Glicólise resumo

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Glicólise
↪ A glicose é o principal substrato oxidável usado
como fonte de energia do metabolismo de plantas,
animais e microrganismos. Por essa molécula ser
facilmente armazenada em forma de polímeros, como
amido e glicogênio, a glicose pode ser contida em grandes
quantidades sem que isso afete a osmolaridade citosólica
do organismo. Ao ser oxidada, apresenta uma variação de
energia livre padrão de -2.840 kJ/mol. Quando o
organismo necessita de energia, a glicose é liberada
desses polímeros para ser usada na produção de ATP de
forma aeróbica ou anaeróbica.
↪ Todas as células oxidam glicose a piruvato para
obter ATP. a degradação da glicose em células
anaeróbicas param ao ser formado o piruvato. Fato que
ocorre através da via glicolítica, que ocorre no citosol,
após um conjunto de 10 reações. Este modo permite que
apenas 10% da energia total da glicose seja utilizado
para a formação de ATP, fazendo com que o restante de
energia permaneça armazenado, liberando
aproximadamente 200kJ/mol. Dessa forma, as células
anaeróbicas são capazes de suprir a necessidade de
energia em sua totalidade. Nas células aeróbica ocorre a
oxidação total do piruvato, havendo uma grande produção
de ATP.
↪ A oxidação completa da glicose, leva a produção de
CO2. Essa parte aeróbica ocorre no interior da
mitocôndria , onde o piruvato passa pela descarboxilação
sendo transformado em um composto com 2 carbonos. 
↪ A glicose é levada para o citosol da célula a partir de
transportadores Glut.
 
Fosforilação: transferência de um grupo fosfato do
ATP para um reagente, ou do reagente para o ADP.
Quinase.
Deslocamento de fosforila: realocação do grupo
fosfato na molécula. Mutase.
↪ No processo da glicólise uma molécula de glicose é
degradada a partir de 10 reações catalisadas por enzimas
para que possam ser formadas 2 moléculas de piruvato
(composto de 3 átomos de C). Parte da energia livre da
glicose é conservada em forma de ATP e NADH.
↪ Eduard Buchner descobriu a fermentação, em 1897, a
partir da conservação de extratos de células de levedura,
sem o uso de anti-sépticos. Ao usarem a sacarose, foi
obtido uma fermentação com rápida produção de álcool. 
 Dessa forma, mostrando que é possível a conversão de
açúcar em álcool, marco inicial para o entendimento da via
glicolítica. 
↪ A cisão do açúcar em CO2 e álcool não é mais o efeito
de um “princípio vital”, mas sim a quebra do açúcar da
cana pela invertase. A história desse problema é
instrutiva, pois serve de alerta quanto a considerar
problemas como além do nosso alcance porque ainda não
tiveram uma solução.
↪ Fermentação é o processo de glicólise (anaeróbico),
onde a energia é conservada em ATP. As enzimas
glicolíticas dos vertebrados são bastante parecidas, de
forma que os processos de reação ocorrem de maneira
sequenciada.
↪ TIPOS DE REAÇÃO:
GLICÓLISE
↪ Entrada da glicose na célula: em seu ponto
isoelétrico, a molécula de glicose passa pela membrana 
 da célula e, assim que está na parte interior ela é
fosforilada pela hexocinase, fazendo com que ela adquira
uma carga negativa, não deixando mais que a glicose saia
do meio intracelular, além de fazer com que a
concentração de glicose dentro da célula seja baixa,
facilitando a entrada de mais glicose pelo gradiente.
↪ A glicose-6-fosfato é importante para o
direcionamento da glicose para outras vias (glicogênio,
síntese de outros carboidratos, via de pentoses) 
 
REAÇÃO 2: Isomerização (conversão) da glicose-6P
(aldose) a frutose-6P (cetose) a partir da enzima
fosfohexose isomerase com o uso do co-fator Mg2+.
reação reversível. ΔG próximo de zero.
 
REAÇÃO 3: Fosforilação da frutose-6P a frutose1,6-
bifosfato, com reação de acoplamento de ATP em ADP
(gasto de 1 ATP). Adição de um fosfato no carbono 1.
Reação espontânea catalisada pela enzima
fosfofrutocinase (PFK1). ΔG grande e negativo. Enzima
alostéria regulada (pelo atp), apresentando atividade na
presença de baixa carga energética (atp) e diminuída na
presença de alta carga energética. reação de
investimento.
 
REAÇÃO 4: Quebra da frutose1,6-bifosfato em duas
trioses, diidroxiacetona fosfato e gliceraldeído-3-fosfato.
enzima aldolase. Apresenta ΔG grande e negativo, apesar
disso, é uma reação reversível devido à rápida remoção
dos produtos pelas reações subsequentes.
 
