora da 
mitocôndria, no citoplasma celular. 
o O oxalacetato que agora está presente no 
citoplasma é descarboxilado e fosforilado 
neste espaço celular pela PEP-
carboxiquinase, reação esta favorecida 
pela hidrólise do GTP. No lugar no 
grupamento carboxi foi adicionado o 
grupamento fosfato. 
• Formação da Frutose 1,6 Bifosfato 
o Quando se forma o PEP acontece uma simples reversão da glicólise. 
o Assim, a gliconeogênese sai do PEP e vai até a frutose 1,6 bifosfato pelas mesmas 
enzimas presentes na glicólise, que agem então de maneira reversa. 
• Desfosforilação da frutose 1,6 bifosfato 
o Esta etapa que deverá ser vencida acontece 
na glicólise de forma irreversível, de 
frutose-6-fosfato em frutose-1,6 -
bifosfato. 
o A reversão deverá se basear na remoção 
do grupamento fosfato do carbono 1 da 
frutose 1,6 bifosfato. 
o A hidrólise da frutose 1,6 bifosfato é feita 
pela frutose 1,6 bifosfatase (enzima 
presente no fígado e no rim). 
o Atravessa a reação irreversível da 
fosfofrutoquinase 1 (PFK-1) e fornece 
uma via energeticamente favorável para a 
formação de Frutose-6-fosfato 
o O composto frutose 2,6-bifosfato inibe a 
desfosforilação da frutose 1,6-bifosfato. E a produção de frutose 2,6-bifosfato é 
inibida pelo hormônio glucagon e estimulada pela insulina. 
o Na presença de insulina, típico de estado alimentar, não existe necessidade de se 
fazer gliconeogênese, uma vez que alimentos orgânicos, fonte de energia, estão 
sendo introduzidos na circulação sanguínea. 
o A frutose 1,6 bifosfatase é inibida por níveis elevados de AMP, o qual sinaliza em 
estado de “baixa energia” na célula, pelo contrário, níveis elevados de ATP e 
baixas concentrações de AMP estimulam a gliconeogênese. 
 
 
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• Desfosforilação da glicose 6-fosfato (etapa final da gliconeogênese) 
o Nesta próxima etapa a célula tem que 
vencer a reação da glicólise que é a 
transformação de glicose em glicose-
6-fosfato. 
o A hidrólise da glicose-6-fosfato pela 
Glicose 6-Fosfatase ultrapassa a reação 
irreversível da hexoquinase e fornece 
uma via energeticamente favorável 
para a formação de glicose livre (que 
pode ser transportada pela GLUT). 
o A glicose 6-fosfatase, assim como a 
piruvato carboxilase, ocorre no fígado 
e rim, mas não no músculo. 
o Assim o músculo não pode fornecer 
glicose sanguínea pela gliconeogênese. 
o Em resumo, a glicose 6-fosfato derivada do glicogênio muscular não pode ser 
desfosforilada para gerar glicose livre e, consequentemente, sair da célula. 
• Os precursores gliconeogênicos são moléculas que podem dar origem a uma síntese líquida 
de glicose e incluem todos os intermediários da glicólise e do ciclo de Krebs. 
• O glicerol, lactato e os alfa cetoácidos obtidos pela desaminação de aminoácidos 
glicogênicos são os mais importantes precursores gliconeogênicos. Os únicos aminoácidos 
que não são glicogênicos são a leucina e a lisina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Regulação hormonal 
Insulina: 
• Estimula a síntese da hexoquinase, enzima do primeiro passo da glicólise. 
• Estimula a PFK-2 a produzir a frutose 2,6-bifosfato, um estimulador alostérico da PFK-1 
que estimula a glicólise. 
• Inibe a síntese da PEPCK, responsável pelo primeiro passo da gliconeogênese. 
Obs: o primeiro passo inclui as duas enzimas: piruvato carboxilase e PEPCK (PEP 
carboxiquinase). 
Glucagon: 
• O glucagon reduz o nível de frutose 2,6 difosfato, resultando na ativação da frutose 1,6 
difosfatase e na inibição da fosfofruto quinase (PKC-1), isso impede a via da glicólise. 
• O glucagon, através de uma elevação no nível de AMPc e da atividade da proteína quinase 
dependente de AMPc (vide regulação no metabolismo do glicogênio), estimula a 
fosforilação e, portanto, a conversão da piruvato quinase em sua forma inativa 
(fosforilada). 
• Isto diminui a conversão de PEP em piruvato, o que possui o efeito de desviar o PEP para 
a síntese de glicose, e não seu consumo na glicólise. 
Glucagon e adrenalina: 
• Estimula a síntese da glicose-6-fosfatase, último passo da gliconeogênese. 
• Inibe a síntese de frutose 2,6-bifosfato pela PFK-2, inibindo a PFK-1 e a glicólise. 
• Estimula a síntese da PEPCK, responsável pelo primeiro passo da gliconeogênese. 
• No fígado, inibe a piruvato quinase, último passo da glicólise. 
 
Ciclo de Cori 
• União da gliconeogênese com a glicólise anaeróbica. 
• O lactato é liberado no sangue pelas células que não 
possuem mitocôndrias, como as hemácias, e pelo 
músculo esqueléticoem exercício. 
• No ciclo de Cori, a glicose originária do sangue é 
convertida pelo músculo em exercício em lactato pela 
glicólise anaeróbica, o qual se difunde no sangue. 
• Este lactato é captado pelo fígado e convertido em 
glicose pela via da gliconeogênese, a qual é liberada 
novamente na circulação completando o ciclo. 
• A regulação da gliconeogênese é determinada principalmente pelo nível circulante de 
glucagon e pela disponibilidade de substratos gliconeogênicos. 
• A disponibilidade de precursores gliconeogênicos, particularmente os aminoácidos 
glicogênicos, influencia marcadamente a velocidade da síntese hepática de glicose. 
• Níveis diminuídos de insulina favorecem a mobilização de aminoácidos da proteína do 
músculo e fornecem os esqueletos de carbono para a gliconeogênese. 
• A ativação alostérica da piruvato carboxilase hepática por acetil-CoA ocorre durante o 
jejum, como resultado da lipólise excessiva no tecido adiposo que inunda o fígado de 
ácidos graxos. 
• A velocidade de formação de acetil-CoA por beta-oxidação destes ácidos graxos excede a 
capacidade do fígado em oxida-lo a CO2 e H2O. Logo, o acetil-CoA se acumula e leva à 
ativação da piruvato carboxilase, promovendo um aumento da glicemia, fruto da maior 
ativação da gliconeogênese. 
• Esta regulação é muito importante porque a lipólise excessiva não garante, por si só, 
manutenção da glicemia (a não ser pelo glicerol que será utilizado na gliconeogênese) para 
nutrir os tecidos com poucas mitocôndrias e também o SNC. 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 40 
 
Glicogênese e glicogenólise 
 
Glicogênio 
• Polissacarídeo ramificado com inúmeras moléculas de glicose. 
• As moléculas de glicose são unidas pela ligação a(1®6) ou a(1®4) 
• É produzido e degradado no fígado e nos músculos por enzimas específicas. 
• O GLUT4 presente na membrana celular e ativo pela insulina transporta a glicose 
sanguínea para o interior da célula. 
• Na célula, glicose é fosforilada em glicose-6-fosfato, a qual pode seguir três caminhos: 
o Via das pentoses: glicose-6-fosfato forma pentoses como a ribose e a desoxirribose, 
e também pode formar o NADPH. 
o Via glicolítica 
o Formação do glicogênio 
• Função do glicogênio: 
o Glicogênio muscular: reserva de combustível para síntese de ATP durante a 
contração muscular 
o Glicogênio hepático: manter a glicemia, especialmente no jejum inicial 
o 400g de glicogênio constituem 1 a 2% de peso do músculo em repouso 
o 100g de glicogênio constituem 6 a 8% do peso do fígado 
 
 
 
Síntese de glicogênio – glicogênese 
• Sintetizado a partir de moléculas de alfa-D-glicose (glicose sanguínea). 
• Glicogênio sintetase faz as ligações alfa-1,4 iniciando a molécula de glicogênio a partir 
de glicose livre. 
• A glicogênio sintase necessita de um “primer”, que contém menos quatro moléculas de 
glicose. A proteína glicogenina é a responsável pela formação desta pequena cadeia. 
• Ocorre no citosol e requer ATP (fosforilação oxidativa) na primeira reação com a 
glicoquinase/hexoquinase. 
• A primeira reação é a fosforilação da glicose em glicose-6-fosfato. 
• A glicose-6-fosfato tem seu fosfato passado para o carbono 1, tornando-se glicose-1-
fosfato – processo catalisado pela fosfoglicomutase. 
• A glicose-pirofosforilase faz a ligação da glicose-1-fosfato com o UTP e retira o fosfato 
da glicose-1-fosfato e um fosfato do UTP, formando, então, a uridina bifosfato glicose. 
• A glicogênio sintase fará a ligação das glicoses, formando o glicogênio. 
 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 41 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Efeitos da insulina sobre a glicose sanguínea 
• Aumenta a captação de glicose pelas células, principalmente pelos músculos e pelo tecido 
adiposo (que usam o transportador de glicose GLUT4), e pelo fígado (que utiliza o 
transportador de glicose GLUT2). Quando o fígado aumenta a captação de glicose, a 
concentração de glicoquinase também aumenta no fígado. 
• Aumenta a síntese de glicogênio hepático e muscular, por conta do aumento da produção 
de glicogênio-sintase. 
• Inibe a degradação de glicogênio, ao inibir a produção de glicogênio-fosforilase. 
• Aumenta a glicólise e a produção de acetil-CoA, ao ativar a PFK-1, a PFK-2 e o complexo 
da piruvato-desidrogenase. 
Efeitos da insulina sobre a glicose sanguínea: 
 
