Objetivos:
 Conhecer e Descrever
Pormenorizadamente a
Glicólise e a Oxidação do
Piruvato, como etapas da
respiração celular
 Relacionar estas vias
Metabólicas com a
Produção
de Energia Do
Organismo
INTRODUÇÃO
- Todas as células para gerar o seu
metabolismo precisam de energia. Há células
em que o consumo energético é moderado,
como o caso das células do cérebro, no
entanto, células como os glóbulos vermelhos,
por não possuírem mitocôndrias, apresentam
necessidades energéticas elevadas.
INTRODUÇÃO
Em Suma, a energia é necessária e
é nos alimentos que ela se encontra.
Cabe-nos
Obtê-la.
a
nós,
Seres
Heterotróficos
A Glicólise, funciona assim:
-Como o primeiro e principal Processo de
degradação
da
glicose,
uma
molécula
potencialmente energética.
2. DEFINIÇÃO:
 Glycolysis tem a sua origem no
Grego em que glyk = Doce + Lysis =
Dissolução
Na atualidade podemos definir
a Glicólise como a sequência de
reações que converte a Glicose
em Piruvato, havendo a
produção de Energia sob a
forma de ATP
3.  Onde Ocorre A Glicólise?
Resposta: No Citoplasma das Células
Pode Ocorrer
Anaerobiose  O produto final é
Em Dois meios
diferentes
Aerobiose
Piruvato que
posteriormente é
fermentado em Acido
Láctico ou Etanol
 O produto final é o
piruvato que depois,
por processos
posteriores à glicólise,
é oxidado em CO2 e
H2O
5. IMPORTÂNCIA BIOMÉDICA DA
GLICÓLISE
Principais Razões:
1 – Principal meio de degradação da Glicólise
2 – Obtenção de Energia mesmo em condições Anaeróbias
3 – Permite a degradação da Frutose e da Galactose
• Outras Razões:
-Os tecidos têm necessidade de transformar a energia contida
na glicose em ATP
-A Glicólise é fundamental para a produção de Acetil-CoA
-A Glicólise foi um dos primeiros sistemas enzimáticos a ser
esclarecido, contribuindo o seu estudo para a melhor
compreensão dos processos enzimáticos e de metabolismo
intermediário
6. ETAPAS DA GLICÓLISE
- A Glicólise divide-se em
duas partes principais:
1- Ativação ou
Fosforilação da
Glicose
2- Transformação
do Gliceraldeído
em Piruvato
4. ESQUEMA GERAL DA GLICÓLISE
Glicose + NAD + 2ADP + 2Pi → 2Piruvato + NADH + H + 2ATP + 2H2O
1 açúcar de 6 C
2 açúcares de 3 C
A partir deste
ponto as reações
são duplicadas
Saldo
2 moléculas de
ATP
2 moléculas de
Piruvato (3C)
2 moléculas de
NADH
1A FASE - PREPARATÓRIA
Fosforilizão da Glicose
- Utilização de ATP
(2 Moléculas)
- Formação de duas
Moléculas de TrioseFosfato:
- Dihidroxicetona
Fosfato e
Gliceraldeído
3-Fosfato
•
Glicose
+
ATP
Glicose -6-Fosfato
+
ADP
 Depois de entrar na Célula a Glicose é fosforilada pela
Hexocinase produzindo Glicose-6-P pela transferência do
Fosfato Terminal do ATP para o grupo Hidroxilo da
Glicose
 reação Exorgônica
 reação irreversível
 Permite a entrada da Glicose no Metabolismo
Intracelular dado que Glicose-6-P não é transportado
através da membrana Plasmática
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• Glicose -6- Fosfato
Frutose -6- Fosfato
 Conversão da Glicose -6- Fosfato
em Frutose -6- Fosfato pela
Fosfohexose Isomerase
G
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a
•
Frutose -6-P
+
ATP
Frutose 1,6-BiFosfato +
∞ A Frutose -6-P é Fosforilada a
Frutose -1,6-Bifosfato pela
Fosfofructocianase
∞ Esta é a Primeira Reação Especifica da
Glicólise
ADP
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• Frutose 1,6-BiFosfato
Gliceraldeído 3-P + Dihidrocetona Fosfato
× A Frutose 1,6- Bifosfato é dividida
pela aldoase em duas trioses fosfatadas
ficando cada uma com um fosfato
× As duas trioses são:
Gliceraldeído 3-Fosfato e a
Dihidroxicetona Fosfato
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• Gliceraldeído 3-P
Dihidrocetona Fosfato
Ø As Duas trioses são interconvertíveis por uma
reação reversível catalizada pela Isomerase dos
