Seminario Metabolismo de Carboidratos - Glicolise Ciclo de Krebs e Fosforilacao Oxidativa

Seminário metabolismo de carboidratos Prof jonas METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS Clarice Borges Juliana de Carvalho Maria Andresa Mayara Kimberly e Nilson Moraes Introdução O metabolismo dos carboidratos é um processo complexo que envolve a participação de diversas enzimas reações e estruturas as quais atuam de forma sequencial para a geração de ATP pelas células É iniciado na alimentação A glicose precisa entrar nas células para que haja a produção de ATP Glicólise Ciclo de Krebs e Fosforilação oxidativa Glicólise Acontece no citoplasma Composta por 10 reações Dividida em duas fases Fase de preparatória Fase de pagamento Glicólise Fase preparatória Fase de pagamento Adaptação Biomedicina em Ação Ciclo de Krebs Ocorre na Matriz mitocondrial É um ciclo pois há regeneração de componentes oxalacetato Produz ATP Ciclo de Krebs Gliconeogênese Ácido aspártico Fenilalanina Tirosina Biossíntese da Porfirina Valina Isoleucina Metionina Oxidação de Ácidos graxos Oxidação e Biossíntese de Aminoácidos Oxidação e Biossíntese de Aminoácidos Oxidação de Ácidos graxos Biossíntese de Ácidos graxos Biossíntese do Colesterol Glicólise AcetilCoA Ciclo de Krebs Fosforilação Oxidativa Ocorre nas cristas mitocôndrias Principal processo de produção de ATP Atuação da enzima ATPsitetase Cadeia Respiratória Fonte ResearchGate Outros processos Glicogênese Glicogenólise Gliconeogênese Glicogênese e glicogenólise Gliconeogênese Obrigado Resumo Metabolismo dos Carboidratos O metabolismo dos carboidratos é um processo complexo que envolve a participação de diversas enzimas reações e estruturas as quais atuam de forma sequencial para a geração de ATP pelas células Esse processo se inicia com a alimentação na qual o alimento rico em carboidratos é ingerido e sofre a ação da amilase salivar que é a primeira enzima a atuar no processo deglutido digerido por ação de enzimas digestivas como a amilase pancreática e posteriormente absorvido no intestino delgado Após serem absorvidas as moléculas de carboidrato são transportadas pelo sangue para os diversos tecidos As moléculas de glicose entram nas células por meio do transporte ativo secundário utilizandose do cotransporte do sódio pelos canais desse íon Após entrar na célula iniciase uma das primeiras etapas desse metabolismo a glicólise que consiste em uma sequência de 10 reações e duas fases sendo a única forma de obtenção de energia por alguns tecidos e células como o cérebro a medula renal e as hemácias As duas fases que compõem a glicólise são Fase preparatória Composta de 5 reações Na primeira reação a glicose recebe um grupamento fosfato no carbono 6 e é convertida em glicose6fosfato Na segunda reação a glicose6fosfato é isomerizada em frutose6fosfato Na terceira reação há a adição de um novo grupamento fosfato no carbono 1 formando glicose16bifosfato Na quarta reação há a quebra dessa molécula em duas outras dihidroxiacetonafosfato e gliceraldeído3fosfato Na quinta reação a dihidroxiacetonafosfato é isomerizada em outra molécula de gliceraldeído3fosfato IMPORTANTE É válido destacar que há o gasto de ATP nas reações de fosforilação pois os fosfatos adicionados provêm dessa molécula Fase de pagamento Composta de 5 reações Na sexta reação o gliceraldeído3fosfato recebe um novo grupo fosfato e é convertido em 13bifosfoglicerato Na sétima reação o 13bifosfoglicerato perde o fosfato do carbono 1 e é convertido em 3fosfoglicerato Na oitava reação por ação da enzima fosfogliceratomutase o grupo fosfato é transferido do carbono 3 para o carbono 2 formando assim 2fosfoglicerato Na nona reação o grupamento fosfato é mudado novamente de local e forma fosfoenolpiruvato Na décima reação a molécula de fosfoenolpiruvato perde o grupo fosfato é convertida em piruvato uma molécula de 3 carbonos IMPORTANTE Na fase de pagamento cada molécula de gliceraldeído3 fosfato libera dois grupos fosfatos o que é equivalente a 2 ATPs por molécula Logo ao fim da glicólise terão sido produzidas 4 moléculas de ATP Além disso são produzidas duas moléculas de NADH por cada molécula de glicose CICLO DE KREBS O destino das moléculas de piruvato nos organismos aeróbios é o ciclo do ácido cítrico Ciclo de Krebs Antes de entrar nesse processo ocorre a descarboxilação do piruvato para formação da Acetilcoenzima A AcetilCoA a qual dá início ao ciclo O ciclo de Krebs só acontece em condições aeróbicas e consiste em um importante conjunto de 8 reações que sequencialmente ocorrem na matriz mitocondrial e é um dos constituintes da respiração celular também sendo chamado de ciclo do ácido cítrico o qual visa à formação