Degradação do glicogênio – glicogenólise 
• É a inversão da glicogênese, mas não é uma reversão exata da glicogênese (outras enzimas 
incluídas). 
• A principal enzima da glicogenólise é a glicogênio fosforilase, a qual fosforila o glicogênio 
clivando as ligações alfa-1,4 e produzindo como produto primário a glicose-1-fosfato. 
• A glicose-1-fosfato tem seu fosfato transferido para o carbono 6 pela fosfoglicomutase, 
tornando-se glicose-6-fosfato. 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 42 
• Por sua vez, a glicose-6-fosfato é transformada em glicose pela glicose 6-fosfatase no 
fígado. 
• A glicogênio fosforilase é ativada pelo 
glucagon e inibida pela insulina. 
• A ativação da degradação do glicogênio é 
feita por basicamente dois hormônios: 
o Glucagon: inibe a síntese do 
glicogênio no fígado (para elevar a 
glicemia) 
o Epinefrina (adrenalina): inibe a 
glicogênio sintetase no fígado e 
músculo (fornecer energia no 
músculo em exercício) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Glicogenólise 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
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Ações do glucagon no fígado 
• Induz a quebra de glicogênio e a liberação de glicose quando há baixa concentração de 
glicose no sangue. 
• No fígado, o glucagon se liga à receptores de membrana específicos e ativa um sistema de 
cascata intracelular, onde a enzima adenilato ciclasa transforma o ATP em AMP cíclico, 
e este último ativa as proteínas quinases A (PKA). 
• A PKA irá fosforilar várias outras enzimas, por exemplo: 
o A piruvato quinase: enzima que transforma o fosfoenolpiruvato em piruvato e que 
ao ser fosforilada é inibida, inibindo consequentemente essa etapa da glicólise. 
o A frutose bifosfatase-2: enzima que ao ser fosforilada converte a frutose 2,6-
bifosfato em frutose-6-fosfato; a produção de frutose-6-fosfato favorece a via da 
glicogenólise. 
o A glicogênio fosforilase: enzima que ao ser fosforilada é ativada e transforma 
glicogênio em glicose-1-fosfato. 
o A glicogênio sintase: enzima que transforma a glicose-1-fosfato em glicogênio e 
que ao ser fosforilada é inativada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 44 
 
Metabolismo de lipídios 
 
Catabolismo e armazenamento de lipídios 
• Os lipídios desempenham um papel relevante como fonte de alimentos devido ao seu alto 
valor energético de 9 kcal/g. 
• Boa molécula para reserva: 
• Tamanho reduzido devido a baixa camada de solvatação, já que a gordura é 
hidrofóbica. Os triacilgliceróis ficam armazenados nos adipócitos e são compostos 
por ácidos graxos (moléculas formadas por hidrogênios e carbonos) e glicerol. 
Esses hidrogênios junto com seus elétrons são responsáveis por reduzir o NAD e o 
FAD, os quais irão depois para a cadeia de elétrons. 
• Os hidrogênios vão servir de elétrons na cadeia transportadora de elétrons. 
• Absorção: diariamente ingerimos cerca de 25g-105g de triglicerídeos (TG). Outros lipídeos 
também são ingeridos como os fosfolipídios, o colesterol e as vitaminas lipossolúveis. 
• Armazenamento: de ácidos graxos na forma de TG é o mais eficiente quantitativamentemais importante do que o de carboidratos na forma de glicogênio. Quando hormônios 
sinalizam a necessidade de energia metabólica, promove-se a liberação destes TG com o 
objetivo de convertê-los em ácidos graxos livres, os quais serão oxidados para produzir 
energia. 
 
