Glicólise PDF

Diogo de Castro – UNIFESP/BS ATP: Nossa moeda enérgica. A função molécula de ATP por possuir 3 moléculas de fosfato e...

Diogo de Castro – UNIFESP/BS ATP: Nossa moeda enérgica. A função molécula de ATP por possuir 3 moléculas de fosfato em sua composição a torna instável (por conta Quebra da molécula de glicose em das cargas negativas) e na sua várias reações com o objetivo final de hidrolise é liberado energia. produzir ATP, NADH e 2 piruvato. metabolismo Soma de todas as transformações químicas que ocorrem em uma célula. Vias, meios, que utilizamos para obter, armazenar e utilizar a energia. VIAS ANABÓLICAS: biossíntese. Usa o ATP para formar macromoléculas. Transportadores de elétrons: NAD+ VIAS CATABÓLICAS: degradação do pode receber elétrons em reações de metabolismo. Oxida as moléculas para redução, ficando em sua forma liberar energia e ser utilizada nas vias reduzida NADH, carregando 1 próton anabólicas. de hidrogênio e 2 elétrons para ser usado posteriormente na cadeia respiratória.  Diogo de Castro – UNIFESP/BS GLUT2: tem um kt alto(17), isso torna a Entrada da glicose na célula difícil entrada da glicose na célula, porém facilita sua saída, o que é muito benéfico nas células do fígado que Obtida na alimentação e armazenada precisam transportar o glicogênio no musculo e fígado em forma de armazenado pro sangue. glicogênio. Quando há necessidade, O GLUT2 também é um fator para acontece a glicogenólise (quebra do liberar a insulina presente no pâncreas glicogênio para ter os monômeros de pra corrente sanguínea, isso porque, glicose), ainda há a possibilidade da quando tem muita glicose no sangue, o produção de glicose a partir de GLUT2 abre liberando glicose pra triacilglicerol, lactato e esqueleto dentro do pâncreas, isso faz com que carbônico de proteínas, processo as células despolarizem e abram chamado de gliconeogênese. canais de cálcio, com a entrada do A digestão dos carboidratos para cálcio a insulina é secretada no obtenção da glicose começa na boca, sangue, regularizando assim sua continua no estomago e termina no quantidade. Isso só vai acontece por intestino, onde diversas enzimas conta do KT elevado, já que pra glicose catalisam degradando a molécula de entrar na célula terá que ter uma carboidrato em monômeros. No tecido GRANDE quantidade dela, em epitelial, o transporte da glicose situações normais ela não entraria. A acontece acoplado ao sódio, que diabetes é um distúrbio da permite a absorção da glicose no incapacidade do pâncreas de intestino para ser liberada na corrente PRODUZIR ou LIBERAR a insulina, sanguínea. então qualquer problema nesse Ao chegar nos diferentes tecidos, a mecanismo de liberação da insulina glicose precisa entrar nas células, para pode ocasionar distúrbios no controle isso existem os GLUTS, que são de glicose. proteínas que ficam nas membranas e GLUT3 tem BAIXISSIMO kt, isso possibilitam a passagem da glicose. significa que as células que expressam Existem 12 tipos de gluts que tem sua mais essa proteína precisam mais de afinidade com a glicose medida por glicose, por exemplo os neurônios. uma constância chamada ‘’kt’’, quanto GLUT4 é um glut hormônio sensível, menor o kt maior a afinidade. esse glut só estará presente na GLUT1: A glicose entra por difusão membrana, se houver insulina, ou seja, facilitada, tem kt 3, uma alta afinidade e excesso de glicose no sangue. Caso tem em todos os tecidos. contrário, o glut4 ficam em vesículas no citosol então quando tem insulina os glut4 vão pra membrana captar glicose e restaurar o equilíbrio. Nota-se uma relação entre o glut2 e o glut4, já que em caso de hiperglicemia, entrara glicose no pâncreas onde ocorrera reações pra liberar insulina e a insulina liberada ira ‘’ativar’’ os gluts4 nas células possibilitando a normalização da glicose  Diogo de Castro – UNIFESP/BS gerar mais ATP e os NADH são A via oxidados a NAD+ Em situações anaeróbicas o piruvato vira lactato e oxida o NADH a NAD+ Fase preparatória: gasta-se 2 moléculas de atp 1* reação: fosforila um fosfato na molécula, com isso a glicose fica Regulações enzimáticas da glicólise aprisionada dentro da célula. 2* reação: uma isomerase muda a glicose 6 fosfato para frutose 6 fosfato. 3* reação: adiciona mais um fosfato e deixa a molécula instável. 4* reação: clivagem da molécula. A Na condição anaeróbica, o piruvato é glicose é quebrada em uma aldose e reduzido pela lactato desidrogenase uma cetose. formando lactato, esse processo REGENERA o NADH o fazendo voltar a ser NAD+ e podendo assim continuar a produção de ATP pela glicólise. Isso acontece em situações de atividade física pois o musculo ta em trabalho intenso e nas hemácias que não possuem mitocôndria então a glicólise faz direto o lactato. Hexoquinase, a primeira enzima da via é inibida pelo produto, ou seja, se tem muita glicose-6-fosfato sendo feita 5* reação: uma isomerase transforma a essa molécula se une a parte da cetose em aldose pra continuar o enzima que regula ela e a enzima para. processo. Isso interrompe a glicólise. Caso contrário ela ta sempre ativa pq possui Fase de pagamento: todas as reações um Km baixo então possui uma alta acontecem duas vezes já que agora afinidade com a glicose. temos duas aldoses (gliceraldeído) Fosfofrutoquinase (a + importante para no final ter 2 moléculas de piruvato dessa via) da terceira reação tem + 4 atps (2 no saldo pq foram usados 2 regulação alostérica, se tem muito no começo da glicólise) + 2 NADH H+. ATP/citrato a enzima é inibida, se tem muito AMP, ADP e frutose 2,6P a Destino do piruvato enzima está mais ativa. A frutose 2,6P é o MAIOR ativador dessa via, e essa molécula vem de uma reação paralela Na presença de oxigênio os piruvatos que a ‘’mesma’’ enzima que faz a continuam na respiração celular pra frutose 1,6P faz (a fosfofrutoquinase),  Diogo de Castro – UNIFESP/BS mas diferente da 1,6P a 2,6 não tem importância metabólica, ela só é essencial para a ativação alostérica da Especifidades teciduais fosfofrutoquinase um. HEMACIAS: Não possuem núcleo e nem mitocôndria, se não possuem mitocôndria não tem como o NADH ser oxidado a NAD+ aerobicamente, então as hemácias usam a glicólise pra fazer lactato e ter ATP. Não respondem a insulina. CEREBRO: Tem preferencia por oxidar unicamente a glicose. Alostericamente, a frutoquinase Não armazenam glicogênio 2(enzima que faz a frutose 2,6P) é Neurônios são ricos em mitocôndria inibida pelo citrato que veio do ciclo de pelo alto consumo de ATP Krebs, e ativada quando tem AMP na FIGADO: célula, sinal que falta energia. Piruvato quinase (última enzima da Hormonalmente ela também é ativada glicólise) é inibida pela alanina pela insulina, e inibida pelo glucagon. Glucagon inibe a glicólise Piruvato quinase a última enzima da via A hexoquinase do fígado é chamada de tem regulação alostérica também. É glicoquinase e possui um Km elevado, inibida por ATP, ácidos graxos de então pro fígado ativar essa enzima é cadeia longa, acetil coa e alanina um necessário que tenha muita glicose no AA sintetizado pelo piruvato. O sangue, pois ele possui baixa afinidade acúmulo de 1-6 bi fosfato, o com a glicose. A insulina também intermediário formado na terceira aumenta o número de glicoquinases reação desencadeia a ativação da nas hemácias. Tudo isso serve pro piruvato quinase. No FIGADO essa fígado armazenar glicogênio, já que enzima pode ser inativada pelo tem hiperglicemia no sangue. glucagon que da sinal pra ela ser MUSCULO: fosforilada, a insulina faz o contrário, Insulina estimula a entrada de glicose e desfosforila a enzima, deixando ela o glucagon não tem efeito no musculo. ativa novamente. Em atividade intensa, o piruvato vira Basicamente, se tem pouca ou muita lactato regenerando o NADH. glicose no sangue, vai ser produzido TUMORES: hormônios como insulina e glucagon Tumores tem metabolização que vão inibir ou ativar as enzimas que predominante fermentativa, ou seja, o degradam a glicose na célula. Além piruvato vira mais lactato e vira menos disso se já tem muito ATP na célula as acetil coa. Isso permite localizar enzimas também são inativadas. tumores pelo corpo marcando a glicose Enzimas quinases catalisam a e vendo onde ela se acumula. transferência do grupo fosfato de uma A redução de piruvato pra lactato é molécula pra outra. reversível, então o lactato pode voltar a ser piruvato em algum tecido e seguir na mitocôndria para produzir atp.  