A GLICLISE E O CATABOLISMO DAS HEXOSES

MARIANA DALILA SUEISLA LOPES

GlicoseA glicose um monossacardeo. As clulas a usam como fonte de energia.

Por meio armazenamento da glicose como um polmero, a clula pode acumular grandes quantidades de unidades de hexoses

A Glicose pode ser armazenadaPOLISSACARIDEOS OU SACAROSE

OXIDADO A PENTOSES

SER OXIDADA A PIRUVATO ( 3 CARBONOS)

Vias principais de utilizao da glicose nas clulas dos vegetais superiores e dos animais.

Rotas Metablicas da GlicoseGlicognioGlicogenlise Glicognese

Gli 1 P

Glicose

Gli 6 PFru 6 P

Ciclo das PentosesPentose 5 P

Ribose 5 PNucleotdios

Gliclise Fru 1,6 biP 3P Gliceraldedo2,3 biP Glicerato

DNA e RNA

PiruvatoGliconeognese

Lactato

Acetil CoA Oxaloacetato

Citrato Ciclo de Cadeia Krebs Respiratria

Via Glicoltica1 via a ser estudadaA gliclise possui duas fases: fase preparatria Cada molcula de Gliceraldedo 3 P oxidada por fosfato inorgnico para formar 1,3 bifosfoglicerato, que ento so convertidas em 2 PIRUVATO Fase de pagamento

A energia do ATP invertida, aumentando o contedo de energia livre dos intermedirios, e as cadeias carbnicas de todas as hexoses metabolizadas so convertidas em GLICERALDEDO-3-FOSFATO

Localizao do Sistema EnzimticoFrao Solvel

Fases da Gliclise

Via Glicoltica -Sequncia de reaesGlicose Gli-6-P Gli-

Frut-6-P Frut-

Frut-1,6Frut-1,6-P Gliceraldedo 3PNADox NADred

P- DiidroxiacetonaMit.

C.K.

Acetil CoA

Lactato Anaerobiose

1,3 di P Glicerato 3 di P Glicerato 2 P Glicerato

Aerobiose

2 Piruvato

3 P enol piruvato

RESUMO DA GLICLISE

Funes da Via Glicoltica Transformar glicose em piruvato; piruvato; Sintetizar ATP com ou sem oxignio, oxignio,

Preparar a glicose para ser degradada totalmente em CO2 e H2O; Permitir a degradao parcial da glicose em anaerobiose; anaerobiose;

REGULAO DA GLICLISE

Destinos do Piruvato

Gliclise Anaerbica Quando o NADH gerado pela gliclise no pode ser reoxidado pelo O . (ocorre a incapacidade de regenerar NADH em NAD.)

O NAD regenerado durante a gliclise anaerbica. Os eltrons do NADH formam o lactato e etanol.

Destino do NADred e do Piruvato AnaerobioseGliclise Anaerbica na Contrao Muscular

em

aldedoaldedo-3-P-glicrico

CHO CHCH-OH CH2-O-P

+PinNADox NADred

L-Lactato

COOH CHCH-OH CH3

1,31,3-difosfoglicerato*

O C-O-P CHCH-OH CH2-O-P

*LDH

COOH CO piruvato CH3

O NAD regenerado a partir do NADH pela reduo do Piruvato a Lactato.

Fermentao alcolicaLevedura e Microorganismos

O Piruvato sofre descarboxilao; Por ao do cool desidrogenase, o acetaldedo reduzido a etanol.

Destino do Piruvato em Aerobioseacetilaacetila-CoA

piruvatoNADox NADred

Enzimas regulatrias

Glicose

hexoquinaseGlicose 6 fosfato Frutose 6 fosfato

Fosfatase da Fru1,6PFrutose 1,6 bifosfato

fosfofrutoquinase

ATP, NADH, Acetila-SCoA, Acetila-SCoA, cidos graxos, (-) L-fenilalanina, fenilalanina, L-alanina

Fosfoenolpiruvato (PEP)

PEPquinasePiruvato

Balancete Energtico:Anaerobioseglicose -1 ATP GliGli-6-P FrutFrut-6-P -1ATP Frut-1,6Frut-1,6-PTotal: 2ATP(x2) 2ATP(x2) -2ATP 2ATP

