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Glicólise
A Glicólise começa com glicose e termina com 2 moléculas de piruvato. As reações ocorrem no citoplasma de todas as células e tem por finalidade gerar energia pela quebra da molécula de glicose.
Na primeira fase da via glicolitica, ocorre consumo de ATP, e não sua produção, mas mesmo assim é vantajoso, porque 2 moléculas de ATP são consumidas no inicio e outras 4 são produzidas depois, totalizando um valor liquido de 2 ATPs, cumprindo o seu objetivo.
Primeira fase Endergônica; Segunda fase: Exergônica (que ocorre 2 vezes).
A via glicolítica ocorre no citoplasma da célula, gerando piruvato e energia. Tem 2 produtos, o piruvato e NADH, que potencialmente podem gerar energia. O NADH está na forma reduzida, carregando elétrons, que podem ser doados para a cadeia respiratória. Isso gera moléculas de ATP. O piruvato entra na matriz, é convertido em Acetil-CoA, que ativa o ciclo de Krebs.
Nas reações da glicólise existem reações de fosforilação e de oxido-redução (gliceraldeído-3-fosfato 1,3-bifosfoglicerato).
Início: A glicose se transforma em glicose-6-fosfato: se a glicose não é fosforilada, ela sai da célula com facilidade. Portanto, ela precisa ser fosforilada para que seja utilizada por alguma via metabólica. Enzimas: glicoquinase e hexoquinase. Há receptores para glicose nas células. Glicose não é muito permeável, tendo que passar por receptores específicos: Glut1, Glut 2, Glut 3 e Glut 4.
- Glut 1 está essencialmente em eritrócitos e celular hepáticas, sempre!
- Glut 2 também está sempre presenta na membrana das células.
- Glut 3 é independente da sinalização pela insulina, mas não está permanentemente na membrana das células. Ele somente aparecerá na membrana das células neuronais quando a oferta de glicose for suficiente, boa;
- Glut 4 depende da insulina para que a glicose entre na célula (não está permanentemente na membrana das células) : só vai pra membrana quando há presença de insulina, ou seja, quando há muita glicose (hiperglicemia). Adipócitos e células musculares Glut 4; No cérebro, o receptor é Glut 3. Esses receptores ficam armazenados em vesículas dentro do citoplasma. A insulina manda uma mensagem pra célula, fazendo com que as vesículas se fundam com a membrana plasmática e possam ser expressos na membrana plasmática.
Insulina não atravessa a barreira hemato-encefálica, por isso que o Glut 3 não precisa da sinalização pelo hormônio. A insulina possui pontes dissulfeto que une suas cadeias; ela é um hormônio proteico; ela regula o metabolismo da
glicose. As vias que envolvem a glicose possuem enzimas influenciadas pela insulina e pelo glucagon. A insulina será sempre secretada em um estado de hiperglicemia, e o glucagon, no estado oposto (hipoglicemia).
A insulina liga-se a um receptor de membrana, um tipo de tirosina quinase, que é uma proteina, que possui na sua porção citoplasmática um resíduo de tirosina. Quando a insulina se liga, o receptor é fosforilado. A fosforilação ativa outras proteínas, do metabolismo ou sinalizadoras para enzimas do metabolismo. A subunidade alfa está voltada tanto para o meio intra quanto extracelular. A insulina liga-se na porção alfa a subunidade beta sofre dimerização (uma alfa com uma beta se une com outra alfa e beta), e esta faz com que resíduos de tirosina na superfície citoplasmática sejam fosforilados. Esse receptor se auto-fosforila. O receptor de insulina é uma tirosina quinase. A auto-fosforilação ativa a proteína quinase, que fosforilará outras proteínas, fazendo a sinalização celular, que regulará o metabolismo.
Na primeira fase da via metabólica há 2 enzimas reguladas, a hexoquinase ou glicoquinase e a fosfofrutoquinase 1 (enzimas que participam de reações irreversíveis).
- A Hexoquinase realiza a conversão de glicose em glicose-6-fosfato em todos os tecidos, exceto em células hepáticas e em células β-pancreáticas, onde a glicoquinase atuará.
