BIOQUÍMICA BIOQ UÍMICA SUPERIO SUPERIORR Glicólise
PAULO JUBILUT
GLICÓLISE A glicose é, quantitativamente, o principal substrato oxidável para a maioria dos organismos. A sua utilização pode ser considerada universal e para algumas células e órgãos, como hemácias e cérebro, ela é imprescindível para sintetizar o ATP.
R O I R E P U S A C I M Í U Q O I B
De uma forma geral, a glicólise ou via glicolítica converte uma molécula de glicose em duas de piruvato obtendo ao final de toda reação um saldo de 2 ATPs e 2 NADH.
A terceira e a quarta etapas também são chamadas de fase compensatórias. Essas quatro etapas são cumpridas em 10 reações sequenciais.
REGULAÇÃO DA GLICÓLISE As enzimas responsáveis pela regulação desta via são: hexoquinase, fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) e a piruvato quinase. Essas enzimas catalisam reações irreversíveis. Todas essas reações possuem ΔG diferente de zero.
A glicólise pode ser dividida em etapas que correspondem aos seus principais eventos que ocorrem no citosol da A hexoquinase é uma enzima que célula. funciona bem em concentrações baixas de substrato, sendo regulada Primeira etapa: Dupla fosforilação pela concentração de produto, ou da glicose, à custa de 2 ATPs, que vai seja, se houver muito produto sendo originar outra hexose, ou seja, um feito, diminui-se a atividade dela, açúcar formado de seis partes, chamada permitindo que a via faça um fluxo mais de frutose, essa agora com dois grupos homogêneo. fosfatos. Segunda etapa: é a clivagem da frutose,
produzindo duas trioses fosforiladas que são interconvertiveis. A primeira e a segunda etapas também são chamadas de fase de investimento. e nova fosforilação das trioses fosfato, desta vez por fosfato inorgânico, formando dois intermediários bifosforilados. Terceira
etapa: Oxidação
Quarta etapa: Transferência dos grupos
fosfatos dos intermediário para 4 moléculas de ADP, formando 4 ATP e 2 piruvatos.
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Representação das 4 etapas da glicólise
Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) - Quando
a concentração de ATP está alta dentro da célula, o ATP pode regular alostericamente a enzima PFK-1 diminuindo sua atividade. Quando o ATP está em grande concentração, quer dizer que a célula está num estado de alta energia. Outro regular alostérico de PFK-1 é a frutose 2,6 bisfosfato.
e vice-versa. Quando a enzima funciona fosforilando ela é chamada de fosfofrutoquinase 2 pois ela põe o fosfato na posição 2. Quando ela retira o fosfato da posição 2 ela é chamada de frutose 2,6-bifosfatase.
A frutose 2,6-bifosfato subjuga o efeito de inibição do ATP, fazendo com que este não consiga mais inibir, pois ele é o regulador majoritário. A frutose2,6-bifosfato sinaliza para a glicólise continuar atuando mesmo que a carga energética (ATP) seja suficiente na célula. Esse açúcar regulador também pode se ligar ao sitio regulatório da PFK -1. O complexo enzimático PFK-2 vai converter frutose 6 em frutose 2,6-bifosfato. Ela possui dois sítios catalíticos que fazem reações exatamente opostas. Quando um sítio esta ativo o outro estará inativo
R O I R E P U S
A reação de Glicose para Glicose 6 fosfato é irreversível
A C I M Í U Q O I B
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R O I R E P U S A C I M Í U Q O I B
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EXERCÍCIOS
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a) são aeróbicas b) terminam por transformar NAD+ em NADH c) terminam por reoxidar NADH a NAD+ d) fornecem as mesmas quantidades de ATP à célula e) levam a uma redução do pH da célula
QUESTÃO RESOLVIDA NA AULA
1
A relação ATP/ADP>1 acarretará: a) No aumento da via glicolítica pois o ATP regula positivamente a PFK-1 b) Na diminuição da via glicolítica pois o ATP regula positivamente a PFK-1 c) No aumento da via glicolítica pois o ATP regula negativamente a PFK-1 d) Não influenciará na via glicolítica
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6
é inibida pela frutose 2,6-bisfosfato é ativada por AMP é inibida por citrato é inibida por ATP o ATP aumenta o seu K0,5 para a frutose 6-fosfato
O I C Í C R E X E
As afirmativas abaixo descrevem a glicólise, EXCETO:
LOW [ATP]– BAIXA CONCENTRAÇÃO HIGH [ATP]- ALTA CONCENTRAÇÃO
a) tem uma produção líquida de 2 moléculas de ATP para cada molécula de glicose b) sua velocidade é regulada pela hexoquinase c) suas enzimas são encontradas no citossol d) 2 moléculas de gliceraldeído 3-fosfato são produzidas para cada molécula de glicose e) sua velocidade é regulada pelos níveis energéticos da célula
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Observe o gráfico abaixo e responda à questão.
