Metabolismoenergético

Profª Reisila Mendes

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Respiração e fermentação

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Respiração: quebra total da molécula de glicose.

aeróbia: na presença de O2;

anaeróbia: na ausência de O2.

Fermentação: quebra parcial da molécula de glicose na ausência de O2 (anaeróbio).

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Mitocôndria

ATP

Açúcar + O2

CO2 + H2O

ADP + Pi

Respiração aeróbia

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Glicólise: é um processo exotérmico

Glicose 2 ATPs ativam o processo;

A glicose sofre uma cascata de reações, formando duas trioses (3C - ácido pirúvico);

São liberados 2 NADH2;

Formam-se 4 ATPs, logo o saldo energético é de 2 ATPs.

3C ~ PNAD

ADP

ATP

P ~ 3C ~ P

6CATP AT

PADP ADP

P ~ 6C ~ P

3C ~ PPi PiNAD

NADH2

NADH2 P ~ 3C ~

PADP

ATPP ~ 3C P ~ 3C

ADP

ATP

ADP

ATP

3C C3H4O3

3C C3H4O3Ácido

pirúvico

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Glicose

Gliceraldeído-3-fosfato Ácido pirúvico

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Glicose 2 Ácidos pirúvicos + 2 NADH2 + 2 ATP

Produtos da glicólise

A glicólise é uma via metabólica comum a respiração e a fermentação fato que sugere uma mesma base evolutiva.

Talvez tenha sido o primeiro processo de obtenção de energia.

Ocorre no citoplasma – procariontes e eucariontes.

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Citosol

Respiração celular

Ácido pirúvico

Fermentação lática

Ácido lático

Álcool etílico

Ácido acéticoFermentação

alcoólicaFermentação acética

H2O

NADH2

NAD

NADH2

NAD CO2 NAD

NADH2

Destino do ácido pirúvico

Ácido pirúvico

Matriz mitocondri

al

CO2

NADH2

NADH2

CO2

NADH2

Acetil 2C

Acetil-CoA 2C

Coenzima A

Ácido oxalacético

Ácido cítrico 6C

4C NADH2

CO2ATP

FADH25C

Ciclo de Krebs

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NADH2

FADH2

Citocromo b

Citocromo c

Citocromo a Citocromo a3

½ O2

2e

2e 2

e2e 2

e 2e

ATP

ATP

ATP

2H+

H2O

Cristas mitocondriais

Os hidrogênios removidos do substrato pelo NAD/FAD reagem com o oxigênio proveniente do meio, formando água , liberando energia que será utilizada para refazer os ATPs.

Cadeia respiratória

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Visão geral do processo

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Localização na mitocôndria

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Balanço Energético da Respiração

Citosol Glicólise: 4 ATPs – 2 ATPs = 2 ATP2 NADH2 x 3 ATP = 6 ATP

Rendimento total da glicólise 8 ATP

Mitocôndria 1 Ácido pirúvico 1 ácido acético: 1 NADH2 = 3 ATP

Ciclo de Krebs: 3 NADH2= x 3 ATP = 9 ATP

1 FADH2 = x 2 ATP = 2 ATP

1 ATP = 1 ATPRendimento total do Ciclo de Krebs 15 ATP

Rendimento total da respiração em procariontes

30 ATP + 8 ATP = 38 ATP

Rendimento total da respiração em eucariontes

38 ATP – 2 ATP = 36 ATP

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Respiração anaeróbia

Um tipo especial de respiração no qual algumas bactérias utilizam nitratos, nitritos, sulfatos ou carbonatos para oxidar a matéria orgânica.

C6H12O6

Glicose

4 NO3

Nitrato

6 CO2

Gás carbônico

4 NO3

Nitrato

2 N2

NitrogênioATP

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Esquema geral da fermentação

Glicose

Álcool + CO2 + 2 ATP

Ácido acético+ H2O+ 2 ATP

Ácido lático + 2 ATP

alcoólic

a acética

lática

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Fermentação alcoólica

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Realizada pela leveduras Saccharomyces cerevisiae;

Ocorre a hidrólise da sacarose (principalmente) e do amido da farinha de trigo em açucares simples e posterior transformação em álcool etílico e gás carbônico.

O CO2 é o produto desejado, ele faz a massa crescer dando a textura porosa.

A fermentação inicia-se com a adição das leveduras contidas no fermento biológico e termina com a morte das mesmas pela temperatura do forno.

Produção de pão

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Produção de vinho

Realizada pela leveduras Saccharomyces cerevisiae que existem na casca da uva;

Ocorre a hidrólise do açúcar da uva em álcool etílico e gás carbônico.

O CO2 é liberado para a atmosfera, pois no decorrer da fermentação ocorre aquecimento da mistura..

A concentração de álcool etílico, que o produto desejado, vai aumentando e torna-se tóxico para as leveduras, aí a fermentação termina.

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Produção de cerveja

Realizada pela leveduras Saccharomyces cerevisiae ou S. carisbergensis;

Fabricada com malte, algum material rico em amido – arroz, milho, cevada ou sorgo, lúpulo, água e leveduras.

Após a fermentação, a cerveja é armazenada por alguns meses, durante os quais ocorre a precipitação das leveduras;

Por fim, a cerveja é carbonatada, clarificada, filtrada e engarrafada.

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Fermentação acética ?!

Consiste na oxidação do etanol a ácido acético. É realizada por bactérias denominadas acetobactérias e por alguns fungos, produzindo ácido acético e água.

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Produção de vinagre

É tradicionalmente um subproduto da fabricação do vinho e da cerveja, porém qualquer mistura que sofreu fermentação alcoólica pode ser utilizado.

Pode possuir de 4 até 14% se ácido acético.

A fabricação consiste em adicionar leveduras ao substrato para conversão dos açucares em álcool etílico, depois acrescentam-se as acetobactérias.

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Fermentação lática

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Produção de iogurte

É realizada por bactérias – Lactobacillus bulgaricus e Streptococus thermophillus.

As bactérias produzem ácido lático a partir da lactose.

Com fermentação, ocorre um alteração no ph (3 até 5 )do meio o que provoca a coagulação das proteínas do leite.

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Produção de queijo

É realizada por bactérias – Proplonibacterium, Lactobacillus, Streptococus, Leuconostoc.

Em culturas puras ou mistas as bactérias produzem ácido lático e outras substâncias que contribuem para o aroma dos diversos tipos de queijos.

Com fermentação, ocorre um alteração no ph do meio o que provoca a coagulação das proteínas do leite.

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Fadiga muscular

As células musculares em condições de anaerobiose liberam energia (ATP) para suas atividades através da fermentação lática.

O ácido lático em concentrações elevadas no organismo provoca dor e contribuindo para a fadiga muscular como um mecanismo de defesa.

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Fermentação e produção de alimentos

Microorganismo

Bactérias

Fungos

Leveduras

Bolores

Fabricação de queijos e iogurtes

Fabricação de pão e bebidas alcoólicas

Tratamento de alguns queijos

ConteúdoBiologia 1 – Uzunian e Birner;

Bio 1 – Sônia Lopes

Revisão finalReisila Mendes

Realização

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