glicólise oxidação de glicose a piruvato. via glicolítica
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Glicólise
oxidação de glicose a piruvato
Via glicolítica
hexoquinase
fosfoglicose isomerase
fosfofrutoquinase-1
gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase
triose fosfato isomerase
aldolase
fosfoglicerato quinase
fosfoglicerato mutase
enolase
piruvato quinase
G0’ = - 16,7 kJ/mol
G0’ = + 4,4 kJ/mol
G0’ = - 18,8 kJ/mol
G0’ = + 6,3 kJ/mol
G0’ = + 7,5 kJ/mol
G0’ = + 23,8 kJ/mol
G0’ = - 14,2 kJ/mol
G0’ = + 7,5 kJ/mol
G0’ = - 31,4 kJ/mol
G0’ = + 1,7 kJ/mol
1ª etapa – fase preparatória: dupla fosforilação da glicose à custa de 2 ATP
Reação da aldolase
2ª etapa: clivagem da hexose produzindo 2 trioses fosforiladas, que são interconvertíveis
A oxidação do carbono torna a entrada do Pi favorável ...
3ª etapa – fase de pagamento: oxidação e nova fosforilação das trioses fosfato (por Pi), formando 2 moléculas de 1 intermediário com 2 grupos fosfato
1. Oxidação do aldeído (gliceraldeído 3-fosfato) a Ac. Carboxílico, com redução de NAD. Reação termodinamicamente favorável.
2 R – CO – H + 2 NAD+ + 2 H2O 2 R – CO – OH + 2 NADH + 2 H+
2. Ligação do Ác. Carboxílico com Pi, formando anidrido carboxílico-fosfórico, que é endergônica.
2R – CO – OH + 2 HPO4-2 2 R – CO – O – PO3
-2 + H20
As reações ocorrem acopladas por um intermediário rico em energia.
Reação pode ser inibida pelo arseniato que compete com o fosfato
oxidação
carboximetilcisteina
4ª etapa: transferência dos grupos fosfato para ADP, formando 4 ATP e 2 piruvato.
Acoplamento das reações GAPDH e PGK: GAP + Pi + NAD+ 1,3-BPG + NADH G 0’ = +6.3 kJ/mol 1,3-BPG + ADP 3PG + ATPG 0’ = -18.5 kJ/mol
G 0’ = -12.2 kJ/mol
Equação geral da glicólise:Glicose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 Piruvato + 2 ATP + 2H2O + 2NADH + 2H+
Reaçaõ de desidratação
Duas partes: - ADP ataca a fosforila do PEP formando ATP e enolpiruvato - tautomerização do PEP a piruvato
Acoplamento das reações: -61.9 kJ/mol suficiente para impulsionar a síntese do ATP.
Como os açúcares que ingerimos na alimentação entram na via glicolítica?
Os destinos do piruvato
Destinos do piruvato em anaerobiose
• Fermentação alcoólica • Fermentação lática
Lactato é um “bico sem saída”
Louis Pasteur
1861: crescimento de leveduras, por grama de glicose, maior na presença do que na ausência de ar. Glicose consumida mais lentamente na presença de ar do que na ausência.
• Teoria vitalista (“força vital”)
Eduard Buchner
1907 – Prêmio NobelDerruba a Teoria vitalista – a fermentação ocorre sem vida organizada – Zimases.
Harden e Young
1909: isolamento do primeiro intermediário da via glicolítica.
1929: Arthur Harden - Prêmio NobelDescoberta de um procedimento para acelerar a fermentação: adição de Pi ao meio.
Via glicolítica
Otto Meyerhoff
1922: Prêmio NobelDescoberta da correlação entre o consumo de oxigênio e o metabolismo do ácido lático nos músculos de coelho.
Ativador: obtido por autólise de levedura. O ativador perde a atividade se aquecido por 1 minuto a 50 ºC e conserva-se bem em gelo.
Você pode imaginar a natureza desse ativador?
Para você é espantoso que se obtenha um ativador de músculo de coelho a partir de levedura?
Metabolismo do Etanol no fígado:
Álcool desidrogenase
Acetaldeído desidrogenase
Hipoglicemia
Ressaca
ALDH
ADH
Sensibilidade diferencial ao álcool
Consumo de álcool segundo diferentes padrões levou a uma evolução divergente.
Existem várias enzimas ADH no homem: dímeros (5 genes). ADH são essenciais pois quebram e metabolizam as moléculas de álcool (tóxico) que é absorvida para o sangue.