2 aldedo-3-fosfoglicrico aldedo1,31,3-difosfoglicerato +1 ATP 3-fosfoglicerato fosfoenolpiruvato +1ATP piruvato lactatoNADox NADred

Balancete Energtico:Aerobioseglicose -1 ATP GliGli-6-P FrutFrut-6-P -1ATP Frut-1,6Frut-1,6-PTotal: (2 x2)+(3x 2)ATP (2 -2ATP 8ATP

aldedoaldedo-3-fosfoglicrico 1,31,3-difosfoglicerato +1 ATP 3-fosfoglicerato fosfoenolpiruvato +1ATP piruvato acetilacetil-SCoANADox NADred

C.R. FAD +2ATP

C.R. NAD +3ATP

Todos os intermedirios da gliclise compreendidos entre a glicose e o piruvato so fosforilados. Importncia dos grupos fosfatos.So ionizados em pH 7, dando, a cada um dos intermedirios, uma carga negativa.

Como a membrana plasmtica impermevel s molculas carregadas, os intermedirios fosforilados no podem se difundir para fora da clula. Depois da fosforilao inicial, a clula no precisa mais gastar energia para reter tais intermedirios, a despeito da grande diferena entre as concentraes intra e extra-celulares desses compostos.

A ligao dos grupos fosfato so aos stios ativos das enzimas fornece energia de ligao que contribui para baixar a energia de ativao e aumentar a especificidade das reaes catalisadas enzimaticamente.

Os ADP, ATP e dos intermedirios glicolticos formam complexos com Mg2+ e os stios de ligao dos substratos de muitas enzimas glicolticas so especficos para estes complexos de Mg2+.

Glicognio e o amido so degradados na fosforlise As unidades de glicose dos ramos externos da molcula de glicognio e do amido ganham entrada na via glicoltica atravs da ao seqencial de duas enzimas: a fosforilase do glicognio e a fosfoglicomutase. A fosforilase do glicognio ou fosforilase do amido age repetidamente nas extremidades no redutoras do glicognio ou da amilopectina; A glicose-1-fosfato, o produto final das reaes da fosforilase do glicognio e do amido, convertida em glicose-6-fosfato pela fosfoglicoisomerase, que entra, ento, na gliclise.

O que gliconeognese e como esta, juntamente com a gliclise, so reguladas de forma coordenada? um processo no qual muitos organismos podem sintetizar glicose a partir de piruvato e o lactato. Converter glicose ou glicognio substncias no glicdicas em

Este processo ocorre primariamente no fgado e seu papel fornecer glicose para ser exportada para outros tecidos quando as outras fontes de glicose so exauridas.

Sete das reaes glicolticas so livremente reversveis e as enzimas que catalisam cada uma das reaes tambm funcionam na gliconeognese.

Trs reaes da gliclise so irreversveis: so aquelas catalisadas hexoquinase, fosfotrutoquinase-1 e piruvato quinase. A gliconeognese emprega desvios ao redor de cada uma dessas reaes irreversveis.

Para prevenir o aparecimento de ciclos fteis nos quais a glicose simultaneamente degradada pela gliclise e ressintetizada pela gliconeognese, as enzimas que so exclusivas para cada uma das vias so reguladas de maneira recproca por efetores alostricos comuns.

Via das Pentoses das pentoses-fosfato; A glicose tem outros destinos catablicos, como a via

Que resulta na oxidao e descorboxilao na posio C-1 da glicose, produzindo NADPH e pentoses-fosfato; o NADPH fornece poder redutor para as reaes de biossntese; E as pentoses-fosfato so componentes essenciais dos nucleotdeos e cidos nuclicos.

ESTRUTURA DO ATP

ESTRUTURA DO NAD

Ciclo do cido ctrico ou Ciclo de Krebs Descoberto por Hans Adolf Krebs; O ciclo executado na matriz da mitocndria dos eucariontes e no citoplasma dos procariontes; Com a finalidade de oxidar a acetil-CoA (acetil coenzima A); Uma cadeia cclica de reaes bioqumicas ,durante a qual se realizam, entre outros, fenmenos de oxirreduo, descarboxilao e uma fosforilao. Os compostos intermedirios do ciclo de Krebs podem ser utilizados como precursores em vias biossintticas: oxaloacetato e -cetoglutarato vo formar respectivamente aspartato e glutamato.