Digestão de lipídios 
Obs.: toda lipase degrada TG 
• Boca: em geral, não ocorre digestão de lipídios nesse local, mas há uma lipase sublingual 
em pouca quantidade na boca, ou seja, seu efeito é bem baixo. 
• Estômago: nos adultos também possui pouca quantidade de lipase por conta do pH ácido 
do estômago, o que não é o ideal para as lipases (as quais possuem um pH ótimo neutro). 
Já no estômago de bebês recém nascidos, como o pH ainda é neutro, ocorre a digestão de 
lipídios. 
• Intestino delgado: onde ocorre a secreção da bile e do suco pancreático 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 45 
• Vesícula biliar: armazena e secreta a bile produzida no fígado. A bile possui alguns 
lipídios como o colesterol e a lectina. A bile é responsável pela solubilização dos 
lipídios em meio aquoso para permitir a absorção dos mesmos 
• Pâncreas: secreta o suco pancreático, o qual possui a lipase pancreática (enzima que 
degrada o TG em diacilgliceróis, monoacilgliceróis e ácidos graxos livres; o 
colesterol e as vitaminas não são degradadas pela lipase) 
• Depois da solubilização e degradação dos lipídios, ocorre a absorção destes, os que 
não forem absorvidos são eliminados pelas fezes; os sais biliares são reabsorvidos. 
 
Enzimas pancreáticas 
• Lipases: realiza a hidrólise dos triacilgliceróis, formando os produtos ácido graxo e 
diacilglicerol. Por sua vez, o diacilglicerol é hidrolisado, liberando mais um ácido graxo e 
o monoacilglicerol. 
• Colesterol esterase / Carboxil éster hidrolase: faz a hidrólise dos ésteres de colesterol, 
formando colesterol livre e ácido graxo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Fosfolipases: rompe algumas ligações covalentes dos 
fosfolipídios liberando dois ácidos graxos, grupamentos 
fosfato, glicerol e o radical. As ligações susceptíveis a 
quebra são mostradas em vermelho (e estão apontadas 
por uma flecha), R é o grupo polar unido ao fosfato, 
como a colina na fosfatidilcolina ou inositol no 
fosfatidilinositol. 
 
Emulsificação 
• Processo que torna os lipídios capazes de serem absorvidos 
pela mucosa intestinal. 
• Permite que as enzimas envolvidas cheguem a seus 
substratos lipídicos. 
• Processo exige ácidos biliares conjugados (sais biliares são 
anfipáticos, então se ligam tanto a gordura quanto a água - 
detergente humano), revestindo as gotículas de gordura e 
tornando-as solúveis em água ao formar micelas. 
 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 46 
Formação da bile 
• A bile é composta de 2 secreções. 
• A bile é produzida nos hepatócitos. 
• A bile é composta por colesterol, ácidos biliares, lipídeos, lecitina e bilirrubina (pigmento 
amarelo da bile) 
• Ductos biliares: secretam os sais: 
• Na+, K+, Cl-, Ca2+ 
• HCO3- - adequa pH para: 
§ Formação das micelas e ativação de enzimas digestivas no intestino 
§ Neutraliza o ácido gástrico no quimo 
§ Protege a mucosa contra ulceração 
 
Má absorção de lipídios: pode ser causada por: 
• Obstrução do trato biliar, interrompendo a circulação entero-hepática (composta pela 
liberação da bile e pela reabsorção dos sais biliares). 
• Obstrução do canal do suco pancreático, por formação de cálculos, de cistos ou pela doença 
fibrose cística (doença que se caracteriza por defeito na bomba de cloreto; as secreções que 
lubrificam se tornam espessas). Tudo isso impede a passagem do suco pancreático até o 
intestino. 
• Doenças que afetam as células intestinais (como gastroenterite, ataques de bactérias), 
fazendo com que ocorra uma má absorção de lipídios. Resultando em uma perda de lipídios 
(incluindo as vitaminas lipossolúveis e os ácidos graxos essenciais) nas fezes. Lipídio em 
excesso nas fezes é chamado de esteatorréia. A má absorção de lipídios poderiam causar 
uma série de complicações, já que lipídios são essenciais para a produção de energia, para 
a produção de hormônios, para a formação de vitaminas, para a formação da membrana 
celular, entre várias outras funções. 
 
