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INTRO
DUÇÃO
AO
METABO
LISM
O
UNISUL – BIOQUÍMICA – NUTRIÇÃOPROFA. DENISE ESTEVES MORITZ
CONCEITO DE METABOLISMO
Atividade celular altamente dirigida e
coordenada, que envolve sistemas
multienzimáticos;
Soma de todas as transformações químicas que ocorrem na célula ou
organismo.
BIO-QUIMICA
Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com
FUNÇÕES DO METABOLISMO
Obter energia química do sol ou de nutrientes;
Converter moléculas dos nutrientes e da célula em precursores de macromoléculas;
Polimerizar precursores em macromoléculas;
Sintetizar e degradar biomoléculas de acordo com necessidade celular.
Catabolismo e Anabolismo
Vias catabólicas convergem para poucos produtos finais;
Vias anabólicas divergem para a síntese de muitas biomoléculas;
Algumas vias servem tanto no catabolismo como anabolismo.
Divisão do Metabolismo
AnabolismoÉ a fase biossintética e consumidora de
energia do metabolismo.
CatabolismoÉ a fase degradativa e liberadora de
energia do metabolismo.
Amido
Triglicerídeos
Proteínas
Aminoácidos
Glicose
ÁcidosGraxos
Acetil-CoA
Acetoacetil-CoA
Glicose
Lipídeos
Proteínas
Aminoácidos
Glicídios
Ciclo de Krebs
Catabolismo é convergente, Anabolismo é divergente
Convergências e Divergências no Metabolismo Celular
Macromoléculas
ProdutosPobres em
Energia
NutrientesRicos em Energia
ADP NADFAD
ATPNADHFADH2
Moléculas Precursoras
AnabolismoCatabolismo
EnergiaQuímica
Catabolismo e Anabolismo
3 níveis de complexidade
Polímeros
Monômeros
Intermediáriosmetabólicos
Tipos de Vias Metabólicas
S B C D P
Vias Lineares
Substrato Inicial
Intermediários Metabólicos Produto Final
B
S
C
D
P
E
Substrato Inicial
Tipos de Vias Metabólicas
Vias Cíclicas
IntermediáriosMetabólicos
Produto Final
ORGANIZAÇÃO EM VIAS METABÓLICAS
As vias consistem numa seqüência de passos catalisados por enzimas;
Enzimas podem encontra-se separadas ou formar complexos multienzimáticos ou formar sistemas associados a membranas.
Enzimas Separadas
Sistema ligado
à membrana
Complexo multienzimático
BIO-QUIMICA
Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com
S
C
D R
Enzima 3
Enzima 2
Enzima 1
Enzima 6
Enzima 5
D
QEnzima 4
Síntese e degradação de uma molécula não pode ocorrer simultâneamente numa mesma célula ou tecido;
Para que as rotas sejam controladas devem utilizar enzimas distintas e compartimentos celulares diferentes.
Outra rota
metabólica
Compartimento A Compartimento B
PP
Regulação do Metabolismo
S
C
D
P
R
Enzima 3
Enzima 2
Enzima 1
Enzima 6
Enzima 5
D
QEnzima 4POutra
rotametabólica
Compartimento A Compartimento B
Enzimas Marcapasso: Controlam a velocidade das reações bioquímicas de uma via metabólica, por terem sua atividade regulada por diversos fatores:
Modificação covalente;
Efetores alostéricos; Repressão gênica, etc.
Regulação do Metabolismo
Enzima inativa
Enzimaativa
Quinase
ATP
ADP
Pi
Fosfatase
P
Enzimas Regulatórias ou Marcapasso
Ativação por FosforilaçãoExemplos de Controle da Atividade
Enzimática
Enzimas Regulatórias ou Marcapasso
Ativação por Efetores Alostéricos
Enzima inativa
Enzimaativa
Enzima inativa
Exemplos de Controle da Atividade Enzimática
Enzimas Regulatórias ou Marcapasso
Ativação Gênica
Exemplos de Controle da Atividade Enzimática
DNA
DNA
Região intergênica Gene enzima
RNAm
Enzimaativa
Ativador gênico
Transcrição
Tradução
A comunicação celular é fundamental para o controle do metabolismo, feita através de sinais químicos - moléculas
sinalizadoras;
Regulam a atividade das enzimas marcapasso.