Fosfatos de Trioses ou Fosfotrioses Isomerase
(TIM)
Ø Só o Gliceraldeído é
Substrato das reações
seguintes, por isso o
isômero assegura que
todos os 6 Carbonos
Derivados da Glicose
podem Prosseguir na Via
Glicolítica
2A FASE - BENEFÍCIOS
• Glicose -6- Fosfato
Frutose -6- Fosfato
 Conversão da Glicose -6- Fosfato
em Frutose -6- Fosfato pela
Fosfohexose Isomerase
G
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•
Frutose -6-P
+
ATP
Frutose 1,6-BiFosfato +
∞ A Frutose -6-P é Fosforilada a
Frutose -1,6-Bifosfato pela
Fosfofructocianase
∞ Esta é a Primeira Reação Especifica da
glicólise
ADP
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6.2 TRANSFORMAÇÃO DO
GLICERALDEÍDO EM PIRUVATO
Nesta Segunda
Fase temos:
- Formação de
ATP
- Oxidação da
Molécula do
Gliceraldeído 3-P
- Redução do
NAD+
- Formação do
Ácido Pirúvico
• Gliceraldeído 3-P + NAD + Pi
1-3 Bisfosfoglicerato + NADH + H
φ O Gliceraldeído 3-P é Convertido num Composto
intermédio potencialmente energético
φ Enzima Interveniente: Desidrogenase do
Gliceraldeído 3-P
φ Grupo Aldeído (-CHO) oxidado em Grupo
Carboxílico (-COOH)
φ Grupo Carboxílico formado, forma uma ligaçao
Anídrica com o fosfato
φ O Grupo Fosfato deriva de um Fosfato
Inorgânico
φ O NADH intervirá na Formação de ATP
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a
ESTRUTURA DO NAD
Nicotinamida adenina dinucleotídio
NAD+ (oxidada)
NADH (reduzida)
• 1-3 Bisfosfoglicerato
Ω
+
ADP
3-Fosfoglicerato
Formação de ATP
Ω Enzima interveniente: quinase
Fosfoglicerato
Ω Fosforilação ao Nível do
Substrato
+
ATP
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a
• 3-Fosfoglicerato
2-Fosfoglicerato
Ж O 3-Fosfoglicerato é Isomerado
a 2-Fosfoglicerato pela
Fosfoglicerato Mutase
(“Mutase”, pois muda o Grupo
Fosfato de Posição dentro da
Molécula)
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a
• 2-Fosfoglicerato
Fosfoenolpiruvato + H O
2
© Há Desidratação e redistribuição
da Energia
© A Enzima Responsável é a
Enolase
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a
• Fosfoenolpiruvato + ADP
Piruvato
+ ATP
 Ultima reação
 É Catalizada pela quinase do Piruvato
 reação Exorgônica Irreversível
 Transferência do Grupo Fosfato do Fosfoenolpiruvato
para o ADP
 Produto intermediário
Enol-Piruvato que é
Convertido à forma
Ceto Piruvato
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a
7. controle Da Glicólise
A necessidade glicolítica varia de acordo com os
diferentes estados fisiológicos
Há uma ativa degradação deste açúcar após uma
refeição rica em hidratos de carbono, assim como
uma acentuada redução durante o Jejum.
Deste Modo, o grau de conversão de Glicose para o
Piruvato é regulado, por forma a satisfazer as
necessidades celulares
controle Da Glicólise
 O Controle a Longo Prazo da Glicólise, particularmente no
fígado, é efetuado a partir de alterações na quantidade de
Enzimas glicolíticas. Este processoo terá reflexos nas taxas de
síntese e degradação
 O controle a Curto Prazo é feito por alteração alostérica
(concentração de Produtos) reversível das enzimas e também
pela sua fosforilação.
As enzimas mais propensas a serem locais de controle são as
que catalisam as reações irreversíveis:
-Hexoquinase
-Fosfofrutoquinase
-Piruvato quinase
GLICÓLISE – FUNÇÃO:
A glicólise é uma via catabólica central que
ocorre no citosol. Em algumas células, como
nervosas e hemácias, é (juntamente com o Ciclo de
Krebs na sequência nas células nervosas mas não
nas hemácias) a principal fonte de energia. O
processo de degradação da glicose é dividido em
duas fases:
Fase preparatória da glicose - de Glicose a
Gliceraldeído-3-P + Dihidroxicetona.
Fase de produção de energia - de Gliceraldeído-3-P
a Piruvato.
FASE PREPARATÓRIA DA GLICOSE
(de glicose a gliceraldeído-3-p + dihidroxicetona.
Nesta fase, a glicose é ativada para que possa
haver posterior quebra. Nesta ativação são gastos
alguns ATPs. É como um investimento por parte do
organismo para formar compostos com maior
energia livre de hidrólise.
São realizadas duas fosforilações, a primeira já na
primeira reação da via. Isto é importante para que a
célula não perca nenhum intermediário do ciclo
após já ter investido energia na glicose, pois os
compostos fosforilados (como o são todos os
intermediários da glicólise) não atravessam as
membranas livremente. Esta fase termina com a
quebra da hexose em duas trioses.
FASE DE PRODUÇÃO DE ENERGIA
Inicia com a primeira reação que fornece energia ao organismo (a
recuperação do “investimento” tem mais de 60% de eficiência). Na
verdade, a primeira etapa dessa fase (transformação de gliceraldeído3-P em 1,3-bifosfoglicerato) não produz nenhum ATP, mas nos
organismos aeróbios, o NADH produzido representa ganho de 3ATPs,
na cadeia transportadora de elétrons. Ocorrem duas reações de
fosforilação em nível de substrato, assim denominadas porque a
reação transfere não só energia livre ao ADP, mas também o próprio
fosfato necessário à síntese de 1ATP.
Apenas 5,2% da energia de oxidação da glicose foram liberados ao
fim da glicólise,permanecendo todo o restante na forma de piruvato.
Este por sua vez poderá ser completamente degradado para
utilização desta energia pelo Ciclo do Ácido Cítrico, ou, quando não
há disposição de oxigênio, ser encaminhado à fermentação.
1. INTRODUÇÃO
O Piruvato pode seguir dois
caminhos diferentes após a sua
Formação, dependendo das
conduções do meio:
 Em condições Anaeróbias:
- Formam-se produtos de Fermentação (Etanol e
CO2 no caso da fermentação Alcoólica; Ácido
Láctico na Fermentação Láctica).
 Em condições Aeróbias:
- Forma-se o Acetil-CoA que vai entrar no Ciclo
de Krebs
3. ONDE OCORRE?
Matriz Mitocôndrial
4. ETAPAS DA OXIDAÇÃO
DO PIRUVATO (EM
CONDIÇÕES AERÓBIAS)
Esquema Geral
Piruvato + NAD + CoA
Acetil-CoA + NADH + H + CO2
I. O Piruvato entra na Mitocôndria
associado ao Transportador Do
Piruvato
II. Vai então ser Oxidativamente Descarboxilado
Por acção de um complexo multienzimatico
associado à membrana interna da Mitocôndria
5. CONTROLE DA OXIDAÇÃO DO
PIRUVATO
A Oxidação do Piruvato é controlada por duas
enzimas complementares, que integram também o
complexo de desidrogenase do Piruvato. São elas:
A  Quinase Piruvato Desidrogenase
B  Fosfatase Piruvato Desidrogenase
7. CASO ESPECIAL
DAS HEMÁCIAS
Os glóbulos vermelhos, não tem mitocôndrias.
No entanto, tem uma enzima – Bifosfoglicerato mutase – que
vai permitir a isomerização do 1,3 Bifosfoglicerato a 2,3
Bifosfoglicerato
Por acção da 2,3 Bifosfoglicerato fosfatase perde um grupo
fosfato e transforma-se em 3-Fosfoglicerato
Isto não é acompanhado pela formação de ATP, mas traz duas
importantes vantagens:
1- Processo mais económico, pois tem uma necessidade mínima de
ATP
2- O 2,3 Bifosfoglicerato liga-se à Hemoglobina desalojando o
Oxigénio, fazendo assim que o O2 passe para os Tecidos
8. BALANÇO ENERGÉTICO
DA GLICÓLISE
Nota: 1 NADH = 3 ATP
2 NADH (Reação Catalizada
pela do Gliceraldeído 3-P
Desidrogenase)
+2 ATP (Reação Catalizada
pela Fosfoglicerato
Quinase)
+2 ATP (Reação Catalizada
pela Piruvato Quinase)
-2 ATP (Necessarios para as
reacçoes catalizadas pela
Hexocinase e
Fosfrutocianase)
8 ATP
=?
Bibliografia
- Berg J.M., Tymoczko J.L. and Stryer L.:
Biochemistry. 5th. Ed.. International Edition. W.H.
Freeman and Company. New York. 2002
- Nelson D.L., Cox M.M.: Lehningher Principles of Biochemistry
(4th ED). W.H. Freeman and Company, New York. 2005.
-http://www.worthpublishers.com/lehninger/