REAÇÃO 5: Conversão de diidroxiacetona-fosfato em 
Isomerização: converte uma cetose (CO) em uma
aldose (CHO) ou ao contrário. Isomerase.
Desidratação: retirada de água. Desidrase.
Clivagem de adol: quebra de ligação C-C. Adolase.
 
↪ Converte glicose e outras hexoses (açucares) em dois
piruvatos, sendo a glicose a mais usada de maneira
preferencial. É a via mais conservada nos sistemas
biológicos. TODAS as células realizam glicólise. é
anaeróbico, mas também ocorre em aerobiose. É a única
fonte de ATP para algumas células do cérebro, olhos e
hemácias.
↪Produto final da glicólise: 2 piruvatos, 2 ATPs e 2
NADH
↪ o destino do piruvato depende do tipo de célula e
condições. pode ser fermentado (alcoólica ou lática) ou
completamente oxidado (na presenta de O2 em células
aeróbicas) através do ciclo de krebs.
↪ a via glicolítica ocorre em 10 reações, sendo as 5
primeiras a fase preparatória (quebra da hexose em 2
trioses) e as 5 últimas, a fase de pagamento.
 
FASE PREPARATÓRIA
 
REAÇÃO 1: Fosforilação da glicose. A glicose é fosforilada
no grupo hidroxil ligado ao C6, com o auxílio da energia
livre fornecida pela hidrolise de ATP a partir de uma
reação de acoplamento. A enzima Hexocinase catalisa
esta reação. Mg2+ como co-fator para o funcionamento
da enzima. ΔG grande e negativo, ou seja, é exergônico
(entropia positiva), processo ESPONTÂNEO. irreversível
em condições celulares. Há o consumo de ATP para
liberar energia posteriormente.
↪nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD+/NADH) :
aceptor de elétrons que é coenzima da maioria das
oxidações biológicas. Proveniente da vitamina B3: niacina
é usado sem ser consumido, já que é reduzido e reoxidado,
por isso a quantidade de vitamina para repor é pequena
 
REAÇÃO 7: Ocorre a síntese da primeira molécula de ATP
pela da fosforilação de uma molécula de ADP. Síntese de
ATP a partir de um fosfato de alta energia, o 1,3-
bifosfoglicerato. Fosforilação a nível de substrato (síntese
de ATP na via glicolítica). Há a hidrólise do intermediário
com o ADP, a partir da enzima fosfoglicerato quinase,
com o co-fator Mg2+, formando 3-fosfoglicerato e
liberando ATP.
 
REAÇÃO 8: Transferência do fosfato do C3 para o C2.
transformando o 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato. A
reação ocorre com a ação da enzima fosfoglicerato mutase
e o auxílio do co-fator Mg2+. É uma reação reversível.
 
REAÇÃO 9: Há um rearranjo a molécula a partir a
desidratação feita pela enzima enolase. Produção do
segundo fosfato de alta energia. a enolase apenas faz com
que a molécula possa liberar mais energia em sua
hidrólise. transforma 2-fosfoglicerato em
fosfoenolpiruvato.
 
REAÇÃO 10: Produção da segunda molécula de ATP.
fosfoenolpiruvato é hidrolisado pela enzima piruvato
quinase, com o auxílio de dois co-fatores Mg2+ e K+,
fosforilando o ADP. Produto final: piruvato e ATP. ΔG 
 grande e negativo (espontânea). Reação irreversível a
nível celular. Outra fosforilação a nível do substrato para
a produção de ATP. A enzima da reação é regulada pelo
ATP.
gliceraldeído-3-fosfato pela enzima triose fosfato
isomerase.
 
↪ Resumo: 2 ATPs foram hidrolisados ára fosforilar a
molécula de glicose. os produtos da primeira etapa são
duas moléculas de giceraldeído-3P (1 açúcar fosforilado
de 3 carbonos).
 
FASE DE PAGAMENTO
 
↪ A próxima reação é iniciada por duas moléculas de
gliceraldeído-3P 
↪ Fase em que é produzido a energia que é conservado
em forma de ATP
↪ Serão produzidos 4 ATPs. Saldo líquido de 2 ATPs
(para compensar o 2 gastos nas reações 1 e 3), 2 NADH e
2 piruvatos.
↪ envolve a formação de intermediários de energia alta:
1,3-bifosfoglicerato e fosfoenolpituvato. A hidrolise deles
fornerem a energia liberada
↪ As reações ocorrem em cada gliceraldeído-3P
 
