02-20-2014 Carboidratos glicólise fermentação

METABOLISMO DE

CARBOIDRATOS

20.02.2014

glicognio

Glicognese Glicogenlise

Via Pentose fosfato

Ribose, NADPH

lactato

H2O + CO2

dieta

Lactato, aminocidos,

glicerol

glicose -2.840 kj/mol

galactose + glicose

glicose + glicose

glicose + frutose

Principais carboidratos(monossacardeos)

provenientes da dieta:

glicose, frutose, galactose

Glicose, galactose e frutose passam para a veia porta e so, na sua maior parte, carreadas at o fgado.

Glicose como Indicador Metablico

O nvel sanguneo da glicose chamado de glicemia;

Variaes na glicemia so indicadores do estado metablico do organismo;

Hipo ou hiperglicemia fazem com que as clulas apresentem comportamentos metablicos distintos.

Os nveis sanguneos de glicose so mantidos dentro de uma faixa estreita graas a ao de hormnios. A manuteno dos nveis de glicose denomina-se homeostase.

Glicose Sangunea

(mg/ 100mL)

Nveis normais

Letargia, Convulses, coma

Dano cerebral permanente (se prolongado) Morte

Dficit neurolgico Liberao de glucagon, epinefrina e cortisol Tremor

INSULINA E GLUCAGON

INSULINA

Elevadas concentraes de GLICOSE estimulam a secreo de INSULINA

Estimula a captao de GLICOSE pelos tecidos (tecido muscular e adiposo GLUT 4)

Produzido pelas clulas pancreticas

GLUCAGON

Inibe a liberao da Insulina

Estimula a liberao de GLICOSE para o sangue

Produzido pelas clulas pancreticas

SECREO DE

INSULINA PELAS

CLULAS

PANCRETICAS

INSULINA estimula captao de glicose no TECIDO ADIPOSO e MUSCULAR

(2) Quando a insulina interage com o seu receptor, vesculas movem-se para a superfcie e fundem-se com a membrana plasmtica, aumentando o nmero de transportadores de glicose na membrana plasmtica.

(1) Transportadores de glicose so estocados dentro da clulas na membrana de vesculas.

(3) Quando o nvel de glicose diminui, os transportadores de glicose so removidos da membrana plasmtica por endocitose, formando pequenas vesculas.

(4) As pequenas vesculas fundem-se com o grande endosomo.

(5) Endosomo enriquecido com transportadores de glicose tornam-se pequenas vesculas, prontas para retornar superfcie quando os nveis de insulina aumentam novamente.

GLUT4

1. Gliclise

glykys (doce) + lysis (quebra)

Via central (quase universal) do catabolismo de carboidratos

Glicose (6C) 2 piruvato (3C)

10 reaes 2 ATP

2 NADH

Ocorre no citosol;

A quebra glicoltica da glicose a nica fonte de energia em alguns tecidos de

mamferos e tipos celulares (eritrcitos, medula renal, crebro,

espermatozides);

A gliclise dividida em etapas:

Etapa 1: investimento ou preparatria

Duas molculas de trs carbonos (G3P) so convertidas em

2 molculas de piruvato (3 carbonos), ocorrendo formao de

NADH(s) e ATP(s).

Etapa 2: pagamento ou sntese de ATP

So gastas 2 molculas de ATP, sendo a molcula de glicose

convertida em 2 molculas de gliceraldedo 3-fosfato (3

carbonos).

