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Metabolismo energético
Professor: Cícero MatosCapítulo: 9
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Energia dos alimentos.
Lei número 1: Nos processos físicos e químicos a energia pode ser ganha ou perdida, transferindo-se de um sistema para o outro, mas não pode ser criada e nem destruída.
Lei de número 2: A energia inevitavelmente se dissipa, passa de uma forma utilizável, para uma forma menos utilizável. Dessa forma todo ser vivo necessita de energia que é obtida a partir de substâncias orgânicas constituintes dos alimentos.
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Anabolismo e catabolismo
A energia utilizada pelo o ser humano para manter suas atividades celulares, provém da modificação das moléculas celulares. Esse processo nos chamamos de metabolismo.
Reações de síntese: São aquelas onde partículas simples são unidas, para forma compostos mais complexos.
Reações de degradação: São aquelas que partículas mas complexas são quebradas e transformada em compostos simples.
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Anabolismo e catabolismo
As reações onde as moléculas de aminoácidos se unem para forma as proteínas é uma reação de anabolismo.
As reações de degradação que ocorre na molécula de glicogênio para forma a glicose é uma reação catabólica.
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Reações endergônicas e exergônicas
A reação química é mudança em que um ou mais compostos químicos, os reagentes, formam novos tipos de compostos, os produtos.
Reações endergônicas: São aquelas que a quantidade de energia presente nas ligações químicas do produto, são maiores que as do reagente.
Reações exergônicas: São aquelas que a quantidade de energia presentes nas ligações químicas dos reagente é maior do que as do produto .
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Energia de ativação e enzimas
Toda reação química precisa de um investimento de energia para que as reações possa acontecer, esse processo chamamos de Energia de ativação.
As enzimas são a molécula de ativação para que os processos sejam ativados.
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ATP, a “moeda energética” do mundo vivo
ATP (Trifosfato de adenosina).Essa molécula é constituída por uma base nitrogenada unida a uma ribose e três fosfato.
A molécula de ATP é sintetizada a parti de uma molécula que só possui duas fosfato
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Respiração celular.
A respiração celular é um processo onde a maioria dos seres vivos produz ATP para suas necessidades energéticas.
Se divide em três etapas: Glicólise, ciclo de krebs e fosforilação oxidativa.
Obs.: Nas células eucariontes a glicólise ocorre no citosol, já o ciclo de krebs e fosforilação oxidativa ocorre no interior das mitocôndrias.
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Glicólise – Fase 1- Preparação, regulação e gasto de energia
A molécula de glicose é fosforilada por duas vezes por uma molécula de ATP.
Reação 1: Glicose é fosforilada se transformando em glicose-6-fosfato ( Hexoquinase)
Reação 2: A glicose-6-fosfato que é uma aldose, através da enzima glicosefosfato-isomerase converte ela em uma cetona chamada frutose-6-fosfato
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Reação 3: A frutose-6-fosfato vai ser fosforilada pela enzima fosfofrutoquinase, ou seja, vai ser aplicada mais uma molécula de ATP, transformando ela em Frutose-1,6-fosfato.
Reação 4: a frutose-1,6-bisfosfato é clivada em duas trioses: gliceraldeído-3-fosfato e dihidroxiacetona fosfato. Esta reação é catalisada pela enzima aldolase.
Reação 5: O gliceraldeído-3-fosfato e a dihidroxiacetona fosfato são isômeros facilmente interconvertíveis pela enzima triosefosfato isomerase. ( Triosefosfato isomerase)
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Fase 2 – Produção de ATP e OxidaçãoReação 6: Cada gliceraldeído-3-fosfato é oxidado
(desidrogenado) pelo NAD+ (e o NAD+ passa a NADH) e fosforilado por um fosfato inorgânico, dando origem a 1,3-Bifosfoglicerato (triose fosfato desidrogenase)
Reação 7: Transfere um grupo fosfato para uma molécula de ADP dando origem a uma molécula de ATP e a 3-fosfoglicerato. Esta é a primeira etapa da glicólise que sintetiza ATP diretamente na via. (Fosfosgliceroquinase).
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Reação 8: A enzima fosfogliceromutase reaposiciona a posição do grupo fostato 3- Fosfoglicerato, dando origem a 2-fosfoglicerato.
Reação 9: È uma reação de desidratação catalisada pela enzima enolase. O 2-fosfoglicerato é desidratado formando uma molécula de água e fosfoenolpiruvato.
Reação 10: Há transferência do grupo fosfato do fosfoenolpiruvato para uma molécula de ADP, formando-se então uma molécula de ATP e piruvato.
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Ciclo de Krebs
Oxalacetato: O ácido acético proveniente das vias de oxidação de glícidos e lípidos combinam-se com a coenzima a formando o Acetil - CoA. A entrada deste composto no ciclo de Krebs ocorre pela combinação do ácido acético com o oxalacetato presente na matriz mitocondrial. Esta etapa resulta na formação do primeiro produto do ciclo de Krebs, o citrato. O coenzima A, sai da reação como CoASH.
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Citrato a Isocitrato: O citrato sofre uma desidratação originando o isocitrato. Esta etapa acontece para que a molécula de citrato seja preparada para as reações de oxidação seguintes.
Isocitrato a αcetoglutarato: Nesta reação há participação de NAD, onde o isocitrato sofre uma descaborxilação e uma desidrogenação transformando o NAD em NADH, liberando um CO2 e originando como produto o alfacetoglutarato
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αcetoglutarato a Succinato: O α-cetoglutarato sofre uma descarboxilação, liberando um CO2. Também ocorre uma desidrogenação com um NAD originando um NADH, e o produto da reação acaba sendo o Succinato
Succinil - CoA: O Succinato combina-se imediatamente com a coenzima A, originando um composto de potencial energético mais alto, o succinil-CoA
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Succinato: O succinil-CoA libera grande quantidade de energia quando perde a CoA, originando succinato. A energia liberada é aproveitada para fazer a ligação do GDP com o Pi(fosfato inorgânico), formando o GTP, como o GTP não é utilizado para realizar trabalho deve ser convertido em ATP, assim esta é a única etapa do Ck que forma ATP.
Succinato Fumarato: Nesta etapa entra FAD. O succinato sofre oxidação através de uma desidrogenação originando fumarato e FADH2.
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Fumarato Malato: O fumarato é hidratado formando malato.
Malato Oxalacetato: Nesta etapa entra NAD. O malato sofre uma desidrogenação originando NADH, a partir do NAD, e regenerando o oxalacetato.
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Fosforilação oxidativa
A síntese da maior parte de ATP gerado na respiração celular está acoplada a reoxidação das moléculas de NADH e FADH.
2 NADH + 2 H + O2 -------- 2 NAD + 2 H20
2 FADH + O2 ------- 2 FAD + 2 H2O
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Cadeia Transportadora de elétrons