REAÇÃO 6: Oxidação do gliceraldeído-3Pe redução do
NAD+. fosforilação do gliceraldeído-3P (adição de
fosfato inorgânico), com uma reação de acoplamento de
redução de NAD+, a partir da ação de uma enzima
giceraldeído-3P-desidrogenase. Assim, dando origem à
molécula 1,3-bifosfoglicerato. que é a primeira molécula
de alta energia formada na glicólise. ΔG = 6,3kJ/mol
Os elétrons da oxidação do gliceraldeído-3Psão
transferidos para o NAD+, reduzindo-o a NADH. o NADH
pode ser reoxidado pela cadeia transportadora de elétrons
(fosforilação oxidativa - gera ATP). Essa reação é
reversível.
Assim, sempre que a célula já dispõe de uma
concentração de ATP alta, a glicólise é inibida pela ação
da fosfofrutoquinase (ao ser inibida aqui, há o acumulo de
frutose-6-fosfato na célula e, dessa forma, como a
reação 2 é reversível, há a isomerização da frutose-6-
fosfato em glicose-6-fosfato e essa glicose forma
glicogênio), ocorrendo a ou da piruvato quinase. Por
outro lado, em baixas concentrações de ATP, a afinidade
aparente da piruvato quinase pelo fosfoenolpiruvato
aumenta, este comportamento capacita a enzima a
transferir o grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para o
ADP.
 
↪Resumo: inicia-se com duas moléculas de
gliceraldeído-3P. no final: 2 moléculas de piruvato, 2
NADH e 4 moléculas de ATP, logo, o rendimento é de 2
ATP finais ao que 2 foram usado na primeira fase da
glocólise.
 
↪Reação geral da glicólise:
 
 
 
↪ diferente tipos de açúcar podem entrar na via
glicolítica, porém eles necessitam ser degradados em
monossacarídeos para que possam de inserir nessa via,
tenta diferentes pontos de entrada. São hidrolisados
antes de serem absorvidos.
↪ Em condições aeróbicas, o piruvato segue em direção a
mitocôndria, dando origem ao actetil-coa que é oxidado
pelo ciclo de krebs, liberando NADH. Os elétrons
carregados pelos NADH anteriormente gerados na
glicolíse são levados para a mitocondria (reoxidação do
NADH), a partir de transporte especializados, e são
levados para a fosforilação oxidativa para que possam
gerar ATP. (glicólise aeróbica - glicólise é o estágio inicial
para a oxidação completa da glicose). 
 
↪ Na falta da mitocôndria há a fermentação. Onde
ocorre a reoxidação do NADH para que possa ser
reutilizado na via glicolítica. Nessas condições
anaeróbicas, o piruvato é reduzido pelo NADH formando
lactato(fermentação lática) ou etanol e CO2(fermentação
alcóolica alcoólica).
↪Algumas células são naturalmente anaeróbicas e
sobrevivem apenas de fermentação, já que a produção de
ATP é o suficiente. Outra necessitam do processo
aeróbico para que possam manter sua vitalidade.
↪Na fermentação o NAD+ é regenerado, para que possa
ser reutilizado na via.
 
FERMENTAÇÃO LÁTICA
 
↪ O processo ocorre no músculo, nas hemácias e em
outras células. O lactato ionizado acidifica o meio em que
está inserido. Acontece a partir da ação da enzima lactato
desidrogenase e o acoplamento da oxidação de NADH em
NAD+, transformando piruvato em L-lactato. O NAD+
retorna à via glicolítica e há o acumulo de lactato no
músculo. Dessa forma, há o transporte desse lactato para
o fígado, onde ele via a glicose novamente. E um processo
que produz baixa quantidade de ATP, mas é uma via
rápida e que não necessite de oxigênio
1° reação: uso da enzima piruvato desidrogenase,
com o auxílio de dois co-fatores: Mg2+ e TPP
(tiamina pirofosfato - vinda da vitamina B1). há a
descarboxilação do piruvato transformando em
acetaldeído.
2° reação: redução do acetaldeído com o uso do
elétron da oxidação do NADH em NAD+
(acoplamento), catalisado pela enzima álcool
desidrogenase formando etanol.
Uma molécula de glicose é oxidada a 2 moléculas de
piruvato
A energia liberada é mantida em 2 ATP e 2 NADH
Todas as enzimas são citoplasmáticas
Na fase 1, 2 ATPs são consumidos
Na fase 2, há produção de 2 NADH e 4 ATPs (com
carga líquida de 2 ATPs)
Hexoquinase e fosfofrutiquinase e piruvato quinase
são reguladas
↪ A fermentação lática é importante para a reoxidação
do NAD para que possa dar seu retorno a via glicolítica.
 
 
 
 
 
FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA
 
↪ Serve para a regeneração do NADH e ocorre em duas
reções. 
 
 
 
 
 
↪ RESUMO TOTAL:
A velocidade dessa via é regulada de forma
coordenada com outras vias de produção de ATP,
garantindo níveis adequados de ATP para as células
em qualquer condições metabólica
O destino do piruvato depende do tipo da célula e as
condições do meio.