glicolise

AMPA2003Azevedo,AMP

SINÔNIMOS:SINÔNIMOS:

Via Glicolítica de Embden-Via Glicolítica de Embden- Meyerhof-ParnasMeyerhof-Parnas

GlicóliseGlicólise

Via GlicolíticaVia Glicolítica

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Roteiro da Aula1. Visão Geral do Metabolismo dos Glicídios

2. Glicólise: visão geral; funções e características

SumárioSumário

4. Seqüência de substratos

3. Relações com outras vias metabólicas

5. Controle da glicólise

7. Destino do Piruvato em anaerobiose

8. Destino do Piruvato em aerobiose

13. Descarboxilação Oxidativa do Piruvato

6. Inibição da glicólise

10. Balancete Energético

9. Mecanismos de lançadeira de elétrons

12. Metabolismo da Frutose

11. Glicólise nas hemácias

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AMPA2003Azevedo,AMP

Rotas Metabólicas da GlicoseRotas Metabólicas da GlicoseGlicogênio

Glicose

Lactato

GlicogenóliseGlicogênese

Glicólise

Gliconeogênese

Gli 6 P

Gli 1 P

Piruvato

Acetil CoACitrato

Ciclo de Krebs

Lipogênese

Ciclo dasPentoses

Ácidos Graxos

OxaloacetatoAminoácidos

Ribose 5 P

Fru 6 P

Fru 1,6 biP

P DHA 3P GliceraldeídoFosfato de glicerol

Lipo

gêne

se

CadeiaRespiratória

Pentose 5 P

NADPH

Nucleotídios

DNA e RNA

2,3 biP Glicerato

- Biossíntese de Colesterol eÁcidos graxos- Reações dedetoxicação- Defesas Antioxidantes

Glico-conjugados

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Via GlicolíticaVia Glicolítica

Capturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin

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• Fração SolúvelFração Solúvel

Localização do Sistema EnzimáticoLocalização do Sistema Enzimático

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Funções da Via GlicolíticaFunções da Via Glicolítica• Transformar glicose em piruvato.Transformar glicose em piruvato.

• Sintetizar ATP com ou sem oxigênio.Sintetizar ATP com ou sem oxigênio.

• Preparar a glicose para ser degradada totalmente Preparar a glicose para ser degradada totalmente em COem CO22 e H e H22O.O.

• Permitir a degradação parcial da glicose em Permitir a degradação parcial da glicose em anaerobiose.anaerobiose.

• Alguns intermediários são utilizados em diversos Alguns intermediários são utilizados em diversos processos biossintéticos.processos biossintéticos.

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Via Glicolítica todas as célulasVia Glicolítica todas as células

CérebroCérebro: Glic CO: Glic CO22 + H + H22OO

Glicólise aeróbicaGlicólise aeróbica

EritrócitosEritrócitos: Glicólise : Glicólise fonte de energia fonte de energia

Córnea, Cristalino e retinaCórnea, Cristalino e retina

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GLUT-1


AMPA2003Azevedo,AMP

GLUT-3


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*GLUT-4


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GLUT 2


AMPA2003Azevedo,AMP

Via Glicolítica -Seqüência de reaçõesVia Glicolítica -Seqüência de reaçõesGlicoseGlicose Gli-6-PGli-6-P Frut-6-PFrut-6-P Frut-1,6-PFrut-1,6-P

P- Diidroxiacetona Gliceraldeído. 3 P

NADoxNADoxNADredNADred

1,3 di P Glicerato

3 di P Glicerato

2 P Glicerato3 P enolpiruvato

Acetil CoA

Mit.

Aerobiose

C.K.

