notas de corte sisu

Glicolise

Última atualização em 20 de agosto de 2022

Definição

A glicólise é um processo metabólico no início da cadeia de reações no processo de respiração celular – produção de energia celular. Ocorre na presença ou ausência de oxigênio para permitir a respiração celular aeróbica e anaeróbica. A via de glicólise converte uma molécula de glicose (açúcar) em duas moléculas de piruvato; Essa conversão de dez etapas ocorre na presença de enzimas específicas no citosol celular. A glicólise às vezes é chamada de Caminha embenada-meyerhof-parnas ou EMP após os cientistas que propuseram primeiro esse mecanismo.

O que é glicólise?

Quando a glicólise ocorre, uma molécula de glicose (C6H12O6) é transformada em duas moléculas de piruvato (CH3 (C = O)) e um íon hidrogênio carregado positivamente (H+). Essa reação requer outros ingredientes-duas moléculas de coenzima NAD+ com carga de dinucleotídeo de dinucleotídeo de nicotinamida (nicotinamida adenina), duas moléculas de fosfato inorgânico e duas moléculas de difosfato de adenosina (ADP).

6x12O6 + 2 sobre + + 2 PI + 2 ADP

Um processo de dez etapas acaba converte a glicose em duas moléculas de piruvato, duas moléculas de água, duas moléculas de adenosina trifosfato (ATP), duas moléculas reduzidas de nicotinamida adenina dinucleotídeo (NADH) e dois íons hidrogênio.

2 (C3H4O3) + 2H2O + 2 ATP + 2 NADH + 2 H +

Para entender adequadamente essa fórmula de glicólise, devemos olhar para os componentes separados.

Glicose

A glicose recebeu o nome da palavra grega para “doce”. É uma forma simples e facilmente convertida de carboidratos e um monossacarídeo. A glicose é armazenada como glicogênio em animais ou como açúcar livre no sangue. Quando o corpo precisa de energia, o glicogênio é dividido em glicose via glicogenólise. Também ingerimos quantidades de glicose em nossa dieta, geralmente em açúcares mais complexos, como dissacarídeos e polissacarídeos. A glicose é um dos três componentes mais simples de açúcares na dieta; Os outros são frutose e galactose.

A glicose contém seis átomos de carbono, doze átomos de hidrogênio e seis átomos de oxigênio. O prefixo que se refere ao número seis – Hex – nos diz por que a glicose é uma hexose; “Ose” é o sufixo químico que nos diz que é um açúcar. Isso também é o mesmo para frutose e galactose, embora a estrutura molecular seja diferente.

Nicotinamida adenina dinucleótido

A nicotinamida adenina dinucleotídeo vem em duas formas – oxidada (NAD+) e reduzida (NADH). Você pode ver que a forma oxidada tem uma carga positiva. Isso nos dá uma indicação de seu papel como transportador de elétrons. A forma oxidada aceita elétrons da glicose e, ao fazê -lo, o NAD+ se torna NADH. Em uma fase posterior, o NADH doa elétrons para oxigênio e mais uma vez se torna NAD+. Essa reação de reoxidação é necessária para sustentar a glicólise. Ambas as formas de NAD atuam como uma única coenzima – uma molécula portadora química que suporta atividade enzimática.

Fosfato

O fosfato inorgânico é um reagente de glicólise. Ele fornece o grupo fosforil que é importante ao longo das etapas de glicólise descritas mais adiante.

ADP e ATP

É a conversão do trifosfato de adenosina (ATP) em difosfato de adenosina (ADP) que fornece energia nas mitocôndrias das células. Como esses nomes sugerem, o ADP contém duas moléculas de fosfato e o ATP contém três. Quando o ATP libera um de seus grupos fosfato para se tornar ADP, a energia que uma vez ligada ao fosfato se torna livre. Essa energia pode ser usada para impulsionar outras funções celulares.

Para recolocar o fosfato e, portanto, fornecer uma fonte futura de energia, precisamos produzir mais energia do que gastamos. Quando a glicose não estiver disponível, podemos converter lipídios em energia. Sem energia na forma de ATP, uma célula não pode funcionar e morrerá.

Onde ocorre a glicólise?

Se lhe perguntaram: “Onde ocorre a glicólise?”, Existe apenas uma resposta correta. No citoplasma celular.

A glicólise não descreve todo o processo de produção de energia na célula. É um passo inicial que precede o ciclo do ácido cítrico, onde o ATP é produzido em quantidades mais altas a partir de acetil-CoA-um derivado de piruvato.

Enquanto os estágios finais da respiração celular ocorrem dentro das mitocôndrias das células, a glicólise – como estágio inicial – não. A glicólise ocorre no citosol celular.

