Respiração Celular e Via Glicolítica

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Profa. Fabiana Pereira
UNIVERSO-Campos dos Goytacazes
- Processo pelo qual a glicose é oxidada à CO2 e H2O na presença de oxigênio. 
- Rendimento  30 ou 32 ATPs por molécula de glicose oxidada. 
Respiração Celular
C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O + Energia
Equação Geral da Respiração Celular:
Respiração Celular
A respiração pode ser dividida em quatro fases:
 Glicólise anaeróbica  ocorre no citoplasma;
Oxidação do piruvato  ocorre nas mitocôndrias (matriz mitocondrial)
 Ciclo de Krebs  ocorre no interior das mitocôndrias (matriz mitocondrial);
 Cadeia Respiratória ocorre no interior das mitocôndrias (membrana mitocondrial interna).
Visão Geral da Respiração Celular e Localização das rotas metabólicas
Convergência de várias rotas metabólicas
Glicólise
Glicose  fonte de energia mais importante para a vida. Por que?
Todas as células podem usar glicose como fonte de energia.
Como os organismos obtem glicose? Autotróficos ou Heterotróficos.
Em última análise a glicose é derivada da energia solar, pois esta forma de energia é convertida em energia química, por um processo chamado FOTOSSÍNTESE.
Glicólise
também chamada de via glicolítica;
É uma via metabólica universal, ou seja, ocorre em todos os seres vivos;
Ocorre no citoplasma das células e independe da presença de O2;
 - é uma das vias metabólicas mais usadas pelos organismos para obtenção de energia;
Conceito: nesta via a glicose é parcialmente oxidada e a célula é capaz de utilizar a energia liberada para sintetizar duas moléculas de ATP;
É uma via de obtenção de energia, a célula quebra glicose para produzir ATP;
Nesta via a glicose é oxidada a piruvato, produzindo NADH e ATP
Piruvato
Coenzimas transportadoras de elétrons
NAD+/NADH (nicotinamida adenina dinucleotídeo) principal transportador de elétrons do metabolismo energético. É derivado da vitamina B3 (niacina)
Coenzimas transportadoras de elétrons
Vitamina B3 - Niacina
Participação do NAD+ em reações de oxidação e redução.
 Rota metabólica na qual, a glicose é transformada em duas moléculas de piruvato (3C);
 É composta por 10 reações químicas que ocorrem em sequência;
 É dividida em duas etapas: 1ª etapa (investidora de energia)/2ª etapa (produtora de energia)
Ocorre no citoplasma das células;
 Ocorre liberação de hidrogênios que são transferidos ao NADH (coenzima transportadora de elétrons);
 Substratos: Glicose, ATP, ADP, Pi, NAD+;
 Produtos: 2 moléculas de ATP, 2 moléculas de piruvato, 2 NADH + H+.
Glicólise
10 reações da glicólise
1ª etapa da via glicolítica ou etapa investidora de energia
Nesta fase a célula prepara a molécula de glicose, investindo energia na forma de ATP, para recuperar este investimento na segunda fase;
 Sem essas preparação, a glicose não cumpriria seu papel principal de produzir ATP; É composta por 10 reações químicas que ocorrem em sequência;
Esta etapa compreende da 1ª a 5ª reações;
Nesta etapa de investimento, a célula gasta duas moléculas de ATP para preparar a molécula de glicose;
Etapa investidora de energia
Fase preparatória da glicólise
Reação 1 da glicólise  Importante
Reação 2 da glicólise
Reação 3 da glicólise  Importante
Reação 4 da glicólise
Reação 5 da glicólise
Reação 6 da glicólise  Importante
A 6ª reação da glicólise converte gliceraldeído-3-fosfato em 1,3 bifosfoglicerato pela adição de um fosfato inorgânico (Pi). Note que esta fosforilação não depende de ATP. Nesta reação também ocorre redução da molécula de NAD+ que passa a NADH + H+.
- Essa reação aumenta o potencial energético da via glicolítica.
Reação 6 da glicólise
Reação 7 da glicólise  Importante
Ocorre produção de ATP
A 7ª reação da glicólise transforma 1,3 bifosfoglicerato em 3-fosfoglicerato. 
- A energia armazenada nas ligações fosfato é usada para impulsionar a síntese de ATP, a partir de ADP+ Pi. É o que se chama de fosforilação a nível de substrato, esta produção de ATP direto na via.
- Fosforilação em nível de substrato é a síntese de ATP que ocorre diretamente, usando o fosfato ligado ao substrato da reação para transformar ADP em ATP.
Reação 7 da glicólise  Importante
Reação 8 da glicólise
- A 8ª reação da glicólise transforma 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato. Aqui o que muda é a posição do fosfato na molécula!
- O grupo fosfato passa do carbono 3 para o carbono 2.
Reação 8 da glicólise
Reação 9 da glicólise
- A 9ª reação da glicólise transforma 2-fosfoglicerato em fosfoenolpiruvato. Esta reação envolve uma desidratação. 
- O fosfoenolpiruvato é um composto de alta energia, que será fundamental para a próxima reação.
Reação 9 da glicólise
Reação 10 da glicólise  Importante
Ocorre produção de ATP
A 10ª reação da glicólise transforma fosfoenolpiruvato em piruvato.
Esta reação também é uma fosforilação a nível de substrato.
 Nesta reação ocorre formação de mais 2 moléculas de ATP
Reação 10 da glicólise  Importante
Ocorre produção de ATP
Conclusão
A via glicolítica é formada por dez reações catalisadas por enzimas específicas. O conjunto destas reações resulta na formação de duas moléculas de piruvato, duas moléculas de ATP e duas moléculas de NADH + H+ para a célula, por molécula de glicose usada como substrato inicial da via.
Regulação da via glicolítica ou Glicólise
Regulação da Glicólise
- Dentro das células acontecem várias atividades, tais como síntese de proteínas, transporte de substâncias, etc.
Para realizar suas atividades as células necessitam de energia na forma de ATP.
 A glicose é o principal combustível das células, cuja degradação resulta em síntese de ATP como acabamos de ver;
Sendo assim, a célula quebra mais ou menos moléculas de glicose, dependendo da sua demanda energética. Esta demanda regula a velocidade da via glicolítica, ou seja, a velocidade com que a célula quebra glicose para gerar ATP. 
Regulação da Glicólise
No caso específico da glicólise, ela será inibida se o organismo estiver em um estado fisiológico energeticamente favorável, ou seja, quando o balanço de ATP/ADP for positivo.
Quando o balanço de ATP/ADP for negativo, a glicólise será estimulada.
Mas como ocorre, efetivamente, esta regulação?
Quando se fala em regulação de uma via metabólica em última análise estamos falando de regulação enzimática.
Regulação da Glicólise
Na glicólise, existem 3 enzimas-chave para a regulação:
	- Hexoquinase;
	- Fosfofrutoquinase;
	- Piruvato quinase.
Sobre estas 3 enzimas, vão atuar os mecanismos de regulação;
A Hexoquinase é regulada pelo próprio produto da reação  Glicose 6 fosfato;
A PFK1 e piruvato quinase são reguladas da seguinte forma:
Regulação da Glicólise
ATP
Glicólise
ATP
PFK1 e piruvato quinase
PFK1 e piruvato quinase
ATP
Glicólise
ATP