Glicólise - resumo livro

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GLICÓLISE - RESUMO LIVRO

​Patrícia Macedo - Medicina - UFPB -2018.1

➢ 10 etapas: 5 primeiras → fase preparatória 5 últimas → fase de pagamento - Glicose → fosforilada no grupo hidroxil ligado ao C-6 (etapa ➊) → D-glicose-6-fosfato​ é convertida a D-frutose-6-fosfato​ (etapa ➋) → fosforilada em C-1 formando D-frutose-1,6-bisfosfato (etapa ➌). ➢ Nas duas reações de fosforilação, o ATP é o doador de grupos fosforil → 2 ATP consumidos → aumenta a energia livre dos intermediários → forma um produto comum, o gliceraldeído-3-fosfato -Frutose-1,6-bisfosfato​ → dividida em duas moléculas de três carbonos, a dihidroxiacetona-fosfato​ e o gliceraldeído-3-fosfato (etapa ➍) - Dihidroxiacetona-fosfato​ é isomerizada a uma segunda molécula de gliceraldeído-3-fosfato​ (etapa ➎) Fase de pagamento​: -​Gliceraldeído-3-fosfato​ → oxidada e fosforilada por fosfato inorgânico (não por ATP) → ​1,3-bisfosfoglicerato (etapa ➏). ➢ Ocorre liberação de energia quando as duas moléculas de 1,3-bisfosfoglicerato são convertidas a piruvato - Rendimento líquido: duas moléculas de ATP por glicose (duas moléculas de ATP foram consumidas) e formação de duas moléculas do NADH por glicose

​Patrícia Macedo - Medicina - UFPB -2018.1

Destinos do piruvato 1. Em organismos aeróbios: piruvato é oxidado, perda de seu grupo carboxil na forma de CO2, para gerar o grupo acetil da acetil-coenzima A (grupo acetil é então completamente oxidado a CO2 no ciclo do ácido cítrico) → elétrons originados dessas oxidações são transferidos ao O2 por uma cadeia de transportadores na mitocôndria 2. Fermentação lática: piruvato é reduzido a lactato. O NADH precisa ser reoxidado a NAD​+​ (aceptor de elétron para a oxidação do piruvato), oq não acontece em baixa de O2. Com isso, o piruvato é reduzido a lactato, recebendo os elétrons do NADH e regenerando o NAD​+​ necessário para continuar a glicólise a. Retina e eritrócitos convertem glicose a lactato mesmo em condições aeróbias 3. Fermentação alcoólica: piruvato é convertido, em hipóxia ou condições anaeróbias, em etanol e CO2 A formação de ATP e NADH acoplada à glicólise Equação geral da glicólise: Glicose + 2 NAD​+​ + 2ADP + 2Pi → 2 piruvato + 2 NADH + 2H​+​ + 2ATP + 2H2O

➢ Redução de NAD​+​ → pela transferência de um íon hidreto (:H-) do grupo aldeído do ​gliceraldeído-3-fosfato​ para o anel de nicotinamida de NAD​+​, gerando a coenzima NADH reduzida. O outro hidrogênio é liberado para a solução como H​+ ➢ Conversão de glicose a piruvato (exergônica) ➢ Formação de ATP a partir de ADP e Pi (endergônica) ➢ Sob condições-padrão e intracelulares: glicólise é um processo irreversível, com grande decréscimo líquido de energia livre ➢ Piruvato: contêm maior parte da energia potencial química existente na glicose, extraída por reações oxidativas no ciclo do ácido cítrico e na fosforilação oxidativa A importância dos intermediários fosforilados ➢ Os nove intermediários glicolíticos entre a glicose e o piruvato são fosforilados. Os grupos fosforil tem três funções: 1. Membrana plasmática geralmente não tem transportadores para açúcares fosforilados, então não podem sair da célula → depois da fosforilação inicial, não é necessária energia adicional para reter os intermediários fosforilados na célula 2. Energia liberada na quebra das ligações de fosfoanidrido (como do ATP) é parcialmente conservada na formação de ésteres de fosfato, como glicose-6-fosfato 3. Energia de ligação do acoplamento de grupos fosfato ao sítio ativo de enzimas reduz a energia de ativação e aumenta a especificidade das reações enzimáticas FASES DA GLICÓLISE 1. FOSFORILAÇÃO DA GLICOSE ➔ Glicose sofre fosforilação em C-6 → forma glicose-6-fosfato ➔ ATP é o doador do grupo P ➔ Catalisada pela enz. ​hexocinase​ (catalisam a transferência do grupo fosforil terminal do ATP) → requer Mg​2+​ → proteína solúvel e citosólica

​ atrícia Macedo - Medicina - UFPB -2018.1 P 2. CONVERSÃO DE GLICOSE-6-FOSFATO A FRUTOSE-6-FOSFATO ➔ Isomerização (reversível) da glicose-6-fosfato (aldose) a frutose-6-fosfato (cetose) ➔ Enzima ​fosfo-hexose-isomerase​ (fosfoglicose-isomerase) ➔ Envolve um intermediário enediol

3. FOSFORILAÇÃO DA FRUTOSE-6-FOSFATO A FRUTOSE-1,6-BISFOSFATO ➔ Transferência de um grupo fosforil do ATP para a frutose-6-fosfato, formando frutose-1,6-bifosfato ◆ Glicose-6-fosfato e a frutose-6-fosfato têm outros destinos possíveis, mas a frutose-1,6-bifosfato é direcionada apenas para a glicólise → “especificidade” ➔ Enz. ​fosfofrutocinase-1 (PFK-1) ​ → essencialmente irreversível em condições celulares → atividade aumentada quando suprimento de ATP da célula estiver prejudicado ou ocorrer acúmulo dos produtos da degradação de ATP, ADP e AMP; inibida sempre que tiver muito ATP e estiver bem suprida por ácidos graxos

➔ Obs.: PFK2 a formação de frutose-2,6-bifosfato a partir de frutose-6-fosfato em via distinta 4. CLIVAGEM DA FRUTOSE-1,6-BISFOSFATO ➔ Frutose-1,6-bifosfato é clivada → forma o gliceraldeído-3-fosfato (aldose) e o di-hidroxiacetona-fosfato (cetose) ➔ Enzima ​frutose-1,6-bifosfato-aldolase (aldolase)

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5. INTERCONVERSÃO DAS TRIOSES-FOSFATO ➔ Só o gliceraldeído-3-fosfato, pode ser diretamente degradada nas etapas subsequentes da glicólise → di-hidroxiacetona-fosfato rapidamente convertida a gliceraldeído-3-fosfato ➔ Enzima​ triose-fosfato-isomerase

6. ➔ ➔ ➔ ➔

OXIDAÇÃO DO GLICERALDEÍDO-3-FOSFATO A 1,3-BIFOSFOGLICERATO Uma molécula de glicose forma duas de gliceraldeído-3-fosfato Oxidação do grupo aldeido do gliceraldeído-3-fosfato a 1,3-bifosfoglicerato Enzima ​gliceraldeído-3-fosfato-desidrogenase Formação de 2 NADH (um para cada molécula)

​ atrícia Macedo - Medicina - UFPB -2018.1 P 7. TRANSFERÊNCIA DE GRUPO FOSFORIL DO 1,3-BIFOSFOGLICERATO AO ADP ➔ Enzima ​fosfoglicerato-cinase​ transfere o grupo fosforil do grupo carboxil do 1,3-bifosfoglicerato para o ADP → formando ATP e 3-fosfoglicerato ➔ Catalisa a reação em ambos os sentidos ➢ As etapas ➏ e ➐ da glicólise constituem um processo de acoplamento de energia. A soma dessas duas reações: Gliceraldeído-3-fosfato + ADP _+ Pi + NAD​+​ → ← 3-fosfoglicerato + ATP + NADH + H​+ ➢ A reação global é exergônica ➢ Formação de ATP a partir do grupo fosforil de um substrato é chamada de fosforilação no nível do substrato, distingue-se da fosforilação ligada à respiração → envolvem enzimas solúveis e intermediários químicos. Já as fosforilações ligadas à respiração envolvem enzimas ligadas à membrana e gradientes transmembrana de prótons

8. CONVERSÃO DE 3-FOSFOGLICERATO A 2-FOSFOGLICERATO ➔ Enzima ​fosfoglicerato-mutase ➔ Deslocamento do grupo fosforil entre C-2 e C-3 do glicerato (reversível) ➔ Mg2+ é essencial ➔ Ocorre em duas etapas: (1) Grupo fosforil acoplado a um resíduo de His da mutase é transferido a um grupo hidroxil em C-2 do 3-fosfogliceratorato → forma 2,3-bifosfoglicerato (2,3-BPG) → Grupo fosforil em C-3 do 2,3-BPG é transferido para o mesmo resíduo de His → forma 2-fosfoglicerato e regenera a enzima fosforilada

9. DESIDRATAÇÃO DE 2-FOSFOGLICERATO AO FOSFOENOLPIRUVATO ➔ Remoção reversível de uma molécula de água do 2-fosfoglicerato → gera fosfoenolpiruvato (PEP) ➔ Enzima ​enolase ➔ Envolve um intermediário enólico estabilizado por Mg2+

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10. TRANSFERÊNCIA DE UM GRUPO FOSFORIL DO FOSFOENOLPIRUVATO PARA O ADP ➔ Transferência do grupo fosforil do fosfoenolpiruvato ao ADP ➔ Enzima ​piruvato-cinase​ (exige K+ e Mg2+ ou Mn2+) ➔ O piruvato resultante aparece inicialmente em sua forma enólica → tautomeriza → forma cetônica (que predomina em pH 7,0)

A glicose é precisamente regulada ➢ O rendimento de ATP da glicólise em condições anaeróbias (2 ATP por molécula) é muito menor do que o da oxidação completa da glicose a CO2 em condições aeróbias (30 ou 32 ATP) ➢ Fluxo de glicose pela via glicolítica é regulado para manter os níveis de ATP praticamente constantes ➢ O ajuste necessário na velocidade da glicólise é alcançado pela interação entre o consumo de ATP, a regeneração de NADH e a regulação alostérica de algumas enzimas (incluindo a hexocinase, a PFK-1 e a piruvato-cinase) e as concentrações dos metabólitos-chave que refletem o equilíbrio celular entre a produção e o consumo de ATP