Etapas de glicólise aeróbica

As etapas de glicólise aeróbica e glicólise anaeróbica são as mesmas. Esse mecanismo não precisa de oxigênio e, portanto, existe na presença ou ausência de O2. Isso não pode ser dito de todo o processo de respiração celular, onde as vias anaeróbicas e aeróbicas diferem.

O processo de glicólise é dividido em dez etapas.

Etapa um: Fosforilação da glicose

O primeiro passo é a fosforilação da glicose. Aqui, o ATP libera um fosfato e se torna ADP. O fosfato liberado se liga ao oxigênio ligado ao sexto carbono da molécula de glicose. A glicose agora se torna glicose-6-fosfato (G6P)-um produto mais reativo que é incapaz de deixar a célula através da bicamada fosfolipídica graças ao grupo fosfato adicional.

A enzima que permite a fosforilação da glicose é a hexoquinase. A hexoquinase catalisa (acelera) a fosforilação em hexoses (açúcares com seis carbonos). Os íons magnésio carregados positivamente são essenciais para o processo, pois eles se ligam ao ATP e ADP durante a transferência do grupo fosfato com carga negativa. Isso permite que a hexoquinase faça seu trabalho sem obstáculos. MG2+ é um cofator de glicólise e é necessário para todos os seus processos de transferência de elétrons.

Etapa dois: isomerização de G6p

Um isômero é uma molécula com a mesma fórmula química, mas uma estrutura diferente. O átomo de oxigênio ligado ao primeiro carbono (C1) de G6P é transferido para o segundo carbono (C2). Isso altera a estrutura do glicose-6-fosfato. O resultado é um isômero, pois nenhum átomo foi adicionado ou retirado. Esse isômero é chamado de frutose-6-fosfato (F6P).

A enzima que ajuda a transferir o átomo de oxigênio e formar um isômero G6P é chamada fosfoglucoisomerase ou fosfato de glicose isomerase.

É possível reverter a isomerização e produzir G6p novamente; No entanto, isso ocorre apenas se quantidades de F6P forem extremamente altas. A mudança para a etapa três impede a reversão da isomerização G6P.

Etapa três: Fosforilação de F6p

Com a ajuda da enzima fosfofructoquinase, o F6P é fosforilado para produzir frutose-1,6-bisfosfato (F1,6dp). O bifosfato nos diz que outra molécula de ATP transferiu seu fosfato e se tornou ADP (na presença de íons magnésio). A energia produzida por essa reação, como na fosforilação da glicose, produz um pouco de calor. Dois grupos de fosfato carregados foram adicionados agora.

Etapa quatro: clivagem de F1,6dp

A clivagem refere-se à divisão da molécula de F1,6dp em dois açúcares-fosfato de di-hidroxiacetona (DHAP) e gliceraldeído-3-fosfato (gap). Como ambos os açúcares têm o mesmo número de carbono, oxigênio, hidrogênio e fosfato, mas têm estruturas diferentes, são isômeros um do outro. A estrutura do GAP permite que ela seja usada na etapa seis. O DHAP deve ser mais convertido na etapa cinco.

A enzima usada no processo de clivagem é chamada de difosfato de frutose aldolase.

Etapa cinco: Isomerização de DHAP

Conforme mencionado na etapa acima, o DHAP deve ser isomerizado no GAP, pois apenas o GAP é usado em estágios posteriores da glicólise. Isso ocorre sob a influência da enzima fosfotriose isomerase (triose fosfato isomerase).

A etapa cinco é o estágio preparatório final da glicólise e sinaliza o final do primeiro estágio. Este estágio usa duas moléculas ATP por molécula de glicose. Nenhum piruvato foi formado; No entanto, a glicose original de seis carbonos foi convertida em dois açúcares contendo apenas três carbonos cada.

Etapa Seis: Fosforilação Oxidativa de Gap

Agora, todos os açúcares de três carbonos são os mesmos, a segunda fase da glicólise pode começar. Este é um estágio de conservação de energia e não requer a conversão do ATP em ADP. A próxima fase também é conhecida como fase de pagamento da glicólise.

Dois eventos ocorrem durante a etapa seis. O fosfato livre não conectado ao ATP é usado na fosforilação do gap. Isso é possível pela enzima gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase (GAPDH). O GAPDH fixa a lacuna em uma estrutura na qual uma molécula de NAD+ coenzima, descrita sob um título anterior, pode oxidá -la. O NAD+ remove um íon hidrogênio carregado negativamente do GAP e é reduzido para NADH e H+. Isso torna as condições corretas para um fosfato livre para substituir o GAPDH ligado ao intervalo. O açúcar resultante é chamado de 1,3 difosfogliclicerato.

