Metabolismo de Carboidratos.

Profa.Dra. Leticia

Labriola

Abril 2011

Funções da Via Glicolítica

� Gerar ATP (rápido);

� Gerar intermediários para síntese;

� Regenerar NADH;

Rendimento da Oxidação da Glicose

GLICÓLISE

glicose

Respiração Celular

Citossol

2 Piruvatos

Rendimento Energético Total 38

Mitocôndria

ciclode

Krebs

cadeia de transporte

de elétrons e

fosforilação oxidativa

36 ATP em aerobiose 2 ATP em anaerobiose

1 NADH = 3 ATP

1 FADH2 = 2 ATP

13

Primeira reação da via glicolítica

Reação irreversível

Segunda reação da via glicolítica

Terceira reação da via glicolítica

Reação irreversível

ATP e citrato (-)

F-2,6, bisfosfato e AMP (+)

Quarta reação da via glicolítica

Quinta reação da via glicolítica

Reações termodinamicamente desfavoráveis.

O conjunto leva à formação de gliceraldeido 3P por retirada

continua do produto. A diidroxiacetona fosfato não é

substrato da Gliceraldeido 3P desidrogenase

A oxidação do carbono torna a

entrada do Pi favorável ...

Sétima reação via glicolítica

Substrato se liga a SH da enzima e, por reação

com Pi, forma-se uma ligação anidrido fosfórico,

ricaem energia, e reduz-se um NAD+ fortemente

ligado à enzima. (inhibidores específicos para SH-

EX: iodoacetato)

Oitava reação da via glicolítica

Transferência intramolecular do fosfato.

Envolve a foramação intermediária de 1 composto

bifosforilado (2-3 bifosfoglicerato) originado por doação de

um grupo P da própria enzima ao substrato.

Nona reação da via glicolítica

Grupo P do fosfoenol piruvato é rico em

energia. Pode ser transferido, em forma

irreversível ao ADP produzindo ATP.

Hexoquinase / Glicoquinase

- Hexoquinase: Km = 0,1 mM

- Hexoquinase IV ou Glicoquinase (fígado): Km = 10 mM

- [Glicoquinase] aumenta com insulina

- Glicoquinase não é inibida por G6P

Glicose G6PATP ADP

hexoquinase

- G6P

Piruvato Quinase

PEP PYRADP ATP

Piruvato quinase

- alanina (no fígado)+ Frutose 1,6P

- A insulina aumenta a conc. e atividade da pyr. quinase

- ATP

(+ insulina no fígado) (- glucagon no fígado)

Fosfofrutoquinase

Frutose 6P Frutose 1,6 PATP ADP

Fosfofrutoquinase 1- ATP - citrato

+ AMP + Frutose 2,6P

Fosfofrutoquinase

Frutose 6P Frutose 1,6 PATP ADP

Fosfofrutoquinase 1- ATP

Frutose 6P Frutose 2,6 P

ATP ADP

Fosfofrutoquinase 2

- citrato

+ AMP + Frutose 2,6P

Frutose 6PFrutose 2,6 PFrutose 2,6 bisfosfatase

Pi

- citrato+ AMP

+ PEP

(+ insulina no fígado)

(+ glucagon no fígado)

Resumo

4 Etapas principais:

I. Dupla fosforilação de hexose, à custa de 2ATP, originando uma hexose com 2 grupos

fosfato. (reações 1-3)

II. Clivagem da hexose, produzindo 2 trioses fosforiladas (reação 4-5).

III. Oxidação e nova fosforilação, desta vez por fosfato inorgânico(Pi) das trioses fosfato,

formando moléculas de um intermediário com 2 grupos fosfato (reação 6).

IV. Transferência dos grupos fosfato deste intermediário para ADP, formando 4 ATP e 2

piruvato (reações 7-10).

Processos auto-suficientes

por serem independentes

de outras vias para

regenerar as coenzimas que

utilizam.

Glicose: principal substrato oxidável para a maioria dos organismos.

Hemácias

- Não possuem mitocôndrias

- Não metabolizam aminoácidos ou lipídeos

- Produzem lactato constantemente

- Não respondem a insulina

Cérebro

- Oxida glicose com grande preferência

- Não tem glicogênio (gliconeogênese hepática)

- Alta atividade mitocondrial - não gera lactato

Fígado

- Glicoquinase (baixa afinidade por glicose)

- Insulina ativa FFQ2 e piruvato quinase

- Glucagon ativa frutose 2,6 bisfosfatase (inibe glicólise)

- Piruvato quinase é inibida por alanina

Músculo

- Entrada de glicose é estimulada por insulina

- Glucagon não inibe a glicólise

- Piruvato quinase não é inibida por alanina

- Em atividade intensa faz glicólise anaeróbica

Falhas da Via Glicolítica

- Deficiências enzimáticas - não descritas

- Diabetes Mellitus - falta de insulina ou resposta à insulina

- diminuição de glicose no músculo

- diminuição da atividade de glicoquinase

- estímulo à gliconeogênese

- acidose (corpos cetônicos)

- Acidose lática - diminuição da glicólise aeróbica

- aumento lactato sangüíneo, acidose

- exercício físico intenso, sepsis, def. vent.

- Cárie dentária - placa = colônia bactérias

- metabolismo anaeróbico gera lactato

- destrói esmalte, permite acesso à dentina

- Infarto cardíaco - falta de O2, glicólise anaeróbica

- falta de glicose

- acidificação, dor

- Tumores - crescimento maior que vascularização

- indução do fator de transcrição HIF-1

- aumento de enzimas da via glicolítica

- localização com glicose marcada

Falhas da Via Glicolítica

1. Indicar a localização celular das enzimas da via glicolítica e os passos irreversíveis da glicólise.

2. Em um tubo de ensaio contendo todas as enzimas da via glicolítica, citar os compostos que devem ser

fornecidos para iniciar sua atividade e para mantê-la funcionando.

3. Cite os compostos que apresentam ligações do tipo fosfoenol, anidrido fosfórico e éster fosfórico. Citar as

vitaminas necessárias para a conversão de glicose em piruvato.

4. a) Escrever as reações globais da via glicolítica com a conversão de glicose a lactato e a piruvato.

b) Qual a quantidade de energia que a célula armazena a partir de um mol de glicose, após a sua degradação a

lactato (∆G0 ATP = 8000 cal/mol)? Calcule a porcentagem de energia armazenada após a glicólise, sabendo

que a degradação de glicose a lactato libera 47000 cal/mol.

5. Qual a enzima que catalisa a fosforilação de glicose no tecido extra-hepático e seu regulador alostérico? Quais

as diferenças entre essa enzima e a enzima presente no fígado?

6. Descrever a regulação da piruvato quinase, citando condições em que há acúmulo de fosfoenolpiruvato.

7. Esquematizar as reações catalisadas pela fosfofrutoquinase 2 e frutose 2,6 bisfosfatase. Descrever a

importância deste sistema na regulação da via glicolítica.

8. Descrever a atividade da via glicolítica no músculo em função da relação ATP/ADP.

9. Explicar, detalhando os mecanismos de regulação de metabolismo envolvidos, porque o consumo de glicose

muscular aumenta em situações em que há falta de O2.

10. O arseniato age sobre a gliceraldeido-3-fosfato desidrogenase, modificando seu funcionamento e

catalisando a seguinte reação:

gliceraldeído 3 P 3 fosfoglicerato

A intoxicação por arseniato pode resultar em extensa hemólise (destruição de hemáceas), sem grande

acometimento de outros tecidos. Explique porque.

NAD+NADH