GLICÓLISE OU VIA GLICOLÍTICA Profa. Maria Júlia Manso Alves

1. GLICÓLISE OU VIA GLICOLÍTICA • Profa. Maria Júlia Manso Alves

2. Metabolismo: catabolismo & anabolismo Vias metabólicas: produto(s) inicial e final definidos Enzimas como catalizadores Presença de cofatores- orgânicos (coenzimas, grupos prostéticos) ou inorgânicos (Mg2+, Zn, etc) Regulação da via (etapas irreversíveis)

4. [ATP + ADP + AMP] - constante

5. ATP

8. Glicólise • Glicólise: glyky- doce; lise- quebra • Primeira via metabólica elucidada. • Eduard Buchner (1897)- fermentação em extratos de levedura • Fritz Lipmann & Herman Kalchar (1941)- papel de compostos ricos em energia- ATP • Via desvendada- ~40- Embden, Meyerhof, Neuberg, Parnas, Warburg, G. Cori, C. Cori • Glicólise é universal e tem papel central no catabolismo de glicose. • Em alguns organismos ou células é preferencial ou exclusiva: cérebro, retina, hemácias, córnea(mamíferos), tubérculos de batata e outras plantas aquáticas, alguns microorganismos aeróbicos. • Poucas mitocôndrias: medula renal, leucócitos, testículo, fibras musculares brancas • Aeróbicos facultativos: levedos, bactérias

11. Via glicolítica • Fase preparatória- gasto de energia (ATP) • Fase de produção de energia: ou na formação de ATP • Etapa de comprometimento

12. Via glicolítica- hexoquinase (1)- etapa de comprometimento Hexoquinase- cataliza a fosforilação de outras hexoses (frutose, galactose, manose) Hexoquinase D ou glucoquinase- hepatócitos Solúvel, citosólica

13. Isomerase (2)

14. Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) (3) Algumas bactérias e protistas utilizam pirofosfato (PPi) e não ATP nessa etapa como doador de fosfato. PFK-1 é importante enzima regulatória dessa via

15. Aldolase (4) Aldolase de alguns microorganismos é dependente de Zn 2+

16. Triose fosfato isomerase (C-1, C-2, C-3) = (C-6, C-5, C-4) da glicose

19. Gliceraldeido-3-fosfato desidrogenase (6) Primeira reação que leva a conservação de energia como ATP Anidrido- acilfosfato

20. Formação de 1,3 bisfosfoglicerato (6)

22. Fosfoglicerato quinase (7) Fosforilação em nível de substrato (x fosforilação oxidativa)

23. Fosfoglicerato mutase (8) Reação em duas etapas- com formação de 2,3-bisfosfoglicerato- BPG- traços nas células Eritrócitos- 5mM BPG- regula afinidade de Hb a O2

24. Enolase (9)

25. Piruvato quinase (10)

26. Enzimas após quebra de células- diluição de 100-1000x Complexos multienzimáticos (ligação não covalente)- fosfofrutoquinase e aldolase- ligam-se a actina- aproximação

28. Equação geral da glicólise Glicose + xNAD+ + xPi + xADP Piruvato + xNADH + xH+ xATP + xH2O Rendimento: Glicose = CO2 + H2O -2840kJ/mol ATP= ADP + Pi -146kJ/mol

29. Glicólise em células tumorais • Tumor sólido- transporta e consume mais glicose (~10 x) • Hipóxia (suprimento de oxigênio baixo)- antes da formação de novos vasos (angiogênese)- células a mais de 100-200 µm dos capilares dependem de glicólise • Alguns tumores aumentam enzimas da via, inclusive de hexoquinase (não inibida por glicose-6-fosfato)

31. Fermentação lática Lactato no músculo- vai para o fígado Lactobacilos, estreptococos- lactato- queda de pH, precipitação de caseina no leite- em condições controladas, yogurt, queijo.

32. Fermentação alcoólica

33. Fermentação alcoólica • Fermentação lática • Clostridium acetobutyricum- fermenta amido a butanol e acetona (Chaim Weizmann 1910) • Produtos de microorganismos- fórmico, acético, propiônico, butírico, succínico,glicerol, etanol, isopropanol, butanol

34. Regulação do catabolismo de carboidratos

35. Organismo não em equilíbrio com o ambiente- mas em “steady state” - composição do organismo constante- homeostase

37. Regulação da glicólise Piruvato quinase:fosfoenolpiruvato piruvato Pelo menos 3 isoenzimas. Inibição: ATP, acetil CoA, ácidos graxos de cadeia longa. Ativação: fru 1,6-bisfosfato (fígado) Hexoquinase: hexose hexose-6P Km 0,1 mM, inibida por Glc-6-P Glucoquinase (fígado): Glc Glc-6-P Km 10 mM, inibida por Fru-6-P. Nota: Glc sangue- 5mM Fosfofrutoquinase-1: Fru-6-P Fru-1,6 bis-P

38. Fosfofrutoquinase-1 • 4 subunidades • Cada subunidade com atividade enzimática independente

41. Fosfofrutoquinase-2/frutose 2,6- bisfosfatase • 2 ações enzimáticas em domínios diferentes, na mesma enzima • Fosfofrutoquinase 2 para distinguir da fosfofrutoquinase 1 (glicólise) • Frutose 6-fosfato + ATP Fosfofrutoquinase 2 (desfosforilada) Frutose 2,6 bisfosfato + ADP • Frutose 2,6-bisfosfato + H2O Frutose 2,6-bisfosfatase (fosforilada) Frutose 6- fosfato + Pi

42. Digestão de polissacarídios da dieta • α-amilase (boca)- quebra ligações internas de amido: pequenos polissacarídios a oligossacarídios. Inativa a baixo pH. • α-amilase (intestino delgado), secretada pelo pâncreas- hidroliza até maltose (Glc α1,4 Glc), dextrinas (fragmentos de amilopectina contendo ramos α1,6Glc) • Epitélio intestinal-(brush border)- digere maltose, dextrinas e outros dissacarídios até monossacarídios:dextrinase, maltase, lactase, sucrase, trealase .

43. Células epiteliais do intestino • Dextrina + nH2O n D-Glc (dextranase) • Maltose + H2O 2D-Glc (maltase) • Lactose + H2O D-Gal + D- Glc (lactase) • Sacarose + H2O D-Fru + D-Glc (sucrase) • Trealose + H2O 2D-Glc (trealase)

44. Lactase Anti-lactase: células epiteliais do intestino. Tolerante/não tolerante (b) Lactose no Intestino grosso transformado por bactérias em produtos que dão dor e diarréia

46. Degradação de outros carboidratos

47. galactose

48. frutose

49. Reações de descarboxilação ou de fixação de CO2