Anaerobiose

Lactato

2 Piruvato

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Destino do NADred e do Piruvato Destino do NADred e do Piruvato em Anaerobioseem Anaerobiose

CHOCHOCH-OHCH-OHCHCH22-O-P-O-P

C-O-C-O-PPCH-OHCH-OHCHCH22-O-P-O-P

OO++PinPin

NADoxNADox NADredNADredaldeído-3-P-glicéricoaldeído-3-P-glicérico

1,3-difosfoglicerato1,3-difosfoglicerato

COOHCOCH3

piruvatopiruvato

COOHCOOHCH-OHCH-OHCHCH33L-LactatoL-Lactato

**

*LDH*LDH

Glicólise Anaeróbica na Contração MuscularGlicólise Anaeróbica na Contração Muscular

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Importância das Isoenzimas da LDHImportância das Isoenzimas da LDH

Tecido Tecido

MúsculoMúsculo

FígadoFígado

CoraçãoCoração

Inibição pelo Inibição pelo piruvatopiruvato

NenhumaNenhuma

++++++

++++++

KmKm(piruvato)(piruvato)

KmKm(lactato)(lactato)

AltoAlto

BaixoBaixo

BaixoBaixo

BaixoBaixo

AltoAlto

AltoAlto

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Destino do Piruvato em AnaerobioseDestino do Piruvato em AnaerobioseFermentação Alcoólica em LevedurasFermentação Alcoólica em Leveduras

CHOCHOCH-OHCH-OHCHCH22-O-P-O-P

C-O-C-O-PPCH-OHCH-OHCHCH22-O-P-O-P

OO++PinPin

NADoxNADox NADredNADred

aldeído-3-P-glicéricoaldeído-3-P-glicérico 1,3-difosfoglicerato1,3-difosfoglicerato

COOHCOCH3

piruvatopiruvatoCHCH22-OH-OH

CHCH33EtanolEtanol

COCO22 +

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Destino do Piruvato em AerobioseDestino do Piruvato em Aerobiose

glic-6-Pglic-6-P

aldeído-3-Paldeído-3-Pglicéricoglicérico piruvatopiruvato

acetila-CoAacetila-CoA

fosfato defosfato dedi-hidroxiacetonadi-hidroxiacetona

NADoxNADox NADredNADred

fosfato defosfato deglicerolglicerol

mitocôndriamitocôndria


AMPA2003Azevedo,AMP

Lançadeira de ElétronsLançadeira de Elétrons mitocôndriamitocôndria

citosolcitosol

Aldeído-3-PGlicérico

NADoxNADox

NADredNADred


CHCH22-O-P-O-P

COCOCHCH22-OH-OH

fosfato defosfato dedi-hidroxiacetonadi-hidroxiacetona

CHCH22-O-P-O-P

CH-OHCH-OHCHCH22-OH-OH

fosfato de glicerolfosfato de glicerolCHCH22-O-P-O-P

CH-OHCH-OHCHCH22-OH-OH

FADoxFADox

FADredFADred(C.R.)(C.R.)

CHCH22-O-P-O-P

COCOCHCH22-OH-OH

1,5ATP1,5ATP

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+ MúsculosCapturado do CD-Rom do Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas de Thomas M. Devlin

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citosolcitosol

Lançadeira de ElétronsLançadeira de Elétrons

Gliceral-deído 3 P

NADoxNADox

OxaloacetatoOxaloacetato

CHCH22-COOH-COOH

CO - COOHCO - COOHNADredNADred


MalatoMalato

CHCH22-COOH-COOH

HO-CH- COOHHO-CH- COOH

CHCH22-COOH-COOH

HO-CH- COOHHO-CH- COOHNADoxNADox

NADredNADred(C.R.)(C.R.)

2,5ATP2,5ATPCHCH22-COOH-COOH

CO - COOHCO - COOH

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Mitocôndria

NADox

NADred

C.R.

