Glicólise
Engenharia Ambiental
Bioquímica Geral
Prof.: Edson Fernandes
Glicose
oxidação
CO2 + H2O
ΔG’° = -2840 kJ/mol
A glicose pode ser liberada da reserva polimérica para produzir ATP.
A bactéria Ercherichia coli utiliza para produção de metabólitos de crescimento,
produção de aminoácidos, ácido graxo, nucleotídeos e etc.
Vantagens da Glicose
Matriz extracelular
e polissacarídeos da
parede celular
Síntese de
polímeros
estruturais
Glicogêno, amido,
sacarose
Armazenamento
Glicose
Oxidação por glicólise
Oxidação pela via da
pentose-fosfato
Piruvato
Ribose-5-fosfato
Glicólise
Glykys – doce ou açúcar
Lysys - quebra
Oxidação de Glicose para produção de Piruvato
O piruvato é utilizado para produção de ATP
Relembrando
NADH
(reduzido)
NADᶧ
(oxidado)
oxidação
H
O
H
O
H
H
H
H
NH2
NH2
+
N
R
H
H
N
R
H
Relembrando
NH2
AMP
N
ADP
N
N
O
HO
P
O
O
N
N
O
HO
O
OH
P
O
OH
ATP
NH2
N
HO
P
OH
N
O
OH
OH
O
O
O
P
OH
N
O
O
P
O
N
O
OH
OH
N
O
P
OH
OH
NH2
OH
N
OH
N
Relembrando
Fase Preparatória
Fosforilação da glicose e sua conversão a gliceraldeído-3-fosfato
1
HO
5
H
OH
4
ATP
6
HO3
O H
H
H
H
Mgᶧ²
1
2
(P)
ADP
OH
5
H
OH
4
Hexocinase
OH
HO3
O H
H
H
1
2
H
Glicose
6
OH
OH
Glicose-6-fosfato
ΔG’° = -16,7 kJ/mol
A glicose é ativada para reações subsequentes, pela fosforilação em C-6
formando glicose-6-fosfato, com ATP como doador de grupo fosforil.
2
(P)
6
5
H
OH
4
HO3
H
H
O
1
Fosfo-hexose-isomerase
Glicose-6-fosfato
OH
O
H HO
4
OH
OH
(P)
5
1
2
H
Mgᶧ²
O H
6
2
3
H
OH
OH
H
Frutose-6-fosfato
ΔG’° = -1,7 kJ/mol
Embora seja uma reação reversível, o rearranjo do C-1 é necessário para as
próximas etapas.
3
(P)
6
O
1
OH
O
H HO
5
4
2
ATP
ADP
Mgᶧ²
3
H
OH
OH
H
Fosfofrutocinase-1
(PFK-1)
(P)
6
O
(P)
O
H HO
5
H
1
4
2
3
OH
OH
H
Frutose-1,6-difosfato
Frutose-6-fosfato
ΔG’° = -14,2 kJ/mol
Reação irreversível. Até a frutose-6-fosfato, haveriam outros destinos para
os compostos formados, mas a frutose-1,6-difosfato é utilizada somente
na glicólise.
OH
4
(P)
(P)
6
O
1
O
H HO
5
4
H
OH
CH
6
4
5
H
(P)
Gliceraldeído-3-fosfato
2
3
CH2
O
O
OH
Aldolase
O
H
Frutose-1,6-difosfato
(P)
O
CH2
1
C
2
CH2
3
Diidroxicetona-fosfato
ΔG’° = 23,8 kJ/mol
Embora a variação de energia livre seja alta, em baixas concentrações, a
energia e bem menos ocorrendo a clivagem mais facilmente.
OH
5
OH
O
(P)
(P)
O
CH2
1
C
2
CH2
3
Diidroxicetona-fosfato
OH
O
CH2
6
CH
O
4
5
H
Triose-fosfato-isomerase
Gliceraldeído-3-fosfato
ΔG’° = 7,5 kJ/mol
Somente o gliceraldeído-3-fosfato é utilisado nas etapas subsequentes,
mas a diidroxicetona-fosto é rapidamente isomerizado.
Fase de Compensação
Conversão oxidativa do gliceraldeído-3-fosfato em piruvato e formação acoplada a
ATP e NADH
O
6
(P)
O
NADᶧ
CH2 HC
OH
NADH + Hᶧ
O
H
(P)
Gliceraldeído-3-fosfato
OH
O
-
P
O
O
O
OH
Gliceraldeído3-fosfatodesidrogenase
O
-
P
O
-
O
1,3-bifosfoglicerato
-
Fosfato
inorgânico
O
CH2 HC
ΔG’° = 6,3 kJ/mol
O aldeído é transformado em um acil-fosfato com energia de hidrólise
7
O
O
O
-
P
O
O
-
Mgᶧ²
(P)
O
O
-
HC OH
O
-
P
O
-
(P)
O
(P)
HC OH
H2C
+
O
Ribose
O
ADP
Fosfogliceratocinase
Adenina
H 2C
(P)
O
O
(P)
Ribose
3-fosfoglicerato
(P)
Adenina
ATP
1,3-bifosfoglicerato
ΔG’° = -18,5 kJ/mol
Embora seja reversível a energia da reação é conservada pela formação da ATP
8
O
O
-
O
O
-
Mgᶧ²
HC OH
H 2C
HC O
Fosfogliceratomutase
H2C
O
(P)
3-fosfoglicerato
(P)
OH
2-fosfoglicerato
ΔG’° = 4,4 kJ/mol
9
O
O
-
HC O
HC
-
O
(P)
H
O
-H₂O
C
Fosfogliceratomutase
OH
O
(P)
CH2
fosfoenolpiruvato
2-fosfoglicerato
ΔG’° = 7,5 kJ/mol
A formação do enolato facilita a liberação do grupo fosfato
10
O
O
O
O
-
(P)
O
C
O
-
O
P
O
CH2
fosfoenolpiruvato
+
C
(P)
Piruvatocinase
O
Ribose
Adenina
ADP
-
P
O
O
CH3
Piruvato
(P)
O
Ribose
ATP
ΔG’° = -31,4 kJ/mol
-
(P)
Mgᶧ², Kᶧ
-
-
O
O
Adenina
Destino do Piruvato
Glicose
Glicólise
Hipoxia ou
Condições anaeróbicas
2 Etanol + 2CO₂
Fermentação até
Etanol na levedura
Condições anaeróbicas
2 Piruvato
Condições
aeróbicas
2 CO₂
2 Acetil-CoA
Ciclo do
Ácido Cítrico
4CO₂ + 4H₂O
Animais, vegetais e muitas células
microbianas sob condições aeróbicas
2 Lactato
Fermentação até lactato
nos músculos em
contração vigorosa, nos
eritrócitos, em algumas
outras células e em
alguns microorganismos