fosfoenolpiruvato

2-fosfoglicerato

3-fosfoglicerato

1,3-bifosfoglicerato

gliceraldedo 3-fosfato

frutose 1,6-bifosfato

frutose 6-fosfato

glicose 6-fosfato

1,3BPG

G3F + DHA3P

F6P

G6P

PEP

2-PG

3-PG

G3F

F1,6BP

fosfofrutoquinase 1

hexoquinase

piruvato quinase

glicose

piruvato

FASE 1

Gasta 2 ATPs

FASE 2

Produz 4 ATPs

Produz 2 NADH

Etapa 1

Etapa 2

fosfoenolpiruvato

2-fosfoglicerato

3-fosfoglicerato



gliceraldedo 3-fosfato +

dihidroxiacetona 3-fosfato


frutose 6-fosfato

glicose 6-fosfato

1,3BPG

G3F + DHA3P

F6P

G6P

PEP

2-PG

3-PG

G3F

F1,6BP

fosfofrutoquinase 1

hexoquinase

piruvato quinase

glicose

piruvato 1 - fosforilao da glicose

fosfoenolpiruvato

2-fosfoglicerato

3-fosfoglicerato






frutose 6-fosfato

glicose 6-fosfato

1,3BPG

G3F + DHA3P

F6P

G6P

PEP

2-PG

3-PG

G3F

F1,6BP

fosfofrutoquinase 1

hexoquinase

piruvato quinase

glicose

piruvato 2 - isomerizao da glicose 6-fosfato

fosfoenolpiruvato

2-fosfoglicerato

3-fosfoglicerato






frutose 6-fosfato

glicose 6-fosfato

1,3BPG

G3F + DHA3P

F6P

G6P

PEP

2-PG

3-PG

G3F

F1,6BP

fosfofrutoquinase 1

hexoquinase

piruvato quinase

glicose

piruvato 3 - fosforilao da frutose 6-fosfato

3 - fosforilao da frutose 6-fosfato

fosfoenolpiruvato

2-fosfoglicerato

3-fosfoglicerato






frutose 6-fosfato

glicose 6-fosfato

1,3BPG

G3F + DHA3P

F6P

G6P

PEP

2-PG

3-PG

G3F

F1,6BP

fosfofrutoquinase 1

hexoquinase

piruvato quinase

glicose

piruvato 4 - clivagem da frutose 1,6-bifosfato

fosfoenolpiruvato

2-fosfoglicerato

3-fosfoglicerato






frutose 6-fosfato

glicose 6-fosfato

1,3BPG

G3F + DHA3P

F6P

G6P

PEP

2-PG

3-PG

G3F

F1,6BP

fosfofrutoquinase 1

hexoquinase

piruvato quinase

glicose

piruvato 5 - interconverso das trioses fosfato

fosfoenolpiruvato

2-fosfoglicerato

3-fosfoglicerato






frutose 6-fosfato

glicose 6-fosfato

1,3BPG

G3F + DHA3P

F6P

G6P

PEP

2-PG

3-PG

G3F

F1,6BP

fosfofrutoquinase 1

hexoquinase

piruvato quinase

glicose

piruvato 6 - oxidao do gliceraldedo 3-fosfato

Em condies aerbias, o NADH reoxidado a NAD+ pela passagem do seu eltron ao O2 na respirao mitcondrial

fosfoenolpiruvato

2-fosfoglicerato

3-fosfoglicerato






frutose 6-fosfato

glicose 6-fosfato

1,3BPG

G3F + DHA3P

F6P

G6P

PEP

2-PG

3-PG

G3F

F1,6BP

fosfofrutoquinase 1

hexoquinase

piruvato quinase

glicose

piruvato 7 - transferncia do fosfato do 1,3 bifosfoglicerato para o ADP

fosfoenolpiruvato

2-fosfoglicerato

3-fosfoglicerato






frutose 6-fosfato

glicose 6-fosfato

1,3BPG

G3F + DHA3P

F6P

G6P

PEP

2-PG

3-PG

G3F

F1,6BP

fosfofrutoquinase 1

hexoquinase

piruvato quinase

glicose

piruvato 8 - converso do 3 fosfoglicerato para 2-fosfoglicerato

fosfoenolpiruvato

2-fosfoglicerato

3-fosfoglicerato






frutose 6-fosfato

glicose 6-fosfato

1,3BPG

G3F + DHA3P

F6P

G6P

PEP

2-PG

3-PG

G3F

F1,6BP

fosfofrutoquinase 1

hexoquinase

piruvato quinase

glicose

piruvato 9 - desidratao do 2-fosfoglicerato

fosfoenolpiruvato

2-fosfoglicerato

3-fosfoglicerato




frutose 6-fosfato

glicose 6-fosfato

1,3BPG

G3F + DHA3P

F6P

G6P

PEP

2-PG

3-PG

G3F

F1,6BP

fosfofrutoquinase 1

hexoquinase

piruvato quinase

glicose

piruvato 10 - transferncia do grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP

REVISANDO GLICLISE...

GLICOSE glicose 6-fosfato frutose 6-fosfato frutose 1,6-bifosfato



Diidroxiacetona fosfato

Primeira fase (fase preparatria)

ATP ATP

hexoquinase Fosfofruto- quinase

REVISANDO GLICLISE...


(2)

GLICOSE (1)

1,3-bifosfoglicerato 3-fosfoglicerato

2-fosfoglicerato

fosfoenolpiruvato PIRUVATO

Segunda fase (fase de pagamento)

ATP

(2) (2)

(2)

(2) (2)

(2) NADH (2)

ATP

(2) piruvatoquinase

REGULAO DA GLICLISE

Isoenzimas da hexoquinase

Catalisa a entrada livre da glicose na via glicoltica ( uma enzima reguladora);

Existem 4 isoenzimas (designadas de I a IV), codificadas por 4 genes diferentes;

Isoenzimas: enzimas diferentes que catalisam a mesma reao;

MSCULOS (micitos) : predomina hexoquinase II, que possui alta afinidade por

glicose (50 % saturada com 0,1 mM glicose) e inibida pelo produto (glicose 6-fosfato).

Possui outras hexoquinases (I e III).

FGADO (hepatcitos): predomina hexoquinase IV (glicoquinase), que possui uma

afinidade pela glicose menor que a hexoquinase (50 % saturada com 10 mM glicose);

inibida pela ligao de uma protena reguladora (nuclear) especfica do fgado (inibio

aumentada na presena de frutose 6-fosfato efetor alostrico). A glicose compete com a

frutose 6-fosfato pela interao com a hexoquinase IV; a hexoquinase IV no inibida pelo

produto.

Refeio rica em carboidrato = glicose = dissociao da Hexoquinase IV com a protena

reguladora;

Jejum = glicose e frutose 6- fosfato = ligao da Hexoquinase IV com a protena

reguladora.

As enzimas hexoquinase e glicoquinase apresentam diferenas marcantes que

determinam um comportamento diferenciado entre os tecidos que as contm. Esta diferena est na afinidade das duas enzimas pelo seu substrato, glicose. A hexoquinase tem um Km para glicose de 0,1 mM, enquanto a glicoquinase tem

um Km de 10 mM. Isto quer dizer que a hexoquinase tem uma afinidade maior pela glicose que a glicoquinase.

Comparao das propriedades cinticas da hexoquinase IV (glicoquinase) e da hexoquinase I.

Concentrao de glicose normal no sangue: 4 5 mM

Enzimas que Fosforilam a Glicose

Hexoquinase I

Hexoquinase II

Hexoquinase I e II

Hexoquinase III

Hexoquinase IV

ou Glicoquinase

Crebro e Rins

Msculo esqueltico

Fgado

Diversos Tecidos

Fgado e clulas -pncreas

Hexoquinase I, II e III possuem caracterstica similares.

REGULAO DA GLICLISE

regulao da fosfofrutoquinase 1 (PFK-1)

Gliclise

Frutose 6-fosfato

Frutose 1,6-fosfato

ATP

ADP

X

X

ATP

ADP

AMP

Citrato

Fosfofruto quinase 1 (PFK1)

REGULAO DA GLICLISE

regulao da fosfofrutoquinase 1 (PFK-1)

O ATP um substrato da PFK-1 e tambm um regulador alostrico.

Quando a concentrao de ATP aumenta at nveis altos, um sinal de que o ATP est sendo produzido com velocidade maior

que aquela com que consumido; o ATP inibe a PFK-1 por ligao a um stio alostrico e, com isso, diminui a afinidade da

enzima pela frutose 6-fosfato.

REGULAO DA GLICLISE

regulao da fosfofrutoquinase - 1

A PFK-1 regulada pela frutose 2,6-bifosfato (F26P), que no um

intermedirio glicoltico.

Quando a F26P se liga ao stio alostrico da PFK-1, ela aumenta a afinidade

da enzima pelo substrato, a frutose 6-fosfato, e reduz sua afinidade pelos

inibidores alostricos ATP e citrato.

[frutose 6-fosfato] mM

Ativ

ida

de

da

PFK

-1

(% d

a V

m

x)

REGULAO DA GLICLISE

Gliclise

Frutose 6-fosfato

Frutose 1,6-bifosfato

ATP

ADP

Fosfofruto

quinase 1

(PFK1) Frutose

2,6 bifosfato

(F26BP) [frutose 6-fosfato] mM

Ativid

ad

e d

a P

FK

-1

(% d

a V

m

x)


REGULAO DA GLICLISE


ATP

ADP

Pi frutose 6-fosfato

PFK-2 FBPase-2


Formao de frutose 2,6-bifosfato:

PFK-2: fosfofrutoquinase 2 FBPase-2: frutose 2,6-bifosfatase- 2

Duas atividades enzimticas diferentes de uma nica protena bifuncional.

REGULAO DA GLICLISE


ATP

ADP

Pi frutose 6-fosfato

PFK-2 FBPase-2


FBPase-2

PFK-2

PFK-2

FBPase-2

[ F26BP] Estimula a gliclise

[ F26BP] Inibe a gliclise

Pi

H2O

ATP

ADP

Glucagon [cAMP]

Insulina PP1 PKA

REGULAO DA GLICLISE

regulao da piruvato quinase

Catalisa a transferncia do grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para o ADP.

Existem 3 isoenzimas, que diferem na distribuio tecidual e na resposta

a diferentes moduladores;

Regulada por altas concentraes de ATP, acetil-CoA e cidos graxos de

cadeia longa.

