Prof. Luciene Rabelo Bioquímica e Metabolismo dos Carboidratos.
Metabolismo de carboidratos Parte II TA 514 Profa. Gabriela Macedo.
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Metabolismo de carboidratosParte II
TA 514
Profa. Gabriela Macedo
Visão GeralGlicose
Glicose-6-fosfato
Frutose-6-fosfato
Frutose-1-6-bifosfato
1,3-Bifosfoglicerato (2)
3-Fosfoglicerato (2)
2-Fosfoglicerato (2)
Fosfoenolpiruvato (2)
Piruvato (2)
Dihidroxiacetona-fosfato + Gliceraldeído-3-fosfato
ATPADP
ATPADP
2 ATP2 ADP
2 ATP2 ADP
2 NADH +H+2 NAD
2 Pi
Fase preparatória
Fase preparatória
Fase do pagamento
Fase do pagamento
1
2
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10
O que veremos hoje
1. Metabolismo da sacarose e lactose
2. Via das pentose fosfato
3. Metabolismo do glicogênio
4. Gliconeogênese
1. Sacarose e Lactose
• Sacarose = Glucose e frutose• Lactose = Glucose e galactose
Metabolismo da frutose:
• Nos músculos e nos rins, a hexoquinase converte a frutose diretamente em frutose-6-P com o gasto de 1ATP.
• As duas primeiras vias são puladas, mas o balanço energético é o mesmo do uso da glicose.
• Frutose + ATP Frutose-6-P + ADP
•No fígado, a frutose também rende o mesmo que a glicose, mas por uma via diferente: a frutose é primeiramente convertida a frutose-1-P pela frutoquinase hepática.
• A entrada só se dá então na fase de pagamento mas também com o gasto de 2 ATPs, como para a glicose novamente.
frutoquinase hepática
Galactose na Glicólise • A galactose só é transformada em glicose
quando ligada ao UDP (o que por sua vez exige sua prévia fosforilação). Após isto, ela só será liberada com a entrada de uma segunda galactose para ligar-se a este UDP, liberando a primeira como glicose-1-P.
• A fosfoglicomutase é, mais uma vez a responsável pela conversão a glicose-6-P que de fato entra na glicólise.
• O UDP é utilizado, portanto, apenas na ativação da galactose.
•O uso de nucleotídeos de açúcar é comum às vias de síntese de carboidratos"marcam" os açúcares destinados à síntese de polímeros, como no caso da síntese de glicogênio.
Metabolismo Galactose e Frutose
Galactosemia e intolerância à lactose
• 1. Galactosemia é uma deficiência que pode ocorrer em recém nascidos: galactose-1-fofato uridil.
• Ocorre o acúmulo de galactose que pode ser convertida a galactitol, tóxico ao organismo.
• Intolerância à lactose: deficiência da enzima lactase, que converte a lactose em glicose e galactose.
2. Via das Pentose Fosfato
• Rota alternativa de oxidação das hexoses, independente da glicólise.
• Ocorre no fígado. No músculo, onde os carboidratos são utilizados na geração de energia, estas enzimas não são encontradas.
• As funções principais são: produção de NADPH e ribose-5-P.
• Armazena energia em forma de NADPH e não ATP.
•
Via das pentose Fosfato
• A via ocorre em 2 etapas: uma oxidativa e a segunda não oxidativa.
• Oxidativa: produz NADPH Glicose-6-P
Ribulose-5-P + CO2
• Não oxidativa interconverte açúcares fosforilados
Via das Pentose Fosfato
• A via inicia a partir da oxidação da glicose-6-P a CO2 e um açúcar-P de 5 carbonos.
• Formação de ribulose-5-P, que, não possui a configuração certa para servir de substrato às enzimas da próxima etapa: transaldolase e transcetolase.
• A conversão da ribulose-5-P a ribose-5-P é uma simples isomerização cetose-aldose.
• Os carbonos das pentoses são então distribuídos em várias vias por duas enzimas que catalizam a transferência de pedaços de 2 e 3 carbonos entre as moléculas.
• Os produtos finais podem conter de 3 a 7 átomos de carbono.
Etapas comuns à glicólise:
Glicose-6-pFrutose-6-pGliceraldeido-3-P
Estes compostos em comum são importantes pois o organismos pode utilizar as duas vias em situações de acúmulo indevido de algum.
Via as pentose Fosfato
Alguns dos produtos formados e sua Importância biológica são:
1. triose-P - pode alimentar a via glicolítica 2. eritrose-4-P - utilizada na síntese se muitos
aminoácidos 3. ribose-5-P - requerido na síntese de
nucleotídeos.
Via das Pentose Fosfato
Pentose Fosfato
• Polímero de reserva, do organismo.
• Degradação é rápida e eficiente pela ação das enzimas.
• Sempre sobra um núcleo na célula para resíntese que é realizada a partir da glicose e gasta 2 ATPs por molécula de glicose.
3. Metabolismo do Glicogênio
Degradação do Glicogênio
1. A degradação do glicogênio, se dá com a retirada de unidades de glicose a partir de extremidades não redutoras:glicogêniofosforilase.
2. Ao quebrar as ligações glicosídicas a enzima adiciona um fosfato à Molécula, na posição C1,e após age a enzima fosfo-glicomutase para a conversão de glicose-1-P em glicose-6-P.
Quando a glicose que entra na via glicolítica derivada do glicogênio, as
reações já iniciam apartir de Glicose-6-P.
Este tipo de quebra, que ocorre na mobilização intracelular dos polímeros
de carboidratos, dita fosforólise, é diferente da hidrólise que ocorre na
degradação intestinal.
Introdução– Via anabólica central
– Via diferente da glicólise
– Apesar de terem várias reações em comum
– Enzimas regulatórias diferentes
– Regulação coordenada e recíproca
Neoglicogênese
Com
paração das vias
Neoglicogênese
3 Desvios• 1 Piruvato Fosfoenolpiruvato
G0’ e G negativos (-31.4 e -16.7)• Compartimentalização
– Os Processos:• Entrada de piruvato na mitocôdria• Conversão a oxaloacetato
• Produção de NADH• 2 vias
Neoglicogênese
C
C
O-O
CH3
O C
OH
O-O
+
ATP ADP+Pi
C
CH2
C O-
O
C O-O
O
3 Desvios Neoglicogênese
3 Desvios
• 2 Frutose-1,6-bifosfato Frutose-6-fosfato• Enzimas diferentes
– Os Processos:
Neoglicogênese
FosfofrutoquinaseFrutose-1,6-bifosfatase
• 3 Glicose-6-fosfato Glicose
• retículo endoplasmático de hepatócitos
– Os Processos:
hexoquinaseGlicose-6-fosfatase
Características
• Consumo de energia• 2 piruvatos, 4 ATP, 2 GTP, 2 NADH
• Pontos de entrada• lactato, piruvato• intermediários do CAC• aminoácidos glicogênicos• glicerol
• Acetil-CoA• Não é usado na síntese de glicose• Participa fornecendo energia
Neoglicogênese
Regulação RecíprocaNeoglicogênese
Piruvato
Oxaloacetato
Glicose
Acetil-CoA
Energia
Neoglicogênese
CAC
CTE
Acúmulo
Piruvato desidrogenase
Piruvato carboxilase
-oxidação
Regulação RecíprocaNeoglicogênese
Fosfofrutoquinase1Frutose-1,6-bifosfatase
AMPADP
Citrato,ATP
Frutose-2,6-bifosfato
Frutose-6-fosfatoPFK2FBPase2
Complexo FBPase2/PFK2 fosforilado
Complexo FBPase2/PFK2 desfosforiladoProteína quinase
AMPcGlucagon
Regulação RecíprocaNeoglicogênese
Fosfofrutoquinase1Frutose-1,6-bifosfatase
Frutose-2,6-bifosfato
Síntese de Oligo e Polissacarídios
Neoglicogênese
• Nucleotídios de açucares• Intermediários comuns às vias de síntese• Favorecem interações enzimáticas• “Marcam” os açúcares destinados à síntese de
polímeros
• Condensação -O P
O-
O
O
P
O-
O
O
P
O-
O
O
Ribose BaseO P
O-
O-
O
Açúcar +
P
O-
O
O
Ribose BaseAçúcar
O
O
O-
PO-O P
O-
O
O
P
O-
O
O
+
NDP-açúcar-fosforilase
Ex.: UDP-glicose
Síntese de Glicogênio
Neoglicogênese
Glicose ingerida
Lactato
Glicose-6-P
Glicólise noseritrócitos
Neoglico-gênese
Ne
oglico
gê
nese
Ne
oglico
gê
nese
Ne
oglico
gê
nese
Ne
oglico
gê
nese
4. Gliconeogênese
• A maioria dos tecidos consegue energia oxidando compostos como: açúcares, amac, ac graxos, etc.
• Alguns como o cérebro e as hemáceas só utilizam glicose.
• A glicose circulante é mantida constante no sangue por diversos mecanismos se síntese e degradação.
• GLICONEOGÊNESE: ocorre no fígado e consiste a síntese de glicose a partir de não carboidratos: Amac, glicerol e lactato
Gliconeogênese
• É o processo pelo qual sintetizamos glicose em nosso organismo a partir de piruvato ou lactato acumulado nos músculos e levado pelo sangue até o fígado.
• Forma-se a glicose que pode se polimerizar a glicogênio e se estoca no músculo.
• Via diferente da glicólise• Apesar de terem várias reações em comum• Enzimas regulatórias diferentes• Regulação coordenada e recíproca
Características
• Consumo de energia• 2 piruvatos, 4 ATP, 2 GTP, 2 NADH
• Pontos de entrada• lactato, piruvato• intermediários do CAC• aminoácidos glicogênicos• glicerol
• Acetil-CoA• Não é usado na síntese de glicose• Participa fornecendo energia
3 Desvios
1) Piruvato a Fosfoenolpiruvato
G0’ e G negativos (-31.4 e -16.7)
– Os Processos:• Entrada de piruvato na mitocôdria• Conversão a oxaloacetato• Produção de NADH• 2 vias
3 Desvios2) Frutose-1,6-bifosfato Frutose-6-fosfato
• Enzimas diferentes
– Os Processos:
FosfofrutoquinaseFrutose-1,6-bifosfatase
3 Desvios
3) Glicose-6-fosfato Glicose• retículo endoplasmático de hepatócitos
– Os Processos:
Glicose-6-fosfatase hexoquinase
Energia
• 2 piruvato+ 6ATP +6H2O+2NADH glicose + 6ADP+6Pi+2NAD+ 2H
• 2 lactato + 6ATP +6H2O glicose + 6ADP+6Pi+4H