Produo do acetato Nos organismos aerbicos, a glicose e outros acares, cidos graxos, a maioria dos aminocidos e em ltima instncia o CO2 e H2O so oxidadas pelo cido ctrico. A reao completa catalisada pelo complexo da piruvato desidrogenase a descarboxilao oxidativa.

A descarboxilao oxidativa envolve: Ao sequencial de 3 diferentes enzimas:

-Piruvato desidrogenase(E1) -Diidrolipol transacetilase(E2) -Diidrolipol desidrogenase(E3)

5 diferentes coenzimas

Tiamina pirofosfato(TPP); flavina adenina dinucleotdeo(FAD), coenzima A (Co A), nicotiamida adenina dinucleotdeo (NAD) e lipoato.

4 vitaminas diferentes, requeridas na nutrio humana, so vitais no processo:Tiamina (TPP) Riboflavina (FAD) Niacina (NAD) Pantotenato (Co A)

Reaes do ciclo do cido ctrico Possui 8 passos: 1. Formao do citrato

2. Formao do isocitrato via cis-aconitato

3. Oxidao do isocitrato -cetoglutarato e CO2

4. Oxidao do -cetoglutarato a succinil-Co A e CO2

5. Converso do succinil-Co A em succinato

6. Oxidao do succinato a fumarato

7. Hidratao do fumarato para produzir malato

8. Oxidao do malato a oxaloacetato

Ciclo de Krebs

Regulao do ciclo do cido ctrico A produo de acetil-Co A pelo complexo da piruvato desidrogenase regulada por:Mecanismos alostricos;

-Valores altos das relaes(ATP)/(ADP);(NADH)/(NAD+) e (acetil Co A)/(Co A) inibem o complexo da piruvato desidrogenase; -A diminuio desses valores ativa a oxidao do piruvato.Mecanismos covalentes.

-Segundo nvel de regulao; -Modificao covalente de protenas.

Ciclo do Glioxalato Organismos invertebrados utilizam o ciclo do glioxalato como mecanismo para converter acetato em carboidrato; Acetato Fonte de energia Fonte de fosfoenolpiruvato para a sntese de carboidratos

Isocitrato liase e a malato sintase Glioxissomos Torna possvel a formao lquida de succinato, oxaloacetato e outros intermedirios do ciclo a partir da Co A; Os animais vertebrados no possuem as enzimas especficas do ciclo do glioxalato(a isocitrato liase e a malato sintase) e por isso no podem realizar a sntese lquida de glicose a partir de lipdios.

Gliconeognese Formao da glicose a partir de precursores nocarboidratos (diferentes das hexoses); Via universal encontrada em todos os animais, vegetais , fungos e microorganismos, sendo que as reaes que fazem parte da gliconeognese so iguais em todos os casos; Nos animais superiores, ocorre principalmente no fgado, e em menor quantidade no crtex renal;

3 reaes que contornam os passos irreversveis da gliclise: Converso do piruvato em fosfoenolpiruvatoMitocndria Citosol

Converso de frutose-1,6-bifosfato em frutose-6fosfato Frutose-1,6-bifosfato + H2O frutose-6-fosfato + Pi

Catalisada pela enzima Frutose-1,6-bifosfatase : Promove a hidrlise irreversvel do fosfato no C-1. Converso da glicose-6-fosfato em glicose livre Glicose-6-fosfato + H2O glicose + Pi

Catalisada pela enzima Glicose-6-fosfatase: No requer sntese de ATP, hidrlise simples de um ster fosfrico.

A gliconeognese energeticamente custosa Para cada molcula de glicose formada a partir do piruvato, so consumidos:6 grupos fosfato de alta energia; 4 ATP; 2 GTP; 2 molculas de NADH- reduo de 2 molculas de 1, 3-

bifosfoglicerato.