Absorção de lipídios (ocorre no intestino) 
Obs.: somente ácidos graxos e monoacilgliceróis são absorvidos. 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 47 
1) Bile faz a emulsificação dos lipídios no intestino delgado, formando as micelas. 
2) Lipase intestinal degrada os TG, liberando ácidos graxos livres e outros compostos. 
3) Produtos da quebra dos TG são absorvidos e depois nas células são transformados 
novamente em TG. 
4) Os TG se ligam às apoproteínas (como a ApoC-II) e formam os quilomícrons (forma de 
transporte dos lipídios que são produzidas nos enterócitos). 
5) Os quilomícrons se locomovem pelo sistema linfático e pelo circulatório. 
6) A lipoproteína lipase (enzima responsável por degradar os TG) é ativada pela ApoC-II nos 
capilares, então moléculas de ácidos graxos são liberados; esses ácidos graxos vão até o 
tecido adiposo e lá formam novamente o TG para ser armazenado. O armazenamento de 
gordura na forma de TG é melhor pois este tem uma menor camada de solvatação, 
ocupando menos espaço e podendo armazenar mais gordura. Os miócitos armazenam 
gordura para usar na produção de ATP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quilomícron 
Sua formação ocorre nas células da mucosa intestinal 
• Acil-CoA graxo sintetase: enzima responsável 
por unir o ácido graxo a uma coenzima A, 
formando acil-CoA graxo; a reação utiliza 
uma molécula de ATP. 
• Depois, a enzima monoacilglicerol 
aciltransferase retira a coenzima A do acil-
CoA graxo, juntando o ácido graxo que sobra 
com um monoacilglicerol, formando, então 
um diacilglicerol. 
• Depois, a enzima diacilglicerol aciltransferase 
retira a coenzima A de outro acil-CoA graxo, 
juntando o ácido graxo que sobra com o 
diacilglicerol, formando, então um 
triacilglicerol. 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 48 
• Esse triacilglicerol será transportado pelos quilomícrons, moléculas lipoproteicas formadas 
por apolipoproteínas (B-48, C-III, C-II) , fosfolipídios e ésteres de colesterol (são ácidos 
graxos com uma ligação éster à um colesterol). O quilomícron é depositado no sistema 
linfático, depois, migra para o sistema circulatório e acaba em células que utilizam os TG, 
com os adipócitos e os miócitos. 
• No núcleo dos quilomícrons existem TG e ésteres de colesterol, já na camada externa 
existem colesteróis livres, fosfolipídios e proteínas. 
 
Uso dos lipídios da dieta pelos tecidos 
• Triacilgliceróis são principalmente degradados pelo músculo esquelético e tecido adiposo. 
• Os ácidos graxos livres são oxidados para produzir energia ou são armazenados na forma 
de triacilgliceróis no tecido adiposo. 
• O glicerol que é liberado pelo triacilglicerol é usado pelo fígado na via da glicólise ou na 
gliconeogênese. 
• Os quilomícrons remanescentes são removidos da circulação pelo fígado. 
 
Transporte de lipídios no sangue 
Além dos quilomícrons, existem outras lipoproteínas que transportam lipídios: 
• VLDL: “Lipoproteína de Densidade Muito Baixa”, transporta triacilglicerol endógeno. 
• IDL: “Lipoproteína de Densidade Intermediária”, é formada na transformação de VLDL 
em LDL. 
• LDL: “Lipoproteína de Densidade Baixa” (conhecido como “colesterol ruim”), é a 
principal transportadora de colesterol do fígado para tecidos extra hepáticos; seus níveis 
aumentados no sangue aumentam o risco de infarto agudo do miocárdio, pois o colesterol 
pode se depositar nas artérias. 
•HDL: “Lipoproteína de Densidade Alta” (conhecido como “colesterol bom”), atua 
retirando o colesterol da circulação e levando pro fígado, único órgão que consegue 
eliminar o colesterol. Seus níveis aumentados no sangue estão associados a uma 
diminuição do risco de infarto agudo do miocárdio 
 
Classes de lipoproteínas 
• Os componentes da lipoproteína estão em constante estado de síntese, degradação e 
remoção do plasma. 
• Funções: manter os lipídeos solúveis; fornecer um mecanismo para entregar seu conteúdo 
lipídico aos tecidos. 
• OBS.: Sistema de entrega deficiente – deposição gradual de lipídeos (arteroesclerose). 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 49 
 
Metabolismo dos ácidos graxos e triacilglicerol 
• A união de uma molécula de 
glicerol-3-fosfato (molécula 
derivada da glicose, que para ser 
formada utiliza um ATP) a três 
ácidos graxos (no formato de 
acil-CoA graxo) forma um TG 
nos adipócitos. 
• Já que a formação de TG 
depende da glicose, a ingestão 
exagerada da glicose pode causar 
um aumento de peso, além da 
glicose poder ser transformada 
também em ácidos graxos. 
• A lipase hormônio sensível 
degrada o TG em glicerol e ácido 
graxo. 
 
 
Biossíntese dos ácidos graxos 
• Citrato é transformado em acetil-CoA pela enzima citrato liase. A ativação da citrato liase 
é feita pela insulina. 
• Acetil-CoA é transformada em malonil-CoA pela enzima acetil-CoA carboxilase. A 
reação é ativada pelo citrato e 
inativada pelo glucagon, pela 
epifrina e pelo palmitoil. 
• Malonil-CoA passa por várias 
transformações até se 
transformar em palmitoil-CoA 
(um ácido graxo saturado). O 
malonil-CoA em níveis altos 
inibe a enzima carnitina acil 
transferase, a qual é responsável 
pela degradação do ácido graxo, 
ou seja, nesse caso, a degradação 
de lipídios é impedida. 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 50 
Mobilização das gorduras armazenadas 
• Liberação dos ácidos graxos a partir de 
triacilgliceróis 
• Ativação da lipase sensível a hormônios 
(presente nos adipócitos) 
• Ativada pelo AMPc, o qual é 
produzido pela ação hormonal 
(epinefrina) nos adipósitos 
• Inibida pela insulina e pela 
glicose. 
• Com a ativação da lipase sensível a 
hormônios ocorre a degradação de 
lipídios em glicerol e ácido graxo. O 
glicerol vai para o fígado e o ácido 
graxo vai para vários tecidos, 
principalmente para os músculos, esse 
último é transportado pelo complexo da 
albumina. 
 
Destino dos ácidos graxos e do glicerol 
• Os ácidos graxos livres movem através da 
membrana celular e se ligam a albumina no 
plasma onde são transportados para os 
tecidos onde são oxidados para se obter 
energia. 
• Cérebro, eritrócitos e a medula adrenal não 
podem utilizar ácidos graxos como energia. 
• Os ácido graxos podem se transformar em 
acetil-CoA e entrar no ciclo de Krebs ou 
depois o acetil-CoA ser transformado em 
acetoacetato para compor corpos cetônicos. 
• O glicerol se transforma em gliceraldeído-3-
P e entra na gliconeogênese ou na glicólise. 
 
Triacilglicerol 
• É composto por 5% de glicerol e 95% de ácidos 
graxos. 
• O glicerol obtém energia ao entrar na via da 
glicólise: 
• Glicerol é transformado em glicerol-3-
fosfato pela glicerol quinase. 
• Glicerol-3-fosfato é transformado em 
dihidroxiacetona fosfato pela glicerol-3-
fosfato desidrogenase e nessa reação 
ocorre a redução de um NAD+ (o qual 
pode ir para a cadeia respiratória). 
• A dihidroxiacetona fosfato é 
transformada em D-gliceraldeído-3-
fosfato pela triose fosfato isomerase. O 
D-gliceraldeído-3-fosfato entra na via 
glicolítica. 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 51 
• Vai ocorrer a beta-oxidação dos ácidos 
graxos 
• Um ácido graxo saturado, por ter 
mais hidrogênios, ao ser quebrado 
gera mais NADH e FADH2 do que o 
ácido graxo insaturado. 
• O ácido graxo pode ser transformado 
em acetil-CoA, na reação que se 
chama lipólise. 
• O acetil-CoA pode entrar na via da 
lipogênese formando ácidos graxos. 
 
 
Respiração celular com a participação de lipídios 
• Estágio 1 – beta-oxidação: um ácido graxo de 
cadeia longa é oxidado para produzir 8 moléculas 
de acetil –CoA, ou seja, a produção de energia da 
beta-oxidação de uma molécula de ácido graxo é 
8 vezes um ciclo de Krebs (produzindo, então, 129 
ATP). 
• Estágio 2: os grupos acetil são oxidados a CO2, 
NADH e FADH2 através do ciclo do ácido cítrico. 
• Estágio 3: os elétrons provenientes das reações 
acima passam pela cadeia respiratória produzindo 
ATP. 
 