População do Sudeste Asiático: maior intolerância ao álcool – acúmulo de acetaldeído – rubor alcoólico (“Asian flush”)
Alcoolismo (tolerância ao álcool)-Populações europeias:alleles ADH2 e ADH3 menos ativas metabolizam lentamente o etanolIntolerância ao álcool:- Sudeste asíatico: ~ 50 % pop. possui o allele mutante ALDH2*2 (8% da atividade do gene wt)
G0’ = - 16,7 kJ/mol
G0’ = - 14,2 kJ/mol
G0’ = - 31,4 kJ/mol
Via glicolítica
Hexoquinase:
Glicose + ATP Glicose 6-fosfato +ADP + H+
Isoformas I, II e III: cinética michaeliana com Km < 0,1 mM, ou seja, funcionam sempre em Vmáx.
[glicose] plasm = 5 a 8 mM
HKinibidor
Glicoquinase e HexoquinaseHexoquinase (músculo): I, II, e III
Glicoquinase ou Hexoquinase IV – presente no fígado: menor afinidade pela glicose.Ligada a uma proteína reguladora forma um complexo inativo.
Hexoquinase IV é regulada pelo nível de glicose no sangue:regulação por seqüestro no núcleo celular
Após refeição
Fígado não compete com demais órgãos pela glicose escassa.
Durante jejumVindo da gliconeogênese
hepatócito
HEXOQUINASE IV
• Glicoquinase (Hexoquinase IV) não é inibida por glicose 6-fosfato e tem maior Km pela glicose.
• É importante no fígado para garantir que glicose não seja desperdiçada quando estiver abundante, sendo encaminhada para síntese de glicogênio e ácidos graxos.
• Além disso, quando a glicose está escassa, garante que tecidos como cérebro e músculo tenham prioridade no uso
PFK-1
• Fru 6-F Fru 1,6-bF a partir desse ponto o açúcar está comprometido com a via glicolítica
• Reação altamente exergônica e irreversível G0’ = - 14,2 kJ/mol• Além do sítio ativo essa enzima possui diversos
sítios onde inibidores e ativadores alostéricos se ligam.
Fosfofrutoquinase 1 (PFK 1):
Frutose 6-fosfato + ATP Frutose 1,6-bifosfato + ADP + H+
Efetuadores alostéricos:
• Negativos: ATP (retroinibição) e Citrato (CK)
• Positivos: AMP (musc. Esq.) e frutose 2,6-bifosfato
FRUTOSE 2,6-BISFOSFATO
• Em 1980, foi observado que frutose 2,6-bisfosfato ativava a
fosfofrutoquinase aumentando sua afinidade pelo substrato
frutose 6-fosfato.
• Além disso, diminuia o efeito inibitório do ATP
• Frutose 2,6-bisfosfato é um ativador alostérico que desloca o
equilíbrio conformocional da enzima para sua forma ativa.
• É produzido pela FOSFOFRUTOQUINASE 2 (PFK 2).
PFK2/FBPASE2
Enzima bifuncional: 6-fosfofruto-2-quinase/frutose 2,6-bifosfatase
PFK2Ativa PFK1
+ glicólise
Regulação alostérica
Regulação por controle covalente: substrato para PKA
Piruvato Quinase: PEP + ADP Piruvate + ATP
Regulação por controle covalente
Regulação alostérica
= ativação anterógrada
PIRUVATO QUINASE
• Último passo da via glicolítica. Fluxo de saída.
• Produz ATP e Piruvato.• Também é um tetrâmero presentando
diferentes isoformas em diferentes tecidos.• Isoforma L (fígado) e isoforma M (músculo).• Muitas propriedades em comum:• - Frutose 1,6-bisfosfato: ativa• - ATP: inibe alostericamente• - Alanina: produzida a partir de piruvato,
inibe a PIK.
• No entanto, as isoformas L (fígado) e M (músculo) diferem na regulação por modificação covalente: fosforilação.
• A isoforma L é inativada ao ser fosforilada quando o nível de glicose no sangue cai (estímulo disparado pelo glucagon)
Regulação da via glicolítica
Via antagônica a glicólise: Gliconeogênese
Síntese de glicose a partir de compostos que não são carboidratos: aminoácidos, lactato e glicerol.
GliconeogêneseAlguns tecidos dependem quase completamente de glicose para energia metabólica depleção de glicose gliconeogênese
Conversão de piruvato a fosfoenolpiruvato
Frutose 1,6-bisfosfato + H2O frutose 6-fosfato + Pi
Frutose 1,6-bisfosfatase
Glicose 6-fosfato + H2O glicose + Pi
Glicose 6-fosfatase
* Músculo e cérebro não contêm esta enzima
Fosfofrutoquinase 1 e Frutose 1,6-bifosfatase
Frutose-2,6- bifosfato
40
Regulação da via glicolítica
Hexoquinase X GlicoquinaseFosfofrutoquinasePiruvatoquinase