INTRODUO AO METABOLISMO

O que metabolismo?

Via metablica:

Uma sequncia de reaes enzimticas especficas em que

o produto de uma reao o substrato da reao seguinte

Metabolismo o conjunto destas vias metablicas.

uma rede altamente integrado de reaes qumicas.

Conjunto altamente organizado e complexo de reaes catalisadas e reguladas por enzimas.

Estas reaes se organizam em seqncias enzimticas -VIAS METABLICAS

Constituido de milhares de reaes ocorrendo

simultaneamente (bem diferente de sistemas qumicos operado pelo

homem)

Dois mapas de vias metablicas

Obs: praticamente todas as reaes so catalisadas por enzimas

Relao com genes?

Desenho e conceitos bsicos de metabolismo

A primeira vista ----- complexo demais!

MAS.... existem alguns principios bsicos, uma certa lgica no

seu desenho e temas unificadores e recorrentes (refletindo uma

certa organizao modular) que ajudam a tornar seu

entendimento mais fcil

Temas unificadoras e/ou reccorrentes:

- metablitos e reaes comuns

- transportadores ou intermedirios ativados

- tipos de reaes qumicas

- modos de regulao

Os organismos vivos possuem similaridade notvel entre as suas principais vias metablicas

Classificao das Vias

Metablicas

Anabolismo

Catabolismo

Catabolismo: degradao de molculas orgnicas

-exergnica (saldo lquido da via mas no necessariamente todas as

reaes)

- oxidativo

Anabolismo: sntese de molculas orgnicas

- endergnica

- redutor

Catabolismo e Anabolismo

Ambas ocorrem em 3 grandes

nveis de complexidade (das

molculas envolvidas)

Reaes endergnicas podem ser

impulsionadas por reaes

exergnicas:

necessidade de acoplamento das reaes

intermedirios energticos

polmeros

monmeros

intermedirios

metablicos

Viso geral do

metabolismo

Vias Anablicas:

divergentes

Vias Catablicas:

convergentes

Metabolismo primrio e secundrio

Metabolismo intermedirio

Metabolismo energtico aspecto fundamental do metabolismo

Vias distintas para a biosntese e degradao

As vias catablicas/anablicas no so a simples

inverso do sentido das vias

(embora podem apresentar reaes e intermedirios em comum)

Dois motivos:

-viabilidade energtica (a simples inverso pode tornar a

reao anablica energeticamente invivel);

-controle separado das vias.

ativao

ativao

Navegando pelo

metabolismo as vias centrais

Vias centrais responsveis por

grande parte da

transferncia de

massa e gerao e

consumo de energia

Fase inicial do catabolismo de

Carboidratos: Gliclise

Metabolismo oxidativo

Componentes:

- Ciclo de Krebs ou do cido ctrico

ou dos cidos tricarboxlicos

- transporte de eltrons e fosforilao

oxidativo

Vias catablicas

convergem no ciclo

do cido ctrico

Metabolismo de lipdios

e esterides

Metabolismo de

aminocidos e protenas

Fotossntese

Metabolismo energtico e oxidativo

O H (e portanto o G) de uma reao depende em

grande parte das ligaes covalentes quebradas e

formadas.

depende da diferena de energia destas ligaes

A energia de uma ligao depende, entre outros fatores,

de:

-eletronegatividade relativa entre os tomos

-distncia dos eltrons de cada ncleo

-da carga dos ncleos

-do nmero de eltrons compartilhados

Oxidao de molculas orgnicas

mais energia menos energia

oxidao

Transferncia de energia

INTERMEDIRIOS ATIVADOS

Princpio Geral do Metabolismo Energtico:

"O catabolismo libera a energia que ser utilizada no

anabolismo."

Como ocorre a transferncia de energia?

Na forma de pares de eltrons do tomo de hidrognio; Na forma de compostos fosfatados.

Figure 16-2 ATP and NADPH are the sources of free

energy for biosynthetic reactions.

Transportadores Fosfatados de Alta Energia:

Adenosina Trifosfato: ATP:

o um mononucleotdeo de adenina trifosfatado, que por hidrlise, libera grande quantidade

de energia para a clula.

oA energia liberada pelo catabolismo utilizada na sntese do ATP, que a transporta ao

anabolismo, onde esta liberada pela hidrlise do ATP a ADP + Pi.

Fosfocreatina:

oPresente no msculo estriado e no tecido nervoso, principalmente, este composto fosfatado

de alta energia atua como uma reserva de grupos fosfato, na regenerao rpida do ATP:

oA Reao:

Fosfocreatina + ADP Creatina + ATP

Outros Nucleotdeos Trifosfatados:

Os nucleotdeos GTP, CTP, UTP e TTP tambm podem atuar como transportadores de

energia, de forma idntica ao ATP mas com muito menos freqncia. Suas energias de

hidrlise so praticamente idnticas do ATP, e os compostos, energeticamente, se

eqivalem.

Grande energia livre de hidrlise

devido a:

- repulso eletrosttica

-estabilizao dos produtos por

ionizao e ressonncia

- fatores envolvidos com entropia

Resonance and electrostatic stabilization in a

phosphoanhydride and its hydrolysis products.

Nicotinamida Adenina Dinucleotdeo NAD:

Coenzima - dinucleotdeo contendo adenina

NAD+ + 2 e- + 2 H+ NADH+H+

Forma Oxidada Forma Reduzida

Flavina-Adenina-Dinucleotdeo FAD

Nucleotdeo de adenina como o NAD, atua de maneira idntica,

FAD + 2 e- + 2 H+ FADH2

Nicotinamida Adenina Dinucleotdeo Fosfato NADP:

Muito semelhante ao NAD, possui um fosfato a mais na sua estrutura;

atua de forma idntica ao NAD.

NADP + 2 e- + 2 H+ NADPH2

Transportadores de Eltrons: