Metabolismo_dos_Carboidratos

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Metabolismo dos Carboidratos
Professor Me. Atanásio Neto
O que é o metabolismo?
Definição: O metabolismo é a somatória de todas as transformações químicas de uma célula ou organismo.
Características: Uma atividade celular altamente coordenada em que diversos sistemas multienzimáticos atuam conjuntamente, com os seguintes objetivos:
1. Obter energia química: Por captação de energia solar ou degradação de nutrientes ricos em energia obtidos do meio ambiente.
2. Converter as moléculas dos nutrientes em moléculas com características próprias de cada célula, como hemoglobina e clorofila.
3. Formar macromoléculas (proteínas, ácidos nucleicos, polissacarídeos) a partir de precursores monoméricos, desempenhando atividades específicas nas células.
4. Sintetizar e degradar biomoléculas necessárias para funções celulares específicas (ex.: ação hormonal na floração, amadurecimento de frutas e abscisão foliar).
Divisões do metabolismo
1. Catabolismo: Vias convergentes que degradam moléculas.
2. Anabolismo: Vias divergentes que sintetizam moléculas.
3. Vias cíclicas: O produto inicial é regenerado ao final.
Mapa Metabólico
As vias metabólicas foram agrupadas em um esquema que representa a sequência de reações e interações entre diversas vias que ocorrem nas células.
Glicólise
Definição: Processo metabólico no qual a glicose é quebrada em piruvato, liberando energia.
Importância:
- Primeira etapa da respiração celular.
- Essencial para a produção de ATP.
Localização: Ocorre no citoplasma de todas as células.
Etapas da glicólise
1. Fase de Investimento de Energia (Etapas 1 a 5): Consome ATP para iniciar o processo.
2. Fase de Liberação de Energia (Etapas 6 a 10): Geração de ATP e NADH.
Produto final: Por molécula de glicose → 2 moléculas de piruvato, 2 ATP e 2 NADH.
Detalhes das etapas
1. Fase de Investimento de Energia:
- 1ª etapa: Fosforilação da glicose pela enzima hexoquinase, formando glicose-6-fosfato.
- 2ª etapa: Isomerização da glicose-6-fosfato em frutose-6-fosfato.
- 3ª etapa: Fosforilação pela fosfofrutoquinase-1, formando frutose-1,6-bifosfato.
- 4ª etapa: Clivagem da frutose-1,6-bifosfato em duas trioses.
- 5ª etapa: Isomerização em gliceraldeído-3-fosfato.
2. Fase de Liberação de Energia:
- 6ª etapa: Oxidação e fosforilação, formando 1,3-bisfosfoglicerato e NADH.
- 7ª etapa: Primeira produção de ATP a partir de 1,3-bisfosfoglicerato.
- 8ª etapa: Conversão de 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato.
- 9ª etapa: Desidratação de 2-fosfoglicerato em fosfoenolpiruvato (PEP).
- 10ª etapa: Produção final de ATP pela conversão de PEP em piruvato.
Aspectos adicionais da glicólise
Fonte rápida de ATP, especialmente importante em condições anaeróbicas.
Base para outras vias metabólicas.
Essencial para células sem mitocôndrias (ex.: glóbulos vermelhos).
Regulação:
- Enzimática: Hexoquinase, fosfofrutoquinase-1 e piruvato quinase.
- Hormonal: Insulina e glucagon.
Ciclo de Krebs
Definição: Processo metabólico fundamental que ocorre na matriz mitocondrial.
Função:
- Oxidação completa de acetil-CoA em CO₂.
- Produção de NADH e FADH₂ usados na cadeia respiratória.
Contexto: Parte da respiração celular, precedido pela glicólise e seguido pela cadeia transportadora de elétrons.
Etapas do Ciclo de Krebs
1. Formação do citrato: Acetil-CoA + oxaloacetato → citrato.
2. Isomerização: Citrato → isocitrato.
3. Descarboxilações: Isocitrato e α-cetoglutarato liberam CO₂, formando NADH.
4. Formação de succinil-CoA e geração de GTP/ATP.
5. Regeneração do oxaloacetato via succinato, fumarato e malato.
Produtos formados por ciclo:
- 2 moléculas de CO₂
- 3 NADH
- 1 FADH₂
- 1 GTP (convertível em ATP).
Aspectos detalhados do ciclo
1. Acetil-CoA combina-se com oxaloacetato para formar citrato.
2. Citrato sofre isomerização para formar isocitrato.
3. Isocitrato é oxidado, liberando CO₂ e formando α-cetoglutarato e NADH.
4. α-Cetoglutarato é oxidado, gerando NADH e formando succinil-CoA.
5. Succinil-CoA produz GTP ou ATP e forma succinato.
6. Succinato é oxidado para fumarato, gerando FADH₂.
7. Fumarato é hidratado, formando malato.
8. Malato é oxidado para regenerar oxaloacetato, gerando NADH.