REGULAO DA GLICLISE


REGULAO DA GLICLISE


FGADO (FORMA L): quando a concentrao baixa de glicose provoca a liberao de glucagon, a protena quinase dependente de AMPc (PKA) fosforila a FORMA L (heptica) da piruvato quinase, inativando-a. Isso diminui a velocidade de utilizao da glicose como combustvel pelo fgado e permite sua exportao para o crebro e demais rgos. MSCULO (FORMA M): em resposta epinefrina, o AMPc aumenta e ativa tanto a quebra do glicognio quanto a via glicoltica para fornecer energia para a resposta de luta ou fuga.

glicose

2 piruvato

2 etanol + CO2

2 Acetil-CoA

2 Lactato CO2

Condies de hipxia ou anaerbias

Condies aerbias

Condies anaerbias

4 CO2 + 4 H2O

Ciclo do cido ctrico

Gliclise

DESTINOS DO PIRUVATO:


Organismos aerbios:

A gliclise o 1 estgio da degradao completa da glicose;

Piruvato CO2 + H2O

Forma acetil coenzima A (acetil-CoA)

As oxidaes geram eltrons que so passados ao O2 para a

cadeia transportadora de eltrons mitocondrial e promovem a

sntese de ATP.

Hipxia (fermentao do cido ltico):

O piruvato reduzido a lactato; necessita de NADH;

Ocorre em situaes como contrao vigorosa (exerccio fsico

intenso);

Alguns tecidos ou tipos celulares, como retina e eritrcitos,

convertem piruvato a lactato mesmo em condies aerbias.

Em condies anaerbias, o NAD+ regenerado a partir do lactato.

Fermentao ltica

Em condies aerbias, o NADH reoxidado a NAD+ pela passagem do seu eltron ao O2 na respirao mitocondrial

6 passo da gliclise Relembrando!!

O NAD+ (formado pela fermentao ltica) ser importante para dar continuidade via glicoltica!

Gliclise na presena de concentraes limitantes de oxignio

glicognio

Ciclo de Cori

E para que serviria o lactato??


Condio anaerbia (fermentao alcolica ou do etanol):

Alguns tecidos vegetais, certos invertebrados, protistas e microorganismos;

Piruvato ETANOL + CO2

TPP: TIAMINA PIROFOSFATO (coenzima derivada da vitamina B1, ausncia desta vitamina leva ao beribri)

Lactobacillus bulgaricus: fermenta o carboidrato presente no leite, produzindo o

cido ltico (iogurte)

Propionibacterium freudenreichii: fermenta o leite produzindo cido propinico e

CO2 (queijos suos).

Fermentao actica uma reao qumica que consiste na oxidao parcial do lcool etlico,

com produo de cido actico.

Este processo utilizado na produo de vinagre comum e do cido actico industrial.

realizada por bactrias denominadas acetobactrias, produzindo cido actico e dixido de carbono.

fermentao ltica

levedura e outros microorganismos

hemcias, msculos e outros tecidos em anaerobiose

fermentao alcolica

glicose

2 piruvatos 2 lactatos

Glicognio

Glicognio

Glicose

Glicognio Glicose-6-fosfato

Lactato

Piruvato

ADP + Pi

ATP Clula muscular

Glicose-6-fosfato

Piruvato

ADP + Pi

ATP Levedura

Etanol (lcool)

CO2

Sacarose

Fermentao lctica

Fermentao alcolica

GlicognioGlicognioGlicose-6-fosfatoGlicose-6-fosfatoGlicose-6-fosfato

LactatoLactatoLactato

PiruvatoPiruvatoPiruvato

ADP + Pi

ATP

ADP + Pi

ATPClula muscular

Glicose-6-fosfatoGlicose-6-fosfatoGlicose-6-fosfato


ADP + Pi

ATP

ADP + Pi

ATPLevedura

Etanol(lcool)

CO2

Etanol(lcool)

CO2CO2CO2

SacaroseSacarose

Mitocndria


Piruvato

ADP + Pi

ATP Clula muscular

CO2 Acetil-CoA

ADP + Pi

ATP

O2

H2O

Protenas (aminocidos)

Lipdeos

Carboidratos

Metabolismo anaerbico

Metabolismo aerbico


Piruvato

ADP + Pi

ATP

GlicognioGlicognio Glicose-6-fosfatoGlicose-6-fosfatoGlicose-6-fosfato


ADP + Pi

ATP

ADP + Pi

ATPClula muscular

CO2Acetil-CoA

CO2CO2Acetil-CoAAcetil-CoA

ADP + Pi

ATP

ADP + Pi

ATPATP

O2H2O

O2O2H2O

Protenas(aminocidos)

Lipdeos

Carboidratos

GlicognioGlicognioGlicose-6-fosfatoGlicose-6-fosfatoGlicose-6-fosfato

LactatoLactatoLactato


ADP + Pi

ATP

ADP + Pi

ATPClula muscular

glicose

2 piruvato

2 etanol + CO2

2 Acetil-CoA

2 Lactato CO2

Condies de hipxia ou anaerbias

Condies aerbias

Condies anaerbias

4 CO2 + 4 H2O

Ciclo do cido ctrico

Gliclise

02-20-2014 Carboidratos glicólise fermentação

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