 
Beta-oxidação dos ácidos graxos 
• Produção de energia gerada pela oxidação de ácidos graxos: 
• A partir de 1 (um) palmitato (um ácido graxo saturado) à 8 moléculas de acetil-
CoA: 7 NADH + 7 FADH2 + 8 acetil-CoA = 131 ATP (-2 ATP gastos) = 129 
ATP (ENERGIA TOTAL) 
• Etapas: 
• Formação dos acil-CoA graxos 
§ Após a entrada do ácido graxo na célula, uma molécula de coenzima A é 
adicionada a ele, transformando o ácido graxo em acil-CoA graxa pela 
acil CoA graxa sintetase no citosol; em uma reação que possui gasto de 
ATP. 
§ Ácidos graxos com 12C ou menos podem penetrar a membrana 
mitocondrial sem o auxílio de trasportadores. 
§ Grande parte das cadeias de triglicerídeos possuem mais de 12C. Assim, é 
necessário um transportador de carnitina, ou seja, a acil-CoA graxa é 
transportada para a matriz mitocondrial pela carnitina (lançadeira da 
carnitina) 
 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 52 
• Entrada dos ácidos graxos com mais de 12C na mitocôndria pelo 
transportador de carnitina 
§ A carnitina elimina a coenzima A da molécula de acil-CoA graxo, 
formando a acil-carnitina ou acil graxo carnitina. 
§ A proteína transportadora carnitina aciltranferase-I localizada na membrana 
mitocondrial externa conduz a acil-carnitina até o segundo transportador. 
§ Ligada a membrana mitocondrial interna a carnitina aciltransferase-II 
converte a acil-carnitina em acil-CoA graxo. 
§ A carnitina acil-transferase é inibida por malonil-CoA, o 1º intermediário 
da biossíntese de lipídeos. Isto impede que os ácidos graxos sejam 
sintetizados e degradados ao mesmo tempo. 
§ Por que os acil-CoA graxos necessitam de um transportador sendo que 
dentro e fora da mitocôndria será a mesma molécula acil-CoA graxo? 
– Porque se só entrassem acil-CoA graxos poderia reduzir as reservas 
de coenzima A no citosol. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Beta-oxidação (“propriamente dita”): fragmentos de dois carbono são 
sucessivamente retirados da extremidade carboxila da acil-CoA graxa, formando 
um acetil-CoA com esses dois carbonos retirados; esse processo acontece em 4 
estapas: 
§ Desidrogenação: a acil-
CoA graxa é 
desidrogenada, passando 
seus hidrogênios para um 
FAD, formando um 
FADH2 (que será utilizado 
na cadeia respiratória). 
§ Hidratação: o composto 
resultante da última reação 
é hidratado. 
§ Desidrogenação: o 
composto anteriormente 
hidratado é também 
desidrogenado, passando 
seus hidrogênios para um 
NAD, formando um 
NADH + H+ (que também será utilizado na cadeia respiratória). 
§ Tiólise: o último composto formado é quebrado e uma molécula de 
coenzima A é adicionada a cada parte formada, assim, gerando um acetil-
CoA (que utiliza dois carbonos) e novamente uma molécula de acil-CoA 
graxa (só que agora com dois carbonos a menos). 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 53 
• Beta-oxidação do ácido palmítico: é 
um dos ácidos graxos mais utilizados 
O ácido palmítico, que é um ácido gordo 
de 16 carbonos, vai sofrer sete reações 
oxidativasperdendo em cada uma delas 
a forma de acil-CoA graxo e acetil-CoA. 
• Formação do palmitoil-CoA (o 
qual é transportado para o 
interior da mitocôndria) pela 
acil-CoA sintase. 
• Desidrogenação e liberação de 1 
FADH2 + acil-CoA graxo (trans-
enoil-CoA) pela acil CoA 
desidrogenase. 
• Hidratação pela enoil hidratase, 
formando o beta-hidroxi-acil-
CoA. 
• Desidrogenação pela hidroxiacil-
CoA desidrogenase, liberando 1 
NADH e formando o beta-
cetoacil-CoA. 
• Clivagem pela tiolase liberando 
acil-CoA graxo com 14C e acetil-
CoA. O Acil-CoA graxo retorna e sofre as 4 reações 
7 vezes (ciclos), liberando 8 acetil-CoA. 
• Ou seja, o produto final acil-CoA dessa primeira 
reação (miristoil-CoA) volta e sofre as 4 reações 
novamente e assim acontece até ocorrer os 7 ciclos. 
• Percebe-se que a produção de energia a partir de 
lipídios é muito maior que a partir de carboidratos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
 54 
• Notas clínicas: 
• Defeitos genéticos na lançadeira de carnitina causam fraqueza muscular. 
• Deficiência de acil-CoA graxa desidrogenase na mitocôndria é a causa de até 10% 
dos casos de síndrome da morte súbita do lactente. 
 