Nesta etapa, uma molécula de glicose produziu dois 1,3 Desavaxosfoglicerados, dois NADH e dois íons de hidrogênio carregados positivamente.

Etapa sete: transferência de fosfato para ADP

A energia agora pode começar a ser produzida. Através da enzima fosfogliceridade quinase, um grupo fosfato é transferido de 1,3 difosfoglicerado para ADP. Esta reação produz ATP e 3-fosfoglicerados. Para cada molécula de glicose, dois monossacarídeos menores são produzidos; portanto, esta etapa produz duas moléculas ATP para cada glicose que passa pela glicólise. Como em outros processos de fosforilação, os íons de magnésio são essenciais para impedir que as cargas negativas dos grupos fosfato afaste outros grupos de carga negativa.

No entanto, as etapas um e três exigiram duas moléculas ATP. Isso significa que o lucro líquido da energia é zero na etapa sete. Para gerar mais energia do que usa, o ciclo de glicólise deve continuar.

Etapa oito: isomerização de 3-fosfoglicerados

A enzima fosfogliceridade mutase (PGM) altera 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato. O número em frente ao nome do isômero mostra o qual o grupo fosforil de carbono está anexado. A PGM muda o grupo fosforil de seu lugar no terceiro carbono para o segundo. Nenhuma energia é necessária e nenhuma é produzida.

Etapa nove: desidratação de 2-fosfoglicerados

A desidratação descreve a perda de água. Uma molécula de glicose produz duas moléculas de água na etapa nove. Quando um oxigênio e dois átomos de hidrogênio são removidos do 2-fosfoglicerado sob a influência da enzima fosfopiruvato hidratase (enolase), torna-se fosfoenolpiruvato (PEP).

É a primeira vez que a palavra piruvato aparece na via de glicólise.

Etapa dez: transferência de fosfato para ADP

O estágio final da glicólise produz excesso de energia. A etapa dez é uma etapa geradora de energia. A enzima piruvato quinase remove o grupo fosfato no segundo carbono de cada PEP. O fosfato é transferido para ADP na presença de íons magnésio. Sem esse grupo fosfato, o PEP se torna piruvato.

São necessárias duas moléculas de ATP para fosforilar uma molécula de glicose e F6p. Após a divisão de F1,6DP em dois monossacarídeos menores, duas vezes duas moléculas ATP são produzidas durante o fosfato para as etapas de transferência de ADP – um total de quatro moléculas de ATP. Isso significa que toda molécula de glicose que sofre glicólise fornece o citosol a duas moléculas de ATP. Lembre -se de que a energia é produzida apenas quando o ATP libera fosfato para se tornar ADP – o ATP é, portanto, um armazenamento de energia.

Os produtos da glicólise de uma molécula de glicose são:

  • 2 x ATP
  • 2 x nid
  • 2 x piruvato

O piruvato é um componente essencial do ciclo do ácido cítrico. Este piruvato é quebrado para produzir acetil-CoA, a molécula central do ciclo Krebs. A glicólise é, portanto, o método pelo qual uma célula pode fabricar acetil CoA suficiente para produzir energia. Ao contrário da glicólise, o ciclo de ácido cítrico ou Krebs ocorre nas mitocôndrias e ocorre apenas na presença de oxigênio. No entanto, os componentes centrais são muito semelhantes, incluindo NADH, atividade enzimática, piruvato e ATP.

Enzimas de glicólise

Assim como existem dez etapas de glicólise, existem dez enzimas que aceleram o processo. As dez enzimas, em ordem de aparência na via da glicólise, são:

Bibliografia

Aparecer esconder

Rodwell VW, Bender D, Botham KM, Kennelly PJ, Weil A. (2018). Bioquímica ilustrada de Harper: Trinta e primeira edição. Nova York, McGraw Hill Professional. Puri D. (2020). Livro de Bioquímica Médica: Quarta Edição. Mumbai, Elsevier. Ditullio D, Dell’Angelica E? (2018). Fundamentos do curso médico de bioquímica e revisão da etapa 1. Nova York, McGraw Hill Professional.

  • Rodwell VW, Bender D, Botham KM, Kennelly PJ, Weil A. (2018). Bioquímica ilustrada de Harper: Trinta e primeira edição. Nova York, McGraw Hill Professional.
  • Puri D. (2020). Livro de Bioquímica Médica: Quarta Edição. Mumbai, Elsevier.
  • Ditullio D, Dell’Angelica E? (2018). Fundamentos do curso médico de bioquímica e revisão da etapa 1. Nova York, McGraw Hill Professional.

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado.