Via das Pentoses e Ciclo de Krebs PDF

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Resumo da aula sobre via das pentoses e ciclo de Krebs...

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VIA DAS PENTOSES Após ser o produto da via glicolítica, o piruvato pode:  Ser transformado em lactato para regenerar o NADH+ (oxidado); Em condições aeróbicas (com oxigênio), o piruvato formado na glicólise é transportado para dentro da mitocôndria, oxidado a acetil-CoA, que por sua vez é oxidado a CO2 e H2O. E o NADH formado na fase 6 da glicólise é finalmente reoxidado a NAD+ pela transferência de seus elétrons ao O2 na respiração mitocondrial. A transferência de elétrons do NADH para o O² na mitocôndria fornece a energia para a síntese de ATP. Em condições de pouco oxigênio, o NADH gerado pela glicólise não pode ser reoxidado pelo O2. Nesse caso, o NAD+ é regenerado pela redução do piruvato a lactato. (fermentação lática). Já as bactérias realizam a fermentação alcoólica. A REGENERAÇÃO DO NAD+ É NECESSÁRIA PARA A MANUTENÇÃO DAS REAÇÕES DA GLICÓLISE.

 Adentrar a mitocôndria sendo transformado em AcetilCoA e depois ir para o ciclo de Krebs formando os carreadores de elétrons. Esses depois irão para a cadeia transportadora de elétrons (respiração celular). Já a glicose pode:  A Glicose-6-P pode ser transformada em glicogênio, formando um polímero de glicose  glicogênio (armazenamento de energia)  Pode ir para a via das pentoses para a formação de um açúcar chamado ribose-5-P

VIA DAS PENTOSES-FOSFATO Essa via ocorrerá no citosol de todas as células e os produtos da pentose-fosfato são: NADPH (processos anabólicos) e ribose-5-P. Ela possui 2 etapas:

- Etapa oxidativa: A glicose-6-P é transformada em ribulose-5-P e durante esse processo serão produzidas duas moléculas de NADPH (reduzido) a partir de outras 2 moléculas de NADP+ oxidado. É uma outra via usada para a oxidação da glicose, essa não precisa de ATP e nem o produz. A primeira enzima a trabalhar nessa via se chama glicose-6-P desidrogenase (também é reguladora) e sua ausência causa nas hemácias (por exemplo) um estresse, pois o NADPH funciona como controlador oxidativo. Na segunda reação perde-se um carbono na forma de CO² (por isso deixa de ser glicose com 6 carbonos para ser ribulose 5 carbonos). E a ribulose será então transformada em ribose-5P (açúcar que faz parte dos nucleotídeos de DNA e RNA  formarão o ácido nucleico de diversas coenzimas).

- Etapa não oxidativa: Essa fase não chega até a ribose-5-P, pois na fase não oxidativa se formarão somente NADPH, e a ribulose-5-P será novamente transformada por uma série de reações em glicose-6-P e será então reciclada, podendo entrar novamente nessa via ou na via glicolítica. Nessa fase, o componente visado é o NADPH, que será muito importante nos processos de biossíntese (por exemplo na formação da molécula de ácido graxo). Importante: 30% da oxidação da glicose no fígado é feita através da via das pentoses, pois através nela que é produzido no fígado o NAPH para processos anabólicos (processos de construção de moléculas). Ex: biossíntese de lipídios. A diferença entre a fase oxidativa e não oxidativa está na necessidade da célula, pois na oxidativa a célula precisa de açúcar-5-C para compor nucleotídeos (por ex), já na não oxidativa, a célula está precisando de NADPH (reduzido), que será importante para processos redutivos de biossíntese.

DEFICIÊNCIA DA GLICOSE-6-FOSFATO DESIDROGENASE É um defeito enzimático mais recorrente nos homens. Ocorre no primeiro passo da via, na qual a enzima desidrogenase se torna incapaz de fazer o processo de oxidação da glicose-6-P. É uma doença hereditária e recessiva, sua deficiência se manifesta nas hemácias, por isso causa anemia hemolítica.

CICLO DE KREBS (OU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO) Ocorre em situações aeróbicas, dentro da mitocôndria. Estrutura da mitocôndria: Possui duas membranas (externa e interna que faz as crestas) e possui matriz mitocondrial.

O piruvato que se encontra no citosol da célula, precisa ser oxidado a Acetil CoA e adentrar a matriz mitocondrial.

REAÇÃO 1: Transformação do piruvato em AcetilCoA. O piruvato que se encontra no citosol, é transportado para o interior da mitocôndria através de uma proteína de membrana, que se encontra na membrana interna da mitocôndria, chamada piruvato translocase. O piruvato possui 3 carbonos, e essa reação irreversível (PONTO DE CONTROLE DA VIA) é comandada por uma enzima chamada piruvato desidrogenase. O piruvato perde um carbono na forma de Co² ganha uma coenzima A para ativar o grupo acetil, e durante esse processo ocorre a redução do NAD+ a NADH.

Complexo piruvato-desidrogenase: É formado por 3 enzimas ligadas de forma não covalente. Esse complexo tem 5 coenzimas, são elas: NAD+, FAD, tiamina (TPP) (vitamina), Coenzima A e lipoamida. Pode ser regulado por forforilação, desfosforilação ou de forma alostérica* (onde temos efetores positivos ou negativos).

*(Efetores alostéricos: Ao ligar-se a uma enzima, o efetor pode aumentar ou diminuir sua atividade catalítica causando uma modificação no seu sítio catalítico).

ACETIL COENZIMA A: Tem a função de marcar o acetil e o ativar, para que seja possível doá-lo no ciclo de Krebs. Quais os possíveis destinos da molécula de acetilCoA? A molécula é formada no interior da mitocôndria, a membrana interna da mitocôndria não é permeável à AcetilCoA, logo, ele pode ser proveniente de piruvato, aminoácidos, ácidos graxos e etc. Uma vez transformados em AcetilCoA, dependendo da situação hormonal em que o organismo se encontra, ele pode ir para o ciclo de Krebs, pode ser utilizado para formar ácidos graxos e esteróis ou pode ser transformado em corpos cetônicos.

REPRESENTAÇÃO CICLO DE KREBS DETALHADO: 1- Condensação: Junção do Oxaloacetato ao AcetilCoA Nessa reação, há a perda do complexo S-CoA, criando o CITRATO O citrato dá nome ao ciclo de Krebs.

2- O citrato será transformado em Isocitrato:

Enzima responsável: Aconitase

3- O A enzima isocitrato desidrogenase fará reação de oxidorredução, acompanhada do cofator NAD+ e irá gerar uma molécula de α-cetoglutarato. (REAÇÃO IRREVERSÍVEL – PONTO DE CONTROLE DA VIA).

Perda de um C em forma de CO2

4- α-Cetoglutarato é transformado em succinil CoA, pela enzima α-cetoglutarato desidrogenase. (Nessa reação, a CoA que havia sido descartada na condensação é novamente recolocada na molécula e há a perda de CO2). A partir dessa fase, não haverá mais a perda de carbonos.

5- O succinil-CoA é transformado em succinato pela enzima succinil-CoA sintetase. Nessa reação, o CoA volta a ser descartado e forma-se um GTP (molécula energética, a única formada durante o ciclo de Krebs inteiro).

6- O Succinato é transformado em fumarato pela enzima succinato desidrogenase. Essa enzima vem acompanhada de um cofator chamado FAD+, que ao final da reação será FADH (oxidado). Esse, por sua vez irá para a cadeia transformadora de elétrons.

7- A fumarase faz a hidratação do fumarato, transformando-o em malato.

8- O malato então será finalmente transformado em oxaloacetato pela enzima malato desidrogenase, que virá acompanhada de um NAD+, e esse será NADH ao final da reação. Uma vez transformado em oxaloacetato, o ciclo de Krebs pode se repetir.

Produtos finais do Acetil-CoA no ciclo: 2 NADH + 1 FADH + 1 GTP + 2 CO2. E quais os produtos finais de uma glicose no ciclo de Krebs?

Reações 1, 3 e 4 são pontos de regulação da via, pois as reações são irreversíveis, logo as enzimas atuantes são passíveis de controle, são todas consideradas enzimas alostéricas....