Regulação da beta-oxidação 
• No fígado o acil-CoA graxo pode seguir 2 caminhos: beta-oxidação nas mitocôndrias ou 
conversão em triacilgliceróis e fosfolipídeos. 
• A velocidade de transferência para o interior das mitocôndrias dos acil-CoA graxos 
define qual será a via a ser tomada. Assim, o transporte de carnitina irá definir a 
oxidação até acetil-CoA. 
• A concentração de maloil-CoA, o 1º intermediário da biossíntese de ácidos graxos 
aumenta sempre que o suprimento de carboidrato aumenta, inibindo a carnitina 
aciltranferase I. 
• Concentrações altas de NADH/NAD+ inibe a desidrogenase B-hidroxiacil-CoA. 
• Concentrações altas de acetil-CoA inibe a tiolase. 
 
Beta-oxidação e cetogênese 
• Durante a oxidação de ácidos graxos no fígado o acetil-CoA pode seguir 2 caminhos: entrar 
no ciclo do ácido cítrico ou ser convertido em corpos cetônicos, isto é, acetona, 
acetoacetato e D-B-hidroxibutirato que são transportados para outros tecidos. 
• Indivíduos bem nutridos e saudáveis produzem corpos cetônicos em velocidades pequena. 
Em jejum prolongado ou diabetes não tratado, o acetil-CoA se acumula formando o 
acetoacetil-CoA que dá origem aos 3 corpos cetônicos. 
• Nutrem tecido extra-hepáticos, convertidos em acetil-CoA e oxidados pelo ciclo do ácido 
cítrico.– RINS, MÚSCULO E CORAÇÃO. 
• O CÉREBRO em jejum severo também pode ser alimentado / suprido pelo acetoacetato e 
B-hidroxibutirato. 
 
Cetogênese 
• A enzima tiolase a partir de dois 
acetil-CoA forma o acetoacetil-CoA, 
juntando os dois acetil-CoA e 
retirando a coenzima A de um dos 
acetil-CoA. 
• A enzima HMG-CoA sintetase irá 
pegar uma molécula de acetil-CoA e 
retirar a coenzima A dela; o que 
sobrou desta molécula a enzima une 
ao acetoacetil-CoA, formando o beta-
hidroxi-beta-metilglutaril-CoA. 
• A enzima HMG-CoA liase retira o 
acetil-CoA do beta-hidroxi-beta-
metilglutaril-CoA, formando o 
acetoacetato. 
• O acetoacetato pode ser convertido 
em beta-hidroxibutirato pela enzima 
beta-hidroxibutirato desidrogenase, 
oxidando um NADH, ou pode ser 
convertido em acetona pela enzima 
acetoacetato descarboxilase. 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
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Corpos cetônicos 
• São três: acetoacetato, beta-
hidroxibutirato e acetona, os dois 
primeiros podem ser utilizados como 
fonte de energia pelo coração, pelo 
músculo esquelético, pelo rim e pelo 
cérebro. 
• São formados no fígado como forma de 
exportação de acetil-CoA. 
• A síntese dos corpos cetônicos é 
estimulada pelo acúmulo de acetil-
CoA. 
• Corpos cetônicos: um combustível 
alternativo para as células 
• Desvio do excesso de acetil-
CoA proveniente de ácidos 
graxos ou da oxidação do piruvato nas mitocôndrias do fígado para formar corpos 
cetônicos. 
• Acetoacetato, 3-hidroxibutirato (beta-hidroxibutirato) e acetona (produto não 
metabolizável) = corpos cetônicos 
• São transportados no sangue aos tecidos periféricos, onde são reconvertidos em 
acetil-CoA e oxidados pelo ciclo de Krebs. 
• O fígado não pode reconvertê-los para usar como energia (não possui a tioforase ou 
tiolase). 
• O acetoacetato pode ser transformado em 
acetoacetil-CoA pela enzima beta-cetoacil-
CoA trasnferase, ao fazer uma molécula de 
succinil-CoA passar sua coenzima A para o 
acetoacetato. 
• O acetoacetil-CoA recebe uma molécula de 
coenzima A e se divide em duas moléculas 
de acetil-CoA; a reação é feita pela enzima 
tiolase. 
• A produção de corpos cetônicos aumenta 
durante o jejum sendo uma fonte de energia 
importante para o músculo esquelético e 
cardíaco, para o córtex renal e para o 
cérebro durante períodos prolongados em 
jejum. 
• Nota clínica: 
• Produção excessiva de corpos 
cetônicos no sangue causa 
cetonemia (> 3 mg/dL) podendo 
evoluir para uma acidose severa 
(cetoacidose) e eventualmente 
cetonúria (urina). Casos de 
jejum prolongado e Diabetes 
melitus tipo I. 
 
 
 
 
Bioquímica Básica Fernanda Pickbrenner de Almeida 
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Os lipídios produzem mais energia que os carboidratos, porém não podem ser utilizados em todas 
as células, diferentemente dos carboidratos.