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Fermentação e via das pentoses- fosfato Prof. Paulo Ricardo M. Almeida Faculdade Nobre Disciplina: Bioquímica metabólica Um breve resumo da via glicolítica A energia armazenada na glicose foi para: 2ATP + 2NADH + 2 Ác. pirúvico. Destinos do ácido pirúvico Vias fermentativas As vias fermentativas vão ocorrer sempre em condições de hipóxia (pouco oxigênio), ou ainda na completa ausência de oxigênio. Tipos de fermentação Fermentação láctica Fermentação Alcoólica Fermentação Láctica Conceito: É um tipo de fermentação que apresenta como produto final a síntese de ácido lático e ATP. Quando e onde ocorre? Ocorre em baixas concentrações de oxigênio (ou em completa ausência). Ex: células musculares, hemácias (eritrócitos) e certas bactérias lácticas. Qual o principal objetivo? Regenerar o aceptor NAD+. Fermentação Láctica Regeneração do NAD+ e redução do piruvato a lactato: Neste caso não ocorre variação líquida de NAD+ ou NADH. Fonte: Lehninger et al 2011 Fermentação Láctica: Destino do excesso de lactato produzido Ciclo de cori: conversão do lactato produzido no músculo em glicose no fígado. Durante o esforço físico: Lactato produzido transportado para o fígado; Período de reoxigenação: Lactato no fígado biosíntese de glicose e glicogênio. Importância: Evitar a acidose láctica no músculo. Fermentação Alcoólica Conceito: É um tipo de fermentação que apresenta como produto final a síntese etanol e CO2 ao invés de lactato. Quando ocorre? Ocorre na ausência de oxigênio (em anaerobiose). Ex: microrganismos fermentadores de glicose, leveduras. Qual o principal objetivo? Regenerar o aceptor NAD+. Fermentação Alcoólica: biosíntese de etanol Ocorrem duas reações: 1- Descarboxilação do ácido pirúvico; 2- Redução do acetaldeído e síntese do etanol. Fermentação Alcoólica: biosíntese de etanol 1- Descarboxilação do ácido pirúvico F o n te : L e h n in g e r e t a l 2 0 1 1 TPP – tiamina-pirofosfato (coenzima) derivada da vitamina B1. Fermentação Alcoólica: biosíntese de etanol 2- Redução do acetaldeído e síntese do etanol. Reação geral da fermentação alcoólica: F o n te : L e h n in g e r e t a l 2 0 1 1 U s o d a f e rm e n ta ç ã o n a i n d u s tr ia : p ro d u ç ã o d e a li m e n to s e re a g e n te s q u ím ic o s Outros alimentos produzidos por fermentação: picles, chucrute, salsicha, molho de soja e etc. Via das pentoses-fosfato Conceito: É uma via alternativa de oxidação da glicose-6-fosfato e que leva a produção de 3 compostos: CO2, ribose-5-fosfato e NADPH. N A D + N A D P + Via das pentoses-fosfato Local onde ocorre: no citossol (citoplasma das células) Quais tecidos utilizam essa via? 1- Ocorrem em tecidos com uma alta taxa de divisão: medula óssea, pele, mucosa intestinal e tumores (tecidos neoplásicos). 2- Fígado, tecido adiposo, glândulas mamárias em lactação – síntese de gorduras e hormônios esteroides. Ocorre em duas fases Fase oxidativa Fase não-oxidativa Síntese de NADPH Síntese de ribose-5-P Tecidos com vias das pentoses fosfato ativas Via das pentoses-fosfato: visão geral das fases As duas fases da via das pentoses-fosfato: Fonte: Stryer et al 2012 Essas vias não dependem de ATP; A ribose-5-fosfato pode ser convertida em frutose-6-fosfato na fase não oxidativa. Fonte: Lehninger et al 2011 Via das pentoses-fosfato: fase oxidativa 1- A G6P-desidrogenase – transforma a G6P em uma lactona cíclica; 2- No final das três reações temos:CO2 e ribulose-5-P. Fonte: Stryer et al 2011 Via das pentoses-fosfato: conversão da ribulose em ribose - Nesta fase ocorre a transformação da molécula de ribulose-5-fosfato em xilulose-5fosfato (epímeras) e ribose-5-fosfato (isômeras). Via das pentoses-fosfato: fase não oxidativa Nesta fase ocorre a conversão de um açúcar em outro – criando um elo com a via glicolítica 1ª reação - TPP 2ª reação 3ª reação - TPP Resumindo... F o n te : S tr y e r e t a l 2 0 1 1 Fonte: Voet et al 2014 R e la ç ã o e n tr e a g li c ó li s e e a v ia d a s p e n to s e s fo s fa to Via das pentoses-fosfato: fase não oxidativa Resumo da via não oxidativa – síntese de 2 hexoses (2 frutose-6-fosfato) e 1 triose (gliceraldeído-3-fosfato), a partir de 3 pentoses (2 xilulose-5-fosfato e 1 ribose-5- fosfato). Fonte: Lehninger et al 2011 Via das pentoses-fosfato: síntese de moléculas acordo com as necessidades da célula 1ª) Muita necessidade de ribose do que de NADPH; 2ª) Necessidades equilibradas de NADPH e ribose; 3ª) Necessidade muito maior de NADPH do que de ribose. Fonte: Stryer et al 2011 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS NELSON,D.L.., COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6a ed., São Paulo, Ed Savier, 2014. Cap 14, pg. 558. STRYER, L. Bioquímica. 6aed. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara Koogan, 2011. Cap. 20, pg. 585. VOET, D.; VOET, J.G.; Pratt, C.W. Fundamentos de Bioquímica. 4ª ed, PortoAlegre, Artmed, 2014. Cap. 15, pg. 506.