Os metablitos intermedirios do ciclo do cido ctrico e muitos aminocidos so glicognicos

A gliconeognese e a gliclise so reguladas reciprocamente O primeiro ponto de regulao determina a direo do piruvato na mitocndria:Convertido em Co A (Ciclo do cido ctrico); Oxaloacetato (iniciar gliconeognese).

O segundo ponto a reao catalisada pela frutose-1,6bifosfatase, que fortemente inibida por AMP (adenosina monofosfato). A regulao hormonal no fgado mediada pela frutose-2,6bifosfato:Ativa a PFK 1(Fosfofrutoquinase) e estimula a gliclise; Inibe a FBPase (Frutose-1,6-bifosfatase) e desacelera a

gliconeognese.

Biossntese de glicognio, amido e sacarose Formas de armazenamento:Nos animais: Glicognio; Nos vegetais: Amido

Formas de transporte:Nos vertebrados a prpria glicose transportada pelo

sangue;Nos vegetais na forma de sacarose; Nos insetos na forma de trealose.

FOTOSSNTESE DOS CARBOIDRATOSO processo fotossinttico das plantas ocorre nos cloroplastos e resulta na liberao de oxignio molecular e na captura de dixido de carbono da atmosfera, que utilizado para sintetizar carboidratos.

A fotossntese pode ser representada pela seguinte equao:

CO2 + H2O + Energia luminosa =====> [CH2O] + O2 + H2O

Ciclo de Calvin

Ocorre em 3 etapas a fixao do CO2

1 etapa: reao de fixao do carbono: sua condensao com um receptor de cinco tomos C, a ribulose-1,5-bifosfato, para formar 2 mol. de 3-fosfoglicerato. 2 etapa: o 3-fosfoglicerato reduzido a gliceraldeido-3-P. 3 molculas de CO so fixadas em trs molculas de ribulose 1,5 BP para formar 6 de gliceraldedo-3-P(18 C).

3 etapa: 5 das 6 molculas de gliceraldedo-3-P ( 15 C) regeneram 3 molculas de ribulose- 1,5-BP.

1 ESTGIO DE ASSIMILAO CO

1 etapa: reao de fixao do carbono: sua condensao com um receptor de cinco tomos C, a ribulose-1,5-bifosfato, para formar 2 mol. de 3-fosfoglicerato.

2 ESTGIO ASSIMILAO DE CO

2 etapa: o 3-fosfoglicerato reduzido a gliceraldeido-3-P. 3 molculas de CO so fixadas em trs molculas de ribulose 1,5 BP para formar 6 de gliceraldedo-3-P(18 C).

3 ESTGIO ASSIMILAO DE CO

3 etapa: 5 das 6 molculas de gliceraldedo-3-P ( 15 C) regeneram 3 molculas de ribulose- 1,5-BP.

Cada triose fosfato sintetizada a a partir do CO2 custa 6 NADPH e 9 ATP

O resultado final do ciclo de Calvin a converso de 3 molculas de CO2 e uma molcula de fosfato em uma molcula de triose fosfato

Precursora da sntese do amido e sacarose

Para cada 3 molculas de CO2 fixadas, produzida uma molcula de trioses fosfato ( gliceraldedo-3-P) E 9 ATP e 6 NADH so consumidos.

Rubisco A enzima mais abudante do planeta; plantas C3 tm mais que as plantas C4; Ela atua tanto na atividade carboxilase como na oxigenase; Concentrao de substratos CO2 e O2. Propriedades cinticas da rubisco (tm alta afinidade pelo CO2); Temperatura (diminui a abertura dos estmatos) Na carboxilase ela utiliza ATP + NADPH para formar as pentoses ( carboidratos)

A fotorrespirao desperdia energia fotossinttica nos vegetais C3, pela formao e oxidao do fosfoglicolato, um produto da oxigenao da ribulose pela rubisco. Nas plantas C4 existe uma via para impedir a fotorrespirao, o CO2 fixado primeiro fixado nas clulas mesoflicas em um composto de 4 carbonos, que passa para as clulas envoltrias do feixe e libera CO2 em altas concentraes. Esse CO2 fixado nas cls envoltrias do feixe vascular pela rubisco.

OBRIGADA!