Moléculas Sinalizadoras
Glicólise - oxidação da glicose para obter ATP;
Ciclo de Krebs - oxidação do acetil-CoA para obter energia;
Fosforilação oxidativa - síntese de ATP a partir da energia liberada pelo transporte de elétrons na cadeia respiratória;
Via das pentoses-fosfato - síntese de pentoses e obtenção de poder redutor para reações anabólicas.
Vias Metabólicas
Ciclo da uréia - eliminação de NH4+ sob formas
menos tóxicas;
-oxidação dos ácidos graxos - transformação de ácidos graxos em acetil-CoA, para utilização no ciclo de Krebs;
Gliconeogênese -síntese de glicose a partir de moléculas mais pequenas, para utilização no cérebro.
Vias Metabólicas
Ciclo Catabólico
Ciclo Anabólico
Transporte elétrons
Proteínas
Aminoácidos
Ác. Nucléicos
Nucleotídeos
Polissacarídeos
Monossacarídeos
Glicose
Gliceraldeído 3P
Piruvato
ACETIL-CoA
Ciclo de
Krebs
GlicerolÁc. Graxos
Lipídeos
Glicólise Início catabolismo de Carboidratos:
Polissacarídeos
Monossacarídeos
Gliceraldeído 3P
PIRUVATO
GLICOSE
Metabolismo oxidativo
Componentes:
- Ciclo de Krebs - Transporte de elétrons - Fosforilação oxidativa
Piruvato
ACETILCoA
Ciclo de
Krebs
Transporte de elétrons e
Fosforilação Oxidativa
Vias catabólicas convergem no ciclo de Krebs
METABOLISMO OXIDATIVO & FERMENTATIVOO
xidativo
Fermentativo
Citoplasma
Mitocôndria
BALANÇO ENERGÉTICO
Glicose - Piruvato
Piruvato - Etanol
Oxidativo
Fermentativo
Piruvato - Lactato
Fermentativo
Metabolismo lipídeos e esteróides
Metabolismo de aminoácidos e proteínas
Fotossíntese
O ATP “moeda de troca” energética nas células;
Organismos fototrópicos transformam energia luminosa em energia química sob forma de ATP;
Heterotróficos transformam alimentos em ATP;
Ciclo do ATP transporta energia da fotossintese ou catabolismo para processos celulares que necessitam de energia.
Ciclo do ATP
ATP1 Adenosina + 3 Fosfatos
O Ácido pirúvico é o primeiro produto da glicólise;
Inicia o ciclo de Krebs, na mitocôndria.
O NADH e o FADH2 são aceptores de prótons;
Todo H+ que é liberado na reação é captado pelo NAD+ e FAD+;
COENZIMAS CELULARES
NAD
Composto orgânico, forma ativa da coenzima B3;
Encontrado nas células dos seres vivos;
Transportador de elétrons nas reações metabólicas de oxi-redução;
Importante papel na produção de energia para a célula.
Nicotinamida adenina Dinucleótido
FAD
Composto orgânico, forma ativa da coenzima B2;
Capazes de aceitar reversivelmente 2 átomos de H+, formando FADH2;
Ligadas fortemente a flavoenzimas que catalisam oxidação ou redução de um substrato.
Flavina adenina Dinucleotídeo
Cadeia Respiratória
CITOCROMOCitocromos são proteínas, geralmente ligadas a uma
membrana, que contêm grupos heme e que efetuam o transporte de eletrons. São encontradas sob a forma de
proteínas monoméricas (citocromos c) ou como subunidades de complexos enzimáticos maiores catalisadores de reações redox. Podem ser encontrados no interior da membrana das mitocôndrias e no retículo endoplasmático de eucariontes,
nos cloroplastos de plantas, em micro-organismos fotossintéticos e em bactérias.
Mitocôndria
• O NAD+ e FAD+ recolhem elétrons libertados no catabolismo;
• Catabolismo é oxidativo – substratos perdem H+;• Anabolismo é redutivo - o NADPH e FADH fornecem
elétrons para os processos anabólicos.
Reações de oxi-redução no Metabolismo
Professora Dra Rosi Bio-quimica.blogspot.com