Nesta 3a parte da disciplina nosso principal objetivo é

compreender os mecanismos pelos quais as células regulam o seu

metabolismo

METABOLISMO

Metabolismo é o nome que damos ao conjunto das reações

químicas que ocorrem dentro das células.

Mas o que é metabolismo?

•Obter energia química pela degradação de nutrientes

•Converter os nutrientes em precursores de macromoléculas

•Organizar as pequenas moléculas em polímeros ou em moléculas

complexas

• Formar e degradar moléculas necessárias a funções especializadas das

células

A energia obtida pela degradação de nutrientes (organismos

heterotróficos) ou pela fotossíntese (organismos autotróficos) é

utilizada para realizar 3 tipos de trabalho:

• Trabalho químico

• Trabalho mecânico

• Trabalho osmótico

O conjunto de reações químicas que ocorrem dentro das células é

chamado de METABOLISMO e visa:

TRABALHO QUÍMICO

Muitas reações

químicas necessitam de

energia para ocorrer,

mesmo com o uso de

enzimas (catalizadores)

TRABALHO MECÂNICO

Muitos processos celulares exigem

energia, como a movimentação de

flagelos ou contração de proteínas

motoras para reorganização do

citoesqueleto e movimentação de

vesículas

TRABALHO OSMÓTICO

As concentrações intracelulares

da maioria das moléculas e íons

é diferente no interior das

células e no seu meio ambiente

próximo

Obtenção de Energia Química

catabolismo

catabolismo

Heterotróficos

Autotróficos

Etapas do catabolismo: Obtenção de energia

ATP e liberação de energia

Compostos fosforilados são importantes intermediários na

condução de processos endergônicos

Outros compostos que têm o ∆G’0 de hidrólise

superior ao ATP são:

•Fosfoenolpiruvato – PEP

•1,3 bisfosfoglicerato – 1,3 BPG

Outras formas de usar ATP: Intermediário ativado com

fosfato

Outras formas de usar ATP: Intermediário ativado com

AMP e quebra de pirofosfato

Há outras formas de energizar uma molécula além

da fosforilação: CoA

Há outras moléculas que são equivalentes

energéticos: NADH

= 3 ATPs

Há outras moléculas que são equivalentes

energéticos: FADH2

= 2 ATPs

PRINCIPAIS PROCESSOS ONDE OCORRE CONSUMO DE ATP

1 – Estágios iniciais da degradação de nutrientes

• Glicose + ATP Glicose-6P + ADP

• palmitato + ATP + CoA palmitoil CoA + AMP + 2 Pi

2 – Interconversão de nucleosídios tri- fosfato

• ATP + NDP ADP + NTP

3 – Processos fisiológicos tais como:

•Transporte ativo

•Contração muscular

•Biossíntese de proteínas

•Replicação e reparo do DNA

4 – Garantindo reações altamente endergônicas

PRINCIPAIS PROCESSOS ONDE OCORRE PRODUÇÃO DE ATP

1. Fosforilação ao nível do substrato

2. Fosforilação oxidativa

3. Fotofosforilação

4. Reação da adenilato quinase

ADP ATP + AMP

ATP NÃO É ESTOCADO

• O tempo de meia vida do ATP varia de alguns minutos a

segundos, dependendo da célula;

• O suprimento de ATP do cérebro é suficiente para poucos

segundos de atividade celular;

Obtenção de Moléculas precursoras

Para que servem as moléculas precursoras?

Catabolismo x Anabolismo

Características gerais das vias metabólicas

IRREVERSIBILIDADE

EXISTÊNCIA DE UMA ETAPA COMPROMETIDA

REGULAÇÃO

A velocidade das reações que acontecem dentro das

células pode ser regulada por:

1. Fluxo de substrato;

2. Atividade do catalisador;

3. Quantidade do catalisador;

São muitas as forma de regular a atividade dos

catalisadores biológicos:

1. Ação de efetores;

2. Modificação covalente;

3. Ativação por proteólise.

REGULAÇÃO

Regulação da atividade enzimática por

efetores alostéricos

Controle por modificação covalente (fosforilação)

Ativação das vias metabólicas pela comunicação

ente células e meio ambiente: mecanismos de

transdução de sinal

Transdução de sinal : características

gerais

Transdução de sinal : características

gerais

Transdução de sinal : tipos

Exemplo de receptor baseado em canal iônico:

Receptor nicotínico de acetilcolina

Exemplo de receptor com atividade enzimática:

Receptor de insulina

Exemplo de receptor ligado à proteína G:

Receptor de epinefrina e 2o mensageiro

Exemplo de receptor intracelular

Respostas induzidas pela ativação de um receptor

hormonal nuclear.

RESPOSTA PRIMÁRIA AO HORMÔNIO

ESTERÓIDE RESPOSTA SECUNDÁRIA TARDIA AO

HORMÔNIO ESTERÓIDE