de ATP moeda energética celular Esse mecanismo foi descoberto na década de 1930 pelo biólogo e médico alemão Hans Krebs e é chamado de ciclo pois ao final dele a molécula de oxalacetato é regenerada o que reinicia o processo A partir disso é válido ressaltar que sua principal função é a degradação dos produtos metabólicos dos macronutrientes como carboidratos lipídeos e proteínas o que permite a produção de energia e de substratos para a fabricação dela Nessa ótica há o envolvimento de diferentes enzimas em cada etapa desse ciclo as quais são Primeira etapa por ação da enzima citrato sintase o oxalacetato que é uma molécula de 4 carbonos recebe a ligação do grupo acetil advindo da coenzima acetilCoA formando uma molécula de 6 carbonos chamada citrato após a liberação do grupo CoA Segunda etapa Nessa etapa em decorrência da atuação da enzima aconitase ocorre a conversão da molécula de citrato em seu isômero isocitrato o que acontece com a remoção e posterior adição de uma molécula de água Sob essa perspectiva é válido ressaltar que alguns autores consideram que essa etapa é composta por duas reações por isso pode ser visto que o ciclo de Krebs possui 9 reações Terceira etapa consiste na primeira reação de oxidação e por ação da enzima isocitrato desidrogenase o isocitrato libera um H o qual é transferido para a molécula de NAD reduzindoa a NADH Essa reação tem como resultado a formação de alfacetoglutarato um composto instável que libera gás no caso CO2 Quarta etapa em decorrência da instabilidade do alfacetoglutarato há nessa etapa a liberação de um H por ação da enzima alfacetoglutarato desidrogenase resultante da liberação de CO2 o que reduz mais uma molécula de NAD a NADH Ao final dessa etapa a molécula restante é associada à acetilCoA Quinta etapa por ação da succinilCoA sintetase o acetilCoA é substituído por um grupamento fosfato em uma ligação altamente energética sendo o fosfato posteriormente transferido para uma molécula de GDP formando GTP com mesma função que o ATP Sexta etapa Nesse momento a molécula de FAD remove 2 hidrogênios do succinato por ação da succinato desidrogenase o que forma FADH2 Sétima etapa Nessa etapa por ação da enzima fumarase uma molécula de água é adicionada o que forma fumarato Oitava etapa Nessa etapa por ação da enzima malato desidrogenase ocorre a última reação de oxidação que reduz a molécula restante e forma novamente oxalacetato o que reinicia o ciclo Desse modo após essas etapas o saldo do ciclo de Krebs é 6 NADH 2 FADH2 e duas moléculas de GTP o equivalente ao ATP Logo vêse a importância desse ciclo pois ele é o responsável pela oxidação do carbono em diversas o que permite a utilização desse elemento em funções metabólicas como a produção de aminoácidos Após isso ocorrerá a fosforilação oxidativa que também é chamada de respiração celular Nessa fase há participação da enzima ATPsintetase a qual está localizada na crista mitocondrial interna e com a passagem dos elétrons entre um citocromo e outro há um armazenamento de energia o qual é liberado há uma mudança de conformação em suas subunidades o que leva à produção de ATP Neste processo o NADH se liga ao complexo I e transfere seus elétrons para este complexo iniciando a cadeia de transporte de elétrons Este complexo é um canal de prótons e bombeia 4 prótons para o espaço intermembranar e transfere elétrons para a ubiquinona uma proteína inserida na membrana A ubiniquona transfere os elétrons para o complexo III bomba de prótons que bombeia mais 2 prótons para o espaço intermembranar Os elétrons são transportados pelo complexo III até o citocromo C que só transfere elétrons e deste para o complexo IV que além de ser uma bomba de prótons bombeia 4 prótons transfere elétrons para o oxigênio reduzindoo até H2O Desta maneira a cada um NADH que inicia esta via 10 prótons são bombeados para o espaço intermembranar Por fim o saldo total da oxidação de uma molécula de glicose é de 38 ATPs mas a maioria das células tem saldo de apenas 36 ATPs em decorrência da perda no decorrer do processo de transferência de elétrons VIAS ALTERNATIVAS Glicogênese A glicose em excesso é direcionada para o fígado e lá é armazenada na forma de glicogênio Um adulto de 70kg tem cerca de 250 g desse composto Glicogenólise Diante do jejum por ação do hormônio glucagon ocorre a quebra do glicogênio em moléculas de glicose para que o metabolismo continue sua atividade Gliconeogênese Quando a reserva de glicose está reduzida o organismo faz uso de outros mecanismos para fornecer o suprimento necessário de glicose Isso acontece por meio da utilização de moléculas menores as quais podem dar origem aos intermediários da glicólise como o piruvato