(3ATP)

CH2

C

COOH

O

COOH

(2)

NADox

NADred

glic6 P

3-Fosfogliceraldeído

1,3-difosfoglicerato

DESTINO DO NADred DA VIA GLICOLÍTICA EM AEROBIOSEMECANISMO LANÇADEIRA DE ELÉTRONS DO MALATO / ASPARTATO

CH2

C

COOH

COOH

HHO

CH2

C

COOH

COOH

HHO

CH2

C

COOH

O

COOH

-cetoglutarato

Aspartato

Glutamato

Glutamato

Aspartato

-cetoglutarato

Citosol

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Controle da Via GlicolíticaControle da Via Glicolítica

• Ativação ou inibição alostérica

• Ligações covalentes

• Controle da síntese enzimática

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Controle da Via GlicolíticaControle da Via GlicolíticaEfetores NegativosEfetores Negativos

Efetores Negativos EnzimaEfetores Negativos Enzima

ATP, CitratoATP, CitratoAMPAMPATP, NADH,ATP, NADH,Acetila-SCoA,Acetila-SCoA,Ácidos graxos,Ácidos graxos,L-fenilalanina,L-fenilalanina,L-alanina.L-alanina.

FosfofrutoquinaseFosfofrutoquinaseFosfatase de frutoseFosfatase de frutose

1-6-difosfato1-6-difosfato

Fosfoenol piruvatoFosfoenol piruvatoquinasequinase

AMPA2003Azevedo,AMP

Controle da Via Glicolítica Controle da Via Glicolítica Efetores Positivos Enzima Efetores Positivos Enzima

AMP,AMP,Frut-2,6-PFrut-2,6-P

ATPATP

Glic-6-P,Glic-6-P,Frut-1,6-P,Frut-1,6-P,Aldeído-3-Aldeído-3-fosfoglicéricofosfoglicérico

FosfofrutoquinaseFosfofrutoquinase

Fosfatase de frutoseFosfatase de frutose1-6-difosfato1-6-difosfato

Fosfoenol piruvatoFosfoenol piruvatoquinasequinase

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Glicose

Glicose 6 fosfato

Frutose 6 fosfato

Frutose 1,6 bifosfato

Fosfoenolpiruvato (PEP)

Piruvato

hexoquinase

fosfofrutoquinaseFosfatase da Fru1,6P

PEPquinase(+)

+(+) AMP

Fru 2,6 PATP

(-) Gli 6 P

Fru 1,6 P

Gli 6 P

Ald 3 P glicérico

ATP, NADH,ATP, NADH,

Acetila-SCoA,Acetila-SCoA,

Ácidos graxos,Ácidos graxos,

L-fenilalanina,L-fenilalanina,

L-alaninaL-alanina

ATP, CitratoATP, Citrato(-)

(-)

(-)AMP

(+)

(+)

Fru 2,6 P

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Regulação enzimática por ligações ou modificações covalentes


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Mecanismo de Inibição da Glicóliseinduzida pelo Glucagon e Epinefrina


Fígado

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Velocidade da Glicólise

Glucagon e Epinefrina

Insulina


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Controle da Via GlicolíticaControle da Via Glicolítica

Ligações covalentes

Piruvato Quinase (ou PEP quinase)

inativaAtiva


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Controle da Via GlicolíticaControle da Via Glicolítica Controle da síntese enzimática

Refeição rica em glicídiosAdministração de insulina

Aumenta atranscriçãogenética

Aumenta a síntese de enzimas da V.G. Glicoquinase - Fosfofrutoquinase - Piruvato quinase

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Inibição daInibição daVia GlicolíticaVia Glicolítica

AMPA2003Azevedo,AMP

Inibição da Via GlicolíticaInibição da Via Glicolítica

Inibidor:Inibidor:Ácido monoiodo acético ICHÁcido monoiodo acético ICH22-COOH-COOH

Enzima inibida:Enzima inibida:Aldeído 3-P-glicérico Aldeído 3-P-glicérico desidrogenasedesidrogenase O ácido monoiodo acético reage com o O ácido monoiodo acético reage com o grupo -SH do centro ativo da enzima.grupo -SH do centro ativo da enzima.

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Inibição da Via Glicolítica:Inibição da Via Glicolítica:reagentes sulfidrílicosreagentes sulfidrílicos


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Inibição da Via GlicolíticaInibição da Via Glicolítica

Inibidor:Inibidor:Fluoreto de Sódio NaFFluoreto de Sódio NaFEnzima inibida:Enzima inibida:EnolaseEnolase O fluoreto de sódio forma um complexoO fluoreto de sódio forma um complexo(fluoro fosfato de magnésio) que inibe a enzima.(fluoro fosfato de magnésio) que inibe a enzima.A enolase tem como cofatores o MgA enolase tem como cofatores o Mg++++ ou Mn ou Mn ++++..

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Arsenato desacopla Arsenato desacopla a oxidação da a oxidação da fosforilação na fosforilação na reação catalisada reação catalisada pela gliceraldeído pela gliceraldeído 3-fosfato 3-fosfato desidrogenasedesidrogenase


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Via Glicolítica nas HemáciasVia Glicolítica nas Hemácias

As hemácias não possuem mitocôndrias, As hemácias não possuem mitocôndrias, por isso a Via Glicolítica é vital para:por isso a Via Glicolítica é vital para:

• Sintetizar ATP para manter a integridadeSintetizar ATP para manter a integridadeda membrana e a fosforilação da glicose.da membrana e a fosforilação da glicose.• Formar NADred para transformar meta-Formar NADred para transformar meta-hemoglobina em hemoglobina.hemoglobina em hemoglobina.• Formar 2-3-difosfoglicerato que regula aFormar 2-3-difosfoglicerato que regula aafinidade da hemoglobina pelo Oafinidade da hemoglobina pelo O22..

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Erros metabólicos hereditáriosErros metabólicos hereditáriosda Via Glicolíticada Via Glicolítica

DoençaDoença

EsferocitoseEsferocitose(1 em 20.000)(1 em 20.000)

Anemia hemolíticaAnemia hemolíticahereditáriahereditária

Enzima deficienteEnzima deficiente

EnolaseEnolase

Piruvato quinasePiruvato quinase

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Balancete EnergéticoBalancete Energético

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Balancete Energético:AnaerobioseBalancete Energético:Anaerobiose 2 aldeído-3-fosfoglicérico2 aldeído-3-fosfoglicérico


3-fosfoglicerato3-fosfoglicerato

fosfoenolpiruvatofosfoenolpiruvato

piruvatopiruvato

lactatolactato

glicoseglicose

Gli-6-PGli-6-P

Frut-6-PFrut-6-P

Frut-1,6-PFrut-1,6-P

-1 ATP-1 ATP

-1ATP-1ATP


+1 ATP+1 ATP

+1ATP+1ATPTotal: Total: 2ATP2ATP(x2)(x2) -2ATP-2ATP 2ATP2ATP

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Balancete Energético:AerobioseBalancete Energético:Aerobioseglicoseglicose

Gli-6-PGli-6-P

Frut-6-PFrut-6-P

Frut-1,6-PFrut-1,6-P

-1 ATP-1 ATP

-1ATP-1ATP

aldeído-3-fosfoglicéricoaldeído-3-fosfoglicérico


3-fosfoglicerato3-fosfoglicerato

fosfoenolpiruvatofosfoenolpiruvato

piruvatopiruvato

acetil-SCoAacetil-SCoA


+1 ATP+1 ATP

+1ATP+1ATPTotal: (Total: (2 x2)+(3x 2)ATP2 x2)+(3x 2)ATP -2ATP-2ATP 8ATP8ATP

C.R.C.R.FADFAD

+2ATP+2ATP

C.R.C.R.NADNAD

+3ATP+3ATP

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Metabolismo da Frutose


AMPA2003Azevedo,AMP

Metabolismo da Frutose

Deficiência da Aldolase da Fru1PAcúmulo de Fru 1 P

Depleção de Pin e ATPFígadoDanos às células: gradientes iônicos

Deficiência da FrutoquinaseErro metabólico benignoretidos 90% da Fru ingerida e excretado 10% na urina

Hepatomegalia, icterícia, hemorragia e doença renal

lise osmótica

Doenças autossômicas recessivas raras

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Descarboxilação Descarboxilação Oxidativa do Oxidativa do Ácido PirúvicoÁcido Pirúvico

AMPA2003Azevedo,AMP

Funções:Funções:• É uma ponte entre a via glicolítica É uma ponte entre a via glicolítica

e o ciclo de Krebs. Descarboxila, e o ciclo de Krebs. Descarboxila, oxidativamente, o ácido pirúvico oxidativamente, o ácido pirúvico

formando acetila-CoA, com formando acetila-CoA, com liberação de COliberação de CO22. A acetila-CoA . A acetila-CoA

será oxidada no ciclo de Krebs para será oxidada no ciclo de Krebs para formar ATP.formar ATP.

AMPA2003Azevedo,AMP

Localização:Localização:

• MitocôndriasMitocôndrias

Sistema enzimático da Sistema enzimático da Piruvato DesidrogenasePiruvato Desidrogenase

AMPA2003Azevedo,AMP

Enzimas doEnzimas doComplexoComplexo CoenzimasCoenzimas

Vitaminas daVitaminas daCoenzimaCoenzima

Piruvato Piruvato DesidrogenaseDesidrogenase

Di-hidrolipoatoDi-hidrolipoatotransacetilasetransacetilase

Di-hidrolipoilDi-hidrolipoildesidrogenasedesidrogenase

TiaminaTiaminaPirofosfato(TPP)Pirofosfato(TPP)

Ác. Lipóico,Ác. Lipóico,HS-CoAHS-CoA

FAD,FAD,NADNAD

BB11

ÁcidoÁcidopantotênicopantotênico

BB22, PP, PP

AMPA2003Azevedo,AMP

Seqüência de substratosSeqüência de substratos

CHCH33-CO-COOH-CO-COOH

Ácido pirúvicoÁcido pirúvico

TPP-HTPP-H

Piruvato desidrogenasePiruvato desidrogenase

COCO22

TPPTPP--CCHH..OH-CHOH-CH33

LLSS

SS****

**Di-**Di-hidrolipoato hidrolipoato transacetilasetransacetilase

CHCH33-CO-CO-S-S

HHSSLL

HS-CoAHS-CoA****

CHCH33-CO-CO--SCoASCoA

Acetila-CoAAcetila-CoA

HHSS HHSS

LL

Di-hidrolipoil Di-hidrolipoil desidrogenasedesidrogenase

FADoxFADox

FADredFADred NADoxNADox

NADredNADred

C.R. C.R.

~3 ATPs~3 ATPs

AMPA2003Azevedo,AMP

Controle da descarboxilaçãoControle da descarboxilação

PiruvatoPiruvato Acetila CoAAcetila CoA

(+)(+)PiruvatoPiruvato

ADPADP

Acetila-CoA/HS-CoAAcetila-CoA/HS-CoANADred/NADoxNADred/NADox

(-)(-)

AMPA2003Azevedo,AMP

Lesão bioquímicaLesão bioquímicaAvitaminose BAvitaminose B1 1 (beri-beri)(beri-beri)

Deficiência deDeficiência deVit. BVit. B11 Deficiência de TPPDeficiência de TPP

Aumento da conc. deAumento da conc. deÁc. pirúvico e ác. láticoÁc. pirúvico e ác. láticono sangue.no sangue. Inibição da 1Inibição da 1aa

fase da descarboxilaçãofase da descarboxilaçãodo Ácido pirúvico.do Ácido pirúvico.

AMPA2003Azevedo,AMP

Balancete energéticoBalancete energético

Descarboxilação oxidativaDescarboxilação oxidativado Ác. pirúvico (aerobiose)do Ác. pirúvico (aerobiose)

1 NADred1 NADred

~ 3 ATPs~ 3 ATPs

glicolise

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