Biossíntese de carboidratos_ProfGustavo

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19/11/2010
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMCA E BIOLOGIA MOLECULAR
BQI 100 – BIOQUÍMICA FUNDAMENTAL
Biossíntese de Carboidratos
Carboidratos: importância
 Como fonte de energia;
 Como moléculas estruturais;
 Para reconhecimento de outras biomoléculas quando associadas a proteínas
de membrana.
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Três formas gerais de biossíntese de
carboidratos
• Proveniente de CO2;
• Interconversão de carboidratos;
• Através de precursores de moléculas orgânicas já sintetizadas (gliconeogênese);
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Sintese de 
carboidratos a partir 
de diferentes 
precursores
PlantasAnimais
Glicose 
sanguínea
Glicogênio
Glicoproteínas
Dissacarídeos
Outros 
monossacarídeos
Amido 
Sacarose
Glicose -6- fosfato
Energia
Fosfoenolpiruvato
GlicerolPiruvato
Lactato Triacilglicerol
3- fosfoglirerato
Aminoácidos 
glicogênicos
Ciclo 
de 
Krebs
Fixação de 
CO2
Gliconeogênese: formação de glicose a partir de 
precursores não glicídicos 
• Ocorre em todos animais, vegetais, fungos e microorganismos
• Glicose: posição central no metabolismo 
• O cérebro consome ~120 g glicose/dia = mais da metade das reservas de 
glicogênio.
• Entre as refeições ou durante jejum, depois de exercícios físicos vigorosos: 
organismo supre a necessidade de glicose pela gliconeogênese, pois 
estoques de glicogênio são escassos
• Precursores importantes em animais: lactato, piruvato e aminoácidos
• Em mamíferos ocorre principalmente fígado e numa extensão menor no 
córtex renal 
• Vegetais ocorre principalmente durante germinação de sementes 
oleaginosas (nos demais casos: glicose proveniente fotossíntese)
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As reações da glicólise
Gliconeogênese x glicólise: NÃO são vias 
idênticas fluindo em direções opostas
Primeiro desvio
Reação ocorre na matriz mitocondrial
Primeiro desvio: transformação do 
piruvato em fosfoenolpiruvato
Citosol
Transformação do piruvato em 
fosfoenolpiruvato quando lactato é 
precursor gliconeogênico
Importância relativa das vias: depende da 
disponibilidade de lactato e necessidades de NADH
 lactato: hemáceas, músculo
ΔG’0 -16,3 kJ/mol
ΔG’0 -13,8 kJ/mol
Segundo e terceiro desvios
ΔG’0 0,9 kJ/mol -> ΔG -25kJ/mol
Gliconeogênese é energeticamente 
custosa, mas é essencial.
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GLICONEOGÊNSE
Intermediários gliconeogênicos
Intermediários do ciclo do Ác. Cítrico
Aminoácidos
Aminoácidos gliconeogênicos 
agrupados segundo o local de 
entrada
Ciclo do ácido 
cítrico
Malato
Fumarato
Oxaloacetato
Citrato
Isocitrato
Succinato
Glicose
Succinil-CoA
α-cetoglutarato
Piruvato
Alanina
Cisteína
Glicina
Serina
Triptofano
Asparagina
Aspartato
Fenilalanina
Tirosina
Isoleucina
Metionina
Treonina
Valina
Arginina
Glutamato
Glutamina
Histidina
Prolina
Regulação da Gliconeogênese
Primeiro ponto de controle: o destino do piruvato na mitocôndria
Ácidos graxos disponíveis em abundância 
na mitocôndria 
Acúmulo NADH – parada Ciclo Krebs 
(necessidades energéticas celulares supridas) 
Situações de acúmulo de acetilCoA
Regulação da Gliconeogênese
Segundo ponto de controle: FBPase-1 (frutose bifosfatase 1) – inibida 
fortemente por AMP
Regulação coordenada e recíproca da Fosfofrutocinase-1 e Frutose bifosfatase 1
Destinos da glicose Síntese do Glicogênio
Grânulos de glicogênio em hepatócito.
Até 10% da massa do fígado e de 1 à 2 % da massa muscular.
1 partícula:
•Grânulos de glicogênio: 
partículas de glicogênio e suas 
enzimas relacionadas 
(biossíntese, degradação e 
regulação).
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Biossíntese do Glicogênio
 Ocorre principalmente no fígado e no tecido muscular esquelético;
 No fígado: reservatório para o suprimento de glicose em outros tecidos
(via corrente sangüínea);
 No músculo: glicólise para produção de energia.
Biossíntese do Glicogênio
Grupo D-Glicosil
Uridina
UDP- Glicose
Glicose-1-P UDP-GlicoseUTP PPi
UDP-glicose 
pirofosforilase
Glicose
Fosfoglicomutase
Glicose-1-P
Sua síntese é irreversível: contribui para 
irreversibilidade das vias biossintéticas
Forma de marcar a glicose para vias de síntese
Nucleotídeo-açúcar:
Síntese de glicogênio
Glicogênio sintase
Glicogênio sintase
Síntese de glicogênio
Enzima de ramificação do glicogênio
Início da síntese de uma partícula de glicogênio 
pela glicogenina
Glicose
Glicogenina
Glicogênio 
sintase
Glisose
Glicogenina
Glicogenina
Proteína tirosina 
glicosil trnasferase
(Glicogenina)
Glicogênio 
sintase
Glicogênio 
sintase, enzima 
ramificadora do 
glicogênio
Glicose
Glisose
Glicogenina e a estrutura da partícula do glicogênio
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Biossíntese do Amido
Terminal não-redutor de 
uma cadeia de amidocom n 
resíduos
Amido com n+1 resíduos
Novo terminal 
não-redutor
Glisose
Glisose-1-fosfato
3-fosfoglicerato
Adenina
Amido sintase
ADP-glicose
pirofosforilase
Biossíntese da Sacarose
Glisose Frutose-6-fosfato
Sacarose -6-fosfato
Sacarose
Sacarose 6-
fosfato fosfatase
Sacarose 6-
fosfato sintase
Nas sementes em germinação a gliconeogênese converte gorduras
e proteínas em glicose (CICLO DO GLIOXALATO)
Citosol
Sacarose 
Oxaloacetato
Oxaloacetato
Citrato
Malato
Isocitrato
α-cetoglutarato
Succinil-CoA
Fumarato
Succinato
Mitocôndria
Ciclo 
de 
Krebs
Fosfoenolpiruvato
Gliconeogênese
Frutose-6-fosfato
Glicose-6-fosfato
Succinato
Oxaloacetato
Malato
Citrato
Isocitrato
Ciclo do 
glioxalato
Ácido 
graxos
Acetil-CoA
Acetil-CoA
Glioxalato
β-oxidação
Glioxissomo