Qual afirmativa é FALSA em relação à fosfofrutoquinase-1? a) b) c) d) e)
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Em tecidos de mamíferos, TODAS as vias subsequentes ao piruvato:
PFK-1 é uma enzima da via glicolítica. Explique como o ATP atua sobre a atividade dessa enzima.
Indique se Verdadeiro ou Falso em relação à via das Pentoses Fosfato: (XXX) geram NADH para a biossíntese (XXX) suas reações ocorrem no citossol (XXX) a transcetolase e a transaldolase interligam essa via à gliconeogênese (XXX) é mais ativa em células musculares que em adipócitos (XXX) interconverte trioses, tetroses, pentoses, hexoses e heptoses
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A gliconeogênese compartilha várias enzimas com a glicólise, porém três reações da glicólise são irreversíveis. Essas reações são catalisadas pelas enzimas: a) Fosfoglico isomerase, gliceraldeído 3 P desidrogenase e aldolase;
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b) Hexoquinsase, aldolase e piruvato quinase (PK); c) Hexoquinase, fosfofrutoquinase 1 (PFK1) e Piruvato quinase (PK); d) Hexoquinase, aldolase e Piruvato quinase (PK); e) Triose isomerase, fosfofrutoquinase 1 (PFK1) e Piruvato quinase (PK).
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9 O I C Í C R E X E
Qual a importância dos intermediários fosforilados para as vias metabólicas?
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Quais os principais pontos de regulação da glicólise?
Descreva o processo por que uma molécula de amido ou glicogênio entra na via glicolítica.
De que modo a presença de Acetil-CoA ou ácido graxo inibem a ação do piruvato quinase?
ANOTAÇÕES
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GABARITO
D J O W
GLICÓLISE 1: [C]
8:
2: [A] 3: [B] A via glicolítica é controlada pela hexoquinase, PFK-1 e piruvato quinase.
4: F - V - F - F - V [Falso] Geram NADPH. [Verdadeiro] [Falso] Interligam à via glicolítica. [Falso] São ativas em tecidos engajados nas sínteses de ácidos graxos, colesterol e hormônios esteroides. [Verdadeiro]
As unidades de glicose dos ramos externos da molécula de glicogênio e do amido ganham entrada na via glicolítica através da ação seqüencial de duas enzimas: a fosforilase do glicogênio e a fosfoglicomutase. A primeira catalisa a reação em que uma ligação glicosídica (a 1- 4), que une dois resíduos de glicose no glicogênio, sofre ataque por fosfato inorgânico, removendo o resíduo terminal da glicose como a -D-glicose-1-fosfato. Esta reação de fosforólise, que ocorre durante a mobilização intracelular do glicogênio armazenado, é diferente da hidrólise das ligações glicosídicas pela amilase, que ocorre durante a degradação intestinal do amido ou do glicogênio; na fosforólise, parte da energia da ligação glicosídica é preservada na formação do éster fosfórico, glicose-1-fosfato.
9: O piruvato é oxidado com perda de seu grupo carboxila como CO2 para liberar o grupo acetila da Acetil-CoA, a qual é então totalmente oxidada a CO2 pelo ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs).
10: Os grupos fosfato são componentes essenciais na conservação
5: [D] 6:
Quando grandes quantidades de ATP estão presentes na célula, ele modulará negativamente a ação enzimática da PFK-1. Essa enzima é uma das principais reguladoras da via glicolítica. Esse modulação é bem lógica, visto que se o indivíduo se encontra com grandes quantidades de ATP, significa que ele está energeticamente favorável o que torna desnecessário a quebra ne novas moléculas de glicose.
7: [C]
ANOTAÇÕES
enzimática da energia metabólica. A energia liberada na quebra de ligações anidras do ácido fosfórico (como aquelas no ATP) é parcialmente conservada na formação de ésteres de fosfato, tais como a glicose-6-fosfato. Os compostos fosforilados de alta energia formados na glicólise (1,3-difosfoglicerato e fosfoenolpiruvato) doam grupos fosfato ao ADP para formar ATP.
11:
São aqueles onde particpam as enzimas: hexoquinase, 6-fosfofruto-1-quinase e piruvato quinase. A glicólise é regulada em três pontos: Conversão da Glicose em Glicose-6fosfato através da enzima hexoquinase; Formação da frutose 1,6-biosfato através da fosfofrutoquinase-1; A formação do piruvato pela ação da piruvato quinase.
