Via Glicolítica
SINÔNIMOS:
Via Glicolítica de EmbdenMeyerhof-Parnas
Glicólise
Azevedo,AMP
AMPA
2003
1.
2.
3.
4.
Sumário
Roteiro
da Aula
Visão Geral do Metabolismo dos Glicídios
Glicólise: visão geral; funções e características
Relações com outras vias metabólicas
Seqüência de substratos
5. Controle da glicólise
6. Inibição da glicólise
7. Destino do Piruvato em anaerobiose
8. Destino do Piruvato em aerobiose
9. Mecanismos de lançadeira de elétrons
10. Balancete Energético
11. Glicólise nas hemácias
12. Metabolismo da Frutose
13. Descarboxilação Oxidativa do Piruvato
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Rotas Metabólicas da Glicose
Glicogênio
Glicogênese
Glicogenólise
Gli 1 P
Glicose
Gli 6 P
Glico-conjugados
Ciclo das
Pentoses
- Biossíntese
de Colesterol e
Ácidos graxos
- Reações de
detoxicação
- Defesas
Antioxidantes
Ribose 5 P
Nucleotídios
Fru 6 P
Pentose 5 P
Glicólise
Fru 1,6 biP
P DHA
NADPH
3P Gliceraldeído
2,3 biP Glicerato
Fosfato
de glicerol
Azevedo,AMP
Ácidos Graxos
Lipogênese
Piruvato
Gliconeogênese
Lactato
DNA e RNA
Aminoácidos
Acetil CoA
Oxaloacetato
Citrato
Ciclo de Cadeia
Krebs
AMPA
Respiratória
2003
Via Glicolítica
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações
Clínicas de Thomas M. Devlin
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Localização do Sistema Enzimático
• Fração Solúvel
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Funções da Via Glicolítica
• Transformar glicose em piruvato.
• Sintetizar ATP com ou sem oxigênio.
• Preparar a glicose para ser degradada
totalmente em CO2 e H2O.
• Permitir a degradação parcial da glicose
em anaerobiose.
• Alguns intermediários são utilizados em
diversos processos biossintéticos.
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Via Glicolítica
todas as células
Cérebro: Glic
CO2 + H2O
Glicólise aeróbica
Eritrócitos: Glicólise
fonte de energia
Córnea, Cristalino e retina
Azevedo,AMP
AMPA
2003
GLUT-1
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações
AMPA
Clínicas de Thomas M. Devlin
2003
Azevedo,AMP
GLUT-3
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de
AMPA
Thomas M. Devlin
2003
Azevedo,AMP
*GLUT-4
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de
AMPA
Thomas M. Devlin
2003
Azevedo,AMP
*GLUT-4
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de
AMPA
Thomas M. Devlin
2003
Azevedo,AMP
GLUT 2
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de
AMPA
Thomas M. Devlin
2003
Azevedo,AMP
Via Glicolítica -Seqüência de reações
Glicose
Gli-6-P
Frut-6-P
P- Diidroxiacetona
Mit.
C.K.
Acetil CoA
Azevedo,AMP
Gliceraldeído.
3P
NADox
NADred
Lactato
Aerobiose Anaerobiose
2 Piruvato
Frut-1,6-P
3 P enol
piruvato
1,3 di P Glicerato
3 di P Glicerato
2 P GliceratoAMPA
2003
Destino do NADred e do Piruvato
em Anaerobiose
Glicólise Anaeróbica na Contração Muscular
CHO
CH-OH
CH2-O-P
+Pin
NADox NADred
aldeído-3-P-glicérico
COOH
CH-OH
CH3
Azevedo,AMP
L-Lactato
O
C-O-P
CH-OH
CH2-O-P
1,3-difosfoglicerato
*
*LDH
COOH
CO piruvato
AMPA
CH3
2003
Importância das Isoenzimas da LDH
Km
Inibição pelo
Km
Tecido
piruvato
(lactato) (piruvato)
Nenhuma
Alto
Baixo
Músculo
Fígado
Baixo
Alto
+++
Coração
Baixo
Alto
+++
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Destino do Piruvato em Anaerobiose
Fermentação Alcoólica em Leveduras
1,3-difosfoglicerato
aldeído-3-P-glicérico
CHO
CH-OH
CH2-O-P
+Pin
NADox NADred
CO2 + CH2-OH
CH3
Azevedo,AMP
Etanol
O
C-O-P
CH-OH
CH2-O-P
COOH
CO piruvato
AMPA
CH3
2003
Destino do Piruvato em Aerobiose
aldeído-3-P
glicérico
acetila-CoA
mitocôndria
piruvato
NADox NADred
glic-6-P
fosfato de
glicerol
fosfato de
di-hidroxiacetona
mitocôndria
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Lançadeira de Elétrons
mitocôndria
fosfato de glicerol
CH2-O-P
CH-OH
CH2-OH
Aldeído-3-P
Glicérico
NADox
NADred
citosol
FADox
FADred(C.R.)