Diogo de Castro – UNIFESP/BS estrutura Dependendo do estímulo no musculo, ele pode se transformar. Exemplo um musculo do tipo 2 pode se transformar em um musculo do tipo 1. Membrana interna(cristas) é bem seletiva com o que entra nela, local da cadeia respiratória. Membrana externa bem permeável a pequenas moléculas e ions. Matriz mitocondrial=fica dentro da membrana interna, local do ciclo de Krebs, então a maioria das enzimas, dna, rna, ribossomos ficam aqui Quantidade intracelular A quantidade de mitocôndrias várias com a função de cada célula, podendo ter grande número dessa organela, ou nem ao mesmo ter. O estímulo de produzir mitocôndrias no musculo vem da atividade física. Se o individuo pratica atividade regular as mitocôndrias podem aumentar de número, mas caso o musculo não esteja sendo requisitado, a célula reduz os gastos energéticos e faz mitofagia, ou seja, diminui o número de mitocôndrias. Quanto mais mitocôndria, mais energia, mais captação de O2...  Diogo de Castro – UNIFESP/BS Produção de ACETIL-COA Oxidação do ACETIL-COA O ciclo de krebs so pode ser iniciado 1 reação: o acetil coa entra no ciclo de com o acetil-coa, para isso o piruvato Krebs. Sofre uma reação pelo citrato precisa passar por um processo sintase (enzima) que vai fundir o acetil- chamado descarboxilação oxidativa coa com um oxalacetato, com isso vai que consiste em um complexo de ter a liberação da coenzima-a formando enzimas (piruvato desidrogenase) uma molécula de citrato. retirar uma molécula de co2 do piruvato O citrato vira isocitrato por uma enzima. e adicionar uma coenzima, gerando o O isocitrato sofre descarboxilação acetil coa. No meio do processo, um oxidativa, perde um CO2 da molécula NAD+ é reduzido formando um NADH. além disso reduz um NAD+ para Nota-se que o ciclo de krebs nem NADH. A nova molécula se chama iniciou e já temos a liberação de 2 CO2 alfacetoglutarato. A enzima que faz e formação de 2 NADH e 2 acetil-coa, essa reação é a isocitrato pois são dois piruvatos que fazem o desidrogenase. processo. O alfacetoglutarato também sofre uma descarboxilação, vai perder CO2, e também vai reduzir um NAD+ para NADH mas além disso vai adicionar uma coenzima-a na molécula, formando succinil-COA. A enzima que faz essa reação é alfacetoglutarato desidrogenase. A succinil-COA vai sofrer reação da A piruvato desidrogenase possui succinil-coa sintetase e vai retirar a CINCO reguladores alostéricos, que coenzima-a da molécula, além de são eles: fosforilar um fosfato em um GDP, INIBI A ENZIMA: ATP, NADH e acetil- formando um GTP. Forma-se então um coa. succinato. ATIVA A ENZIMA: AMP e NAD+ O succinato sofre reação de uma Ou seja, se tem baixos níveis enzima chamada succinato e forma energéticos na célula a enzima é fumarato, nesse processo reduz um estimulada, mas se já tem bastante, é FAD+ para FADH. inibida, tal como na glicólise. O fumarato sofre uma hidratação pela Observação: quando a enzima ta fumarase (enzima) e forma malato. inativa, ela ta com um fosfato nela, pra O malato sofre uma reação pela malato ela ficar ativa, o fosfato sai dela. Quem desidrogenase que vai reduzir mais um coloca o fosfato é uma enzima quinase, NAD+ para NADH e com isso forma-se quem retira o fosfato pra ela ficar ativa a molécula de oxalacetato para então é uma fosfatase. E tudo isso depende reiniciar todo o ciclo. se tem muita ou pouca energia na célula.  Diogo de Castro – UNIFESP/BS Caso não tenha oxalacetato e tenha muito acetil-coa, o piruvato pode ainda fazer oxalacetato pro ciclo continuar. Além disso o fosfoenolpiruvato (la da glicólise) também pode formar oxalacetato. CURIOSIDADE: o ciclo de Krebs além de ser essencial pra geração de atp, ainda é fonte de diversos substratos como ac graxos, esteróis, purinas, Este é o ciclo de Krebs. glutamato etc O saldo para UM acetil-coa então é: 2 CO2, 3 NADH, 1 FADH, 1 GTP. Como 2 entraram no ciclo, o saldo é multiplicado por dois. O saldo da produção de acetil-coa + ciclo de Krebs fica: 6 CO2 + 8 NADH + 2 FADH + 2 GTP. O GTP é uma molécula semelhante ao ATP e pode virar ATP por uma enzima quinase, que vai transferir 1 fosfato do GTP para um ADP, formando ATP. Regulação enzimática do ciclo de krebs Citrato sintase a primeira enzima do ciclo é regulada alostericamente. INIBINDO A ENZIMA: nadh e atp ATIVANDO a enzima: ADP Isocitrase desidrogenase (a enzima mais inibida) INIBINDO a enzima: nadh e atp ATIVANDO a enzima: ADP e cálcio. Alfacetroglutarato desidrogenase INIBINDO a enzima: nadh e atp ATIVANDO: cálcio. Ou seja, é a mesma lógica das outras regulações enzimáticas. Ou seja, dnv, quando tem MUITO atp na célula, tem um excesso de citrato também, pois a isocitrase desidrogenase ta inibida então vai acumulando citrato, consequentemente esse citrato sai da mitocôndria e é um fator alostérico inibitório da glicólise.