A insulina sinaliza na célula a ativação da transcrição, síntese de moléculas de RNAm, de glicoquinase e da fosfofrutoquinase 1. A insulina ativa a síntese das moléculas.
Hexoquinase/Glicoquinase São Isoenzimas: enzimas que catalisam a mesma reação química, mas que possuem estruturas tridimensionais diferentes. Hexoq. Km = 0,1 ; Glicoq. Km = 10 (substrato = glicose) A hexoquinase tem maior afinidade pela glicose, ligando-se mais rapidamente. A glicoquinase tem uma velocidade de reação muito mais rápida, ou seja, converte glicose em glicose-6-P mais rapidamente do que a hexoquinase. O produto da reação das duas enzimas é o mesmo (glicose-6-fosfato). Formou muita glicose-6-fosfato, ela liga-se a um sítio específico da hexoquinase, o sitio alostérico, inibindo a atuação dela (não ocorre com a glicoquinase !!) Glicose-6-fosfato inibe Hexoquinase
Quando há estado de hiperglicemia, o fígado capta glicose para controlar a glicemia. Outros tecidos não tem essa capacidade de controle da glicemia. O fígado não pode ser inibido pela glicoquinase, porque mesmo em um estado de hiperglicemia, onde haveria muita glicose-6-fosfato, ele teria que captar essa glicose para manter a glicemia, porque se não o organismo sofreria consequências devido ao acúmulo da glicose no sangue.
A hexoquinase é inibida por glicose-6-fosfato (regulação) A glicoquinase é regulada:
Quando há muito ATP, a frutose-2,6-bifosfatase atuará convertendo frutose-2,6-bifosfato em frutose-6-fosfato, inibindo a fosfofrutoquinase 1 e, consequentemente, a via glicolitica.
Glucagon Hipoglicemia : não haverá mais ainda a degradação de glicose. É necessário inibir a via glicolitica para que não ocorra mais degradação da glicose. O glucagon fosforila a fosfofrutoquinase 2, inativando-a. Assim, o nível de frutose-2,6-difosfato diminui, inativando a fosfofrutoquinase 1 e impedindo que ocorra a via glicolítica
Insulina Hiperglicemia : haverá degradação de glicose. A fosfofrutoquinase 2 estará ativa, aumentando a concentração de frutose-2,6-difosfato, que estimulará a via glicolítica.
- Na segunda etapa da via glicolitica, há apenas 1 enzima regulada: a piruvato quinase , que transforma fosfoenolpiruvato em piruvato. Essa enzima também é ativada pela insulina por transcrição e por fosforilação. Essa enzima, quando fosforilada, é menos ativa. Quando ela perde o fosfato, ela fica ativa. Algum hormônio, então, mandará uma mensagem pra uma proteína quinase/fosfatase pra colocar/retirar o fosfato da enzima.
- A desfosforilação é estimulada por insulina.
- ATP, Alanina e Acetil-CoA inibem a piruvato quinase.
- A conversão do piruvato em Acetil-CoA é feito por um complexo de enzimas, chamado de complexo piruvato desidrogenase (3 enzimas e 4 coenzimas). A transformação ocorre na matriz mitocondrial. Para o piruvato passar pela membrana interna, ele precisa da atuação de uma proteína chamada permease. O piruvato tem 3C e o Acetil-Coa, 2C (há descarboxilação). O complexo piruvato desidrogenase é regulado alostericamente negativamente por ATP, Acetil-CoA e NADH (produto da reação). Há regulação por fosforilação: Enzima fosforilada = Inativada! Complexo desfosforilado = Ativado! Muito piruvato ativa o complexo Hiperglicemia Insulina Portanto, a insulina promove a desfosforilação do complexo enzimático ativando uma fosfatase, que removerá o fosfato do complexo enzimático.
Em anaerobiose, piruvato vira lactato através da conversão de NADH em NAD+. A degradação do piruvato em condição anaeróbica é menos vantajosa, pois consome molécula de NADH, através da oxidação deste e da redução do piruvato em lactato.