CH2-O-P
CO
CH2-OH
1,3-difosfoglicerato
Azevedo,AMP
CH2-O-P
CH-OH
CH2-OH
fosfato de
di-hidroxiacetona
CH2-O-P
1,5ATP
CO
CH2-OH
AMPA
2003
+ Músculos
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas
AMPA
de Thomas M. Devlin
2003
Azevedo,AMP
mitocôndria
Lançadeira de Elétrons
CH2-COOH
CH2-COOH
citosol
HO-CH- COOH
HO-CH- COOH
NADox
Malato
Gliceraldeído 3 P
NADox
NADred(C.R.)
CH2-COOH
NADred
CH2-COOH
2,5ATP
CO - COOH
CO - COOH
1,3-difosfoglicerato
Azevedo,AMP
Oxaloacetato
AMPA
2003
DESTINO DO NADred DA VIA GLICOLÍTICA EM AEROBIOSE
MECANISMO LANÇADEIRA DE ELÉTRONS DO MALATO / ASPARTATO
glic6 P
Mitocôndria
HO
3-Fosfogliceraldeído
COOH
COOH
CH2
CH2
H (2)
C
HO
COOH
C
H
COOH
NADred
NADox
-cetoglutarato
-cetoglutarato
NADox
1,3-difosfoglicerato
NADred
COOH
COOH
CH2
C
O
Aspartato
Aspartato
CH2
C
COOH
Glutamato
C.R.
O
(3ATP)
COOH
Citosol
Glutamato
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Controle da Via Glicolítica
• Ativação ou inibição alostérica
• Ligações covalentes
• Controle da síntese enzimática
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Controle da Via Glicolítica
Efetores Negativos
Efetores Negativos
ATP, Citrato
AMP
ATP, NADH,
Acetila-SCoA,
Ácidos graxos,
L-fenilalanina,
L-alanina.
Azevedo,AMP
Enzima
Fosfofrutoquinase
Fosfatase de frutose
1-6-difosfato
Fosfoenol piruvato
quinase
AMPA
2003
Controle da Via Glicolítica
Efetores Positivos
AMP,
Frut-2,6-P
Enzima
Fosfofrutoquinase
ATP
Fosfatase de frutose
1-6-difosfato
Glic-6-P,
Frut-1,6-P,
Aldeído-3fosfoglicérico
Fosfoenol piruvato
quinase
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Glicose
hexoquinase (-) Gli 6 P
Glicose 6 fosfato
ATP
+
AMP (-)
Fru 2,6 P
ATP, NADH,
Acetila-SCoA,
Ácidos graxos, (-)
L-fenilalanina,
L-alanina
Azevedo,AMP
Frutose 6 fosfato
Fosfatase da
Fru1,6P
(+)
Fru 2,6 P
AMP
fosfofrutoquinase
(-) ATP, Citrato
Frutose 1,6 bifosfato
Fosfoenolpiruvato (PEP)
PEPquinase
Piruvato
Fru 1,6 P
(+)
Gli 6 P
(+)
(+)
Ald 3 P glicérico
AMPA
2003
Regulação enzimática por ligações
ou modificações covalentes
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de
Thomas M. Devlin
AMPA
2003
Azevedo,AMP
Regulação enzimática por ligações
ou modificações covalentes
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de
Thomas M. Devlin
AMPA
2003
Azevedo,AMP
Regulação enzimática por ligações
ou modificações covalentes
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações
Clínicas de Thomas M. Devlin
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Azevedo,AMP
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com
Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin
AMPA
2003
Mecanismo
de Inibição
da Glicólise
induzida pelo
Glucagon e
Epinefrina
Fígado
Capturado do CDRom do Manual de
Bioquímica com
Correlações Clínicas
de Thomas M. Devlin
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Velocidade
da Glicólise
Glucagon e
Epinefrina
Insulina
Capturado do CD-Rom do
Manual de Bioquímica com
Correlações Clínicas de
Thomas M. Devlin
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Controle da Via Glicolítica
Ligações covalentes
Piruvato Quinase (ou PEP quinase)
Ativa
inativa
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas
de Thomas M. Devlin
AMPA
Azevedo,AMP
2003
Controle da Via Glicolítica
Controle da síntese enzimática
Refeição rica em glicídios
Administração de insulina
Aumenta a
transcrição
genética
Aumenta a síntese de enzimas da V.G.
Glicoquinase - Fosfofrutoquinase - Piruvato
quinase
AMPA
Azevedo,AMP
2003
Inibição da
Via Glicolítica
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Inibição da Via Glicolítica
Inibidor:Ácido monoiodo acético ICH2-COOH
Enzima inibida:Aldeído 3-P-glicérico
desidrogenase
O ácido monoiodo acético reage com o
grupo -SH do centro ativo da enzima.
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Inibição da Via Glicolítica:
reagentes sulfidrílicos
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas
de Thomas M. Devlin
AMPA
2003
Azevedo,AMP
Inibição da Via Glicolítica
Inibidor:Fluoreto de Sódio NaF
Enzima inibida:Enolase
O fluoreto de sódio forma um complexo
(fluoro fosfato de magnésio) que inibe a enzima.
A enolase tem como cofatores o Mg++ ou Mn ++.
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Arsenato desacopla
a oxidação da
fosforilação na
reação catalisada
pela gliceraldeído
3-fosfato
desidrogenase
Capturado do CD-Rom do Manual
de Bioquímica com Correlações
Clínicas de Thomas M. Devlin
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Via Glicolítica nas Hemácias
As hemácias não possuem mitocôndrias,
por isso a Via Glicolítica é vital para:
• Sintetizar ATP para manter a integridade
da membrana e a fosforilação da glicose.
• Formar NADred para transformar metahemoglobina em hemoglobina.
• Formar 2-3-difosfoglicerato que regula a
afinidade da hemoglobina pelo O2.
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Erros metabólicos hereditários
da Via Glicolítica
Doença
Enzima deficiente
Esferocitose
(1 em 20.000)
Enolase
Anemia hemolítica
hereditária
Piruvato quinase
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Balancete Energético
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Balancete Energético:Anaerobiose
glicose
-1 ATP
Gli-6-P
Frut-6-P
-1ATP
Frut-1,6-P
2 aldeído-3-fosfoglicérico
NADox
NADred
1,3-difosfoglicerato
+1 ATP
3-fosfoglicerato
fosfoenolpiruvato
+1ATP
Total: 2ATP(x2)
piruvato
-2ATP
2ATP
Azevedo,AMP
lactato
AMPA
2003
Balancete Energético:Aerobiose
glicose
-1 ATP
Gli-6-P
Frut-6-P
-1ATP
Frut-1,6-P
aldeído-3-fosfoglicérico
NADox
NADred
1,3-difosfoglicerato
+1 ATP
3-fosfoglicerato
C.R.
FAD
fosfoenolpiruvato
+2ATP
+1ATP
Total: (2 x2)+(3x 2)ATP
C.R.
piruvato
-2ATP
NAD
8ATP
AMPA
acetil-SCoA
+3ATP
2003
Azevedo,AMP
Metabolismo da Frutose
Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de
AMPA
Thomas M. Devlin
2003
Azevedo,AMP
Metabolismo da Frutose
Deficiência da Frutoquinase
Erro metabólico benigno
retidos 90% da Fru ingerida e
excretado 10% na urina
Deficiência da Aldolase da Fru1P
Acúmulo de Fru 1 P
Depleção de Pin e ATP
Fígado
Danos às células: gradientes iônicos lise osmótica
Hepatomegalia, icterícia, hemorragia e doença renal
Doenças autossômicas recessivas raras
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Descarboxilação
Oxidativa do
Ácido Pirúvico
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Funções:
• É uma ponte entre a via glicolítica
e o ciclo de Krebs. Descarboxila,
oxidativamente, o ácido pirúvico
formando acetila-CoA, com
liberação de CO2. A acetila-CoA
será oxidada no ciclo de Krebs
para formar ATP.
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Localização:
• Mitocôndrias
Sistema enzimático da
Piruvato Desidrogenase
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Enzimas do
Complexo
Coenzimas
Vitaminas da
Coenzima
Piruvato
Tiamina
Desidrogenase Pirofosfato(TPP)
Di-hidrolipoato
transacetilase
Di-hidrolipoil
desidrogenase
Azevedo,AMP
B1
Ác. Lipóico,
Ácido
HS-CoA
pantotênico
FAD,
NAD
B2, PP
AMPA
2003
Seqüência de substratos
Piruvato desidrogenase
CH3-CO-COOH
Ácido pirúvico
CO2
**Dihidrolipoato
TPP-H TPP-CH.OH-CH3 transacetilase
S
CH3-CO-S L **
L
FADred
NADox
HS
S
HS-CoA
**
CH3-CO-SCoA
Acetila-CoA
Azevedo,AMP
HS L
FADox
HS
Di-hidrolipoil
desidrogenase
NADred
C.R.
AMPA
~3 ATPs
2003
Controle da descarboxilação
Acetila-CoA/HS-CoA
NADred/NADox
(-)
Acetila CoA
Piruvato
(+)
Piruvato
ADP
Azevedo,AMP
AMPA
2003
Lesão bioquímica
Avitaminose B1 (beri-beri)
Deficiência de
Vit. B1
Deficiência de TPP
Aumento da conc. de
Ác. pirúvico e ác. lático
no sangue.
Inibição da 1a
fase da descarboxilação
do Ácido pirúvico.AMPA
Azevedo,AMP
2003
Balancete energético
Descarboxilação oxidativa
do Ác. pirúvico (aerobiose)
1 NADred
~ 3 ATPs
Azevedo,AMP
AMPA
2003