Via Glicolitica

Via Glicolitica

Conjunto das vias catabólicas, a partir das quais os organismos obtêm energia a partir da oxidação de uma molécula orgânica sendo o aceitador final de ele e protões életrons uma molécula inorgânica externa. Na respiração a glicose é o substrato mais comum. Os organismos oxidam a glicose na presença de oxigénio de acordo com a seguinte reacção: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energia. As vias metabólicas associadas à respiração ocorrem nas células das plantas e dos animais, gerando cerca de 38 moléculas de ATP por cada molécula de glicose oxidada. Nem toda a energia produzida é aproveitada, apenas cerca de metade é conservada sob a forma de energia química (ATP) e o resto é libertado sobre a forma de calor.

Nas células eucariotas as necessidades energéticas são maiores, e a presença de organelos como as mitocôndrias permitem uma oxidação completa do ácido pirúvico obtido na glicólise, originando compostos mais simples (água e dióxido de carbono) com libertação de energia. Esta via metabólica ocorre na presença de oxigénio e denomina-se respiração aeróbia.

O metabolismo aeróbico é bastante mais eficiente do ponto de vista energético que o metabolismo anaeróbico, partilham as primeiras reacções da glicólise e depois o metabolismo aeróbico continua a degradação do ácido pirúvico através do ciclo de Krebs e da fosforilação oxidativa, que decorre nas mitocôndrias das células eucariotas e no citoplasma das células procariotas.

A degradação oxidativa completa da glicose pode ser compartimentada em quatro etapas bioquímicas principais: a glicólise, a formação do acetil-CoA, o ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico ou dos ácidos tricarboxilicos) e a cadeia transportadora de electrões onde se dá a fosforilação oxidativa. Durante a respiração um composto orgânico (geralmente açúcar) é completamente oxidado formando CO2 e H2O. Na respiração aeróbia, o oxigénio molecular, O2 serve como aceitador final de electrões. Na respiração anaeróbia, o aceitador final de electrões pode ser o NO3- (ião nitrato), SO4- (ião sulfato), CO2 ou fumarato. Se o substrato oxidado durante a respiração for uma proteína então forma-se também amónia.

As bactérias, ao contrário das cianobactérias e dos eucariotas, possuem vias metabólicas alternativas à oxidação da glicose: a via oxidativa da pentose fosfato e a via de Entner-Doudoroff. Aqui apenas iremos reportar a glicólise.

Etapas da respiração aeróbia:

Glicólise

Via metabólica comum a todos os seres vivos consiste na oxidação incompleta da glicose em piruvato e ocorre no citosol de eucariotas e procariotas. A glicólise ocorre na presença ou ausência de oxigénio. Consiste em 10 reações que convertem a molécula de glicose com 6 átomos de carbono (6C) em duas moléculas de piruvato com 3C, com produção de 2 ATPs e redução de 2 NAD+ em NADH + H+. A glicólise pode ser divida em dois grupos de reações:

FASE DE ATIVAÇAO: em que é fornecida energia da hidrólise do ATP à glicose para que se torne quimicamente ativa e se de inicio a sua degradaçao.

FASE DE RENDIMENTO: Em que a oxidaçao dos compostos organicos permitem aproveitar energia liberada para a produçao de ATP.

As primeiras cinco reações são endoenergéticas, isto é, consomem energia.

1. O ATP transfere um grupo fosfato (P) para a glicose 6C, formando a glicose 6-P.

2. A glicose 6-P sofre um rearranjo da molécula, originando a isômera frutose 6-P.

3. Outro ATP transfere um P para frutose 6-P originando a frutose 1,6-P (ou frutose difosfato)

4. A molécula de frutose sofre rearranjo molecular (o anel benzeno abre) e a frutose 1,6-P origina duas moléculas diferentes de três carbonos – fosfato de diidroxiacetona e gliceraldeído 3P (ou ácido fosfoglicérico)

5. O fosfato de didroxiacetona sofre um rearranjo estrutural e forma-se o seu isômero, o ácido fosfoglicérico.

Resultado desta fase: 2 moléculas de ácido fosfoglicérico, 2 moléculas NADH + 2 H+

As seguintes 5 reações ocorrem em duplicado a partir das 2 moléculas de ácido fosfoglicérico

6. O ácido fosfoglicérico recebe um P cada e é oxidado, formando o 1,3 – bifosfoglicerato (conversão de um açúcar num ácido) e um NADH + H+ - é nesta reação de fosforização do substrato com fosfato inorgânico paralelamente com a oxidação e redução do NAD que resulta um ganho energético para a célula.

7. O 1,3 – bifosfoglicerato cede o grupo fosfato a 1 ADP, formando ATP e 3 – fosfoglicerato.

8. O grupo fosfato muda de local ao nível molecular no 3 – fosfoglicerato formando 2 – fosfoglicerato

9. O 2 – fosfoglicerato perde uma molécula de H2O, formando o fosfoenolpiruvato (PEP).

10. O PEP cede um P ao ADP, formando ATP e piruvato.

Resultado desta fase: 2 moléculas de piruvato, 2 H2O e 4 ATPs.

Formação do Acetil-coenzima A (AcetilCoA)

Na presença de oxigénio, o piruvato entra na mitocôndria, e é oxidado formando um composto de 2 carbonos, o acetato, com libertação de energia e CO2. Durante este processo o acetato liga-se a uma coenzima – coenzima A (CoA) – formando o acetil-coenzima A.

Os 3 passos:

1. piruvato é oxidado e forma acetato com libertação de CO2

2. a energia libertada na oxidação do piruvato é armazenada na reação de redução do NAD+ a NADH + H+

3. a molécula de acetato combina-se com a coenzima A formando o acetil-coenzima A.

Ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs é o conjunto de reações que conduz à oxidação completa da glicose. Ocorre na matriz da mitocôndria dos