GLICÓLISE OU VIA GLICOLÍTICA
Profa. Maria Júlia Manso Alves
Metabolismo: catabolismo & anabolismo
Vias metabólicas: produto(s) inicial e final
definidos
Enzimas como catalizadores
Presença de cofatores- orgânicos
(coenzimas, grupos prostéticos) ou
inorgânicos (Mg2+, Zn, etc)
Regulação da via (etapas irreversíveis)
[ATP + ADP + AMP] - constante
ATP
Glicólise
Glicólise: glyky- doce; lise- quebra
Primeira via metabólica elucidada.
Eduard Buchner (1897)- fermentação em extratos de levedura
Fritz Lipmann & Herman Kalchar (1941)- papel de compostos
ricos em energia- ATP
Via desvendada- ~40- Embden, Meyerhof, Neuberg, Parnas,
Warburg, G. Cori, C. Cori
Glicólise é universal e tem papel central no catabolismo de
glicose.
Em alguns organismos ou células é preferencial ou exclusiva:
cérebro, retina, hemácias, córnea(mamíferos), tubérculos de
batata e outras plantas aquáticas, alguns microorganismos
aeróbicos.
Poucas mitocôndrias: medula renal, leucócitos, testículo, fibras
musculares brancas
Aeróbicos facultativos: levedos, bactérias
Via glicolítica
Fase preparatória- gasto de energia (ATP)
Fase de produção de energia: ou na
formação de ATP
Etapa de comprometimento
Via glicolítica- hexoquinase (1)- etapa de
comprometimento
Hexoquinase- cataliza a fosforilação de outras hexoses (frutose,
galactose, manose)
Hexoquinase D ou glucoquinase- hepatócitos
Solúvel, citosólica
Isomerase (2)
Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1)
(3)
Algumas bactérias e protistas utilizam pirofosfato (PPi) e não
ATP nessa etapa como doador de fosfato.
PFK-1 é importante enzima regulatória dessa via
Aldolase (4)
Aldolase de alguns microorganismos é dependente
de Zn 2+
Triose fosfato isomerase
(C-1, C-2, C-3) = (C-6, C-5, C-4) da glicose
Gliceraldeido-3-fosfato desidrogenase
(6)
Primeira reação que leva a conservação de
energia como ATP
Anidrido- acilfosfato
Formação de 1,3 bisfosfoglicerato
(6)
Fosfoglicerato quinase (7)
Fosforilação em nível de substrato (x
fosforilação oxidativa)
Fosfoglicerato mutase (8)
Reação em duas etapas- com formação de 2,3bisfosfoglicerato- BPG- traços nas células
Eritrócitos- 5mM BPG- regula afinidade de Hb a O2
Enolase (9)
Piruvato quinase (10)
Enzimas após
quebra de
células- diluição
de 100-1000x
Complexos
multienzimático
s (ligação não
covalente)fosfofrutoquinas
e e aldolaseligam-se a
actinaaproximação
Equação geral da glicólise
Glicose + xNAD+ + xPi + xADP
Piruvato + xNADH + xH+ xATP + xH2O
Rendimento:
Glicose = CO2 + H2O
-2840kJ/mol
ATP= ADP + Pi
-146kJ/mol
Glicólise em células tumorais
Tumor sólido- transporta e consume mais
glicose (~10 x)
Hipóxia (suprimento de oxigênio baixo)antes da formação de novos vasos
(angiogênese)- células a mais de 100-200 µm
dos capilares dependem de glicólise
Alguns tumores aumentam enzimas da via,
inclusive de hexoquinase (não inibida por
glicose-6-fosfato)
Fermentação
lática
Lactato no
músculo- vai para o
fígado
Lactobacilos,
estreptococoslactato- queda de
pH, precipitação de
caseina no leite- em
condições
controladas, yogurt,
queijo.
Fermentação
alcoólica
Fermentação alcoólica
Fermentação lática
Clostridium
acetobutyricumfermenta amido a
butanol e acetona
(Chaim Weizmann
1910)
Produtos de
microorganismosfórmico, acético,
propiônico, butírico,
succínico,glicerol,
etanol, isopropanol,
butanol
Regulação do
catabolismo de
carboidratos
Organismo
não em
equilíbrio
com o
ambientemas em
“steady
state” composição
do
organismo
constantehomeostase
Regulação da glicólise
Piruvato quinase:fosfoenolpiruvato piruvato
Pelo menos 3 isoenzimas. Inibição: ATP, acetil
CoA, ácidos graxos de cadeia longa.
Ativação: fru 1,6-bisfosfato (fígado)
Hexoquinase: hexose hexose-6P
Km 0,1 mM, inibida por Glc-6-P
Glucoquinase (fígado): Glc Glc-6-P
Km 10 mM, inibida por Fru-6-P.
Nota: Glc sangue- 5mM
Fosfofrutoquinase-1: Fru-6-P Fru-1,6 bis-P
Fosfofrutoquinase-1
4 subunidades
Cada
subunidade
com atividade
enzimática
independente
Fosfofrutoquinase-2/frutose 2,6- bisfosfatase
2 ações enzimáticas em domínios diferentes, na mesma
enzima
Fosfofrutoquinase 2 para distinguir da fosfofrutoquinase
1 (glicólise)
Frutose 6-fosfato + ATP
Fosfofrutoquinase 2 (desfosforilada)
Frutose 2,6 bisfosfato + ADP
Frutose 2,6-bisfosfato + H2O
Frutose 2,6-bisfosfatase (fosforilada)
Frutose 6- fosfato + Pi
Digestão de polissacarídios da
dieta
α-amilase (boca)- quebra ligações internas de
amido: pequenos polissacarídios a
oligossacarídios. Inativa a baixo pH.
α-amilase (intestino delgado), secretada pelo
pâncreas- hidroliza até maltose (Glc α1,4 Glc),
dextrinas (fragmentos de amilopectina contendo
ramos α1,6Glc)
Epitélio intestinal-(brush border)- digere
maltose, dextrinas e outros dissacarídios até
monossacarídios:dextrinase, maltase, lactase,
sucrase, trealase .
Células epiteliais do intestino
Dextrina + nH2O
Maltose + H2O
Lactose + H2O
Sacarose + H2O
Trealose + H2O
n D-Glc
(dextranase)
2D-Glc
(maltase)
D-Gal + D- Glc (lactase)
D-Fru + D-Glc (sucrase)
2D-Glc
(trealase)
Lactase
Anti-lactase:
células
epiteliais do
intestino.
Tolerante/não
tolerante (b)
Lactose no
Intestino
grosso
transformado
por bactérias
em produtos
que dão dor e
diarréia
Degradação de outros carboidratos
galactose
frutose
Reações de descarboxilação ou de
fixação de CO2
TPP- coenzima derivada de vitamina B1
Papel na quebra de ligações adjacentes a grupo carboniladescarboxilação de cetoácidos
Qual o produto inicial e final da via glicolítica? Forneça a
equação geral.
Quais as etapas irreversíveis?
Quais as reações de óxido-redução que envolvem
NAD/NADH?
Quais as reações que ocorrem com gasto de ATP?
Quais produzem ATP?
Qual o rendimento da via glicolítica?
Quais os produtos de fermentação lática e de alcoólica?
Forneça as reações.
Como a via é regulada? Forneça as reações.
Quais as vitaminas envolvidas?
Como outros acúcares entram na via glicolítica?